【摘 要】
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对乌鲁木齐河源区高山冰缘植被进行了调查和生态环境分析,研究了高山冰缘植物对寒区环境在形态结构和繁殖方式等方面的适应特征及其生态对策,用DCA(Detrended Correspondence
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对乌鲁木齐河源区高山冰缘植被进行了调查和生态环境分析,研究了高山冰缘植物对寒区环境在形态结构和繁殖方式等方面的适应特征及其生态对策,用DCA(Detrended Correspondence Analysis)排序和TWINSPAN(Two-Way IndicatorSpeicies Analysis)分类方法研究了群落之间和群落与环境之间的生态关系,研究了不同植物中元素含量差异以及生理生化适应特征,用PCR(Polymerase ChainReaction)法对高山离子芥的CBF(C repeat/Dehydration Responsive Element BindingFactor)抗冻基因的AP2(apetala2)单元和冷诱导COR(Cold Regulated)基因进行了克隆的初步研究.实验结果表明:1、组成了该区高山冰缘植被的有花植物74种,分属于22科,53个属.2、乌鲁木齐河源区35种冰缘植物16个元素算术均值含量大于5000 μ g/g的元素有Ca和K,在1000~5000 μ g/g之间的元素有Mg、Na、Fe,在10~200 μ g/g之间的元素有Zn、Mn、Sr、Cr、Pb,含量小于10 μg/g的元素有Cu、Ag、Co、Li、Cd、Ni.3、乌鲁木齐河源区主要冰缘植物叶片的游离中性氨基酸、游离酸性氨基酸、可溶性糖、粗脂肪和类黄酮的平均含量高山流石堆植物高于垫状和高山草甸植物的含量.4、乌鲁木齐河源区22种主要冰缘植物叶片的平均干重热值含量低于高寒草甸、东北羊草草原和内蒙古羊草+大针茅草原植物的平均热值,反映其地带性植被特点和区域生态环境特征,这种差异是植物本身遗传性和生理生态特性和当地气候条件综合作用的结果.5、对高山离子芥抗冻基因CBF的AP2单元和COR基因进行了克隆.总之,冰缘植物生态学特征一方面具有保温和适应高山的低氧、低二氧化碳分压作用;另一方面可以反射紫外线和减少对光的吸收.从生理生化上,冰缘植物在冷冻和紫外辐射胁迫下积累高含量的Ca、Na和Sr等元素、游离Pro、可溶性糖、粗脂肪、类黄酮,使冰缘植物的冷稳定性提高和增强细胞液的过冷却以及抗紫外辐射能力,是植物对环境采取的适应对策,这种适应性的选择机制与植物自身的遗传性有关,即与长期进化过程中基因表达调控功能的改变有关.因此对冰缘植物生态学和生理生化适应特征的研究能更好地理解植物的抗冻机制,而相关抗冻基因克隆与转化可实现通过基因工程提高农作物抗冻性的目标.
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