Water use measurement by non-irrigated Tamarix ramosissima in arid regions of Northwest China

Tamarix ramosissima Ledeb. is a typical hardy desert plant growing in arid regions of Northwest China. Sap flow in stems of Z ramosissima plants were measured continuously to determine the diurnal and seasonal variations of sap flow and to understand the water requirements of this species and the response of sap flow to meteorological factors. This article compared the sap flow rate measured by the heat balance method with the transpiration rate measured by rapid weighing, and validated that heat balance sap flow gauges were reliable for monitoring transpiration. The influence of meteorological factors on stem sap flow during the growing season was： solar radiation 〉 vapor pressure deficit 〉 air temperature 〉 rela- tive humidity 〉 wind speed. Bidirectional sap flows occurred at night, and negative sap flow generally corresponded to high atmospheric humidity. The average error in predicted sap flow rate ranged from -0.78% to 14.00% from June to September and for transpiration the average error was 8.19%. Therefore, based on the functional equations between sap flow and meteorological factors as well as sapwood area, transpiration of an individual plant, and even the stand-level transpiration, can be estimated accurately through extrapolation.

基于网络药理学和分子对接技术初探红柳治疗酒精性肝损伤的作用机制及实验验证

目的 基于网络药理学和分子对接技术,研究天然植物红柳治疗小鼠酒精性肝损伤(ALI)的作用机制。方法 使用TCMSP平台,以口服利用度≥30%和类药性≥0.18分别作为预设条件,对红柳活性化学成分进行筛选;使用GeneCards、DrugBank等数据库,筛选ALI相关靶点;通过VennDiagram软件获得交集靶点(红柳和ALI);根据疾病-活性成分-交集靶点网络数据,最终遴选出主要活性成分和致病的关键靶点进行分子对接。动物实验采用慢性酒精喂养加急性灌胃法建立C57BL/6J小鼠ALI模型。通过丙二醛(MDA)、谷草转氨酶(AST)、谷丙转氨酶(ALT)、肝脏指数、HE染色、NF-κB p65蛋白表达水平等指标验证红柳对ALI的作用机制。结果 通过网络药理学从红柳中筛选获得活性成分12个,与ALI交集靶点共151个。推测红柳的主要活性成分为槲皮素、山柰酚、异鼠李素等,通过RELA/NF-κB p65、JUN、MAPK1、AKT1等关键靶点调节脂质-动脉粥样硬化、糖尿病并发症AGE-RAGE以及流体剪切应力-动脉粥样硬化等信号通路来发挥抗ALI作用。分子对接显示红柳主要活性成分与通路关键靶点蛋白结合能量均≤-28.8696 kJ·mol^(-1)。动物实验结果显示,与模型组相比,红柳组肝脏指数、MDA、ALT、AST和NF-κB p65水平均有所下降,HE染色显示肝组织变性情况减轻。结论 本研究初步揭示了红柳可通过多化学成分、多靶点、多通路对ALI起一定的保护作用,为天然药用植物的开发和利用提供了理论参考。

新疆荒漠盐碱生境柽柳盐分分泌特点及其影响因子

通过对生长于新疆盐碱生境下泌盐植物柽柳的泌盐效率,水分盐分含量和蒸腾强度等生理指标的测定,研究内外因子对柽柳盐分分泌作用的影响。结果显示:柽柳蒸腾作用的日变化呈双峰曲线,蒸腾峰谷出现在光照最强、温度最高的中午。柽柳体内含水量和含盐量在日间变化不明显。但盐腺对盐分的分泌效率却显示出明显的变化,表现为:与8:00—10:00对较高的泌盐率相比,在光照较强和温度较高的10:00—20:00其分泌作用有所降低,在20:00—22:00光照和温度降低时泌盐率却有回升的趋势。通过对泌盐量与诸影响因子的关系进行分析发现,柽柳在日间对钠、钾、钙、镁,硫,氯离子的分泌量与大气湿度呈现出很好的正相关性。盐腺在白天对各离子的分泌作用强于夜间。柽柳泌盐量与叶片含盐量的关系则表现出尽管柽柳叶片钠、硫元素的含量高于钙、钾、镁、氯元素,但对钠、氯离子的分泌作用却强于其它离子。与叶含盐量相比,盐腺对氯离子的相对分泌作用最强,对钠离子其次,对钾,硫离子的相对分泌作用较弱,对钙,镁离子的分泌最低。因此,柽柳对盐分的分泌作用受到植物体盐分含量及外界环境条件共同影响,其盐腺对不同离子的分泌作用具有很强的选择性。

荒漠地区柽柳人工固沙林土壤水分动态研究

柽柳林地土壤剖面的含水量与裸沙地土壤含水量的变化趋势有相似性 ,表层 ( 0～ 30cm)含水量均受蒸发量和降雨量的影响变化较大 ,由于树冠的遮荫作用林地该层平均含水量高于裸沙地的含水量 ,30～ 2 0 0 cm范围内林地土壤的各测量层平均含水量较裸沙地的低 ,林地和裸沙地土壤含水量均值随深度的变化可用二次函数描述 ;降雨对每月的 0～ 2 0 0 cm的土壤贮水量没有明显的影响 ,说明降雨多数在当月就被蒸散和深层渗漏所消耗 ;发现柽柳人工固沙林能在沙土壤的 0～ 2 0 0

CO_2浓度升高对极端干旱区多枝柽柳叶片水分利用效率的影响

采用美国Li-COR公司生产的LI-6400便携式光合作用测量系统,在2008和2009年生长季节对极端干旱区额济纳绿洲多枝柽柳(Tamarix ramosissima Ledeb.)叶片的净光合速率(Pn)与蒸腾速率(Tr)、胞间CO2浓度(Ci)随光照强度的变化。结果表明:胞间CO2浓度(Ci)随光照强度增强而减小;净光合速率(Pn)与蒸腾速率(Tr)均随光照强度增强而增大。在达到光饱和点后净光合速率(Pn)随光照强度增强而逐渐减小;水分利用效率(WUE)随光照强度增强呈先增大,达到最大值后又逐渐减小。蒸腾速率(Tr)和胞间CO2浓度(Ci)随CO2浓度升高而增大;净光合速率(Pn)和水分利用效率(WUE)在CO2浓度为200~600μmol/mol时随CO2浓度升高而增大,当CO2浓度升高至1 000μmol/mol时,水分利用效率(WUE)先增大后减小。

干旱及盐双胁迫下内生固氮菌接种对多枝柽柳实生苗生理特性的影响

采用盆栽试验法研究了在干旱及盐双胁迫下内生固氮菌接种对多枝柽柳实生苗生理特性的影响。结果表明:接菌植株较未接菌植株SOD酶活性在水盐胁迫条件下平均提高68.3%,在非胁迫条件下平均提高52.0%,随着胁迫时间延长和胁迫强度增加,SOD酶活性维持在275.82～561.49 u/g。POD酶活性在水盐胁迫条件下呈现先上升后下降再急剧升高的波动特点,活性提高主要发生在胁迫的中期和后期。内生固氮菌接种还能有效降低水盐胁迫条件下枝叶细胞质膜相对透性,减缓根系活力的下降幅度,维持生理活动的正常运行。接种内生固氮菌提高了多枝柽柳植株在水盐胁迫条件下的适应调节能力和根系活力,保护了细胞膜的功能和结构,减弱了逆境对植株细胞膜的伤害程度,增强了植物对逆境的耐受能力。

多枝柽柳具有抑制血管紧张素Ⅰ-转换酶活性的酚性化合物研究

目的研究盐生植物多枝柽柳中抑制血管紧张素Ⅰ转换酶(ACE)活性的成分。方法采用硅胶柱色谱、葡聚糖凝胶柱色谱等方法对多枝柽柳活性部位进行分离,运用现代光谱技术鉴定化合物结构。通过HPLC法测定各萃取物及酚类化合物对血管紧张素Ⅰ转换酶的抑制活性。结果从多枝柽柳中分离得到3种酚类化合物、2种甾醇类化合物,分别为异阿魏酸(1),4-羟基-3,5-二甲醚苯甲醛(2),4-羟基-3,5-二甲醚苯甲酸(3),β-谷甾醇(4),胡萝卜苷(5)。依据萃取物的活性情况,对3种酚类化合物进行了抑制血管紧张素Ⅰ转换酶活性的测定,在质量浓度为25mg.mL-1时,化合物1的抑制活性最高,抑制率可达82%,化合物2和3亦具有一定的抑制活性。结论化合物2和3为首次从该植物分离得到。依据活性追踪方法,化合物1,2和3均具有一定的抑制血管紧张素Ⅰ转换酶活性。

多枝柽柳乙酸乙酯提取物对小鼠皮肤伤口愈合的影响

[目的]研究多枝柽柳乙酸乙酯提取物对小鼠创伤皮肤的影响。[方法]建立小鼠全层皮肤切除伤口模型,对小鼠进行不同浓度的多枝柽柳提取物灌胃,通过小鼠伤口愈合的情况、大体观察及组织切片HE染色观察多枝柽柳对小鼠皮肤伤口愈合影响。[结果]多枝柽柳乙酸乙酯提取物对皮肤创伤小鼠进行灌胃给药,创伤11d后测定未愈合伤口面积,高剂量组(17.68mm2),中剂量组(17.90mm2),低剂量组(20.18mm2)和对照组(31.48mm2)比较,均有显著差异。HE染色切片结果发现,实验组伤口完全愈合,上皮完整,有正常角质层形成,血管少,表皮下大量胶原形成,基本与表皮平行生长。[结论]多枝柽柳乙酸乙酯提取物对小鼠皮肤伤口愈合有一定的促进作用。

不同种植方式下柽柳光合生理参数光响应特性研究

为选择合适的间套模式,在塔干沙漠南缘绿洲外围利用Li-6400光合作用仪对四种种植模式（行间混交、带状混交、块状混交、块状套作）下多年生多枝柽柳（Tamarix ramasissima ledeb.）的光合水分生理指标对有效光辐射（PAR）的响应进行测定。结果表明：（1）柽柳具有高光饱和点（679-822μmol·m^-2·s^-1）和高光补偿点（50.0-61.1μmol·m^-2·s^-1）。（2）不同的光照强度和种植方式对柽柳净光合速率有明显的影响（p〈0.01）,当01 500μmol·m^-2·s^-1后,块状套作和块状混交气孔导度（Gs）下降,行间混交和带状混交Gs则随光强增加而递增;带状混交下胞间CO2浓度（Ci）和蒸腾速率（Tr）均随光强增加而递增,其他3种种植方式下Ci和Tr均呈递减或平稳趋势。（4）4种种植方式下柽柳光响应曲线的特征参数存在着差异（P〈0.05）,带状混交下的光饱和速率、光饱和点、表观量子效率均最高,块状混交的暗呼吸速率最大,水分利用效率（WUE）随着光强的增强而逐步增大,依次表现为带状混交〉块状混交〉行间混交〉块状套作。通过4种种植方式柽柳光响应特征的综合分析可知,带状混交下的柽柳具有高光合和高水分利用效率的特点,对于极端干旱的塔南地区而言,该种植方式下的柽柳生理特征表现出最好的适应性。

不同灌溉量对绿洲-荒漠过渡带多枝柽柳幼苗根系生长和分布的影响

为了探讨绿洲-荒漠过渡带上受损柽柳群落幼苗适宜生长的土壤水分条件，在塔南策勒绿洲外围设置A（不灌溉）、B（适度灌溉）、C（充分灌溉）3个处理的田间试验。于7～10月份考察了各处理柽柳幼苗粗根（〉2mm）和细根（〈2mm）生物量积累、空间分布等变化特征。结果显示：（1）随着灌溉量的增加，柽柳根系生物量积累不断增加，且在生长季末（10月份）增速最大，同时细根占总根重的比例从20.5％上升到29．8％，显著提高了幼苗吸收养分和水分的能力。（2）干旱胁迫（处理A）下柽柳幼苗根系的下扎深度大，但水平根幅的扩展却有限；适度灌溉（处理B）的生物量较处理A大，但小于处理C；根系扎根深度表现为处理A〉处理B〉处理C，各指标均处于中间状态；水分条件最好（处理c）时虽然垂直扎根深度小，但水平根幅最大，可以更有效利用浅层土壤资源。（3）柽柳幼苗大量根系集中在0～40cm的土壤表层，而且水分条件越好，这种集中趋势越明显；根系生物量随土壤深度的增加呈递减变化，细根的根长密度也有相似变化，但细根的比根长变化规律不明显，这可能与各层土壤微观环境的变化有关。研究表明，灌溉对柽柳幼苗根系的生长和分布有显著影响，充分灌溉下柽柳幼苗根系生物量积累最多且空间分布最大，该灌溉量有利于柽柳幼苗根系的正常生长和合理分布。

AMF-多枝柽柳幼苗共生体对干旱胁迫的生理响应

丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)是一类能与绝大多数维管植物形成互惠共生关系的土壤微生物。为了探究塔里木河下游荒漠河岸林优势种多枝柽柳(Tamarix ramosissima Ledeb.)幼苗-AMF共生体应答干旱胁迫的反应,本研究设置了正常水分(土壤相对含水量为(70±5)%)和干旱胁迫(土壤相对含水量为(30±5)%)两种处理,探讨AMF接种与否对多枝柽柳幼苗生长势及生理指标的影响。结果显示:(1)干旱胁迫下,与未接种组相比,接种AMF的多枝柽柳幼苗的株高、基径、冠幅相对增长率分别增加24.6%、9.1%、32.3%;(2)与正常水分处理组相比,干旱胁迫下,多枝柽柳幼苗的菌根侵染率降低了26.47%;(3)与未接种的幼苗相比,AMF-多枝柽柳幼苗共生体在干旱胁迫下,抗氧化酶(SOD、POD、CAT)活性与渗透调节物质(Pro、SS)含量升高,丙二醛含量降低。

额济纳旗柽柳气体交换与水分利用效率日变化研究

对柽柳的若干生理、生态学特性进行初步研究.用LI-6400便携式气体分析系统对内蒙古额济纳旗七道桥“天然胡杨林自然保护区”内自然状态下柽柳(Tamarix ramosissimaLedeb)的净光合速率、蒸腾作用、水分利用效率及相应环境因子进行测定.结果表明,柽柳净光合速率日变化曲线呈双峰型,蒸腾速率日变化曲线呈单峰型,水分利用效率最高值出现在上午时分.根据光合作用的气孔限制与非气孔限制两个标准,柽柳从11:00开始光合速率下降主要由气孔因素引起,14:00之后光合速率下降主要由非气孔因素引起,即主要由叶肉细胞的光合活性降低造成.

基于植物生物学参数的多枝柽柳耗水量估算方法

为了确定无灌溉多枝柽柳(Tamarix ramosissima Ledeb)人工林的耗水特性,运用热平衡茎流仪,监测了景泰县退耕还林地柽柳群落的枝干液流动态。同时,测定了柽柳冠幅、株高,分枝叶干重、基径、枝条长度和数量。结果表明:(1)柽柳茎干液流与叶干重极显著相关,在P<0.001水平上相关度R2达0.965,经叶干重标准化处理后可以很好地消除不同径级茎干液流间的差异。(2)以冠幅周长与株高建立的单株柽柳叶片总干重模型的平均精度达89.43%。在建立模型时依据灌木体积分级构建,可提高模型精度。(3)基于叶干重建立的柽柳单株耗水模型模拟值与实测值的平均误差为11.657%,可望准确估算柽柳耗水量。基于模型估算研究区柽柳生长季5-10月的累计耗水量约124.2 mm。

盐处理对多枝柽柳光合作用和渗调物质的影响

通过对人工控制条件下,不同浓度盐水(0,4,12,20,28 g/L)处理55 d后,多枝柽柳(Tamarix ramosissima Ledeb.)的气体交换参数、光合色素、脯氨酸和可溶性糖含量变化情况的分析。结果表明:①随盐水浓度的增加,多枝柽柳净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)的日变化曲线均由"双峰"型变为"单峰"型;Pn,Gs、胞间CO_2浓度(Ci)日均值呈先上升后下降趋势,而气孔限制值(Ls)则相反;4 g/L浓度盐水处理促进多枝柽柳光合作用,12～28 g/L浓度盐水处理则使其因气孔因素限制而光合作用下降。②4 g/L浓度盐水处理显著促进多枝柽柳叶绿素a(chla)、叶绿素b(chlb)、总叶绿素(chl)、类胡萝卜素(car)的合成;随盐水浓度的增加,光合色素分解加剧,chla/b比值下降,而其car/chl值上升,且在20 g/L和28 g/L高盐水浓度处理下均达到极显著水平。③盐水处理使多枝柽柳可溶性糖含量增加,脯氨酸含量下降,但差异均不显著;随盐水浓度的增加,两物质含量均上升,并在高浓度盐水处理下达到极显著水平。较低盐水浓度(4 g/L)有利于多枝柽柳的生长,而随盐水浓度的升高均对其产生盐分胁迫。

荒漠灌木内生固氮菌对环境因子的适应性研究

以塔里木河下游荒漠灌木多枝柽柳(Tamarix ramosissima Ledeb.)、黑果枸杞(Lycium ruthenicum Murr.)组织中分离获得的5个内生固氮菌株为材料,研究了pH值、温度、含盐量、化合态氮含量、干旱对其生长和固氮能力的影响。结果表明,测定菌株对酸碱、温度适应范围广,在pH值5.0～10.0和15～40℃温度范围内均能生长并表达固氮酶活性;菌株能耐受0.1%～5.0%NaCl、0.5～4mmol.L-1 NH4+、-0.3～-0.15mPa渗透势,表现出较强的抗逆性能,但各菌株之间存在一定差异。

额济纳绿洲重盐地多枝柽柳分布格局研究

研究柽柳的分布格局对种群结构与动态变化的影响,对阐明柽柳林生态系统的形成与维持种群的稳定性、种群的生态特征和更新等方面具有极为重要的意义。通过对额济纳绿洲中荒漠河岸林的主要树种多枝柽柳进行连续样方调查,用χ2检验和方差分析法对多枝柽柳的格局规模进行分析。研究结果表明,多枝柽柳分布类型为集群分布,格局规模为8m×8m,格局强度随着尺度的增加而减小,多枝柽柳呈现集群分布但集群强度不高,集群强度依赖于种群密度。

干旱区雨养多枝柽柳茎干液流动态及其对环境因子的响应

为探究干旱区雨养柽柳茎流速率与气象要素的关系,对多枝柽柳茎干液流速率及环境因子进行了同步监测。结果表明:1)不同天气条件下,柽柳液流速率的日变化进程明显不同;气象因子对柽柳液流影响依次为太阳辐射>水汽压差>气温>相对湿度>风速,回归模型能较好地解释不同月份柽柳液流速率变化。2)柽柳上、下午液流速率与太阳辐射变化呈非对称性,拟合结果在P<0.01的显著水平上R2均达0.930以上。3)夜间,柽柳维持着较稳定的低速液流,其量占全天液流量的3.92%~13.53%,且约有50%用于植物夜间蒸腾。