高寒草地紫花针茅拮抗内生细菌263ZY2的功能测定及其鉴定

【目的】为获得优良的紫花针茅内生细菌菌株并探究其生物功能,同时丰富高寒地区生防菌资源。【方法】采用传统微生物分离培养法,从东祁连山高寒草地紫花针茅体内分离得到一株内生细菌263ZY2,对其抑菌、分泌吲朵乙酸(IAA)、固氮和溶磷能力进行了测定,并通过16S rDNA序列分析及对形态学特征进行了鉴定。【结果】菌株263ZY2对马铃薯坏疽病菌Phoma foveata、枯萎病菌Fusarium avenaceum和炭疽病菌Colletotrichum coccodes的拮抗能力均在60%以上,且具有良好的固氮能力;在含和不含色氨酸的King氏培养基中分泌IAA的量分别为10.07 mg/L和12.32 mg/L;在PKO培养基中有明显的溶磷效果,其溶磷能力达13.46 mg/L;在NA培养基平板上,菌落大小为2 mm,圆形,边缘整齐,表面光滑,干燥,中间隆起,呈奶白色,菌体杆状,大小为1.45×0.38~3.85×0.78μm,革兰氏阳性。16S rDNA序列在GenBank中登录号为KF831365.1。【结论】结合形态特征和16S rDNA基因序列同源性分析,将263ZY2鉴定为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis),且其具有良好的抑菌、固氮、溶磷和分泌IAA能力。

放牧对藏北紫花针茅高寒草原植物群落特征的影响

基于放牧试验,研究了不同放牧强度下藏北地区紫花针茅(Stipa purpurea)高寒草原植物群落特征的变化规律。结果表明,随着放牧强度的增强,植物群落盖度、地上生物量均呈现显著降低的趋势;紫花针茅等禾草类植物的重要值逐渐降低,莎草类中青藏苔草(Carex moorcroftii)、牲畜不喜食的杂类草及有毒有害植物均有增加的趋势;如果持续过度放牧,植物群落表现出由紫花针茅等禾草为建群种的草地型向青藏苔草(Carex moorcroftii)、杂类草(Herbarum variarum)草地型过度的趋势;在中度放牧强度下,紫花针茅高寒草原α物种多样性达到最高水平,而继续增强放牧强度,则造成各项指标的迅速降低。

江河源不同区域紫花针茅草原群落特征

选择江河源区玛多、曲麻莱、同德3地区的典型紫花针茅(Stipa purpurea)草原为研究对象,采用样线和样方相结合的方法调查群落,初步分析了江河源区紫花针茅草原的群落特征。结果表明:1)所调查紫花针茅草原群落是物种组成比较简单、北温带分布的属为主体的草原群落。2)所有样线经聚类分析可归为3个群落类型:紫花针茅+二裂委陵菜(Potentilla bifurca)群落(Ⅰ)、紫花针茅+高山嵩草(Kobresia pygmaea)群落(Ⅱ)、紫花针茅+川青早熟禾(Poa indattenuata)群落(Ⅲ),且各群落分布于不同区域。虽然这3个群落类型都是典型的紫花针茅群落,但各自的群落结构还是存在一定差异,群落相似性分析结果表明群落Ⅰ和Ⅱ的相似性较高,群落Ⅰ和Ⅲ的相似性较低。3)紫花针茅草原的群落分布呈现出小尺度区域同质性和大尺度异域异质性的特点。4)所调查紫花针茅草原群落的均匀度指数、Shannon-Wiener指数和Simpson指数间以及它们和纬度间均呈显著相关。各α多样性指数在3个地区的群落间表现出基本一致的变化规律,按均匀度指数、Shannon-Wiener指数和Simpson指数从大到小的顺序依次是:群落Ⅱ>群落Ⅲ>群落Ⅰ。

青海巴滩地区紫花针茅草原群落种间联结研究

种间联结能够反映群落中物种之间的交互作用,在群落结构功能研究中占有重要位置。在1 m×1 m样方尺度上研究了紫花针茅Stipa purpurea草原群落中出现频率较高的14个物种之间的交互联结性。结果表明紫花针茅草原群落总体种间关联性为负相关,种对间没有显著相关性。群落尚处在演替初期阶段,或群落受到外界严重干扰。群落中的物种间不可能形成一种稳定、协调的搭配关系和对环境资源的最佳利用状态,群落中植物种对间搭配关系表现出偶然性和随机性。

青海高原紫花针茅草原群落数量分类与排序

紫花针茅草原是青藏高原高寒草原中分布面积最大、最重要的群落类型。该文选择青海高原典型紫花针茅草原为研究对象,在大量群落学调查的基础上,采用双向指示种分析(TWINSPAN)和典范对应分析(CCA)等多元数量分析方法研究了青海高原紫花针茅草原群落的数量分类。结果显示:(1)所调查的紫花针茅草原是物种组成相对较简单、菊科和禾本科植物最多、北温带分布的属为主体的草原群落。(2)青海高原紫花针茅草原的90条样带可划分为8个群丛类型:紫花针茅+川青早熟禾群丛、紫花针茅+矮嵩草群丛、紫花针茅+多枝黄芪群丛、紫花针茅+高山嵩草群丛、紫花针茅+二裂委陵菜群丛、紫花针茅+沙生凤毛菊群丛、紫花针茅+弱小火绒草群丛、紫花针茅+梭罗草群丛。(3)影响青海高原紫花针茅草原群丛分布的主要环境因子是空间因子(海拔、经度、纬度)和热量因子(温度),其次是湿润度、降雨量等水分因子。(4)对于紫花针茅草原群落内部的群丛划分,CCA可以补充矫正TWINSPAN等级分划,使分类结果更符合实际生态意义,更清晰地反映群丛类型与环境梯度之间的关系。

沱沱河地区紫花针茅群落种间联结性分析

基于方差比率(VR)、χ2检验和Jaccard指数对沱沱河地区紫花针茅群落12个主要种的种间联结性进行了分析。结果表明,紫花针茅群落优势种多物种间显著正关联,存在稳定共存的种间关系。建群种与其它物种间联结性不显著,在群落中能够稳定存在并占据优势生态位,群落处于植被演替过程的一个相对稳定的阶段。伴生种或次优势种之间联结显著,在群落中表现出很强的依赖性,分布易受其它物种的影响,在群落中不能稳定存在且只占据劣势生态位。根据种间联结性的分析结果,将紫花针茅群落分为2个不同的生态种组,但这2个生态种组并不具有明显的界限,它们之间存在着直接或间接的联系。

退化程度对紫花针茅花期种群构件生长及生物量分配的影响

以新疆巴音布鲁克高寒草原建群种紫花针茅种群为研究对象,采用野外调查和室内分析相结合的方法,分析了退化程度对紫花针茅种群构件形态生长和生物量分配的影响。结果表明:随着退化程度的增加,紫花针茅种群高度和个体生物量显著降低(P<0.05),分蘖节和茎的直径呈现增加的趋势,而根长、茎长、叶长、花序长呈现减少的趋势。未退化草地生物量分配趋势为营养分配>繁殖分配>贮藏分配,而退化草地为营养分配>贮藏分配>繁殖分配。紫花针茅花序生物量与个体生物量呈显著线性正相关关系(P<0.05),随着退化程度的增加,花序生物量的增长速率显著降低。紫花针茅种群在不同退化程度的草地中具有较强的形态可塑性。

青海湖地区紫花针茅草原群落特征

选择青海湖地区典型紫花针茅草原作为研究对象,以大量的样方调查为基础,采用等级聚类、TWINSPAN(two-way indicator species analysis)、DCA(detrended correspondence analysis)、CCA(canonical correspondence analysis)、物种多样性,相关分析等多元数量分析方法,系统研究了紫花针茅草原的群落特征、物种多样性、群落与环境因子的关系。结果表明,所调查的紫花针茅草原是物种组成相对较简单、菊科和禾本科植物最多、北温带分布的属为主体的草原群落。青海湖地区的紫花针茅草原群落可分为4个群丛类型:紫花针茅+多枝黄芪群丛,紫花针茅+矮嵩草群丛,紫花针茅+西北针茅群丛和紫花针茅+川青早熟禾群丛。影响青海湖地区紫花针茅草原群丛分布的主要环境因子首先是以年均降雨量和年均温为代表的气候因子,其次是土壤水分、有机质和全氮磷钾等土壤因子。该区紫花针茅草原群丛均匀度指数和Simpson指数的变化趋势基本一致,紫花针茅+川青早熟禾群丛是各群丛中最高的。物种丰富度受气候和土壤因子的影响大,但Simpson指数和均匀度指数与所调查的所有环境因子都没有显著相关性。本研究揭示了紫花针茅草原群落的内在规律,对维护青海湖地区生态系统平衡具有重要意义。

藏北高寒草原紫花针茅根系碳氮磷生态化学计量学特征

植物碳（C）、氮（N）和磷（P）元素平衡是当前生物地球化学循环和全球变化生态学研究的热点和焦点.以往关于植物营养元素的研究多集中于植物叶片水平,而对植物根系元素的研究较少.为此,沿藏北高寒草原安多-那曲-班戈-申扎-尼玛-改则-革吉-噶尔样带,在34个样点采集优势物种紫花针茅（Stipa purpurea）根系样品,分析其C、N和P元素含量及其相互比值与环境因子的关系.研究结果显示：紫花针茅根系C、N和P含量变化范围分别为357.17 ～458.99 mg/g,6.49 ～ 16.42 mg/g,和0.22 ～ 0.77 mg/g;紫花针茅根系N含量与全球植物根系平均值基本一致,但是其根系P含量低于全球平均值;紫花针茅根系C∶N∶P生态化学计量学特征受纬度、经度、生长季降水量、土壤磷含量的影响较为显著,而海拔、生长季均温和土壤氮含量对其影响则不显著.紫花针茅通过对高寒环境因子的长期适应,其根系C∶N∶P生态化学计量学特征已经形成了一定的空间分布格局.研究结果有助于揭示极端环境下植物对营养物质的分配和利用策略,为应对未来气候变化对高寒生态系统的影响提供参考.

长江源区紫花针茅草原群落数量分类与排序

选择长江源地区典型的紫花针茅草原作为研究对象,以大量的群落学样方调查为基础,采用TWINSPAN、DCA、物种多样性,相关分析等多元数量分析方法,系统研究了紫花针茅草原的群落特征、物种多样性、群落与环境因子的关系。结果表明:(1)所调查的紫花针茅草原是物种组成相对简单、菊科和禾本科植物最多、北温带分布属为主体的草原群落;(2)长江源区紫花针茅草原群落可划分为四个群丛类型:紫花针茅+密丛棘豆群丛,紫花针茅+梭罗草群丛,紫花针茅+伊凡苔草群丛,紫花针茅+弱小火绒草群丛;(3)影响群丛分布的主要环境因子首先是海拔、经纬度等空间因子,其次是湿润度、降雨量等水分因子的影响;(4)紫花针茅+伊凡苔草群丛的物种多样性是研究区四个群丛中最高的。Simpson指数和均匀度指数受海拔、经纬度、平均降雨量、均湿润度等环境因子影响显著。该研究揭示了紫花针茅草原群落的内在规律。

青藏高原高寒草地优势禾草—紫花针茅内生真菌分离和鉴定

紫花针茅作为青藏高原高寒草原群落中主要优势禾草之一,关于该植物所感染禾草内生真菌的形态和分类研究尚未见报道。本研究采用分离培养获取不同样点的紫花针茅内生真菌菌落,利用特异性引物克隆紫花针茅内生真菌序列,并与Genbank中下载的序列共同构建系统进化树。结果表明,青海省紫花针茅样品带菌率高达100%,而其他区域样品均不带菌。分离的内生真菌菌落从菌落形态、生长速度及分生孢子形态等特征均与Epichloё属内生真菌的形态特征相似。系统进化关系表明,它们分别与北美洲竖针茅体内无性态内生真菌Epichloёchisosa、醉马草内生真菌Epichloёinebrians及甘肃内生真菌Epichloёgansuensis具有较近的亲缘关系,进一步说明紫花针茅所感染内生真菌与宿主间未体现出严格的宿主特异性。

长江源区紫花针茅高寒草原优势植物化学元素含量特征

分析了长江源区紫花针茅草原的土壤和17种优势植物中15种元素的自然含量特征。植物中>1 000μg.g^(-1)的元素有Ca和Na,100～1 000μg.g^(-1)的元素有K、Mg、Mn、Fe、Li和Sr,10～100μg.g^(-1)的元素有Zn、Cu和Cr,<10μg.g^(-1)的元素有Ni、Co、Pb和Cd。土壤中各元素含量的顺序为Ca>Fe>Mn>Mg>K>Li>Na>Sr>Cr>Zn>Cu>Ni>Co>Cd>Pb。植物和土壤中元素含量特点是Ca>K型。植物对于土壤元素的吸收能力大小顺序是:Na>Sr>K>Zn>Mg>Ni>Pb>Cu>Mn>Ca>Li>Co>Cd>Fe>Cr,植物对于Na吸收系数达到13.228,其富集能力明显大于其余14种元素。元素之间K的累积与其他元素没有显著的相关关系;Na的累计也仅与Zn、Sr呈显著相关与其他元素无显著的相关关系,Pb和Na呈显著负相关。

紫花针茅生殖器官形态的变异及其与环境因子的关系

紫花针茅(Stipa purpurea)是青藏高原分布面积最广的植物之一,对高原环境具有广泛的适应性。该植物具有的锥形繁殖体(包括种子和附属结构),是其适应环境的主要特征之一。为揭示该植物对高原环境的适应性表现,本研究对不同纬度的20个紫花针茅种群繁殖体的形态特征及其与环境的关系进行比较研究。结果表明,1)种长的变化幅度为0.692~1.255 cm,种宽的变化幅度为0.392~0.713 mm,芒长的变化幅度为2.394~8.736cm,种子重的变化幅度为0.678~1.560 mg。芒长和种子重具有较高的种群间变异系数。种子重与种长呈极显著正相关关系(P【0.01),和芒长呈显著正相关关系(P【0.05);种长、种宽、芒长相互之间均呈极显著正相关关系。2)种长、种子重与等效纬度均呈显著正相关关系,与年均降水量均呈显著负相关关系;种长与年均温呈现出凸型变异的关系。3)20个种群依据繁殖体特征进行聚类分析可分为3组,聚类结果与地理分布基本一致。

青藏高原紫花针茅草原研究进展

紫花针茅草原是青藏高原高寒草原中分布面积最大、最重要的群落类型。综述了紫花针茅草原研究的发展过程,分析讨论了一些热点领域和有价值的研究结果,总结出紫花针茅草原研究中存在的三个主要问题。(1)局部分散研究多,系统研究少;(2)特征研究多,机理研究少;(3)静态研究多,动态研究少。在此基础上,笔者认为紫花针茅草原退化及植被-环境互作机理是未来的研究重点,演替监测和群落演替趋势还需深入研究,进而增强对青藏高原紫花针茅草原群落特点和规律的理解,更好的为青藏高原的生态保护和生态系统科学管理提供基础资料。

紫花针茅WRKY53基因的克隆、序列分析及功能鉴定

植物WRKY转录因子家族在叶片衰老中起着重要的调节作用,其成员WRKY53基因与叶片衰老密切相关。本文利用紫花针茅(Stipa purpurea Griseb.)的一条EST序列,克隆获得Sp WRKY53基因的全长CDS序列,其开放阅读框为1443 bp,编码480个氨基酸,蛋白质分子量为50.9 k D,理论等电点为7.64。序列比对结果和系统进化分析表明,Sp WRKY53基因有2个WRKY序列,与已报道的小麦(Triticum aestivem L.)的WRKY53基因结构相似。亚细胞定位结果显示该蛋白定位于细胞核上。紫花针茅WRKY53基因的过表达以及表达分析表明,该基因能够加速植物叶片衰老并在多种非生物胁迫下上调表达。本研究为WRKY53基因在牧草分子育种中的进一步研究奠定了基础。

内生真菌对高寒草地紫花针茅凋落物分解的影响

禾草内生真菌对于提高宿主植物对生物和非生物胁迫的耐性发挥着积极作用,然而,禾草内生真菌共生体凋落物分解对于草地生态系统养分循环的影响仍不清楚。本研究以紫花针茅为研究对象,比较带内生真菌(E+)与不带内生真菌(E-)植株凋落物分解过程中重量及全氮、木质素和纤维素含量,以及木质素∶N、纤维素∶N与全氮、木质素和纤维素残留率的变化,以期揭示内生真菌在紫花针茅凋落物分解过程中发挥的作用。主要结果如下:E+紫花针茅凋落物分解速率高于E-,具有更短的分解周期;随着时间的延长,紫花针茅凋落物木质素含量和木质素∶N由E+显著高于E-逐渐变为二者之间差异不显著,纤维素含量、纤维素∶N和纤维素残留率则逐渐变为E+显著低于E-;另外,随着分解时间延长,E+和E-凋落物全氮含量呈上升趋势,而全氮残留率呈现出下降-上升-下降的趋势,且后期E+显著低于E-。因此,内生真菌不同程度地促进了紫花针茅凋落物全氮、木质素和纤维素的降解。

青海湖地区紫花针茅型中度与重度退化草地地下植物量的比较研究

对青海湖地区紫花针茅型中度与重度退化草原地下植物量进行了比较研究，结果表明，中度与重度退化样地地下植物量的季节积累动态并不相同，随着退化程度加重，在草地植物地上部枯黄之前，光合产物向地下部的运转减少，根部贮藏的营养物质减少，地下与地上植物量的比值随退化程度的加重而增大。两个退化样地地下植物量的80％分布在0～20cm土层，用y—ax^b能够很好描述中度与重度样地在生长季各土层平均分布的植物量及其所占比例。在40cm深的土层中，中度与重度退化样地地下植物量每年的净生产量分别为849．6g／m^2、1346．05g／m^2；周转值分别为32．45％、51．93％。

牦牛藏羊混合放牧对高寒草地紫花针茅功能性状的影响

植物功能性状是植物响应草地变化的主要指标,对于了解草地发展进程具有重要意义。本试验对牦牛、藏羊混合放牧(不同放牧方式)下对紫花针茅(Stipa purpurea)叶片元素含量(碳含量、氮含量、碳氮比)及种群表型性状指标(植株高度、单株重、叶厚、比叶面积)进行测定,旨在明确放牧方式对紫花针茅的影响。结果显示:不同放牧方式对紫花针茅碳含量、氮含量、碳氮比、叶厚无显著影响,对植株高度、单株重、比叶面积影响显著(P<0.05),牦牛藏羊1∶4混牧处理下紫花针茅植株高度、单株重、比叶面积受放牧影响最显著(P<0.05),与禁牧相比,分别降低了39.0%,59.70%,22.8%;相关性分析可知:植株高度、比叶面积、单株重存在极显著正相关关系(P<0.01);单株重是紫花针茅响应放牧干扰的主要性状指标;综合分析可得牦牛藏羊1∶4混牧处理对紫花针茅功能性状影响最为显著。

内生真菌对盐胁迫下紫花针茅种子萌发和幼苗生长的研究

紫花针茅是青海湖流域盐渍化危害严重的高寒草地优势禾草之一,天然草地中紫花针茅保持较高的内生真菌侵染率,内生真菌侵染能提高禾草耐盐能力,然而有关盐胁迫下,内生真菌提高紫花针茅种子萌发和幼苗生长的研究鲜有报道。以带菌(E+)和不带菌(E−)的紫花针茅种子为研究对象,研究不同浓度的单盐(NaCl、Na_(2)SO_(4)、Na_(2)CO_(3)、NaHCO_(3))和复合盐(NaCl+Na_(2)CO_(3))胁迫对E+和E-种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明:随盐浓度增加,紫花针茅种子发芽率、发芽势和发芽指数不断降低,而内生真菌的存在抑制了其下降趋势;幼苗和胚根生长抑制强度随盐浓度增加,且种子萌发相对盐害率也持续增加。Na_(2)CO_(3)和Na_(2)SO_(4)对紫花针茅种子萌发和幼苗生长产生的盐害较强。由此可见,内生真菌侵染是紫花针茅适应青海湖流域盐渍化土壤且成为高寒草原优势禾草的原因之一,这将为利用内生真菌-紫花针茅共生体进行盐碱地改良和耐盐禾草种质创新奠定了理论基础。

青海湖地区紫花针茅型中度与重度退化草地光能转化效率的研究

通过青海湖地区紫花针茅型中度与重度退化草地群落光能转化效率的研究,结果表明,中度与重度退化样地地上部分固定能量的季节动态基本相同,都呈“单峰”曲线,在8月下旬地上部分固定的能量达到最大值,其值分别为194188KJ/m2、872.61KJ/m2。两退化样地植物群落地上部分现存量的热值大于凋落物的热值,以植物生长旺盛期热值含量最高,枯黄期次之,返青期最低。地上部分植物量与能量固定之间呈极显著的线性正相关,地上植物量每增加1g/m2,中度与重度退化样地植物群落贮存的能量将随之分别增加18.687KJ/m2、18.055KJ/m2,在地上0￣10cm区间中度与重度退化样地固定的能量分别占地上总能量的79.25%、81.15%。中度与重度退化样地地上部分对总辐射转化率的变幅分别为-0.076￣0.13、-0.022￣0.045,对太阳总辐射的转化率分别为0.03%、0.013%。