为了研究遮荫对贫瘠土壤上生长的植物存活率、相对生长率(RGR)、生物量分配模式及光合特性的影响,本文以耐荫的沙地柏和不耐荫的樟子松苗木为试材,进行全光和不同遮荫处理(35％、65％和95％),遮荫处理时间为2个生长季.结果表明,随着光照强度减弱,沙地柏的存活率和生长量没有明显变化,总生物量和RGR均呈先上升后下降的趋势,且RGR指标均为正值,茎根比显著提高;而樟子松存活率和生长量显著降低,总生物量和RGR一直呈下降趋势,且95％遮荫率下RGR为负值,茎根比显著降低.沙地柏的最大光化学效率(Fv/Fm)对遮荫更加敏感,在35％遮荫率下就显著增加,而樟子松在65％遮荫率时才开始显著增加.JIP-测定进一步表明,遮荫下沙地柏标准化荧光值(Vt)从O相到接近P相的过程中均明显低于全光照(CK),电子越过QA的能量占反应中心捕获能量的比例(ψo)、用于电子传递的量子比率(ψEo)均提高,且质体醌库(Sm)变大,质体醌库还原速率(Sm/Tfm)提高、初级醌受体被还原的次数(N)增多,单位激发态面积用于电子传递的能量(ETo/ CSo)增加、反应中心数目(RC/Cso)增多,单位反应中心电子传递的能量(ETo/Rc)增加,同时单位激发态面积(DIo/cs.)和单位反应中心(DIo/RC)的热耗散的能量均降低,最终导致其性能指数(PIABS,PJCSo,PICSm)明显高于全光照.遮荫下樟子松标准化荧光值从O相到接近P相的过程中均明显高于CK,除热耗散指标外以上这些荧光参数与CK没有明显差异,甚至更低,而DIo/RC指标保持不变,最终导致其性能指数(PIABS,PICSo,PICSm)与CK没有明显差异.以上结果暗示,沙地柏在较低的光强下能维持较高的生长量,通过维持正向碳平衡保持了较高的存活率,增加了地上生物量的比例,提高了光反应阶段电子传递的能量水平;而樟子松碳收支失衡导致了较低的存活率,地上生物量比例下降,电子传递的能量水平降低.

目前,临床上常用的抗炎药物主要为非甾体抗炎药,其疗效明显,但均存在潜在的副作用[1].因此,寻找低毒高效的新型抗炎药是药物研究的一个重要课题.新疆圆柏(Juniperus Sabina)为柏科圆柏属植物常绿匍匐灌木,广泛分布于新疆、甘肃和陕北的干旱荒山和沙地之中.据《维吾尔药志》记载,新疆圆柏枝叶和果实常用于类风湿关节炎等疾病的治疗[2].花生四烯酸(arachidonic acid,AA)代谢途径和细胞因子网络是抗炎作用的重要靶点,也是类风湿关节炎治疗药物研发的关键所在.

为了合理有效地保育天然臭柏(Juniperus sabina L.)种质资源,追溯和阐释其分布格局的历史成因,本文对我国内蒙古自治区、陕西省、甘肃省和青海省共10个天然臭柏居群388个个体的核糖体内转录间隔区(ITS)序列片段进行测序分析.结果 显示:臭柏ITS序列总长度为1089 bp,共含有25个变异位点,定义32个单倍型,其中H4和H6单倍型为共有单倍型;分子变异分析(AMOVA)显示,臭柏居群变异主要来源于居群内,遗传变异为95.04％,而居群间遗传变异仅4.96％,居群间差异水平极显著(FST=0.0496,P＜0.001);Network单倍型网络分析表明,H4和H6为古老单倍型,其他单倍型是由他们衍生而来;遗传分化系数NST(0.072)＜GST(0.105),表明臭柏居群不存在明显的谱系地理结构,且历史上未经历过明显的扩张过程;单倍型最大简约树将32个单倍型聚为两大支;Mantel检验结果表明,臭柏居群间的遗传距离与地理距离无显著相关性(R2=0.0649,P＞0.05).推测臭柏起源于第三纪中新世(Miocene)中期约12.38 Mya,在第四纪冰期可能存在多个小型避难所.沙埋产生不定根的扩繁能力和较好的有性更新环境可能是沙地居群遗传多样性高于山地居群的决定性因素.

沙地柏、黑沙蒿和沙柳是毛乌素沙地的3种优势灌木群落.利用稳定同位素技术研究了3种灌木及伴生植物杨柴主要利用的水分来源,结合叶片稳定碳同位素值与土壤水分监测,从而确定灌木群落如何利用水分.结果 表明:7月和9月3种群落内浅层土壤水的稳定氧同位素值接近雨水.沙地柏5月主要利用25 cm浅层土壤水,而7月和9月主要利用10-25 cm浅层和100-200 cm深层土壤水.黑沙蒿和伴生的杨柴5月主要利用10 cm浅层土壤水,7月同时利用10 cm浅层土壤水和150 cm深层土壤水,9月则利用10-150 cm土壤水.沙柳5月主要利用10-25 cm浅层土壤水,伴生的杨柴主要利用50-200 cm土壤水;7月它们同时利用10-25 cm浅层土壤水和100-200 cm深层土壤水;9月都主要利用25-200 cm土壤水.4种植物的叶片稳定碳同位素值存在季节动态和种间差异.常绿灌木沙地柏的叶片碳同位素值比较稳定,而且高于其他3种落叶灌木和半灌木.5月浅层土壤含水量较低时3种落叶植物的叶片碳同位素值较高.因此,降雨补充的浅层土壤水是3种灌木群落利用的主要水分来源.3种灌木及其伴生植物根据不同深度土壤水的可利用性,在不同季节利用不同深度的土壤水.杨柴与黑沙蒿或沙柳均存在水分竞争.沙地柏的叶片稳定碳同位素值较高,干旱时具有竞争优势.干旱时落叶灌木和半灌木能够提高叶片稳定碳同位素值来适应环境.

试验采用人工控制土壤水分的方法,测定不同土壤含水量条件及有效辐射强度下沙地柏苗木的蒸腾速率、净光合速率、水分利用效率等指标,分析沙地柏在不同土壤含水量和光照条件下影响的光合生理响应特征及其变化规律.土壤含水量(SWC)用称重法测定,将硬塑盆中的土壤水分含量设置为7.5％,10％,12.5％,15％,17.5％,20％ 等6个不同的处理,每天进行称重,瞬时土壤水分含量用TDR100土壤水分测速仪(上海赛弗生物公司)测定,用Li-6400光合测定仪(美国LI-COR公司)测定沙地柏在不同土壤水分条件下光合生理指标.研究表明沙地柏的蒸腾速率、净光合速率均随着土壤含水量的增加呈先上升后下降的趋势.光合有效辐射在400—2000μmol·m-2·s-1范围内,沙地柏的净光合速率、蒸腾速率和水分利用率均呈现最高值.土壤水分含量在18.71％,17.99％和12.44％ 时,沙地柏的净光合速率、蒸腾速率和水分利用率达到最高值.土壤含水量12.44％—18.71％ 是沙地柏生长最适宜的土壤水分区间.在实践中利用沙地柏最适宜的土壤水分区间对沙地柏的栽植和生长可以进行有效地指导.