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早春短生植物鸢尾蒜在干热和湿润环境下的比较转录组研究 被引量：1
1
作者 李岩 李周康 +1 位作者 张雪妮 吕光辉 《新疆大学学报（自然科学版）（中英文）》 CAS 2022年第1期49-58,共10页
本研究对新疆干旱区早春短生植物鸢尾蒜进行转录组测序,通过比较转录组分析,揭示干热生境和林下湿润生境中鸢尾蒜个体基因表达的差异,探讨鸢尾蒜适应新疆干热环境的分子机理.转录组测序共得到150702个同基因,检测到两种生境间显著差异... 本研究对新疆干旱区早春短生植物鸢尾蒜进行转录组测序,通过比较转录组分析,揭示干热生境和林下湿润生境中鸢尾蒜个体基因表达的差异,探讨鸢尾蒜适应新疆干热环境的分子机理.转录组测序共得到150702个同基因,检测到两种生境间显著差异表达基因1929个,其中827个上调,1102个下调.差异基因共富集到49个GO条目,下调基因功能主要包括代谢过程、生物合成、生物调节、细胞、细胞器、催化活性、结合活性等,上调基因功能包括繁殖、繁殖过程、信号、转导活性等.KEGG代谢通路富集发现下调基因显著富集到光合作用、碳代谢、氨基酸代谢和蛋白质加工等通路中,而上调基因显著富集到与细胞渗透压调节、抗氧化活性相关的次生代谢产物合成代谢及信号转导通路中.干热环境可能通过降低光合作用抑制鸢尾蒜的生长,植株通过激活信号转导、提高渗透调节物质和抗氧化活性以维持细胞的内稳态和正常功能;此外,发育过程和繁殖过程的促进保障了个体在干热环境中快速完成生活周期.研究结果为揭示新疆短生植物适应干热环境的分子调控机制以及适应性进化提供了基础. 展开更多
关键词 适应 干热环境 差异基因 GO富集 KEGG代谢通路
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不同生活型植物吸收凝结水后水分及荧光生理差异
2
作者 李周康 吕光辉 +3 位作者 龚雪伟 何学敏 侯珠峰 白志强 《江苏农业科学》 2020年第2期123-130,共8页
为明确干旱区荒漠典型不同生活型植物对凝结水的吸收,以梭梭(Haloxylon ammodendron)、沙拐枣(Calligonum mongolicum)和对节刺(Horaninowia ulicina)为研究对象,通过野外原位凝结水模拟试验,综合分析不同生活型植物光合器官的水分变化... 为明确干旱区荒漠典型不同生活型植物对凝结水的吸收,以梭梭(Haloxylon ammodendron)、沙拐枣(Calligonum mongolicum)和对节刺(Horaninowia ulicina)为研究对象,通过野外原位凝结水模拟试验,综合分析不同生活型植物光合器官的水分变化及荧光生理响应。结果表明,梭梭、沙拐枣和对节刺这3种植物都具有吸收凝结水的能力,逆向水势梯度正是其吸收凝结水的物质基础。对于利用深层土壤水或地下水的中深根系植物梭梭、沙拐枣与利用浅层土壤水的浅根系植物对节刺而言,吸收冠层凝结水的现象证明部分荒漠植物已经进化出了“多面下注”的水分利用策略。CK处理下,3种植物在暗适应下沙拐枣与对节刺初始的荧光(F o)差异显著(P<0.05);ZG1处理下,光适应与暗适应下3种植物的F o′、F m′、F s差异性一致,且具体表现为梭梭分别与对节刺、沙拐枣差异显著(P<0.05);ZG2处理下,梭梭的F o′与沙拐枣、对节刺均有显著差异,而对于F m′与F s值,3种植物并无显著差异。梭梭ZG1处理下植株的F o和F m较CK植株降低,而ZG2植株则显著提高(P<0.05),沙拐枣ZG2植株的ΦPSⅡ显著低于CK植株(P<0.05),对节刺在光适应下各荧光参数如F o′、F m′、F s差异性变化规律一致,具体表现为CK植株与ZG1和ZG2均有显著差异(P<0.05)。 展开更多
关键词 荒漠植物 生活型植物 凝结水 荧光参数 水势
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干旱区荒漠植物体内潜在水源差异及利用策略分析 被引量：7
3
作者 李文静 吕光辉 +5 位作者 张磊 王恒方 李周康 王金龙 马辉英 刘志东 《生态环境学报》 CSCD 北大核心 2019年第8期1557-1566,共10页
水作为干旱区重要的环境因素之一,是荒漠植物生长发育的主要限制因子,故在荒漠区开展植物体内潜在水源差异及水分利用策略分析对综合理解生态水文过程具有重要意义。通过对艾比湖流域不同生活型荒漠植物的木质部及潜在水源(凝结水、地... 水作为干旱区重要的环境因素之一,是荒漠植物生长发育的主要限制因子,故在荒漠区开展植物体内潜在水源差异及水分利用策略分析对综合理解生态水文过程具有重要意义。通过对艾比湖流域不同生活型荒漠植物的木质部及潜在水源(凝结水、地下水、河水和土壤水(0-40、40-70、70-100、100-150 cm))的稳定同位素值(δ18O)进行统计学分析,利用多源线性混合模型(IsoSource)分析各潜在水源对植物体所吸收利用水分来源的贡献比率,并比较各潜在水源之间δ^18O值。结果表明,(1)土壤水的δ^18O变化范围为(-6.292‰--3.995‰),并且δ18O随着土壤深度的加深,不同土层间的δ^18O表现为逐渐偏负;乔灌木与草本的δ18O差异显著,而乔木与灌木的δ^18O差异不显著。(2)不同生活型的植物在对水分来源上存在明显差异,乔木对水分的利用主要集中于单一地下水资源;灌木除较多利用地下水外,也多元的利用其它水源;芦苇(Phragmites australis)与盐生草(Halogeton glomeratus)主要利用地下水,其它草本植物将表层土壤水作为首要水源。(3)浅根系与中深根系植物在各水源利用方面,除对(100-150 cm)的土壤水的利用无显著差异外,对其它水源利用均存在极显著差异(P<0.01)。在根系类型上表现出明显的垂直分布规律:中深根系植物将地下水作为第一水源,而浅根系植物主要利用表层土壤水(0-40 cm)。以上研究结果表明,干旱荒漠区,植物所需水分主要受生活型和根系类型影响,其中后者影响更甚。 展开更多
关键词 艾比湖流域 水分来源 荒漠植物 生活型 根系类型 冠层凝结水
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四种荒漠植物生物量分配对土壤因子的响应及异速生长分析 被引量：14
4
作者 张磊 吕光辉 +3 位作者 蒋腊梅 腾德雄 张仰 李周康 《广西植物》 CAS CSCD 北大核心 2019年第9期1201-1211,共11页
该研究以四种荒漠植物:盐地碱蓬(Suaeda salsa)、新疆绢蒿(Seriphidium kaschgaricum)、对节刺(Horaninowia ulicina)、骆驼刺(Alhagi sparsifolia)为对象,采用挖掘法获取完整的植株生物量,测定土壤理化性质,并通过四种荒漠植物生物量... 该研究以四种荒漠植物:盐地碱蓬(Suaeda salsa)、新疆绢蒿(Seriphidium kaschgaricum)、对节刺(Horaninowia ulicina)、骆驼刺(Alhagi sparsifolia)为对象,采用挖掘法获取完整的植株生物量,测定土壤理化性质,并通过四种荒漠植物生物量、生物量分配比对土壤因子的响应程度以及异速生长模型进行了对比分析。结果表明:(1)四种荒漠植物的生物量、生物量分配比重差异明显;新疆绢蒿具有最大的地上、地下生物量,对节刺的生物量最小;根冠比(R/S)大小排序依次是骆驼刺>对节刺、新疆绢蒿>盐地碱蓬(P<0.05)。(2)利用RDA分析土壤因子对R/S的影响,结果发现土壤因子对新疆绢蒿、盐地碱蓬、骆驼刺、对节刺的R/S解释程度分别是16.3%、24.8%、33.1%、35.4%,其中土壤全氮与对节刺的R/S呈正显著关系(P<0.05),土壤水分与盐地碱蓬的R/S呈极显著正相关(P<0.01)。(3)四种荒漠植物地上-地下间均具有极显著的相关生长关系(P<0.01);新疆绢蒿地上-地下间为等速生长关系(α=1),而对节刺和骆驼刺则均为α=3/4的异速生长关系,盐地碱蓬属于非3/4幂指数的异速生长关系(α<1),四种荒漠植物间具有共同的异速生长指数(0.767)。以上结果说明艾比湖优势荒漠植物具有功能趋同性,其空间分配特征对土壤因子的响应存在物种特异性。 展开更多
关键词 荒漠植物 生物量分配 主成分分析 土壤因子 异速生长
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干旱区荒漠植物初级生产力及碳储量与功能性状之间的关系 被引量：7
5
作者 张磊 吕光辉 +2 位作者 蒋腊梅 李周康 张仰 《新疆大学学报（自然科学版）》 CAS 2020年第1期63-74,共12页
植物功能性状是能够将植物个体特征、群落结构和生态系统功能结合起来的良好载体.本文以艾比湖荒漠植物为研究对象,分析了不同生活型植物功能性状、初级生产力、碳储量的差异以及植物群落水平初级生产力及碳储量与功能性状之间的关系.... 植物功能性状是能够将植物个体特征、群落结构和生态系统功能结合起来的良好载体.本文以艾比湖荒漠植物为研究对象,分析了不同生活型植物功能性状、初级生产力、碳储量的差异以及植物群落水平初级生产力及碳储量与功能性状之间的关系.结果表明:(1)不同生活型植物功能性状存在差异(P<0.05).多年生草本的比叶面积、叶片干物质含量、叶片碳含量均大于一年生草本和灌木;灌木的叶片氮磷比显著大于草本,且具有最小的叶片磷含量;草本和灌木在叶片碳氮比上没有显著差异;(2)不同生活型荒漠植物地上固碳量大小依次为:多年生草本(9.08±1.55 g·m^?2)>灌木(5.66±0.81 g·m^?2)>一年生草本(3.16±0.28 g·m^?2);地下固碳量大小依次为:灌木(14.72±3.94 g·m^?2)>多年生草本(8.54±1.33 g·m^?2)>一年生草本(1.33±0.10 g·m^?2).其中,根系所占植物总固碳比重依次是:灌木(72.2%)>多年生草本(48.5%)>一年生草本(29.6%);(3)在群落水平上,叶片碳氮比、氮磷比分别与比叶面积、植株高度显著相关(P<0.05);(4)通过RDA分析以及蒙特卡洛检验结果表明:冠幅面积、植株高度、叶片氮含量、叶片氮磷比对荒漠植物初级生产力及碳储量具有显著的正效应(P<0.01),叶片碳氮比对荒漠植物初级生产力及碳储量具有负驱动力(P<0.05).以上结果说明,干旱区不同生活型植物在权衡功能性状和碳储量方面存在不同的适应策略,荒漠植物功能性状对植被固碳能力有良好的指示作用. 展开更多
关键词 荒漠植物 植物功能性状 生产力 碳储量 生态系统功能
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