古尔班通古特沙漠西南缘多枝柽柳生理特性对沙堆不同堆积阶段的响应

多枝柽柳作为干旱荒漠区重要的防风固沙灌木,其长期与风沙作用过程中形成了柽柳灌丛沙堆,在维持区域生态环境稳定及遏制沙漠蔓延方面发挥着重要作用。以古尔班通古特沙漠西南缘地区不同发育阶段沙堆上生长的多枝柽柳(Tamarix ramosissima)为研究对象,以空间序列代替时间序列的方法模拟沙堆堆积发育过程,揭示多枝柽柳生理特征对沙堆不同堆积发育阶段的响应及适应机制。结果表明:(1)在沙堆堆积发育过程中,多枝柽柳叶片相对含水量(RWC)及自由水/束缚水(Vs/Va)均呈先上升后下降的变化,其中,在增长阶段沙堆上最高,衰退阶段沙堆上最低,水分饱和亏(WSD)则呈相反趋势;组织含水量(TWC)呈逐渐上升的变化,清晨水势(Ψ_(PD))及正午水势(Ψ_(MD))呈逐渐降低的变化。(2)在沙堆堆积发育过程中,多枝柽柳的光合有效辐射(PAR)、叶片温度(TL)、光合电子传递速率(ETR)以及调节性能量耗散[Y_((NPQ))]日变化均呈先上升后下降的变化,衰退阶段沙堆上多枝柽柳各参数的日均值最大;各发育阶段沙堆上多枝柽柳的非调节性能量耗散[Y_((NO))]日变化均呈先下降后上升的变化,实际光化学效率[Y_((II))]日变化均呈“N”型,且Y_((II))日均值大小依次为增长阶段沙堆(0.489)>稳定阶段沙堆(0.463)>雏形阶段沙堆(0.455)>衰退阶段沙堆(0.439)。(3)气温(TEMP)和PAR与叶片Y_((II))均呈显著负相关,与ETR均呈显著正相关;Y_((II))与ETR、Y_((NO))与Y_((NPQ))均呈现显著负相关;PAR、TEMP是影响不同堆积阶段沙堆上多枝柽柳生理特性的主要环境因子。综合分析表明,在沙堆堆积发育过程中,多枝柽柳可通过调节光合作用和水分利用之间的协同关系来响应微环境的变化,从而减少其脱水风险以实现最大程度资源利用。

柽柳再生和转化体系的建立及瞬时转化TcSYP121基因功能分析

【目的】建立柽柳再生及遗传转化体系并分析瞬时转化柳树突触融合蛋白(TcSYP121)基因功能,为筛选柽柳分子抗性育种候选基因及盐碱土的改良和生态修复提供理论参考。【方法】通过单因素筛选最佳外植体、消毒处理、各阶段(初代、分化、增殖和生根)的培养基类型及激素浓度建立柽柳再生体系;通过正交试验分析影响转化体系的4个因素(预培养时间、侵染时间、共培养时间和农杆菌浓度);通过PCR扩增及电泳结果验证柽柳转化体系;瞬时转化TcSYP121基因获得过表达植株(OE)和病毒诱导的基因沉默植株(VI),进行表型观测、植物超氧阴离子染色液(NBT)和二氨基联苯胺法(DAB)染色并测定盐腺直径和盐腺密度、叶绿素含量、超氧化物酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性及TcSYP121基因相对表达量,分析TcSYP121基因的功能。【结果】最优外植体为柽柳嫩茎段,最适宜次氯酸钠(NaClO)消毒浓度为5%,最佳消毒时间为5 min,最适合的初代培养基为MS培养基,最佳分化培养基为MS+1.0mg/L6-BA+0.1mg/LNAA,最佳增殖培养基为MS+1.5mg/L6-BA+0.1mg/LIBA,最佳生根培养基是1/2MS+0.5mg/L IBA。转化体系中正交试验结果为最佳预培养时间是2 d,最佳侵染时间是5 min,最佳共培养时间是2 d,最佳农杆菌浓度OD600为0.8,抗生素头孢霉素(Cef)浓度为300 mg/L,卡那霉素(Kan)筛选压为30 mg/L。PCR扩增及电泳结果显示,利用该遗传转化体系可获得阳性转基因植株。瞬时转化TcSYP121基因柽柳的耐盐功能分析结果显示,在盐胁迫下,VI和对照(CK)柽柳中叶绿素含量显著下降(P<0.05),而OE下降不显著(P>0.05);OE柽柳SOD和POD活性均高于VI与CK,且OE中Tc SYP121基因的相对表达量高于CK和VI。【结论】建立了柽柳的再生体系和遗传转化体系,通过对柽柳进行瞬时转化获得过表达和沉默表达柽柳,证实TcSYP121基因能够提高柽柳耐盐性。

塔里木河下游生态输水对柽柳种群适应更新影响的研究进展

塔里木河是我国最大的内陆河,其流域自上游至下游形成了以水为纽带的多元自然生态,但因地处干旱区,流域内生态脆弱,曾一度随着中上游地区人口增多与耗水的增加,大幅挤占下游生态用水,导致塔里木河下游常年断流,生态环境恶化,土地沙化严重。从2000年开始,我国大力实施生态输水工程,连续20年向塔里木河下游进行了人工间歇性输水,使下游地下水位明显抬升,荒漠河岸植被和物种多样性显著提高,对塔里木河下游生态系统的恢复和可持续贡献巨大。文章综述了生态输水工程实施以来,关于塔里木河下游柽柳种群的适应性更新和生理生态响应的大量研究,紧扣柽柳幼苗生长适应的特点和下游水盐胁迫的现实情况,探讨了塔里木河下游柽柳种群幼苗发生与生态输水漫溢的关系,分析了下游柽柳种群实生更新困难的原因,并在此基础上提出“强弱交替”的输水模式建议,以期更加有效地利用输水漫溢实现塔里木河下游柽柳种群实生更新的规模化,从繁殖生态学的角度降低种群衰退的风险,从而增强荒漠河岸生态系统的稳定性。

不同浓度IBA对3种柽柳嫩枝扦插效果的影响

柽柳属(Tamarix)植物具较强的固沙、抗旱和耐盐碱性,本研究以细穗柽柳(Tamarix lepto‐stachya)、柽柳(Tamarix chinensis)、多枝柽柳(Tamarix ramosissima)3种柽柳为研究对象,选择其当年生半木质化枝条为插穗,通过开展不同浓度的吲哚丁酸(IBA)处理试验,利用隶属函数法对3种柽柳扦插成活率、平均新枝长及苗高等指标进行综合评价,研究IBA浓度对3种柽柳扦插效果的影响,为柽柳扦插繁育提供参考。结果表明:不同浓度IBA处理后3种柽柳扦插成活率、平均新枝长、苗高均存在显著差异(P<0.05),其中成活率为多枝柽柳(68.75%)>细穗柽柳(63.89%)>柽柳(36.09%),平均新枝长及苗高均以柽柳最高,为14.12 cm和17.04 cm。3种柽柳嫩枝扦插所适用的IBA浓度存在差异,细穗柽柳、多枝柽柳采用500 mg.L^(-1)处理,即可达到较好的综合扦插效果,而柽柳需采用1000 mg.L^(-1)。

盐地柽柳(Tamarix karelinii Bunge)的传粉生物学特征及传粉能力差异

【目的】研究盐地柽柳(Tamarix karelinii Bunge)的传粉生物学特征及传粉能力差异。【方法】以盐地柽柳Tamarix karelinii Bunge为研究对象,设置野外定点观测,记录花部形态特征、开花动态、传粉昆虫种类及其传粉行为特征,运用离心法测得花蜜含糖量,TTC法测定花粉活力,MTT法测定柱头可授性,显微计数统计传粉昆虫的携粉量。【结果】盐地柽柳的种群花期约58 d,单花花期为3 d,在单花花期内花粉与柱头均具活性,且开花首日两者活性最高;意大利蜂Apis mellifera、稀刻淡脉隧蜂Lasioglossum albescens、长尾管蚜蝇Eristalis tenax、大灰优食蚜蝇Eupeodes corollae及丝光绿蝇Lucilia sericata为主要传粉昆虫,其中稀刻淡脉隧蜂的访花频率最高,意大利蜂在个体数量、单花停留时间及携粉能力方面占据绝对优势;一天中14:00~16:00花蜜的含糖量最高,该时间段与上述传粉昆虫的访花高峰相吻合。【结论】盐地柽柳具有适应于虫媒传粉的花部综合特征,其泛化的传粉系统适合膜翅目及双翅目昆虫为其传粉,其中意大利蜂的传粉能力最强。

塔克拉玛干沙漠腹地柽柳年轮宽度对地下水埋深的响应

【目的】柽柳作为干旱荒漠生态系统的典型物种,研究其年轮宽度对地下水响应的保护有重要价值。【方法】研究基于沙漠腹地达理雅博依绿洲地下水埋深资料,利用年轮测定方法分析不同地下水埋深状况下柽柳年轮宽度的变化,探讨其与地下水埋深变化的关系。【结果】样地一地下水埋深随时间逐年增加,埋深范围是1.2~2.6 m,柽柳的年轮宽度在2001-2020年呈显著增加趋势,变化范围为0.98~5.80 mm,年轮宽度年际间差异显著;样地二地下水埋深随时间增长呈现先增加后减小的趋势,埋深范围是2.7~4.5 m,柽柳年轮宽度在1977-2020年整体呈正弦函数变化,范围为1.46~4.41 mm,年轮宽度年际间差异性不显著;样地一柽柳标准年表振幅范围是0.502~1.641,大于样地二柽柳标准年表振幅范围为0.577~1.331。【结论】样地一地下水埋深向着柽柳生长适宜的范围增加时,有利于柽柳的生长,表现为年轮宽度增加,样地二的柽柳年轮宽度变化和地下水埋深之间无显著相关性。

基于最大熵模型的刚毛柽柳(Tamarix hispida)潜在分布区预测

基于刚毛柽柳的分布数据以及19种气候因子数据,使用最大熵模型(MaxEnt)预测了刚毛柽柳在我国的潜在分布格局,为我国西北干旱盐碱地区生态修复建设提供科学依据。结果表明:刚毛柽柳的高度适宜生长区主要分布在新疆塔里木盆地、准噶尔盆地、库木塔格沙漠地区、甘肃西部、内蒙古阿拉善高原以及青海柴达木地区,降水因子对刚毛柽柳潜在分布影响最大。模型ROC曲线的AUC值为0.936,表明最大熵模型对刚毛柽柳的潜在分布预测精度和准确性较高,结果较为可靠。

基于多元统计法的柽柳枝叶中游离氨基酸品质评价研究

【目的】探明和评价柽柳枝叶中游离氨基酸质量状况,并筛选出优良种质资源。【方法】以12份柽柳嫩枝叶为材料,采用高效液相色谱检测其氨基酸组分,通过描述性统计分析、相关性分析、主成分分析和隶属函数值分析等多种统计学方法评价柽柳游离氨基酸质量。【结果】12份柽柳嫩枝叶中均至少含有17种游离氨基酸,且含有7种必需氨基酸,总氨基酸含量803.21~1769.06 mg/kg,平均含量为1196.24 mg/kg。其中必需氨基酸含量143.42~361.61 mg/kg,平均含量为226.60 mg/kg;甜味氨基酸含量为481.08~1279.89 mg/kg,平均值为715.39 mg/kg;苦味氨基酸含量范围为117.41~341.62 mg/kg,平均值为181.38 mg/kg;鲜味氨基酸含量为159.90~374.71 mg/kg,平均值为242.06 mg/kg;芳香族氨基酸含量为22.83~118.58 mg/kg,平均值为48.93 mg/kg;药用氨基酸含量为315.34~634.78 mg/kg,平均值为472.81 mg/kg,支链氨基酸含量为49.40~107.90 mg/kg,平均值为68.51 mg/kg。相关性分析显示,有33对氨基酸指标间呈极显著相关(P<0.01),17对指标间呈显著相关(P<0.05)。主成分分析显示,前6个主成分累计贡献率为90.382%。通过隶属函数值法对12份柽柳氨基酸质量进行综合评价,排名前4位的为长穗柽柳、甘肃柽柳、多枝柽柳和甘蒙柽柳(甘肃),后4位的为山川柽柳2、中国柽柳、多花柽柳和细穗柽柳,其他居中。【结论】利用主成分和隶属函数法可以评价不同柽柳间游离氨基酸的综合质量,其中长穗柽柳、甘肃柽柳、多枝柽柳、甘蒙柽柳(甘肃)等为较优良的种质资源。

柽柳离体无性繁殖研究

本研究以柽柳嫩茎为材料,分析不同植物生长物质对柽柳不定芽诱导以及生根的影响,结果表明,在MS+1.00 mg/L 6-BA+0.01 mg/L NAA培养基中不定芽诱导率最高,且较为健壮;1/2 MS为不定芽生根最适培养基。基于试验研究,建立了柽柳高频离体无性繁殖体系,为柽柳的规模化种植以及优良品种的选育提供参考。

柽柳扦插育苗技术研究

重点探讨柽柳扦插育苗技术,包括插穗选择与处理、扦插基质配比、扦插环境条件、扦插时间和密度以及生根促进技术。通过系统研究和优化这些关键环节,旨在提高柽柳扦插育苗的成活率和加快其生长速度,从而更有效地利用柽柳的生态和经济价值。该技术的改进和创新将为柽柳苗木规模化生产和应用奠定基础。

古浪县沙区柽柳植苗造林及人工平茬复壮技术研究

柽柳作为古浪县的乡土树种,在造林中被广泛应用。本文对古浪县八道沟民调渠沿线柽柳在春、秋两季采用3种不同旱作植苗造林技术的成活率、保存率以及有关生长量进行统计分析,结果显示:古浪沙区柽柳治沙造林时间选择秋季为佳,采用前期设置草方格固定沙丘,然后进行落水栽植的造林技术,柽柳的保存率及生长势最好;在沙漠腹地及交通不便的地区建议采用泥浆蘸根技术。对民调渠沿线7年生柽柳林在不同时间进行平茬,通过对4个生长量指标进行分析,发现在古浪沙区对柽柳进行平茬,可以达到复壮目的,且最佳平茬时间为12月中旬,最佳平茬高度为30~35 cm。

兰州市金塔柽柳育苗造林技术

自2019年起,黄河流域生态保护和高质量发展已上升为国家战略,加快黄河流域造林绿化成为生态修复及综合治理的重要组成部分。兰州市地处黄河中上游,干旱缺水问题突出,要高质量实施造林绿化工程,必须选用适宜的抗旱树种。近年来,兰州市林业部门已引进抗干旱、耐盐碱能力极强的红花彩色金塔柽柳,在兰州不同区域、不同地类进行造林试验,均取得了良好的造林绿化效果和生态景观效果。为加快这一树种的大面积推广,本文以黄河流域生态修复工程为基础,总结了金塔柽柳在兰州市的育苗造林技术,以期为相关工作人员提供参考。

柽柳(Tamarix spp.)和梭梭(Haloxylon ammodendron)的“肥岛”效应

灌丛"肥岛"是全球干旱生态系统中的普遍现象,其发生和发展对干旱灌木、草原生态系统的结构和功能都具有重要影响,但其物种效应容易得到忽视。对准噶尔盆地南缘柽柳(Tamarix spp.)和梭梭(Haloxylon ammodendron)这两种不同地表形态灌木的冠下、冠缘和灌丛间地3种生境的土壤进行了采样、分析,结果表明:(1)柽柳和梭梭都存在"肥岛"现象,主要表现在土壤表层,其土壤性状与"岛"外土壤的差异随土壤深度增加而减弱;(2)生物性限制土壤养分由"岛"内向外梯度递减,而非生物性限制土壤要素可能高于、也可能低于"岛"外土壤,或者两者无显著差异;(3)从"肥岛"的空间尺度来看,柽柳"肥岛"的水平范围可能超出了本身冠幅覆盖区,而梭梭"肥岛"要小于本身冠幅覆盖区,其深度亦小于柽柳"肥岛";(4)相对于不同土壤要素而言,即使是同一物种,其"肥岛"也具有不同的空间范围。总的来看,研究区灌丛"肥岛"的发育具有明显的物种效应,相对梭梭而言,柽柳"肥岛"发育更广、更深,养分聚集更明显,其原因主要是柽柳的半球型树冠更利于保护和捕获凋落物,而较多的凋落物输入与土壤结构和土壤养分间的正反馈机制使柽柳冠下加速的生物地球化学循环能达到更广、更深的范围。灌丛"肥岛"的发育是干旱景观中生物过程与物理过程交互作用的产物,全面揭示其形成机理,探讨其对干旱生态系统结构、功能与动态的影响,需要更系统的研究。

新疆主要柽柳属植物(Tamarix L.)的生态类型划分与生境相似性研究

研究了新疆柽柳属植物的生态类型和生境相似性。根据水、盐两个环境因子 ,将新疆柽柳属植物的生境划分为高水位—低盐组、中高水位—中低盐组、高水位—中盐组、高水位—高盐组、低水位—低盐组和低水位—中盐组六个生境类型组。其下 ,按照土壤类型又划分成次一级共十个生境类型。此外 ,分析了新疆十种柽柳属植物生境相似性 ,使用聚类分析从土壤类型学角度又将新疆柽柳属植物初步确定出河谷河滩沙砾质新积土型、盐化草甸土型、风沙土型、典型盐土型和泛生境型五个基质生态类群。

埃及中国柽柳(Tamarix chinensis)解剖结构研究

中国柽柳(Tamarix chinensis)属于盐生植物。本文采用石蜡切片法对于分布于埃及红海岸的中国柽柳的茎、叶的解剖结构进行了观察和对比分析。结果表明:埃及中国柽柳具有显著的盐生植物结构特征,突出表现在:叶的表皮细胞外覆有发达的角质层,气孔下陷,形成气孔室;茎、叶的表皮上有盐腺;茎、叶的表皮内侧为栅栏组织细胞层,细胞内有较多的叶绿体。

不同土壤水分条件下沙生柽柳(Tamarix taklamakanensis)的生理生化特征及适应性

沙生柽柳(Tamarix taklamakanensis)是我国特有种,是塔里木盆地流动沙丘上最抗旱树种,对固沙造林和荒漠化防治起到非常重要的作用。通过测定沙生柽柳种群在3种不同生境(沙漠公路绿化带、河床砾质荒漠、流动沙丘)的叶片含水量、叶绿素含量、抗氧化酶活性及渗透调节物质含量,探讨了沙生柽柳在不同生境下的生理生化特征及对荒漠极端干旱环境的适应机制。结果表明:随着土壤干旱程度的加剧,沙生柽柳叶片相对含水量逐渐下降;超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性、总抗氧化能力(T-AOC)逐渐升高;过氧化氢酶(CAT)与硝酸还原酶(NR)活性逐渐降低;种群叶片内可溶性蛋白呈上升趋势。在最为干旱的流动沙丘,种群叶片叶绿素a含量、可溶性糖含量最高。在干旱胁迫条件下,沙生柽柳种群主要通过增高SOD活性、POD活性、总抗氧化能力及降低过氧化氢酶(CAT)、硝酸还原酶(NR)含量以维持活性氧代谢平衡;同时,通过大量积累渗透调节物质可溶性糖、可溶性蛋白、丙二醛以维持高渗透调节能力抵御干旱环境胁迫。

柽柳(Tamarix androssowii)Tadir基因的克隆及分析

在柽柳cDNA文库测序中获得了Tadir基因的全长cDNA序列,去除PolyA后,该基因全长724bp。其中5′非翻译区26bp,3′非翻译区143bp,开放阅读框(ORF)长555bp,编码184个氨基酸。基因编码蛋白的分子量为19.69kD,理论等电点为6.96。疏水性分析表明,蛋白的前41个氨基酸为亲水性的。该基因的Genbank登录号为DQ462418(基因),ABE73781(蛋白)。实时荧光定量PCR分析结果表明,0.4mol·L-1NaCl和NaHCO3胁迫后该基因表达量发生变化,其可能与柽柳的耐盐性有关。

刚毛柽柳(Tamarix hispida)种子萌发特性的研究

目的:研究温变周期、盐分和储藏时间对刚毛柽柳种子萌发的影响。方法:利用不同温变周期,不同浓度NaCl溶液,储藏时间等处理对刚毛柽柳种子进行萌发试验,测定其萌发率和萌发速度。结果:在5/15℃、5/25℃1、5/25℃和25/35℃(暗/光=12h/12h)四个温变周期下,刚毛柽柳种子的萌发率均大于90%;在5/25℃、15/25℃和25/35℃三个温变周期下,刚毛柽柳种子萌发迅速,初始萌发时间均仅为10h;低浓度的NaCl溶液(≤0.60mol/L)促进种子萌发,高于1.00mol/L浓度的NaCl溶液抑制种子萌发,当浓度增高至1.40mol/L时,种子萌发率降低为0;将在NaCl溶液中处理8d未萌发的种子转移至蒸馏水中后,原来较高浓度(≥0.80mol/L)处理的种子具有较高的萌发恢复率(>70%);种子寿命约11个月。结论:温变周期25/35℃(暗/光=12/12h),低浓度的NaCl溶液(≤0.60mol/L)最适宜刚毛柽柳种子的萌发。

在古尔班通古特沙漠中柽柳(TAMARIX spp.)群落的侵移与更新研究

柽柳(Tamarix spp.)在荒漠的非河岸区自然侵移现象已被发现。生长季偶发大雨引起暂时性积水,在土层结构和种源的适当配合下,有可能引起柽柳的自然发生过程。这种机遇较少出现。故实生苗群数量较少,年龄结构亦非连续性。但植丛寿命长,在漫长生活周期中,这种机遇终将出现,如无人为因素干扰,这类植丛将能持续地补充幼体而实现更新。

黄河兰州段湿地土壤与甘蒙柽柳叶片碳氮磷生态化学计量特征

【目的】通过分析优势植物甘蒙柽柳在黄河兰州段湿地不同地段条件下土壤与叶片生态化学计量特征,探讨甘蒙柽柳的生态适应性及其生长的限制因子,为湿地植物甘蒙柽柳的管理、生态保育提供理论依据。【方法】在黄河兰州段自西到东选择4个典型样点,即西固兰高集团附近黄河边湿地(I)、银滩湿地公园(Ⅱ)、寓言故事园附近黄河边湿地(Ⅲ)及雁滩滩尖子湿地公园(Ⅳ),研究土壤与甘蒙柽柳叶片生态化学计量特征的变化。【结果】黄河兰州段湿地土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)含量平均值分别为10.66、0.16、0.24 g/kg,C、N、P含量自西到东均依次降低,C∶P、C∶N和N∶P则基本相反,其中样点Ⅰ的P含量显著高于其他样点,样点Ⅳ的C∶P显著高于其他样点。甘蒙柽柳叶片C、N、P含量平均值分别为364.60、29.95、1.02 g/kg,不同样点甘蒙柽柳叶片C含量无明显差异,N和P含量自西到东依次降低,C∶N、C∶P和N∶P则相反,其中样点Ⅰ的N、P含量显著高于其他样点。相关分析表明,土壤的C、N、P含量呈显著正相关,甘蒙柽柳叶片的N、P含量呈显著正相关,土壤和甘蒙柽柳叶片之间的N、P含量及C∶P、N∶P分别均呈显著正相关。各样点甘蒙柽柳叶片N∶P>20。【结论】黄河兰州段湿地甘蒙柽柳生长受到P限制。建议在湿地养护管理中加强植物群落结构调整及凋落叶归还等措施以改善其养分限制状况。