鄂尔多斯高原锦鸡儿属（Caragana Fabr.）植物的生态适应性研究

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中文摘要：鄂尔多斯高原是我国半干旱地区一个相对独立的自然单元，也是一个十分特殊和敏感的生态过渡带。在从东到西的典型草原、荒漠草原和草原化荒漠上分布有8种锦鸡儿属植物即秦晋锦鸡儿(Caraganapurdomii Rehd.)、甘蒙锦鸡儿(C.opulens Kom.)、中间锦鸡儿(C.intermedia kuang et H.C.FuI)、柠条锦鸡儿(C.korshinskii Kom.)、狭叶锦鸡儿(C.stenophylla Pojark.)、荒漠锦鸡儿(C.roborovskyi Kom.)、藏锦鸡Jl,(C.tibetica K0m.)和短脚锦鸡儿(C.brachypoda Pojark.)。在以灌木为优势生活型的鄂尔多斯高原上，锦鸡儿属植物以其种类丰富、数量多、分布广而发挥着重要作用。本文对上述锦鸡儿属植物的形态、结构、生理特性及遗传结构进行研究，同时对异地移植于呼和浩特树木园的5种锦鸡儿的生理生化指标的季节变化进行动态研究，以揭示探讨锦鸡儿属植物的生态适应机制。研究结果如下： 1．在形态方面，8种锦鸡儿属植物叶表皮上具有角质层和腊质，尤其是秦晋锦鸡儿具有很厚的腊被；除秦晋锦鸡儿外，其他种均具有气孔密度较低，且气孔都陷于周围表皮细胞之下的特征，其中藏锦鸡儿和荒漠锦鸡儿的气孔下陷最深；中间锦鸡儿、柠条锦鸡儿、藏锦鸡儿和荒漠锦鸡儿叶表皮密被毛茸，覆盖表皮。这些微形态特征能够减低水分散失和反射强光，是锦鸡儿属植物在鄂尔多斯高原应对干旱环境形成的适应特征。 2．在解剖结构方面：锦鸡儿属植物随着从东到西气候干旱程度的增加，叶肉组织分化出现了两面叶→过渡型→环栅型→全栅型的变化趋势。这种叶内部结构从中生向强旱生的过渡表现正是对鄂尔多斯高原从典型草原、荒漠草原到草原化荒漠过渡生态环境的反映。8种锦鸡儿的旱生结构有：较厚的角质层、表皮细胞含有晶体、连续或不连续的下皮层、细胞中含有鞣质等内含物、发达的栅栏组织、发达的叶脉及机械组织。不同的种采取了各自的适应对策。 3．在生理生化特性方面：(1)隶属度函数综合分析表明，鄂尔多斯高原8种锦鸡儿在生理生化指标上表现出的耐旱性没有显著差异。在同种锦鸡儿中，不同生境的中间锦鸡儿种群间、柠条锦鸡几种群间、藏锦鸡儿种群间的耐旱性相近：而狭叶锦鸡儿种群间的耐旱性表现出明显差异，耐早性由强到弱为：草原化荒漠狭叶锦鸡儿>荒漠化草原狭叶锦鸡儿>典型草原狭叶锦鸡儿。(2)对种植于呼和浩特树木园的5种锦鸡儿的研究发现，在干旱季节渗透调节物质明显积累、保护酶活性明显提高；5种锦鸡儿生理生化指标的变化幅度由大到小依次为：甘蒙锦鸡儿>树锦鸡儿>中间锦鸡儿>荒漠锦鸡儿>柠条锦鸡儿，可见分布区较湿润的种变幅较大，分布区较干旱的种变幅较小；各项生理生化指标对水分变化的敏感程度不同，脯氨酸、过氧化物酶、过氧化氢酶和鞣质变化幅度较大，反应较为敏感，而可溶性糖、可溶性蛋白和超氧化物歧化酶变幅较小。 4．在遗传结构方面，采用ISSR技术分析显示：(1)鄂尔多斯高原锦鸡儿属植物遗传多样性非常丰富，多态位点百分率达100％，这是其在鄂尔多斯高原广泛分布的遗传基础。但遗传多样性在种间的分布是不均匀的，狭叶锦鸡儿、藏锦鸡儿、中间锦鸡儿、柠条锦鸡儿和荒漠锦鸡儿的遗传多样性较高，达86％以上，这是它们成为该地区优势植物的内在基础，具有较大的适应进化潜力；短脚锦鸡儿的遗传多样性最低，仅为42.86％，而且与其它种的遗传相似度低、遗传距离大，分布有限，加强对该种的保护显得尤为重要。(2)荒漠锦鸡儿与藏锦鸡儿虽然都属多刺系且都分布于半荒漠地带，但藏锦鸡儿的遗传多样性高于荒漠锦鸡儿，且二者的遗传距离较大。这种遗传结构上的差异可能是造成藏锦鸡儿能在半荒漠大面积分布，而荒漠锦鸡儿总是形成小面积的荒漠群落差异的基础。(3)中间锦鸡儿的遗传多样性高，种群间的遗传分化大，这是中间锦鸡儿能在典型草原到荒漠广泛分布并在鄂尔多斯被大面积种植的遗传基础。(4)中间锦鸡儿和柠条锦鸡儿之间存在明显而强大的基因流动，这可能是鄂尔多斯高原生态过渡带锦鸡儿属植物分子变异的重要特征。物种的杂交性与生态过渡性一致。从上可见，锦鸡儿属植物在漫长的适应过程中，形成了与环境相适应的形态、结构、生理生化特性和遗传机制，这是锦鸡儿属植物适应性强，能在鄂尔多斯广泛分布并发挥重要作用的内在保证，这些结果可为科学的保护利用锦鸡儿提供依据。

作者：

杨九艳

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关键词：

鄂尔多斯高原锦鸡儿属生态适应性生理生化遗传多样性

授予学位：

博士

学科专业：

生态学

导师：

杨劼

学位年度：

2006

学位授予单位：

内蒙古大学

语种：

中文

中图分类号：