诺丹冰草（Agropyron desertorum CV．nordan）的胚和胚乳发育

观察了诺丹冰草胚和胚乳的发育过程．一般合子第一次分裂为横分裂，但偶见有斜分裂，形成顶细胞和基细胞．顶细胞纵分裂，基细胞横分裂，胚胎发生属紫宛型．一个助细胞于受精前解体，宿存助细胞生存到椭圆形胚期．丝状器具强的ＰＡＳ正反应．反足细胞于受精后增殖并保留到多细胞原胚时消失且无多糖反应．核型胚乳，胚乳细胞化开始于多细胞原胚期．成熟胚乳细胞中具许多大的淀粉粒．种子有胚乳．发现有原胚的移位及胚囊中缺少胚的现象．

盐、干旱胁迫对沙蒿种子萌发与幼苗生理特性的影响

【目的】探明盐、干旱胁迫对沙蒿(Artemisia desertorum)种子萌发与幼苗生理生化特性的影响,找到沙蒿对盐、干旱胁迫的耐受阈值,以利于逆境条件下保障种子萌发和幼苗的生长。【方法】以沙蒿种子为材料,在25℃下对其进行不同浓度NaCl(50、100、150、200和300 mmol/L)和PEG⁃6000溶液(5、10、15、20和25%)胁迫处理,测定种子萌发率、幼苗生物量、渗透调节物质含量以及抗氧化酶活性。【结果】低浓度NaCl(<50 mmol/L)和PEG⁃6000(<15%)对种子萌发和幼苗生长(根长、株高和鲜重)抑制不显著或具有一定的促进效果,而高浓度(>50 mmol/L和>15%)则具有显著的抑制作用。防御响应的渗透调节物质(可溶性糖、蛋白质和脯氨酸)含量和活性氧清除酶(SOD、POD、CAT和APX)活性在低浓度胁迫范围内逐渐增加,在极端胁迫浓度范围内显著下降;膜脂过氧化最终产物丙二醛的含量持续增加。【结论】沙蒿种子萌发与幼苗形态建成对NaCl和PEG⁃6000胁迫的耐受阈值分别小于50 mmol/L和15%。

不同播种方式下蒙古冰草和沙生冰草根系构型对干旱胁迫的响应

为探究不同播种方式下干旱胁迫对蒙古冰草和沙生冰草根系构型的影响,采用盆栽控制试验,基于单播和混播不同播种方式,分别设置田间持水量的80%(W1)、65%(W2)、50%(W3)、35%(W4)和20%(W5)5个水分梯度,研究了蒙古冰草和沙生冰草根系构型的变化。结果表明:单播蒙古冰草在W1和W4水分处理下具有较高的根长、根表面积,混播蒙古冰草的比根长和比表面积随干旱胁迫的加剧呈增加趋势,以W5处理的4582.84 cm/g和521.85 cm^(2)/g最高;播种方式主要影响蒙古冰草的根长、比根长和分形维数。沙生冰草的根长、根表面积、平均根系直径、根体积及单株根系生物量随干旱胁迫的加剧总体呈先增加后降低的趋势,单播方式下以W2处理较高;在同一水分梯度下,各指标均呈现出混播显著高于单播。在W1、W4和W5水分处理下,混播蒙古冰草的相对竞争强度修正指数(CRCI)均为正值,分别为0.05、0.02和0.35;而沙生冰草在各水分梯度下的CRCI均为负值,表现出混播对沙生冰草生长的促进效应。隶属函数分析结果表明,混播提高了蒙古冰草和沙生冰草的抗逆性能;沙生冰草比蒙古冰草具有更强的抗逆性,能更有效地通过根系构型的可塑性变化适应播种方式和水分条件的改变。

乌兰布和沙漠沙蒿灌丛的潜在适宜区及其自然驱动力

【目的】研究典型荒漠物种地理分布变化及驱动因素,可为恢复荒漠植被提供科学依据。【方法】本文以乌兰布和沙漠优势植物沙蒿为研究对象,通过实地调查及遥感影像识别的方法收集整理沙蒿灌丛的地理分布数据,结合29个环境变量数据,筛选得到最优物种分布模型。采用最优模型,基于NorESM1-M气候模式,预测了在两种排放情景下、不同时期乌兰布和沙漠沙蒿灌丛的潜在适宜区,分析得到其适宜分布的主要环境因子阈值范围;预测未来气候变化对沙蒿灌丛潜在地理分布的影响,并划分适宜分布区。【结果】沙蒿灌丛地理分布的决定因子为年均温,适宜区间为7.4~9.0℃,最适值为8.4℃。主要自然驱动因子是坡度及最湿润季节平均温度,温度因子相对于降雨量因子更为重要。在2050s RCP2.6排放模式下,沙蒿灌丛的质心将向西南方向迁移4.55 km,随着CO_(2)排放强度增强,将转向北迁移1.21 km,到2070s,在RCP2.6排放模式下,沙蒿灌丛的质心将向东北方向迁移2.60 km,随着CO_(2)排放强度增强,将继续向北迁移0.83 km。随着时间推移及气候变暖,沙蒿适宜生境不断破碎化且适宜生境面积逐渐缩减,更多的适宜生境退化为低适宜或不适宜生境。【结论】针对沙蒿适宜区将缩减的变化趋势,应密切关注乌兰布和沙漠气候变化对沙蒿灌丛分布区的影响,开展相应生态恢复研究。当前高、中适宜区应积极种植沙蒿,不适宜区应在经济技术可行的前提下积极发展其他本土植被,或通过改善沙地质地等方式提高其适宜性。在未来气候变暖的趋势下,应加强生态监测,根据分布区变化情况采取措施积极应对,以提高区域植被覆盖率,形成良性循环,最终达到恢复荒漠植被、提高生态系统稳定性、发挥其生态功能的目的。

沙埋和种子大小对沙蒿种子萌发及幼苗生长的影响

研究实验室条件下不同深度的沙埋和种子大小对沙蒿种子萌发及幼苗生长的影响。结果表明,沙埋深度对沙蒿的种子萌发率、休眠率、幼苗出土率及生物量均有显著影响。没有沙土覆盖时沙蒿种子即可萌发;0.5~5 cm的浅层沙埋下,种子萌发率、出苗率、幼苗存活率及生物量最高,休眠率最低;沙埋深度>5 cm时,沙蒿的种子萌发率、出苗率、幼苗存活率及生物量随沙埋深度增加显著降低,而休眠率却显著升高;沙埋深度为12 cm时,种子不出苗,幼苗也不能存活。种子大小对沙蒿种子萌发率、出苗率、幼苗存活率及休眠率均无显著影响,但对幼苗生物量大小具有显著影响,在0~12 cm的沙埋深度中,除5 cm和7 cm深度下中粒种子和小粒种子萌发的幼苗的生物量间没有显著差异外,其他深度处理时,大粒种子萌发的幼苗的生物量显著高于同一沙埋深度下中粒种子萌发的幼苗生物量,后者又显著高于小粒种子萌发幼苗的生物量,因此研究认为,沙蒿种子最适宜沙埋深度为1~3 cm的浅层沙埋。

沙生冰草遗传多样性的SSR分析

为给进一步保护、收集和利用沙生冰草种质资源提供依据，采用26个多态性小麦SSR引物对采集自中国不同生态环境的18个沙生冰草居群进行遗传多样性的SSR分析。结果表明，26个SSR引物多态性带纹数目变化为2～27条，平均每个引物在沙生冰草居群中扩增出了9．384条多态性带纹；不同引物间总遗传多样性指数最高为0．944（引物Xgwm544），最低为0．375（引物Xgwm257），平均遗传多样性指数为0．745；SSR检测到地区内遗传多样性占总体的82．2％，地区间为17.8％；在Nei遗传距离0．67处，18个沙生冰草居群被分为3个类群；UPGMA聚类和PCA分析表明，采集地生态环境相似的沙生冰草居群遗传距离较近。沙生冰草遗传多样性与居群的遗传和生态环境相关，在沙生冰草的有效保护和持续利用中，对其主要生态环境居群保护和利用基础上还需进一步加强不同生态环境中特异类型居群的保护和研究。

毛乌素沙地4种植物叶水势变化及其影响因素分析

对毛乌素沙地旱柳(Salix matsudana Koidz.)、小叶杨(Populus simonii Carr.)、北沙柳(Salix psammophila C.Wang et Chang Y.Yang)和沙蒿(Artemisia desertorum Spreng.)4种植物叶水势的月变化和日变化规律以及不同冠层叶水势的差异进行了研究,并分析了4种植物叶水势与气候因子及树干液流速度的相关性。结果表明:在5月份至8月份,旱柳、小叶杨和北沙柳清晨(5:00)的叶水势波动不明显;但3种植物正午(13:00)的叶水势有一定差异,其中旱柳和小叶杨正午的叶水势差异不明显,而北沙柳7月份和8月份的叶水势则明显小于其5月份和6月份;总体上看,各月份3种植物正午的叶水势均明显小于清晨叶水势。供试4种植物的叶水势日变化曲线均以"单峰型"为主,最高值出现在5:00至6:00,最低值出现在12:00至16:00;日间北沙柳的平均叶水势最低,而其他3种植物的平均叶水势差异不明显,5月份和8月份,北沙柳的平均叶水势分别为-11.9和-17.1 MPa,而旱柳、小叶杨和沙蒿的平均叶水势分别为-6.2和-7.1、-7.7和-7.3、-6.8和-8.4 MPa;但夜间4种植物的平均叶水势无明显变化。4种植物日间均表现出树冠下层叶水势高、上层叶水势低的趋势,而夜间则树冠上层和下层的叶水势几乎一致。相关性分析结果表明:4种植物的叶水势与气温、净辐射量以及树干液流速度负相关、与空气相对湿度正相关,其中,不同月份4种植物的叶水势与净辐射量和树干液流速度均极显著相关(P<0.01)。研究结果显示:毛乌素沙地不同植物叶水势的变化因种类、季节、气候条件的不同而异,但总体上看净辐射量是影响4种植物叶水势变化的最主要气象因子。

旱作条件下施肥对老芒麦和冰草种子产量及构成的影响I-氮、磷、钾对牧草种子产量及构成的影响

对老芒麦和诺丹冰草种子生产田的施肥试验表明 ,N肥、P肥单施及 N、P和 N、P、K混施可使老芒麦实际种子产量及各产量构成因子指标有显著提高 ,但 N、P、K及 N、P混施效果优于 N肥、P肥单施。 N肥、P肥、K肥单施对诺丹冰草种子增产效应不明显 ,但 N、P、K混施对提高诺丹冰草种子产量及各产量构成因子指标有显著效应。在老芒麦种子生产中每公顷施用 1 2 0 kg的 N和 90 kg的 P可获得较高的产量 ;而在诺丹冰草种子生产中每公顷施用1 2 0 kg的 N和 60 kg的 P可获得较高的产量。施肥试验的结果亦提示 ,在旱作条件下 。

耐旱苔藓植物DNA提取及优化RAPD、ISSR反应体系的建立

耐旱苔藓植物常常单个个体矮小、生物量低,如何从细小的单个个体中有效提取总DNA是进一步开展居群遗传多样性研究的关键。本研究以古尔班通古特沙漠广泛分布的刺叶墙藓(Tortula desertorum)为对象,使用快速提取法、2×CTAB法及DNeasy plant mini kit试剂盒提取法等3种方法对刺叶墙藓单个个体的总DNA进行提取。结果表明,2×CTAB法提取的DNA纯度高,凝胶电泳显示无明显降解现象,适宜作为PCR扩增的模板。利用所提取的单个个体DNA为模板,建立了优化的RAPDI、SSR反应体系。

杂种冰草1号的选育

以美国的杂种冰草Hycrest为选择的原始群体 ,经 10余年的选育 ,育成了杂种冰草 1号。该草植株整齐、高大 ,比原始群体高 10～ 15cm ;分蘖多 ,一般生活第 2年平均每株分蘖数为 38～ 45个 ,比原始群体多 10～ 14个 ,抽穗率高达 81.7% ;干草和种子产量高 ,分别比原始群体提高2 0 .46%和 12 .41% ;抗旱、抗寒、抗倒伏 ,较耐盐碱 ,适宜于我国北方寒冷、干旱及半干旱地区种植 ,是建立人工草地和天然草场补播的优良播种材料。

沙生冰草醇溶蛋白遗传多样性研究

为了解中国北方不同地区沙生冰草居群的遗传结构和差异,应用醇溶蛋白A-PAGE技术对采集自中国沙生冰草主要生态环境的18个沙生冰草居群进行了遗传多样性研究。结果表明,沙生冰草具有丰富的遗传多样性。A-PAGE总计检测到64条相对迁移率不同的电泳带纹,在α?β?γ?ω区分别有11?17?6和30条。每个沙生冰草居群具有独特的醇溶蛋白带型,在确定和划分沙生冰草居群上显示出足够的遗传多样性。对地区内和地区间的醇溶蛋白遗传多样性进行划分,其中61.0%的总体遗传多样性存在于地区间,地区内遗传多样性占39.0%。在Nei遗传距离0.45处,18个沙生冰草居群被分为4个类群。UPGMA聚类和PCA分析表明,采集地生态环境相似的沙生冰草居群遗传距离较近。在沙生冰草的保护和利用中需加强对其生态环境和更多居群的保护和利用研究。

诺丹冰草花序的分化过程研究

幼穗分化期是种子产量构成因子的形成期,经历单棱期、双棱期、小穗分化期和小花分化期等时期.单棱期和双棱期的分化结果决定小穗的数量; 小穗分化期的分化结果决定小穗上小花的数量; 小花分化期的分化结果与小花的可育性有关.通常,小穗最顶端的小花发育不全.从观察结果看,早春较低的温度可能会延长诺丹冰草的单棱期,有利于分化出更多的小穗.

顺磁共振和傅里叶变换红外光谱法研究高温对荒漠苔藓质膜结构影响

运用顺磁共振波谱和原位傅立叶变换显微红外光谱研究了高温对荒漠植物刺叶墙藓不同叶龄水合组织质膜透性和膜蛋白二级结构的影响。自旋标记法研究质膜透性结果表明,处理前野生叶质膜透性普遍高于室内培养获得的原丝体和次生叶,处理后次生叶膜透性变化最大,比处理前增加4倍,其次为原丝体。质膜透性随叶龄增加,变化幅度逐渐降低。红外光谱的二阶求导、傅立叶自解卷积及拟合分峰等结果显示,各叶龄间蛋白质二级结构含量差异较大,表明各龄组织蛋白成分不完全相同;高温处理后次生叶和原丝体α螺旋含量分别比对照增加40%和16%;其它叶龄组织二级结构含量变化范围小,表明热胁迫下老龄组织蛋白质二级结构稳定。膜透性和膜蛋白二级结构分析证明,膜透性和蛋白质稳定性呈正相关,指示蛋白质组成和含量不同是造成各龄组织不同耐热性的主要原因之一。

老芒麦、诺丹冰草结实特性的研究

对老芒麦Elymussibilicus和诺丹冰草Agropyrondesertorum的结实特性进行了调查研究。结果表明 ,各穗之间结实率的变化较大 ;小穗上各小花位置的结实是随机的 ,最顶部的可育小花结实率明显低于其基部小花。每穗中部所结种子重于顶部和基部种子 ,基部种子最轻。对每小穗而言 ,基部小花所结种子最重 ,由基部向顶部种子质量逐渐递减。种子质量的变化与穗部开花顺序表现出一致性。

旱作条件下施肥对牧草种子产量及构成的影响Ⅱ-分期施氮及微量元素对牧草种子产量及构成的影响

对老芒麦 ( Elymus sibiricus)和诺丹冰草 ( Agropyron desertorum cv.nordan.)种子生产田进行了分期施氮试验和微量元素喷施试验。结果显示 ,春季施氮肥是保证牧草种子获得高产的首要条件 ,而抽穗期再追施一次氮肥可进一步较大幅度地提高产量。 0 .0 5浓度的硼、锰、锌、钼在牧草抽穗期喷施后 ,均产生负效应 ,造成种子减产。

干旱地区不同生境庭荠生物量的分布研究

采用野外生态学试验和室内分析方法相结合,分析了3种不同生境内短命植物庭荠种群的生物量特征。结果表明:庭荠种群株高、各器官生物量和总生物量在不同生境间显著差异,且多数变异系数高于70%,以林地植株数量性状变异最大;在不同生境内根和茎生物量随总生物量增加均呈幂函数形式增长,表现为相似的异速生长规律,茎生物量的增长速率(b茎生物量=1.153 4)最高,叶和果实生物量分别呈幂函数或线形增长,果实生物量随根、茎和叶生物量变化趋势表现为幂函数和线性增长关系;庭荠植株生物量和生长情况在样地内和样地间受随机环境因子和自身遗传因子的内外调控而表现出一定的异同点。

共转化CBF4和bar基因蒙农杂种冰草植株的分子检测

在获得转CBF4和bar基因蒙农杂种冰草植株的基础上,应用PCR和Sou thern杂交技术检测外源基因在转基因蒙农杂种冰草植株中的整合及拷贝数.确定外源基因CBF4和bar基因已经整合到冰草基因组中,并且是以多拷贝的整合方式插入受体细胞的染色体上.说明外源基因对蒙农杂种冰草成功地进行了转化,可以作为后期转基因冰草植株研究及培育转基因冰草新品种的材料.

NaOH改性沙蒿作粘结剂对型煤和兰炭强度的影响

以低变质粉煤为原料,NaOH改性沙蒿为粘结剂,采用冷压成型和中温干馏制备了型煤和兰炭。分别讨论了改性温度、NaOH浓度、改性时间对型煤和兰炭强度性能的影响,并采用正交实验对工艺条件进行了优化。结果表明:随着改性温度的升高,NaOH浓度的增加,改性时间的延长,型煤和兰炭的落下强度、抗压强度均呈现出先增加后下降的变化规律。正交试验结果表明,NaOH改性沙蒿作为粘结剂的适宜条件为:改性温度80℃,NaOH浓度1.2%,改性时间65min。随着该条件下制备的粘结剂含量的增加,型煤和兰炭的抗压强度呈现出先增加而后减低的变化趋势,粘结剂的质量百分含量为15%时,型煤和兰炭的抗压强度最大,兰炭的抗压强度和落下强度分别为3695N/ball、91.6%。

基因枪法获得转CBF4基因蒙农杂种冰草的研究

为快速培育出优良的冰草品种,以蒙农杂种冰草(Agropyron cristatum×A.desertorumcv.Mengnong)幼穗为材料,以拟南芥外源脱水应答转录因子CBF4基因为目的基因,利用基因枪轰击蒙农杂种冰草幼穗诱导愈伤组织,经筛选后获得了抗性转化植株,进一步经PCR和RT-PCR检测得到了670bp左右的电泳条带,表明CBF4基因已在蒙农杂种冰草中得到表达。

均匀式沙蒿防风阻沙效益模拟试验研究

沙蒿广泛分布在半固定沙地、固定沙地,是固沙造林的理想植物,研究沙蒿的防风阻沙效益对沙区人工植被建设和土壤风蚀防控具有十分重要的理论指导意义。利用HOBO多剖面自计式遥测风速廓线仪和组合式多通道通风集沙仪,对盖度分别为20%、30%、40%、50%、60%、70%的人工模拟均匀式沙蒿林内风速、粗糙度、近地表输沙率等进行了观测。结果表明,盖度50%是均匀式沙蒿的一个临界点,当植被盖度不大于50%时,随着植被盖度的增大,林内近地表风速逐渐降低,粗糙度逐渐增大,近地表输沙率逐渐减小;当植被盖度大于50%时,随着盖度增加,林内的近地表风速、粗糙度、近地表输沙率并无明显变化。