松嫩草地碳和水通量对全球变化的响应

全球变暖和氮格局的改变对生态系统碳通量的变化具有深远的影响,长期的模拟增温和氮沉降实验对预测21世纪全球气候变化下草地生态系统生产力和碳匮缺的响应有着至关重要的意义.在中国东北松嫩草地开展4年的增温和施氯实验,通过测定羊草草地光合特性,试图揭示全球变化对羊草草地的碳、水通量产生的影响.试验采用一个封闭的光合测定系统(LI-6400)测定草地的碳、水通量变化,通过计算CO2的变化量确定净生态系统CO2交换量.结果表明,增温降低了净生态系统CO2交换量(NEE),净生态系统生产力(GEP)和生态系统蒸腾作用(ET),升高了生态系统呼吸(ER)和水分利用效率(WUE);施氮处理刺激了NEE、ER、GEP和WUE;增温加施氮处理,氮素的添加缓解了因增温对生态系统产生的负效应.碳、水通量对全球变化的响应是通过改变生物群落中优势物种羊草的数量实现的,全球变化能在短期内迅速改变松嫩草地的碳通量.这些结果都有助于理解未来生态系统碳循环对全球气候变化的反馈.     

松嫩盐碱化羊草草甸草原羊草光合色素的研究

松嫩草地盐碱化严重。在一定的土壤电导率值和pH值范围内,羊草能够正常生长。羊草草地退化演替的过程中,羊草的光合色素总量、叶绿素总量、类胡萝卜素含量均发生变化。不同退化演替过程中羊草叶片光合色素在不同生育期呈相似的变化趋势。伴随着草地退化的加重。羊草光合色素总量和叶绿素含量呈现下降趋势。但是出现了叶绿素a/b、类胡萝卜素特异性增加的现象。通过统计学分析表明,羊草叶片光合色素总量、叶绿素含量与羊草种群的形成有密切的关系。     

不同盐碱化草甸羊草越冬根茎中可溶性糖和蛋白研究

对松嫩平原不同盐碱化草甸的羊草越冬根茎中果糖、蔗糖、可溶性总糖含量和可溶性蛋白含量进行了测定,分析了越冬根茎中有机物质与土壤pH值、电导率及7月中旬时羊草生物量的关系.结果表明:羊草越冬根茎中的果糖、蔗糖及可溶性总糖含量与土壤中盐碱度有着密切的联系.随着pH值和盐度的逐渐升高,蔗糖和可溶性总糖含量呈下降趋势;果糖和可溶性蛋白质含量呈先下降后升高的趋势.羊草越冬根茎中蔗糖和可溶性总糖含量与7月中旬时羊草的密度和高度有显著的正相关性.     

不同株型大豆形态与花荚脱落率的研究

特异株型大豆与普通大豆比较,茎、叶、花的形态有着较大的区别,表现为:茎的中下部为圆形,上部为扁形或棱形;叶片的着生状态既有对生、互生也有轮生,而且多数叶片生长于茎的中上部,叶柄较短;花集中生长于茎的顶端呈现一大荚簇.特异株型结构使大豆在生殖生长时期的源库供应关系较为合理,降低了大豆花荚脱落率.     

松嫩草地返青期芦苇形态及解剖结构对全球气候变化的响应

以松嫩草地优势植物芦苇为研究对象,人工模拟温度升高和施用氮肥,探讨了全球温度升高和大气氮素沉降对返青期芦苇形态及解剖结构的影响.结果表明:5月份返青期增温、施氮、增温+施氮处理均对芦苇形态及解剖结构具有一定的影响.施氮处理明显改变了植物的外部形态,显示出氮肥增大植株高度、增加植株节数、增多植株叶片数、增大叶片宽度等促进植物生长作用的效果;此外,在维管束、气孔两个方面也表现出一定的促进生长的作用.增温处理下,芦苇叶片长度降低、气孔下腔面积减少,而对维管束性状没有明显的影响;此外,增温处理还削弱了施氮的作用效果,说明长时间的温度升高对草地植物的生长具有一定的限制作用.     

松嫩盐碱化羊草草甸草原羊草生长及保护酶活性研究

伴随着羊草草地的退化演替过程中,草地土壤盐碱化程度逐渐加重,同时羊草种群的密度、高度、生物量逐渐降低.但是羊草叶片的抗氧化酶活性却出现特异性增加的现象,尤其是CAT的活性在羊草生长的各个时期以及年平均量都出现递增;POD活性虽然在年平均量呈现降低的趋势,但是在羊草生长的前期和末期也出现递增;SOD活性变化比较复杂,但是依然显示出,伴随着草地的盐碱化呈现先降低后增加的趋势.模拟盐碱胁迫也显示出,三种保护酶活性随着盐碱浓度的增加而逐步上升,呈现与野外相似的变化趋势.     

低氮胁迫下栽培大豆和野大豆幼苗适应性转录组学比较研究

以栽培大豆和野大豆幼苗为实验材料，人工模拟低氮胁迫，采用转录组测序技术(RNA-seq)测试分析了胁迫处理下栽培大豆和野大豆幼苗在转录水平发生的变化，揭示了野大豆抵御低氮胁迫的分子机制.结果表明：野大豆能够通过促进根系生长维持较高的根冠比、增大根系与营养物质的接触面积吸收更多的氮抵御低氮胁迫.低氮胁迫下野大豆和栽培大豆幼苗叶片中分别有182个和733个差异表达基因，根系中分别有807个和621个差异表达基因.野大豆通过调控NRT1、NRT2和AMT蛋白家族相关基因的表达来抵御低氮胁迫.叶片中AP2/ERF-ERF、C2H2、C3H、GRAS、MYB、NAC、TIFY和WRKY转录因子，根系中C2H2、GRAS、MYB、NAC、TIFY和WRKY转录因子在野大豆抵御低氮胁迫的过程中起调控作用.野大豆抵御低氮胁迫的关键是增强叶片中的半胱氨酸、蛋氨酸代谢和谷胱甘肽代谢，增强根系中的半胱氨酸、蛋氨酸、氰基氨酸代谢，N-聚糖生物合成、氨基糖和核苷酸糖代谢及糖酵解.