采用田间农艺观察、单因素方差分析、相关性分析和分子鉴定等方法对我国梭梭属2个物种梭梭和白梭梭的主要生物学性状以及肉苁蓉寄生情况进行比较分析.结果表明梭梭和白梭梭在形态特征、农艺性状及花粉结构方面均存在显著差异,其中成熟的梭梭种子果翅长度和千粒重显著低于白梭梭,但发芽率和发芽势显著高于白梭梭;梭梭花粉网眼较深,网脊颗粒结构的数量显著少于白梭梭,且花粉体积小于白梭梭.相关分析表明梭梭和白梭梭农艺指标与气温和相对湿度等气候因子显著相关,其中梭梭对水分及光照等环境因子变化适宜能力较强,分布较广;而白梭梭受水分等因子限制,仅在新疆准噶尔盆地长势较好.核基因内转录间隔区(ITS,internal transcribed spacer)分子鉴定技术可以有效鉴别梭梭和白梭梭,并且证明二者均可被肉苁蓉寄生,但二者寄生的肉苁蓉持续成活率存在差异.根据梭梭和白梭梭生物学性状特征和肉苁蓉寄生情况,适宜推广梭梭作为寄主植物生产肉苁蓉药材.本研究为我国梭梭属植物的分类鉴定、引种栽培以及肉苁蓉优良寄主种质筛选提供科学依据.

应用Granier热扩散探针测定民勤绿洲荒漠过渡带梭梭人工林的树干液流,将液流与饱和水汽压差(VPD)和光合有效辐射(PAR)数据分别进行逐行错位分析,探讨树干液流与环境因子之间的时滞效应.结果表明:梭梭日液流速率呈现明显的季节变化,6月平均液流速率最大,8月平均液流速率最小.生长季(5-9月)梭梭树干液流与光合有效辐射、饱和水汽压差存在明显的时滞,树干液流滞后于PAR 80 min,提前于VPD 114 min,且不同月份的时滞长短存在差异.尽管梭梭树干液流在日尺度上更加依赖于PAR的变化,但在白天,树干液流与饱和水汽压差间有更紧密的关系.梭梭生长季树干液流与VPD或PAR之间的时滞与树形因子(袜高、地径、50 cm处直径、枝下高、冠幅)及夜间液流量的相关性均不显著.

14-3-3 蛋白是生物体内重要的调节蛋白,对细胞代谢及循环、信号传导、转录调节、蛋白跨膜转运、以及生物胁迫和非生物胁迫等多种生理过程均有重要的调节作用.本研究用RT-PCR 从梭梭中克隆2个14-3-3蛋白基因,分别命名为HaFT-5、HaFT-6.用qRT-PCR 分析HaFT-5、HaFT-6 基因在不同处理后的表达.研究显示,HaFT-5 全长501 bp,编码139个氨基酸;HaFT-6 全长647 bp,编码226个氨基酸.在干旱、高盐、 ABA、IAA 处理后梭梭HaFT-5 和HaFT-6 基因后呈现不同的表达模式.综上所述,这2个基因可以响应逆境胁迫和2 种激素信号,本研究可为进一步探索梭梭的抗逆分子机制提供了理论基础.

以古尔班通古特沙漠西部退化梭梭林为研究对象,野外取样调查和实验室检测分析相结合,探讨退化梭梭群落植物分布及多样性特征,并结合土壤理化性质分析引起梭梭群落退化的主要环境因素.结果显示:(1)退化梭梭群落共有6种多年生植物,其中梭梭在各样地均有分布,其分布频度达到60％以上的样地数占总样地数的80％.盐生假木贼在60％的样地中有分布,而柽柳、白刺、淡枝沙拐枣和翼果驼蹄瓣仅在个别样地有分布且分布频度较低.(2)退化梭梭群落Shannon-Wiener指数变化幅度为0-1.25,Simpson优势度指数大于0.5的样地数占总样地数的90％,而仅有9个样地的Pielou均匀度指数大于0.5.(3)相关分析表明梭梭群落盖度与0-40 cm土层中的有机质、电导率、氯离子(Cl-)、土壤含水量有显著的正相关关系.(4)主成分分析发现0-40 cm土层的有机质、电导率、Cr含量、土壤含水量对群落物种多样性指数均产生显著的负作用,而40-80 cm土层的有机质、电导率、Cl含量、土壤含水量对群落物种多样性指数均产生显著的正作用.因此认为,古尔班通古特沙漠西部优势物种梭梭退化群落植物多样性简单,随着梭梭退化,表层土壤理化性质变劣,对群落中不同物种的种子萌发、幼苗建立产生影响,影响了植物分布和多样性组成,进而导致梭梭群落物种多样性的变化.

随着新疆准东煤田开采的日益加剧,露天开采及运输造成的煤粉尘不仅影响区域大气环境,同时在一定程度上影响周边植物的生理生长.为探讨煤粉尘对周边植物的生理影响,以准东露天煤矿周边人工绿化树种白榆、乡土植物梭梭和柽柳为研究对象,通过野外控制实验,探究覆尘、无尘条件下3种植物的光合生理特性的变化.结果表明:煤粉沉降对3种植物的光合生理均产生了明显影响,覆尘叶片在不同光照强度下净光合速率、气孔导度、蒸腾速率均降低,净光合速率柽柳(18.6％)＜梭梭(28.3％)＜白榆(30.7％),气孔导度梭梭(24.1％)＜柽柳(30.9％)＜白榆(33.2％),蒸腾速率梭梭(16.7％)＜白榆(18％)＜柽柳(39.1％);煤尘对白榆、梭梭的影响主要为非气孔因素,对柽柳的影响有待继续研究.因此露天煤矿开采造成的粉尘会在一定程度上影响周边植物的光合生理过程,抑制其生长,长期排放可能会导致植被覆盖度降低.

以柴达木盆地东部27个典型样地的植物群落为研究对象,通过生态位宽度和生态位重叠指数计算,分析该区13种优势植物在土壤含水量、容重、有机质、pH、全盐、全氮维上的生态位特征,以期为柴达木盆地植被恢复重建和荒漠系统生态保护提供理论参考.结果 表明:①13种植物在6个土壤因子上平均生态位宽度从大到小依次是:驼绒藜、琵琶柴、芨芨草、芦苇、合头草、蒿叶猪毛菜、白刺、盐爪爪、小嵩草、麻黄、沙拐枣、柽柳和梭梭,其中,驼绒藜在土壤含水量、容重和有机质上占据最高值,琵琶柴在土壤pH、全盐、全氮维上占据最高值;②生态位宽度较大的物种在生态位重叠上并不占据最高重叠值,而是处于一个中游的位置;③驼绒藜和琵琶柴在生态位宽度和生态位重叠上均占相对高的位置,对群落的建群起重要作用;④78个种对在每一个土壤因子上的生态位重叠值＜0.3的占总对数的比例为76％,柴达木盆地东部植物总体生态位重叠偏低,竞争较小,群落处于一个相对稳定的状态.

基于涡动相关系统观测的民勤绿洲荒漠过渡带梭梭人工林生态系统通量资料,定量分析了2018年生长季(5-10月)碳通量变化特征及其影响因子,为民勤梭梭人工林生态系统碳源/汇的评估提供基础数据.结果表明:生长季净碳交换量在日尺度上呈对称的“U”型曲线变化;在季节尺度上,呈双峰曲线变化规律,各月均为碳汇,总固碳量为34.38 g C·m-2,且9月固碳量较高,为12.31 g C·m-2,7月最低,为0.89 g C·m-2.白天生态系统净碳交换随光合有效辐射的增加而增加,符合直角双曲线关系,但当饱和水汽压差大于2.5 kPa时,增加程度减弱.生态系统呼吸与气温呈较好的指数关系,其温度敏感性系数为1.7.整个生长季期间,白天和夜间的净碳交换量均与土壤温度呈显著相关.

为探究不同灌木叶片C、N、P化学计量特征季节变化规律,揭示荒漠植物对环境的适应策略,以民勤荒漠区4种主要灌木梭梭、沙拐枣、唐古特白刺、柠条锦鸡儿为研究对象,分析不同荒漠植物在生长季内叶片的C、N、P含量及其计量比变化特征.结果 表明:(1)沙拐枣、柠条锦鸡儿叶片C含量显著高于唐古特白刺、梭梭(P＜0.05),且唐古特白刺显著高于梭梭,沙拐枣与柠条锦鸡儿差异不显著;唐古特白刺叶片N含量显著高于其他3种植物叶片;唐古特白刺叶片P含量最高,并显著高于柠条锦鸡儿,但两者均与梭梭和沙拐枣差异不显著.(2)4种荒漠植物叶片C、N、P含量及其计量比各指标在生长季节内的变异系数表现为:P(28.34％)＞C∶P(24.70％)＞N∶P(19.07％)＞N(17.49％)＞C∶N(16.89％)＞C(2.91％).(3)C含量与N、P含量呈不显著正相关关系;除沙拐枣,其他叶片N含量与P含量呈显著正相关关系,4种荒漠植物叶片N∶P值的变化主要由P含量变化决定.(4)植物叶片C、N、C∶N、C∶P和N∶P含量的变异主要受植物种类影响,植物叶片P含量的变异主要受生长季节影响.研究发现,民勤荒漠4种灌木植物叶片C、N、P含量及C∶N、C∶P和N∶P在生长季内因物种而不同,它们在生长季内变异系数在植物种之间也存在差异.

在干旱区,水是植物生长发育的主要限制性因子.运用稳定氧同位素技术探究了准东地区生长在相邻地段不同径级的梭梭(Haloxylon ammodendron)和白梭梭(Haloxylon persicum)的水分来源.通过测定不同径级梭梭和白梭梭的小枝木质部水、不同土层的土壤水以及地下水的δ18O同位素值,运用MixSIAR模型、平均吸水深度模型和直观图法分析不同径级梭梭和白梭梭对各潜在水源的利用比例和主要吸水层位.结果 表明:生长在丘间低地的四个径级梭梭主要水源是土壤水,随着径级的增长,梭梭水分利用方式更加灵活,趋向于利用稍浅层的土壤水.生长在沙丘顶部的四个径级白梭梭主要水源是土壤水,随着径级的增长,白梭梭更趋向于利用深层土壤水.梭梭和白梭梭通过不同的水分利用策略合理的利用干旱区有限的水源.

梭梭是中国西北荒漠半荒漠地区防沙治沙首选建群树种.目前梭梭蛋白亚细胞定位采用洋葱表层细胞以及鹰嘴豆和拟南芥原生质体等进行,但采用不同体系进行亚细胞定位,可能会出现不同结果,这与同源或异源表达的植物细胞特性有关.因此,梭梭蛋白采用其原生质体进行亚细胞定位结果更真实可信.通过对酶种类及配比、质壁分离时间、酶解液pH、酶解时间等的优化,本研究拟建立梭梭原生质体快速制备方法,并探讨其在亚细胞定位中的应用.结果 表明:以2～3 cm长的幼嫩同化枝,置于pH值5.6的CPW酶解液(10％甘露醇,0.1％ MES,1.0％纤维素酶,0.4％离析酶)中,黑暗条件下27℃恒温水浴45 r/min酶解10～11 h,为梭梭原生质体快速制备最佳条件,原生质体产量可达0.41×107个/g·FW,存活率为70.32％;所得原生质体应用于亚细胞定位研究效果良好.本制备方法可应用于梭梭原生质体培养、细胞研究、基因瞬时表达等领域.