干旱胁迫下白花柽柳抑制性消减文库的构建分析

本试验构建了PEG6000渗透胁迫下白花柽柳的抑制性消减杂交(suppression subtractive hybridization, SSH)文库。文库克隆的重组率为95 % ，插入片段大部分集中在100～1000 bp之间。通过对文库阳性克隆的随机测序，并对表达序列标签（expressed sequence tag, EST）分析得到了100个与干旱胁迫相关的EST片断，它们涉及了植物的渗透调节、信号传递、转录调控、活性氧清除、蛋白代谢、跨膜转运和离子平衡及光合作用等方面。此结果对今后进一步研究这些基因的功能奠定了基础。     

小麦品种小偃22干旱诱导基因及其表达分析

利用抑制消减杂交(SSH)技术构建了小麦(Triticum aestivum)品种小偃22干旱胁迫诱导基因表达的SSH-cDNA文库,从文库中随机挑选插入片段大于400 bp的阳性克隆60个进行测序,去除冗余序列和嵌合序列后,获得了31条高质量表达序列标签(EST)序列(GenBank登录号:ES466737～ES466766,ES466799).进一步采用RT-PCR对其中的胚胎形成晚期富集蛋白基因(LEA)和△1-吡咯啉-5-羧基合成酶基因(P5CS)的表达模式进行了分析.结果表明,获得的EST序列中的26条EST序列具有功能已知的同源基因,这些基因多数不仅与植物的非生物胁迫相关,也与植物的生物胁迫反应相关,表明植物在胁迫反应中有明显的交叉适应性,其中与小麦表达序列高度同源的EST占58%.24条EST序列与功能已知蛋白的同源性较高,主要涉及植物的信号传导、能量代谢、转录调控及防卫反应等.表达模式分析表明,LEA家族蛋白D9在土壤绝对含水量达到4.8%时上调表达,在萎蔫后复水2 h时表达量最高,随着复水时间延长表达量降低并趋于稳定;PSCS基因D16在渍水条件下、严重干旱胁迫下均上调表达,而在可维持生长的水分条件下和严重干旱后复水4 h后表达量急剧下降.序列分析表明,LEA蛋白基因D9与PSCS基因D16均是部分同源基因,暂命名为TaLEA-D9和TaP5CS-D16.     

紫杆柽柳谷胱甘肽硫转移酶基因的克隆及功能鉴定

根据GenBank已公布的植物谷胱甘肽硫转移酶基因EST序列，设计引物利用3’和5’RACE方法，获得紫杆柽柳GST基因(TaGST)全长cDNA序列，全长为1175 bp，开放读码区672 bp, 编码224个氨基酸。其所编码的蛋白与大豆的GST10同源性最高为48%。利用pET-28a（+）构建了紫杆柽柳GST基因的原核表达载体，转入BL21大肠杆菌进行了原核表达。诱导表达蛋白的SDS-PAGE检测表明, 所表达的蛋白分子量约为26 kD，与预测的分子量大小一致。初步的酶学活性的检测表明所克隆的基因编码的肽段具有催化GST蛋白通用底物CDNB和GSH反应的活性。     

塔里木河流域不同林龄胡杨与柽柳的水分利用策略研究

基于稳定同位素方法研究了塔里木河流域胡杨和柽柳的水分来源及分布特征,探讨了塔里木河流域胡杨和柽柳的水分利用策略。结果表明:(1)胡杨和柽柳的植物水与土壤水的降水偏离程度与地下水存在显著差异(P0.05),表明土壤中存在不完全混合的水源库,与植物耗水和地下水补给存在动态联系;(2)不同林龄胡杨和柽柳土壤水δ~(18)O值随土壤深度增加均呈下降趋势,受蒸发作用影响,表层土壤水δ~(18)O值波动明显;(3)不同林龄胡杨和柽柳水分利用来源存在差异,胡杨和柽柳对土壤水的吸收利用随林龄增加层位下移。无论在幼苗阶段或成熟阶段,柽柳利用土壤水的深度均低于胡杨,表明其适应干旱环境的能力更强。     

塔里木盆地柽柳灌丛沙堆盐分分布特点研究

为明确处于稳定阶段柽柳灌丛沙堆内土壤盐分的分布规律及其对环境可能产生的影响,以塔里木盆地北缘洪积冲积扇末端为研究区,分析了灌丛沙堆内与堆间地盐分的分布特征及其与柽柳灌丛凋落物年产量的关系.研究结果表明,柽柳灌丛沙堆表层土壤(0-30 cm)盐分明显低于堆间地表层土壤盐分,相关分析表明,柽柳灌丛凋落物产量的增加是抑制盐分表聚的一个重要因素.而沙堆深层土壤(30-120 cm)盐分则明显高于堆间地相同深度的土壤盐分,呈明显的富集状态,即形成了明显的“盐岛”.盐岛内主要富集K+,Na+,C1和HCO3-这4种离子,其余离子(SO24-,Ca2+,Mg2+)则呈均匀分布或随机分布.以上结果表明,柽柳灌丛沙堆是土壤盐分局部汇集的小型盐分库,它的演变趋势会对干旱区绿洲生态系统的稳定性产生潜在的影响.     

干旱区柽柳灌丛下土壤有机质、盐分的富集效应研究

柽柳(Tamarix spp)是一种多年生泌盐盐生植物,是西北干旱区尤其是新疆主要的防风固沙灌木[1].其根系能寄生名贵药用植物--肉苁蓉(Cistanche spp.),因而被作为一种高附加值的经济植物进行大面积种植[2],这使柽柳成为西北地区盐土农业发展中的重要资源.但在强调对柽柳等盐生植物资源经济利用的同时,植物本身对环境的作用常常被忽视.     

柽柳在河岸生态修复中的应用———以西宁市湟水河为例

为了解柽柳在河岸生态修复中的应用效果,筛选适用于西北地区河岸生态修复的植物材料,选择湟水河在西宁市海湖桥到新宁桥段之间的一段裸露岸坡,针对该段河岸边坡存在的溅蚀、面蚀以及沟蚀等土壤侵蚀现象,采用活枝扦插柽柳的方法对岸坡进行近自然修复,分别对完工后6个月、15个月和51个月时柽柳的成活率、覆盖度以及完工后51个月时柽柳的生长状况、周边小气候和生物多样性进行调查监测.结果表明,完工51个月后柽柳的生长情况达到较高水平,成活率和覆盖度分别为88％和100％,新生枝条的平均基径和平均株高分别为3.19 cm和348.9 cm.由于柽柳根系对岸坡土壤的固定,周边植被迅速恢复,生物多样性明显增加;此外,柽柳的蒸腾作用使周边环境的小气候也有所改善,柽柳试验区的气温比周边裸露区低63.4％,空气湿度比周边裸露区高62.8％.最后,总结了柽柳应用于河流生态修复中存在的问题并提出了一些相应的建议.     

内蒙古乌兰布和沙漠主要灌木光合日变化特征比较研究

对乌兰布和沙漠耐旱植物沙拐枣属、柽柳属、锦鸡儿属的14种植物进行光合日变化特征研究。结果表明:(1)14种沙生灌木净光合速率日变化呈双峰型,峰值均出现在10:00与16:00,有明显的光合"午休"现象,且主要是由气孔因素引起的。净光合速率日均值排序为:柠条锦鸡儿中间锦鸡儿乔木状沙拐枣多花柽柳细穗柽柳白皮沙拐枣东疆沙拐枣甘蒙柽柳荒漠锦鸡儿多枝柽柳头状沙拐枣长穗柽柳狭叶锦鸡儿红皮沙拐枣;(2)沙拐枣属、柽柳属蒸腾速率日变化呈单峰型,峰值分别出现在10:00,14:00,锦鸡儿属植物蒸腾速率日变化呈双峰型,峰值出现在10:00,16:00。蒸腾速率日均值排序为:多花柽柳细穗柽柳甘蒙柽柳柠条锦鸡儿荒漠锦鸡儿中间锦鸡儿多枝柽柳白皮沙拐枣长穗柽柳乔木状沙拐枣狭叶锦鸡儿头状沙拐枣东疆沙拐枣红皮沙拐枣;(3)14种沙生灌木水分利用效率日变化均为双峰型,上午的水分利用效率高于下午,最高值出现在10:00,水分利用效率日均值排序为:乔木状沙拐枣红皮沙拐枣长穗柽柳柠条锦鸡儿白皮沙拐枣头状沙拐枣东疆沙拐枣中间锦鸡儿多枝柽柳狭叶锦鸡儿甘蒙柽柳荒漠锦鸡儿细穗柽柳多花柽柳;(4)在相同的环境条件下,乔木状沙拐枣、长穗柽柳、柠条锦鸡儿对该区的干旱环境有相对较强的适应能力。     

黑河流域沙区植被恢复及演替研究——以高台县为例

用机械和植物措施固定流动沙丘后,随着土壤和水分等生态因子的改善,原来适应于流沙环境或弱固定沙地生境的天然植被趋向于适合固定沙丘生长的人工、天然植被.高台沙区人工和天然植被经25a变化后.多枝柽柳+沙蒿+花棒群落演变为多枝柽柳+油蒿+花棒群落,盖度达到42%,蒙古沙拐枣+多枝柽柳+油蒿群落演变为多枝柽柳+罗布麻+油蒿群落.盖度达到9%,花棒+沙蒿+多枝柽柳+骆驼刺群落演变为多枝柽柳+罗布麻+花棒+油蒿+骆驼刺群落,盖度达65%,沙拐枣+红砂群落被多枝柽柳+骆驼刺所替代.