光胁迫对沙冬青叶绿素荧光特征和光呼吸的影响

使用LI-6400测定乌兰布和沙漠东北缘的沙冬青在不同光合有效辐射下的叶绿素荧光特征和光呼吸变化,进而研究其光破坏防御特征的变化。结果表明,PSⅡ最大光化学量子产量(Fv/Fm)可作为衡量沙冬青光胁迫程度大小指标,有效光化学量子产量(Fv′/Fm′)、总光合速率(Pt)、非光化学猝灭(qN)、光呼吸速率(Rp)和Rp/Pt等指标的光进程曲线临界点值和临界点光强度与Fv/Fm的关系都具有明显的规律性。随着Fv/Fm降低,光胁迫程度增加,导致沙冬青光胁迫的最小光合有效辐射降低。可见,沙冬青光破坏防御的一种策略是在胁迫程度较小时通过提高热耗散和光呼吸相对比值(Rp/Pt)来消耗过剩能量,而在胁迫程度较大时可通过增加抑制热耗散和光呼吸的光合有效辐射实现对过剩光能的消耗。     

黑暗处理对百里香挥发性物质日变化的影响

为研究黑暗处理对植物挥发物释放日变化节律的影响,本试验采用顶空固相微萃取结合气质联用法（HS-SPME/GC-MS）,在1天中6个时间点对正常光照和黑暗处理下的百里香（Thymus mongolicus）叶片释放的挥发性有机物进行测定。研究表明：百里香释放的挥发性物质主要为烯烃类、芳香烃类、醇类、酚类和酯类,其中烯烃类挥发物的数量与相对含量均最多。正常光照下共检测出80种挥发物,8：00为挥发高峰期,12：00和0：00为挥发低谷期。黑暗处理组中共检测出77种,16：00数量最少,20：00数量最多。黑暗处理影响了各类挥发物相对含量日变化趋势,并且减小挥发物相对含量日变化波动幅度,其中烯烃类、芳香烃类、醇类挥发物的变化范围分别为正常光照的41.57%,61.03%,42.87%。本试验为进一步探明植物挥发物释放机理提供了试验证据。     

沙冬青AmCSDP基因特性及转基因烟草的抗寒性分析

冷休克结构域蛋白(CSPs)是含有不同数量冷休克结构域(cold shock domain,CSD)的低温响应蛋白,在低温胁迫中发挥重要作用。以沙冬青(Ammopiptanthus mongolicus)为材料,克隆得到了冷休克结构域蛋白基因AmCSDP。生物信息学分析显示AmCSDP(Gen Bank登录号:KX756575)全长540bp,编码180个氨基酸,二级结构由8.9%的α–螺旋、47.8%的β–折叠和43.3%的无规则卷曲组成,其N端含有冷休克结构域。进化分析表明沙冬青与花生同源性最高。构建了AmCSDP真核表达载体Pcambia2300-35S-AmCSDP-OCS,经农杆菌介导转入本氏烟中。对转基因T1代和野生型烟草进行4℃低温胁迫处理,结果证实转基因本氏烟比野生型的耐冷能力强。     

沙冬青豆荚螟-天敌空间分布的地统计学分析

空间分布格局是昆虫种群的重要属性。沙冬青是我国重点保护的珍稀濒危植物,豆荚螟是为害沙冬青种子的主要害虫,研究种子害虫及其天敌的区域性空间分布格局是害虫宏观管理的前提和基础。地统计学是深入研究昆虫种群空间格局的有效方法。2018年5月-6月,选择宁夏灵武白芨滩国家级自然保护区内沙冬青分布片区,采用地统计学方法,分析了沙冬青种子害虫豆荚螟幼虫及其天敌的空间分布格局。结果显示沙冬青有虫株率为100%,豆荚受害率为23.02%,豆粒受害率为14.11%;沙冬青豆荚螟幼虫的密度为(0.296 9±0.002 0)头/荚,寄生性天敌密度为(0.012 0±0.000 2)头/荚。分别采用不同的理论模型来拟合豆荚螟幼虫及其天敌的空间半变异函数曲线,其全方向半变异函数曲线最优模型分别为高斯模型和球面模型,空间格局均呈聚集分布;害虫和天敌存在一定空间相关性,空间依赖范围分别为88.61～434.05 m和159.05～426.88 m。用Kriging空间插值法对害虫和天敌的空间分布进行模拟,结果呈斑块状分布,二者存在空间依赖性和互补性。天敌对害虫有一定的空间跟随效应和控制效应。     

蒙古木蠹蛾性信息素研究

经毛细管气谱和质谱比较分析,发现蒙古木蠹蛾(Cossus mongolicus Ersch.)雌蛾产卵器及性信息素腺体漂洗液内,主要含有顺-5-12碳烯醇乙酸酯和顺-5-14碳烯醇乙酸酯两个化合物,其中只有顺-5-12碳烯醇乙酸酯能引起蒙古未蠹蛾雄蛾强烈触角电位反应,且在连续两年的林间诱捕试验中表现出显著引诱效果和防治潜力,由此证明顺-5-12碳烯辞乙酸酯是蒙古木蠹蛾性信息素的主要成分。     

沙冬青根系的研究

沙冬青为轴根冬植物，主根粗壮，侧根发达。根系分布与土壤基质条件密切相关，基主体部分集中在０－３０ｃｍ土层内，根瘤位于侧根末端。冠幅平均为０．７６ｍ＾２的沙冬青，单株平均根系干重２３１．６ｇ，体积４１１．１ｃｍ＾３、表面积１３７７５ｃｍ＾２。     

矮沙冬青引种栽培试验研究

从矮沙冬青在民勤地区引种栽培的苗期表现看出，矮沙冬青在生长和发育诸方面都表现出对引种地民勤干旱荒漠气候的较强适应能力，对各种灾害性因子也有很强的抵御力；种植在保水性好的沙壤土上，不仅利于保苗，也有利于苗木的生长；播种前种子需用浓硫酸腐蚀处理３０分钟，合适的播种覆土厚度为２－３ｃｍ。     

濒危植物沙冬青人工种群建立技术

建立人工种群是保护荒漠珍惜濒危植物沙冬青、扩大沙冬青种质资源、建立种质基因库的根本途径。播种苗移植造林和直播造林是建立沙冬青人工种群的2种途径。在干旱沙区，如何提高移栽成活率是沙冬青移植造林中最大的技术难题，而直播造林往往受到土壤水分条件的限制。试验从两条途径入手，通过田间对比试验，探试了不同浓度的ABT生根粉(3号)、苗木截体处理和苗龄对沙冬青苗木移植成活率及其生长状况的影响，试验总结了在年降水量小于150mm的干旱沙区进行沙冬青大田育苗的各个技术环节，同时对沙冬青直播造林中种子处理、馅播技术和人工种群的抚育管理也进行了一定的试验和探讨。     

气候变化下沙冬青适宜分布区预测

通过135个地理分布数据,利用MaxEnt生态位模型,选择19项环境因子预测沙冬青未来的分布格局及面积。结果表明:1)模型模拟的训练集和测试集的AUC值分别为0.990和0.988,模型的预测结果可靠;2)沙冬青主要分布于内蒙古西部地区、宁夏北部、甘肃东部地区以及蒙古国南部;3)模型模拟当前沙冬青的分布面积为6.3×10⁵ km²,模拟2050年沙冬青的分布面积为9.1×10⁵ km²,沙冬青分布范围和种群面积将呈增加趋势;4)影响沙冬青分布的主要因子为最冷季降水量、最冷月最低气温、最热季降水量、年平均气温、最湿月降水量和年降水。研究结果不仅提供了沙冬青适生分布的划分,也为沙冬青调查与监测提供了重要的科学基础。     

西鄂尔多斯保护区沙冬青高光谱特征分析

沙冬青是亚洲荒漠唯一的常绿阔叶灌木,由于分布范围狭小、人为调查困难、资源分布不清,加上人类活动的破坏,其数量正在不断减少。快速、准确识别其生长状况、种群动态对进一步研究沙冬青种群分布及生长监测具有重要意义。采用便携式地物光谱仪测定不同龄级沙冬青反射光谱,利用马氏距离法对其原始光谱、一二阶微分谱特征差异波段选取分析;将冠层原始及其微分光谱与叶片叶绿素含量进行分析。通过其相关性的大小理解沙冬青的生长状况与叶绿素含量间的关系。结果表明:1)不同龄级沙冬青原始光谱曲线趋势较接近,符合植被光谱特征的规律性,幼龄沙冬青反射率差异较明显;不同龄级微分光谱曲线基本一致,幼龄峰值起伏变化显著,极大峰值位于719 nm处,主要受幼龄沙冬青长势的影响;2)通过分析得出马氏距离法对不同龄级沙冬青光谱差异显著波段的选择具有显著性,且所选择波段均为光谱特征波段;3)冠层光谱与叶绿素相关性分析得出不同龄级与叶绿素的敏感波长均为<740 nm的可见光波长范围内,说明可见光波段属于沙冬青叶绿素光谱反应的敏感波;与原始光谱相比,经过导数处理的微分光谱与叶片叶绿素的相关性更高,且相关性大的波段数明显增加。