羊草叶绿体非编码区多态性标记筛选及群体遗传多样性

为筛选多态性丰富的羊草叶绿体非编码区片段,本研究以9个不同地理位置的羊草居群为材料,通过对12个叶绿体非编码区DNA片段测序及其序列间变异分析试图从中找出有遗传差异的叶绿体DNA(cpDNA)片段,并利用有多态性的cpDNA片段进行遗传多样性分析。结果表明,序列ndhF-rpl32、trnL-trnF、trnC-ycf6、aptI-aptH具有比较丰富的变异,可作为下一步研究野生羊草群体遗传学和谱系地理学较为理想的分子标记。在37个羊草个体4条非编码区片段的合并序列中,共检测到15种单倍型,单倍型多态性(Hd)为0.928,核苷酸多态性(Pi)为0.00101;遗传分化指数(Fst)为0.58884,基因流(Nm)为0.17,基因流较小;中性检验Tajima’s D(-1.08542)和Fu’s Fs(-5.301)均为负值,且差异不显著(P>0.10),推测羊草遵循中性进化理论,可能经历过种群扩张;AMOVA结果显示,65%的分子变异出现在居群间,35%出现在居群内;Mantel检验得到,遗传距离与地理距离具有显著相关性(r=0.449,P<0.05);居群分化值Nst 0.386(0.1865)大于Gst 0.234(0.1506),差异显著(P<0.05),表明羊草居群存在分子谱系地理结构。通过系统发育树分析得到,羊草15个单倍型分为两大分支,H2和H10聚为一支,它们与别的居群个体亲缘关系较远,其余单倍型聚为另一支;单倍型网络图显示,H2和H12、H10和H12亲缘关系较远,与系统发育树分析结果基本一致。本研究为羊草的种质资源保护、谱系地理学研究等工作奠定了基础。     

复杂盐碱生态条件的人工模拟及其对羊草生长的影响

将ＮａＣｌ、ＮａＨＣＯ３、Ｎａ２ＳＯ４和ＮａＣｏ３按不同比例混和,模拟出３０种盐度和ＰＨ各不相同的盐碱生态条件,并用以处理并草苗。测定羊草苗的存活率、分蘖数、根戏数及相对生长率等生长指标;分析盐度和ＰＨ对羊草生长失作用及其盯关性。结果表明：３０处处理均匀覆盖了总盐度５０－３５０ｍｍｏｌ／ＬＰＨ７．１４－１０．８１范围内的各处盐碱条件,羊草的各项生长指标均随盐浓度及Ｐ增高而下降;单纯高ＰＨ域盐度对羊     

松嫩平原不同土壤基质条件下羊草种群年龄结构的研究

通过对不同土壤基质条件下羊草Leymus chinensis种群年龄结构进行研究,结果表明:5月中旬在松嫩平原羊草种群营养生长期,分蘖株均由1龄、2龄、3龄3个龄级组成,呈增长型年龄结构,其中均以1龄和2龄级分蘖株占绝对优势,为89.4%～99.7%,3龄株仅占0.3%～10.6%;根茎均由2龄、3龄、4龄3个龄级组成,根茎长度及其质量均以2龄级最高,3龄次之,4龄最小;根茎物质的储量均随着龄级的升高而降低,羊草种群对低龄植株、根茎的大比例投资是羊草种群扩大其空间的一种十分有效的生态对策.     

退化羊草草地生态恢复技术的研究

在内蒙古锡林郭勒盟东乌珠穆沁旗对退化羊草草地进行了更新复壮的技术研究,初步探索出了退化羊草草地生态恢复技术和群落演替规律。     

多枝赖草高分子量核DNA的有效制备

以多枝赖草Leymus multicaulis黄化苗幼嫩叶片为材料,在液氮中研磨成粉末,加入冰冷的细胞核抽提缓冲液,经一系列钢制细胞筛过滤,离心分离细胞核,相差显微镜镜检后,用低熔点琼脂糖包埋,蛋白酶K原位裂解,经脉冲场电泳分离,用1%低熔点琼脂糖回收获得了较纯净的分子量大于2 Mb的核DNA,Southern杂交显示没有叶绿体和线粒体DNA的污染.利用该方法制备的高分子量核DNA,可用于后续可转化人工染色体(TAC)文库的构建和基因组分析.     

围封对晋北赖草草地土壤碳氮磷生态化学计量特征的影响及其与植被多样性的关系

为了明确围封对晋北赖草（Leymus secalinus）草地植物群落及土壤因子的影响,本试验对围封5年的赖草草地植物群落生长季地上生物量和植物群落特征进行连续观测,以及对不同土层土壤理化性质进行分析,结果表明：围封后,草地地上生物量、群落盖度和群落高度显著增加（P<0.05）,Shannon-Wiener指数和Margalef物种多样性指数均高于放牧地;围封草地0~5 cm的土壤容重显著降低（P<0.05）,各土层的土壤pH均显著降低（P<0.05）,10~20 cm,20~30 cm的土层中土壤碳氮比显著高于放牧地,20~30 cm的土层中土壤氮磷比显著低于放牧地（P<0.05）。土壤碳氮比驱动围封样地植物群落的变化,土壤全氮、pH、氮磷比驱动放牧样地植物群落的变化。     

羊草种子萌发相关基因的筛选及表达分析

前期实验表明,变温处理(28 ℃ 12 h/16 ℃ 12 h)可显著提高羊草种子的萌发率,且羊草种子萌发中的第1天是接受变温信号的关键时期。以此为研究基础,结合羊草种子变温萌发的转录组测序数据,针对羊草种子萌发初期对变温处理的响应筛选出与种子萌发、休眠及低温相关的基因24个,利用测序结果中这些基因的RPKM值制作基因表达热图并分析其表达差异。以萌发率高、低的两种羊草种质的种子为材料,对24个基因在恒温12 h(28 ℃)和变温1 d(28 ℃ 12 h/16 ℃ 12 h)萌发处理中的表达分别进行了定量分析。结果表明,与恒温对照相比,变温处理12 h后,表达明显上调的基因有SAIN1,PP2C62,EXPB3,EXPB4,GA3ox,EXPA2和EXPA7,而表达明显下调的基因有bHLH49,GID1,ABI8,Chi1,11833,CBF3,NAC2,PP2C72,SAIN2和5423。通过进一步分析相关基因在高、低萌发率两个种质中表达的差异,筛选出其中可能与羊草种子萌发相关的基因有几丁质酶基因Chi1,转录因子基因CBF3,羊草新基因5423,赤霉素合成基因GA3ox,细胞松弛素蛋白基因EXPB4和羊草新基因SAIN1,将为下一步阐明羊草种子萌发的分子作用机理奠定基础。     

放牧强度对羊草草原的影响

研究放牧强度对羊草草原植物群落组成、数量特征、生物量及土壤特性等的影响.结果表明,随着放牧强度的增加,羊草草原的植被盖度和生物量随之降低,优势羊草群落将逐渐被盐生植物所替代,群落结构趋于简化,物种向旱生化和盐生化演替.同时土壤容重、含水量、有机质和氮、磷、钾、钙、镁等营养元素含量亦随着放牧强度的增加而逐渐降低.春季过度放牧对土壤表层的水分、有机质和钙、镁等元素造成的损失最为严重.因此,制定科学的草原管理措施,特别是春季限制放牧等措施对于维持草原的可持续发展具有重要意义.     

温性典型草原羊草光合特性对模拟放牧因素分解的响应

放牧是一种复合胁迫,包括采食、践踏、粪尿返还等因素。为明晰放牧对草原影响的过程与机制,通过刈割、人工模拟踩踏、人工粪尿添加来模拟家畜放牧过程,以羊草为例,研究了株高、盖度、干重以及羊草叶片的光合特性对放牧分解因子的响应。结果表明,采食及包含采食因子的处理显著降低了羊草的盖度、高度及干重,但提升了羊草叶片的净光合速率（P_n）、蒸腾速率（T_r）、气孔导度（G_s）、胞间CO₂浓度（C_i）,降低了羊草叶片的水分利用效率（WUE）。羊草株高与羊草叶片净光合速率、气孔导度、胞间CO₂浓度、蒸腾速率显著负相关,与水分利用效率显著正相关;土壤含水量与气孔导度、胞间CO₂浓度、蒸腾速率显著正相关。相对而言,践踏和粪便以及它们的交互作用对羊草的影响比采食弱。综合可得,家畜的采食是放牧对温性典型草原羊草光合特性影响的主要因子。     

羊草草原退化程度判定的植物群落学指标

研究对象为内蒙古赤峰市克什克腾旗达里诺尔自然保护区境内的羊草草原,以植物群落为特征,应用逐步聚类分析方法定量划分出了不同退化程度的草地,并且对区分不同退化程度的草地植被指标选择做了初步的尝试,为牧民合理利用当地家庭牧场提供决策依据。聚类结果为从对照区(冬季打草场)出发到居民点附近存在三段不同退化程度的草地,依次为0~1700m、1700~2700m和2700~4100m范围内的区域;通过测定生长盛期主要伴生植物种糙隐子草、星毛委陵菜及群落建群种羊草的地上现存量这3项敏感的植被指标,可以实现羊草草原退化程度的定量判定。