柽柳属6种植物侧枝木质部导水率与纹孔数量特征关系

柽柳属(TamarixL.)植物是耐旱耐盐胁迫的良好固沙造林树种,借助木质部导水率及栓塞测量系统和扫描电子显微镜,分别对6种柽柳属植物侧枝的导水能力与纹孔特征进行测量观察。结果表明,6种柽柳属植物侧枝木质部导水效率和纹孔数量特征具有显著的种间差异性(P0.01),其导水率的高低排序为刚毛柽柳(T.hispida)沙生柽柳(T.taklamakanensis多枝柽柳(T.ramosissima)细穗柽柳(T.leptostachys)中国柽柳(T.chinensis)短穗柽柳(T.laxa);刚毛柽柳具有最大的纹孔膜面积和外纹孔口面积,而短穗柽柳的相应指标较小。6种柽柳属植物侧枝木质部纹孔膜结构没有明显的差异性,纹孔膜上未见微孔;各柽柳植物侧枝导水率与外纹孔口面积具有较好的正相关关系。     

几个抗旱树种木质部栓塞脆弱性的研究

选取加杨、刺槐、白榆、沙棘和榛木５个树种，测定一年生小枝的导水率和水势，绘制出各树种的脆弱曲线。结果表明，这几个树种一年生枝木质部栓塞脆弱性的种间差异明显，其中加杨和沙棘最为脆弱，其次为刺槐、白榆和榛木。这种种间差异可能与导管壁的厚度和导管间纹孔膜上纹孔口的长径有关。耐旱树种并非对木质部空穴或栓塞的抵抗能力就强；植物遭遇水分胁迫时，在一定水势范围内，木质部栓塞降低导水率从而可减少水分丧失，这可能是树种适应干旱条件的方式之一。脆弱曲线可以提供有关植物生理生态行为的信息，文中对树种脆弱性和耐旱性的关系以及脆弱曲线的应用价值进行了讨论     

杉科植物枝/根木质部水分运输功能、机械强度与解剖结构的关系

【目的】研究湿润地区杉科Taxodiaceae北美红杉Sequoia sempervirens、落羽杉Taxodium distichum、池杉T.distichum var.imbricatum木质部水分运输、解剖结构和机械强度的定量关系,探讨木质部解剖结构与功能在器官和物种水平的权衡。【方法】以浙江省天目山北美红杉、落羽杉、池杉为研究对象,用空气注入法测量3种植物枝/根的比导率(K_s)和栓塞抗性(P₅₀),测量管胞壁厚度(T_t)、纹孔膜面积(A_pm)、纹孔口面积(A_pa)、纹孔膜直径(P_d)、纹孔口直径(A_d)、水力直径(D_h)、管胞密度(N_t)、纹孔开口比(R_ap)、纹孔密度(N_pm)等指标与水分运输有关的解剖结构,以及木质部密度(D_w)、厚度跨度比(T_tob)等与机械强度相关的指标,同时分析了水力...     

亚热带植物水力性状与木质部解剖结构的关系

【目的】植物水力系统需要对不断变化的水分环境做出适应性调整,因此,量化植物水力性状与木质部解剖结构在不同水分状况下的关系,将有助于理解植物的适应策略。【方法】以亚热带7种裸子植物和7种被子植物为研究材料,对比分析不同生境中(自然生境和人工生境)植物的栓塞抗性(植物导水率损失50%的水势)、输水效率和解剖结构的性状差异,探究植物水力性状与木质部解剖结构的关系。【结果】(1)在不同生境下,自然生境植物的输水效率(K_s)较大,栓塞抗性(P₅₀)较小,且植物解剖结构性状对不同生境植物水力性状具有一定指示性。(2)相关性分析表明：被子植物的导管水力直径、导管密度与K_s、P₅₀呈显著相关(P<0.05),但相关性在不同生境下呈相反趋势;裸子植物的管胞水力直径、管胞密度与K_s、P₅₀之间的相关性在不同生境中具有相同趋势。【结论】在湿润区内,植物通过增加输水效率以适应相对干旱环境的生存策略可能较为普遍。木质部结构与功能的差异可能是同一生境下植物水分策略存在差异的原因...     

刺槐根、茎木质部水力结构特征

刺槐是我国北方重要的造林树种,但近年来刺槐衰败现象发生严重,其主要与缺水导致的木质部水分输导组织功能输导障碍有关,而木质部水分输导功能主要受导管形态结构的影响,根和茎(枝条)木质部水分输导组织是植物水分输导系统的重要组成部分,但目前对刺槐根和茎的水分输导效率和安全性差别缺乏了解。测定了刺槐根、茎(枝条)木质部的导管直径、导管密度、导水率和抗栓塞能力。结果表明,刺槐根导管直径更大,但导管密度小于茎,根导水率约为茎的3倍,根的抗栓塞能力显著低于茎。说明刺槐根与茎相比,水分输导效率更高,但水分输导安全性显著低于茎,因此,根的水分输导安全性可能是影响刺槐水分输导安全的重要因素。     

退化喀斯特森林不同植物叶片气孔导度对环境因子的响应

为探讨退化喀斯特森林中不同植物叶片气孔导度对环境因子的响应特征及其适应性机制,以中国科学院普定喀斯特生态系统观测研究站沙湾监测研究区内的退化喀斯特森林为例,从中选取8种常见植物为研究对象,分别对其叶片气孔导度及气温、空气湿度、光照强度等环境因子进行测定分析。结果表明:(1)不同植物叶片气孔导度值日间主要在0. 011～0. 215 mol/(m~2·s)之间变化。植物叶片气孔导度在同一时刻不同种间存在显著差异(P 0. 05),而除构树[Broussonetia papyrifera (Linn.) L'Hér. ex Vent.]外,同种植物在不同时刻的差异均不显著(P0. 05)。(2)梓树(Catalpa ovata G. Don)的叶片气孔导度与光照强度呈显著中度负相关(r=-0. 534,P=0. 040),而马桑(Coriaria nepalensis Wall.)的则呈显著中度正相关(r=0. 538,P=0. 038)。构树的叶片气孔导度与相对湿度呈极显著高度负相关(r=-0. 728,P=0. 002),而与气温呈显著中度正相关(r=0. 602,P=0. 017)。厚果崖豆藤(Millettia pachycarpa Benth.)的叶片气孔导度与相对湿度呈显著中度负相关(r=-0. 554,P=0. 032)。(3)树种和测定时间对植物叶片气孔导度的交互作用不显著(P0. 05)。(4)研究区大部分植物对生境恶劣的喀斯特环境均具有较强的适应能力,叶片气孔导度的日间变化主要受植物自身遗传因素的控制,对外部环境条件改变的响应不敏感。     

基于当年生枝木质部解剖结构的扁桃品种栓塞抗性分析

以当年生枝木质部解剖结构特征分析扁桃不同栽培品种的抗栓塞能力，可为深入了解扁桃干旱胁迫适应机制提供理论参考。利用光学显微镜解析扁桃当年生枝木质部组织解剖结构特征，通过隶属函数方法对扁桃不同品种的抗栓塞能力进行初步评价。结果表明:1）不同生态类群扁桃品种当年生枝木质部导管直径（D）、导管水力直径（Dh）、导管密度（V_D）、单导管指数(Vs)和木材密度（WD）间存在极显著性差异（P<0.01），美国品种当年生枝WD和Vs高于新疆地方品种，而新疆地方品种D和VD极显著大于美国品种（P<0.01）。2）抗栓塞能力由高到低排序为S3>M7>M2>M1>M8>S14>S1>S9>S12，即美国品种的木质部抗栓塞能力高于新疆地方品种（除S3以外）。     

鸡公山国家级自然保护区散孔材、环孔材树种木质部结构和功能的关系

【目的】木质部解剖结构是植物水力功能和水分利用策略的基础。散孔材和环孔材的导管分布和形态存在显著差异,对2种材性树种木质部解剖结构和水力功能的关系进行比较,有助于理解不同材性树种的水分适应机制。【方法】选取河南省信阳市鸡公山自然保护区中的3个散孔材树种(枫香Liquidambar formosana、旱柳Salix matsudana、深山含笑Michelia maudiae)和3个环孔材树种(槲树Quercus dentata、楝Melia azedarach、野核桃Juglans cathayensis),研究2种材性树种的枝水力功能(比导率和栓塞抗性)和解剖结构的关系。【结果】3个环孔材树种比导率更大,3个散孔材树种栓塞抗性更强;在物种水平上,只有散孔材树种深山含笑比导率和栓塞抗性呈显著负相关(P<0.05),存在水力效率-安全权衡。3种散孔材树种相较于3种环孔材树种具有更大的导管密度、导管壁厚度跨度比和更小的导管直径、导管壁厚度。【结论】环孔材树种倾向于通过增大导管直径显著提高其输水效率,从而避免水势下降、降低潜在栓塞风险。散孔材树种木质部结构中的导管壁厚度和导管壁厚度跨...     

3个杨桃品种茎次生木质部导管分子结构研究

[目的]为杨桃的品种鉴定及果树栽培提供理论依据。[方法]运用细胞图象分析系统及显微照相方法,对3个杨桃品种(秤锤杨桃、蜜丝杨桃、红杨桃)茎次生木质部导管分子结构进行研究。[结果]杨桃茎次生木质部导管分子有两端具尾、一端具尾和无尾3种类型;导管分子平均长度为328.88~366.09μm,平均宽度为44.61~52.43μm;端壁多数为单穿孔板;壁上纹孔式以互列-对列混合纹孔式为主。[结论]杨桃导管分子的多数特征表现为导管分子系统演化过程中较为进化的特征,但也存在导管两端或一端有尾、端壁倾斜等较为原始的性状;杨桃导管分子的结构与其生态适应性相一致,不同品种的生长特性也与导管分子结构差异相一致。     

基于18O稳定同位素对银川平原北部4种灌木夏季水分利用特征研究

为了分析银川平原北部4种灌木对不同水源的利用特征,测定了20年生多枝柽柳(Tama-rix ramosissima)、3年生多枝柽柳、3年生宁夏枸杞(Lycium barbarum)和3年生四翅滨藜(Atri-plex canescens)木质部水及不同潜在水源稳定氧同位素组成(δ18 O),应用同位素线性混合模型估算了不同灌木对不同水源的利用率。结果表明:不同深度土壤水δ18 O值存在较大差异,并呈规律性变化。表层(0～5cm)土壤水δ18 O值较井水δ18 O值偏正,说明其受蒸发影响较大。120～140cm土层δ18 O值最正,说明该土层同位素分馏作用最大。140～200cm土壤水受蒸发影响最小,土壤水δ18 O与井水最为接近。3年生多枝柽柳、3年生宁夏枸杞、3年生四翅滨藜的木质部水δ18 O值分别为-8.62‰、-8.64‰和-9.23‰,均比20年生多枝柽柳木质部水δ18 O(-9.40‰)偏正。用Iso-Source软件计算的结果显示20年生多枝柽柳和3年生四翅滨藜对地下水和表层土壤水(0～5cm)的利用程度较高,分别利用11.6%和9.3%的地下水,18.2%和14.6%的表层水。3年生多枝柽柳和3年生宁夏枸杞对40～120cm土层水分利用程度较高,分别为93.8%和92.3%。     

干旱胁迫及复水后84K杨栓塞修复及其他水力学特性的研究

[目的]研究植物遭受不同程度干旱胁迫时,其水力学特性的变化及响应,以及复水后植物栓塞修复能力,为植物应对干旱环境的能力提供水力学依据.[方法]以84K杨扦插苗为研究对象,进行渐进的控水处理,根据植株形态特征的变化,分别控水至植株叶面积停止生长、整株萎蔫、50％的叶片死亡及全部叶片死亡4个阶段,而后各阶段植株均进行复水至...     

干旱与NaHCO3胁迫下柽柳基因表达的比较

用cDNA微阵列技术比较了NaHCO3及干旱胁迫下柽柳基因的表达异同。柽柳分别采用0.4mol/L的NaHCO3和干旱处理约30h后取材,分离总RNA,选用Cy3和Cy5进行标记,并与载有柽柳基因的cDNA微阵列杂交,比较了柽柳干旱胁迫的基因表达谱和NaHCO3胁迫的基因表达谱。结果显示,2种胁迫下,有14条基因共同下调表达,31条基因共同上调表达,说明柽柳的抗旱耐盐性状相似性较高。有1个基因在干旱胁迫下为上调表达,在NaHCO3胁迫下为下调表达。同时,和Lea蛋白、脱水诱导蛋白RD22同源的基因在干旱胁迫下表达量升高明显,但NaHCO3胁迫表达量上升不明显;NaHCO3胁迫使与SMDC基因和水通道蛋白同源的基因表达量明显上升,而干旱胁迫其表达量无明显升高,提示了柽柳的抗旱、耐盐性状也存在明显的差异。     

3种柽柳属植物种子萌发特性研究

[目的]研究3种柽柳属植物种子萌发特性。[方法]以多枝柽柳、中国柽柳和细穗柽柳为研究对象,用沙床室温试验模拟自然环境,研究不同温度胁迫、不同浓度NaCl盐胁迫、不同浓度聚乙二醇(PEG-6000)干旱胁迫下3种柽柳属植物的种子萌发特性。[结果]在15、20、25、30、35℃下,多枝柽柳和中国柽柳在25℃时萌发率最高,分别可达84.00%、97.34%;细穗柽柳在20℃萌发率最高,为71.34%;NaCl溶液对种子萌发均有抑制作用;在干旱胁迫下,PEG浓度小于45%时对多枝柽柳种子萌发有促进作用,对中国柽柳有抑制作用,PEG浓度小于30%时对细穗柽柳种子萌发有促进作用。[结论]该研究可为扩大柽柳属植物资源提供科学依据。     

柽柳eIF1A基因耐重金属CdCl_2胁迫能力分析

通过实时荧光RT-PCR技术研究了CdCl2胁迫下不同时间点柽柳根、茎、叶中eIF1A基因的表达模式,结果表明:该基因受CdCl2胁迫诱导明显,可能参与柽柳的CdCl2胁迫应答。进一步对转柽柳eIF1A基因的T2代烟草进行CdCl2胁迫,测定各转基因株系及野生型烟草的MDA、POD、SOD、可溶性蛋白含量等各项抗逆生理指标,结果表明柽柳eIF1A基因具有提高烟草的耐CdCl2胁迫的能力。     

柽柳泛素结合酶基因(E2s)的序列分析及功能验证

从柽柳(Tamarix androssowii)cDNA文库中测序得到一条长度为607bp、编码146个氨基酸的全长cDNA基因序列,对该基因序列进行生物信息学分析,确定其属于泛素结合酶(Ubiquitin conjugating enzyme,E2s)蛋白家族。采用根癌农杆菌介导法对烟草进行E2s基因的遗传转化,通过分子检测证明,该基因整合到烟草基因组中,并在mRNA水平上有不同程度的表达。对各转基因及非转基因对照烟草进行干旱胁迫处理,通过调查相对电导率和相对生长量的变化,研究E2s基因抗旱方面的功能。结果表明,在非干旱胁迫条件下,各转基因株系与对照烟草的相对电导率差异不明显,各株系的相对电导率随着干旱胁迫时间的延长均呈上升趋势,且均小于对照烟草;干旱胁迫20d时,各转基因株系的相对电导率平均为9.12%,非转基因烟草的相对电导率则为12.35%,并且非转基因烟草的相对生长量仅为45.4%,而各转基因株系的相对生长量平均为141.1%,说明E2s基因的导入提高了转基因烟草的耐旱性。     

准噶尔盆地南缘干旱条件下胡杨、梭梭和柽柳水势对比研究

[目的]以150团丰收林的三种荒漠植被(胡杨、梭梭和柽柳)为对象,比较三种植物水势变化规律差异,探讨干旱环境下植物水势的变化特点.[方法]用露点水势仪测定3种植物水势,结合2008～2009年3种植物的水势及地下水位监测数据,分析该干旱区3种荒漠植被的水势及地下水位变化规律,探讨在地下水位变化下植物水势的响应.[结果]2009年自然胡杨叶、茎水势明显高于2008年的胡杨水势;人工胡杨叶、茎水势日变化幅度不大,整个趋势呈直线型,且低于2008年的水势;2008和2009年梭梭同化枝水势日变化趋势基本一致,呈双峰型;2009年柽柳茎水势日变化略高于2008年的水势,但是两者日变化趋势相差不大.从150团丰收林2008～2009年地下水位月变化来看,整体呈下降趋势,但变化幅度不显著.[结论]3种植物的水势比较结果为:柽柳<梭梭<自然生长胡杨<人工种植胡杨.研究对丰收林胡杨、梭梭和柽柳等植被的恢复与重建及可持续管理有一定的参考价值.     

不同柽柳种光合特性比较

用英国CIRAS-2型便携式光合仪对中国柽柳、甘蒙柽柳、直立柽柳、多花柽柳、甘肃柽柳、刚毛柽柳的光合特性进行了比较研究。结果表明,6个柽柳种的光合速率日变化均为双峰曲线,但第1次高峰出现的时间及高峰时的Pn值不同种之间有差别;在季节变化中,刚毛柽柳Pn值7月最高,直立柽柳5月最高,其他柽柳种6月最高;在日变化和季节变化中甘肃柽柳的Pn均显著低于其他柽柳种;不同种之间光饱和点和补偿点差别较大,其中刚毛柽柳的光饱和点显著高于其他种,直立柽柳显著低于其他种;光补偿点中国柽柳、直立柽柳显著低于甘蒙柽柳、多花柽柳、甘肃柽柳和刚毛柽柳。