国家自然科学基金资助项目 “濒危物种胡杨、灰叶胡杨遗传多样性及其亲缘关系研究”简介（30660018）

项目主持人：李志军教授胡杨(Populus euphratica Oliv)是第三纪的孑遗植物，和灰叶胡杨(Populus pruinosaSchrenk)同属于杨柳科(Salicaceae)杨属(Populus L)胡杨组(派)。胡杨的主要分布区为中亚、西亚和地中海地区，全世界60％的胡杨天然林集中分布在中国。在中国，胡杨除在内蒙、甘肃、青海、宁夏有少量分布外，全国91．1％胡杨林集中在新疆塔里木河流域。灰叶胡杨在世界分布于中亚西亚、巴尔喀什、阿母大里亚等地，多顺河道分布，在中国仅分布于新疆塔里木盆地西南部北纬37°-41°、东经75°30′-82°之间。目前胡杨被列入全世界最急…     

塔里木荒漠优势树种的光合特性研究

[目的]为干旱荒漠区胡杨林的保护及人工栽培提供理论依据。[方法]以塔里木盆地2种荒漠优势树种———胡杨和灰叶胡杨为研究对象,比较他们在自然条件下光合生理特性的差异。[结果]胡杨叶绿素a、叶绿素(a+b)及叶绿素a/b的含量分别达到(1.39±0.01)、(1.74±0.02)和(4.07±0.07)mg/g,显著高于灰叶胡杨的(1.01±0.03)、(1.35±0.05)和(2.99±0.03)mg/g,二者叶绿素b、类胡萝卜素及类胡萝卜素/叶绿素含量无显著差异;灰叶胡杨的光合能力显著低于胡杨,最大净光合速率、表观量子效率、羧化效率、PSⅡ最大光化学效率和PSⅡ的潜在活性分别为胡杨的68.2%、82.4%、78.8%、98.6%和94.5%。[结论]胡杨比灰叶胡杨有更强的光合能力和生态适应性。     

胡杨、灰叶胡杨光合、蒸腾作用比较研究

在自然条件下对塔里木河流域主要建群树种胡杨 (PopuluseuphraticaOliv)、灰叶胡杨 (P .pruinosaSchrenk)的气体交换特性进行了比较研究。结果表明胡杨和灰叶胡杨光合速率 (Pn)日变化为单峰曲线 ,蒸腾速率 (E)和水分利用率 (WUE)为双峰曲线。胡杨日平均光合速率、蒸腾速率、水分利用率、气孔导度均高于灰叶胡杨 ,它属于高光合、高蒸腾、高水分利用型树种。胡杨和灰叶胡杨 (12 :0 0～ 14 :0 0 )Pn 的“午降”主要取决于气孔导度 ,而午后 (14 :0 0～ 2 0 :0 0 )的Pn 降低则主要取决于非气孔因素。Pn、E与环境因子相关分析表明 ,各因子作用大小依次为光照强度 (PPFD) >大气温度 (Tair) >大气相对湿度 (RH) >非环境因子 ,胡杨属光湿型而灰叶胡杨属光温型树种 ,它们在长期的适应环境过程中产生了不同的生理生态对策。     

和田河流域胡杨、灰叶胡杨种群结构特征的比较研究

在和田河流域设置胡杨、灰叶胡杨样地14块,应用相邻格子法进行每木调查,对胡杨、灰叶胡杨种群结构及空间分布格局进行比较分析,结果表明：（1）和田河流域胡杨、灰叶胡杨的种群结构均呈纺锤形,以Ⅲ一Ⅵ径级的植株数量最多,幼苗严重不足,种群有衰退趋势;（2）胡杨、灰叶胡杨种群存活曲线均接近于DeeveylI型,但灰叶胡杨种群死亡率曲线呈双峰型,胡杨种群随径级增加呈递增趋势。（3）在生长发育过程中,胡杨、灰叶胡杨种群空间分布格局在I一Ⅵ龄级呈聚集分布,Ⅶ一Ⅷ龄级呈均匀分布。（4）在不同尺度上,胡杨、灰叶胡杨种群均呈聚集分布,但聚集强度在1S～6S尺度上胡杨种群大于灰叶胡杨种群,而在9S-25S尺度上,胡杨种群小于灰叶胡杨种群。     

灰叶胡杨种群空间分布格局与动态研究

[目的]通过6种聚集度指标研究叶尔羌河下游灰叶胡杨(Populus pruinosa)种群空间分布格局和动态.[方法]在新疆叶尔羌河下游阿瓦提县境内天然灰杨林内设置50 m×50 m样地4个,应用相邻格子法进行调查测定.[结果]灰叶胡杨林内物种贫乏、生物多样性低,灰叶胡杨密度较低,其种群龄级结构呈中部大、两端小的正态分布,幼苗较少,中树个体丰富,属稳定型种群.[结论]灰叶胡杨种群空间分布格局符合聚集分布,在不同的发育阶段聚集强度不同,幼树、小树为聚集分布,中树阶段为随机分布,至大树阶段转向聚集分布,种群龄级结构为稳定型种群.     

胡杨和灰叶胡杨不同器官寄藏的可培养微生物种类研究

采用洗涤法和平皿检测等方法,研究了胡杨和灰叶胡杨不同器官寄藏的可培养微生物种类。结果显示,胡杨种子内部和外部带菌量显著高于灰叶胡杨;灰叶胡杨的芽、叶柄及枝条带菌量均高于胡杨,其中叶柄、枝条上部和中部带菌量显著高于胡杨;胡杨和灰叶胡杨枝条带菌率由低到高依次为:上部中部下部,且两个物种枝条下部带菌率均达100%。从胡杨及灰叶胡杨种子、芽、叶柄及枝条各器官分离到可培养的真菌7株、细菌2株;经形态学及分子生物学方法鉴定,分别为Alternaripp.(链格孢属,3种)、Aspergillus spp.(曲霉属,2种)、Nigrospora sp.(黑孢霉属)、Epicoccum sp.(附球菌属)、Stenotrophomonas spp.(嗜麦芽窄食单胞菌属,2种),其中黑孢霉属和附球菌属真菌系胡杨和灰叶胡杨内生菌首次报道;链格孢属、曲霉属真菌及嗜麦芽窄食单胞菌属细菌为胡杨和灰叶胡杨种子外部携带可培养微生物首次报道。     

不同保存方法对胡杨、灰叶胡杨叶片总DNA质量的影响

针对胡杨、灰叶胡杨分布偏远、新鲜叶片褐化快等特点,探索了新鲜叶片、硅胶干燥后-70℃保存3个月的叶片、硅胶干燥后常温保存15个月的叶片、自然晾干3天的叶片、3个月标本的叶片、15个月的标本的叶片等六种采集保存方法对胡杨、灰叶胡杨总DNA提取质量的影响,并利用分子系统学研究的常用的核糖体RNA基因、线粒体基因、叶绿体基因的保守引物对所提的DNA进行PCR扩增,结果表明：硅胶干燥-70℃保存3个月的叶片和自然晾干3天的叶片均能得到与新鲜叶片相当质量的DNA。考虑到野外样品采集条件的限制,认为野外采集大量样品进行胡杨、灰叶胡杨分子系统学研究的最佳方法为采样后硅胶干燥-70℃长期保存。     

濒危植物灰叶胡杨研究进展

灰叶胡杨作为新疆特有的国家三级保护濒危树种,近年来众多学者对其进行了研究。详细阐述了灰叶胡杨的形态学特性、生殖生物学特性、生理学特性、生态学特性、林木培育等,并从生态保护和科研的角度出发,对今后灰叶胡杨的研究方向进行了探讨,为灰叶胡杨的有效保护提供参考依据。     

塔农大重点课题介绍——塔里木河流域胡杨、灰叶胡杨不同居群繁育特性的研究

在国家自然科学基金、塔里木农垦大学研究生基金资助下，由塔里木农垦大学植物科学技术学院李志军教授主持，高疆生、刘建平、于军、周正立、龚卫江、高山、段黄金、徐雅丽等人参加实施的《塔里木河流域胡杨、灰叶胡杨不同居群繁育特性研究》项目，经过4年的系统研究，取得重大进展。     

土壤水分胁迫对胡杨、灰叶胡杨渗透调节物质和保护酶活性的影响

以三年生胡杨为供试材料,采用盆栽试验,研究不同土壤水分胁迫条件对胡杨、灰叶胡杨幼苗渗透调节物质和保护酶活性的影响.结果表明,随着胁迫时间的延长,胡杨、灰叶胡杨叶片内脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白质等渗透调节物质含量都有不同程度的升高,但二者的变化曲线明显不同,对不同水分胁迫程度的响应方式也明显不同,且胡杨叶片内的脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白质含量均高于灰叶胡杨.在水分胁迫下,胡杨、灰叶胡杨叶片的过氧化物酶、过氧化氢酶等保护酶活性均随胁迫时间的延长而上升,二者的变化曲线明显不同,在重度胁迫下仍能保持较高的酶活性,且胡杨的保护酶活性高于灰叶胡杨.水分胁迫条件下的胡杨、灰叶胡杨丙二醛(MDA)含量均高于适宜水分条件下的MDA含量,并随干旱时间的延长呈增加趋势,且胡杨体内MDA含量高于灰叶胡杨.     

濒危植物灰叶胡杨研究进展

灰叶胡杨作为新疆特有的国家三级保护濒危树种,近年来众多学者对其进行了研究.详细阐述了灰叶胡杨的形态学特性、生殖牛物学特性、生理学特性、生态学特性、林木培育等,并从生态保护和科研的角度出发,对今后灰叶胡杨的研究方向进行了探讨,为灰叶胡杨的有效保护提供参考依据.     

胡杨与灰叶胡杨的叶片光谱特征对比分析

本研究以塔里木河流域的胡杨与灰叶胡杨为研究对象,通过对叶片进行光谱测试,并结合室内化验分析数据,揭示胡杨及灰叶胡杨叶片的光谱特征,并研究二者之间的相关性。结果表明,胡杨与灰叶胡杨的叶片光谱反射率走向相似,但差异较明显;通过二者之间的两条反射光谱曲线的光谱相似性相关数值的计算,证明胡杨与灰叶胡杨的光谱相似性不高;胡杨与灰叶胡杨的包络线去除光谱的两个吸收谷位置走向一致,但差异显著性检验证明,二者的吸收斜率差异极显著。通过胡杨与灰叶胡杨的光谱位置特征进行对比筛选,判断不同胡杨品种的吸收特征参数,并通过筛选敏感波段反映光谱与色素的相关性,体现色素吸收光谱变化的强弱程度,更能体现色素含量变化的差异。为利用遥感技术监测胡杨与灰叶胡杨的健康状况提供技术支撑,进而为干旱区荒漠生态系统的恢复及植被重建提供理论基础。     

塔里木河上游灰叶胡杨种群结构与空间格局研究

在新疆塔里木河上游阿瓦提县胡杨林自然保护区内设置1.25hm2的样地,应用相邻格子法进行每木调查获取野外资料,研究灰叶胡杨种群结构和空间格局特征.结果表明:灰叶胡杨种群幼苗缺乏,大、老龄个体相对较多,其年龄结构呈倒金字塔型、属衰退型种群.种群更新困难,生存发展前景堪忧.灰叶胡杨种群空间格局符合聚集分布,随发育进程其空间格局由均匀型向聚集型转变,聚集强度逐渐增强.种群不同发育阶段的空间分布格局差异与物种本身的生物、生态学特性有关,而且与物种的生境密切相关.     

胡杨和灰叶胡杨营养器官的解剖学研究

胡杨和灰叶胡杨营养器官的解剖学研究表明,一年生根由周皮,次生维管组织和根中央的初生木质部组成,具发达的机械组织和输导组织.包括发达的本质部导管.一年生胡杨茎由周皮、皮层、维管组织和髓组成.一年生灰叶胡杨茎表皮具表皮毛和角质层,表皮下有一层粘液细胞.两种植物的叶为等面叶.具下皮层、发达的栅栏组织、叶脉系统和机械组织.根、茎和叶中具大量粘液细胞.灰叶胡杨根、茎、叶早生结构特征与胡杨相比较更为明显.     

胡杨、灰叶胡杨花粉中矿质元素含量的测定

为探索胡杨、灰叶胡杨花粉中的矿质元素含量,采用火焰分光光度法测定K、Na,采用火焰原子吸收分光光度法测定Ca、Mg、Fe、Zn、Mn、Cu.结果显示胡杨、灰叶胡杨花粉富含多种矿质元素,其中Cu、Zn、Fe和Mn等人体必需的生命元素含量较高,表明胡杨、灰叶胡杨花粉中矿质元素含量高,具有一定的开发利用价值.     

塔里木胡杨林主要种群空间分布格局与动态研究

在新疆塔里木阿瓦提县天然胡杨林内设置50 m×50 m标准样地1块,应用相邻格子法进行野外调查获取资料.应用方差/均值比的t检验法、聚集强度指数和理论分布模型对胡杨林主要种群空间分布格局与动态进行研究.结果表明:乔木层的2个优势种群空间分布均呈聚集分布,胡杨种群的聚集强度大于灰叶胡杨;灌木层的2个伴生种群也均呈聚集分布,柽柳的聚集强度较大;草本层中甘草种群呈聚集分布,西北天冬呈随机分布.Taylor幂法则、Iwao m*对X的回归模型均显示胡杨、灰叶胡杨种群呈聚集分布.灰叶胡杨在不同发育阶段的空间格局均呈聚集型,随发育进程其聚集强度逐渐减弱.胡杨种群不同发育阶段呈随机→聚集→随机分布.不同种群和不同发育阶段的空间分布格局差异与其生态生物学特性和种群间的竞争排斥有关,而且与物种的生境密切相关.     

基于RapidEye数据的塔里木河上游天然胡杨林区典型地物遥感信息提取研究

胡杨是塔里木河流域荒漠河岸林的建群树种,在胡杨林区进行植被监测,对塔里木河流域生态环境恢复与重建有着极其重要的作用。本研究利用RapidEye影像及地面调查数据对研究区地物特征信息进行了提取,并分析了胡杨林区地物的光谱特征,结果如下:建立了胡杨林区主要地物(胡杨、柽柳、河流、沟渠、裸地、居民地和其它植被)的遥感解译标志,对典型地物在影像上能相互区分的原因进行了解释,同时提取了RapidEye波段的典型地物光谱曲线和面积信息,分析了植被空间分布的特点及规律。为塔里木河流域的植被监测提供一种新的监测手段。     

杀菌剂对胡杨和灰叶胡杨种子的消毒效果及对种子萌发生长的影响

【目的】探讨4种杀菌剂对胡杨和灰叶胡杨种子的消毒效果及对种子萌发生长的影响,为我国珍稀树种胡杨和灰叶胡杨的人工育苗造林提供技术支持和理论依据。【方法】采用PDA平板法,在预试验的基础上,选择10.0μg/mL的6%戊唑醇为代表,筛选杀菌剂浸种处理胡杨和灰叶胡杨种子的安全有效时间;采用平皿法检测了0.1,0.5,1.0,5.0,10.0,50.0,100.0μg/mL福美双、嘧菌脂、腈菌唑、戊唑醇对胡杨和灰叶胡杨种子的消毒效果;采用滤纸法进行发芽试验,测算种子发芽势、发芽率、幼苗株高和畸形率,观测上述不同质量浓度杀菌剂对种子萌发生长的影响。【结果】杀菌剂浸种处理胡杨和灰叶胡杨种子的安全有效时间为12h,供试杀菌剂浸种处理12h均能明显降低胡杨和灰叶胡杨种子的带菌率,其中质量浓度≥50.0μg/mL的福美双、10.0μg/mL的戊唑醇的消毒效果可达90%以上。胡杨和灰叶胡杨种子经100.0μg/mL福美双浸种处理后,发芽率分别为88.5%和30%,经10.0μg/mL戊唑醇浸种处理后发芽率分别为95%和60%以上。100.0μg/mL福美双浸种处理胡杨和灰叶胡杨种子,幼苗株高分别为6.04和2.32mm;10.0μg/mL戊唑醇浸种处理胡杨和灰叶胡杨种子,幼苗株高分别为8.68和4.21mm。用4种杀菌剂浸种均会导致种子非正常萌发,产生畸形种苗,其中100.0μg/mL福美双浸种对胡杨和灰叶胡杨种苗的致畸率分别为7%和19%;10.0μg/mL戊唑醇浸种的致畸率分别为2.5%和11%;嘧菌酯和腈菌唑对种子的致畸作用较强,种苗畸形率最高可达20%～45%。【结论】100.0μg/mL福美双浸种处理胡杨种子、10.0μg/mL戊唑醇浸种处理胡杨和灰叶胡杨种子是消毒效果显著并对种子萌发及幼苗生长安全的最适剂量,浸种12h为最适浸种处理时间。     

不同发育阶段胡杨、灰杨异形叶形态结构变化特征

试验采用主成分分析法对同一立地条件下胡杨(Populus euphratica Oliv.)、灰杨(Populus pruinosa Schrenk)9个不同发育阶段(径阶)的异形叶形态结构性状进行分析.结果表明:胡杨、灰杨异形叶16个形态结构性状在9个不同发育阶段间存在显著差异.(1)从变异系数来看,胡杨变异最大的是...     

塔里木盆地灰叶胡杨种群生存状况分析

根据野外灰叶胡杨种群的调查资料,将林木依胸径大小分级,以林木径级结构代表年龄结构,采用分段匀滑技术,编制灰叶胡杨种群特定时间生命表,绘制死亡率曲线、亏损度曲线及存活曲线,分析灰叶胡杨种群结构与动态趋势。结果显示,灰叶胡杨年龄结构基本上呈正金字塔型,表明其种群呈增长型;灰叶胡杨种群数量随龄级增大而下降,生命期望在幼龄与老龄较低,1龄向2龄级过渡时死亡率最高;种群的存活曲线整体上趋于DeeveyⅢ型,死亡率和亏损度曲线均有3个高峰期,分别出现在1~2、6~7、8~9龄阶段。野外灰叶胡杨幼龄死亡率高可能与其生物生态学特性和环境恶化有关。