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气候变化情景下孑遗植物绵刺在中国的潜在地理分布

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生态学报 2022年第11期42卷 4473-4484页

作者：秦媛媛鲁客杜忠毓史建国柴乖强张宇雷凯宇段义忠榆林学院陕西省陕北生态修复重点实验室榆林719000 榆林市林业和草原局榆林市林业产业开发中心榆林719000 中国林业科学研究院亚热带林业研究所杭州311400 榆林市林业和草原局榆林市造林绿化服务中心榆林719000

绵刺(Potaninia mongolica Maxim.)为我国西北干旱、半干旱地区孑遗濒危荒漠植物,具有重要的生态作用。预测过去、当代及未来气候变化情景下绵刺植物在中国的潜在地理分布区和迁移路线,将为绵刺的保护利用及种群合理建立提供一定的科学... 详细信息

绵刺(Potaninia mongolica Maxim.)为我国西北干旱、半干旱地区孑遗濒危荒漠植物,具有重要的生态作用。预测过去、当代及未来气候变化情景下绵刺植物在中国的潜在地理分布区和迁移路线,将为绵刺的保护利用及种群合理建立提供一定的科学依据。基于绵刺在中国的73个有效分布点和8个环境因子变量,利用MaxEnt模型和ArcGIS软件预测末次间冰期、末次盛冰期、当代及未来绵刺在中国的潜在地理分布变化,综合分析影响绵刺分布的主要环境因子及其适宜范围,并用检验受试者工作特征(ROC)曲线下面积(AUC)评估模型的精确度。结果表明:(1)MaxEnt模型预测精确度极高,受试者工作特征(ROC)曲线下面积(AUC)值为0.988,预测显示当代绵刺主要分布在内蒙古中西部地区(阿拉善地区)、宁夏东北部和西北部、甘肃中东部、新疆中部和西部少量狭长分布区,潜在地理分布的总适生区面积约是51.94×10^(4) km^(2);(2)影响绵刺潜在地理分布的重要环境因子变量是降雨(最干月降雨量、年均降雨量、最湿月降雨量、最冷季度平均降雨量)和温度(最热月的最高温);(3)从末次间冰期到末次盛冰期,绵刺不同等级潜在适生区面积大幅度缩小;末次盛冰期到当代,绵刺不同等级潜在适生区面积有所增加,但未恢复到末次间冰期面积;未来四种气候情景下,绵刺潜在适生区面积除未来2070年典型浓度路径(RCP8.5)情景下少量减少外,其他三个气候情景(2050年RCP4.5、2050年RCP8.5和2070年RCP4.5)均增加,但高适生区和中适生区面积均减少,低适生区面积大幅增加,且绵刺分布中心有向西南迁移的趋势。

关键词：绵刺气候变化 MaxEnt模型地理分布

东阿拉善荒漠绵刺群落的种类组成与种群分布格局研究

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东阿拉善荒漠绵刺群落的种类组成与种群分布格局研究

作者：李晓田内蒙古师范大学

学位级别：硕士

绵刺（Potaninia mongolica）为蔷薇科（Rosaceae）绵刺属（Potaninia）植物,是古老的单种属残遗种。由于绵刺繁殖方式的特殊以及种间竞争、生境破碎化使得种群数量持续减少,被列为国家二级保护植物。本文以东阿拉善荒漠绵刺群落为研究... 详细信息

绵刺（Potaninia mongolica）为蔷薇科（Rosaceae）绵刺属（Potaninia）植物,是古老的单种属残遗种。由于绵刺繁殖方式的特殊以及种间竞争、生境破碎化使得种群数量持续减少,被列为国家二级保护植物。本文以东阿拉善荒漠绵刺群落为研究对象,通过分析绵刺的群落特征及多样性、种间关联性以及种群分布格局,为合理保护绵刺提供有效的科学依据。研究结果如下:1.调查的14个样地中共得到48种植物,隶属于14科38属。其中禾本科和藜科占优势,两者均占总物种数的20.83%。绵刺群落以灌木与半灌木为基本生活型,各占总种数的20.83%,草本植物比较丰富,一年生草本占33.33%,多年生草本占25.00%。水分生态类型以旱生占绝对优势,为79.19%,其中典型旱生、超（强）旱生分别占39.58%和35.42%。区系地理成分有14种,以戈壁成分、戈壁-蒙古成分为主,分别占总种数的22.92%和18.75%。2.调查的绵刺荒漠有3个群丛组,分别为:绵刺典型荒漠、绵刺-禾草荒漠、绵刺-杂类草荒漠,进一步划分为14个群丛。α多样性指数分析表明:各群丛的群落多样性有着一定的差异性,其中绵刺-无芒隐子草+匍根骆驼蓬多样性最高,其次为绵刺+霸王-短花针茅和绵刺-沙生针茅。最低的是绵刺-白草,其优势种作用明显,均匀度低,Shannon-Wiener多样性指数最低。β多样性分析中,绵刺-蒙古葱与绵刺+霸王-短花针茅之间的Cs值（0.923）最大,相似性系数最高,群落间的β多样性最小;绵刺+红砂-多根葱和绵刺-白草、绵刺-沙生针茅和绵刺-白草、绵刺+四合木+红砂和绵刺-匍根骆驼蓬之间的Cs值（0.207）最小,相似性系数最低,群落间的β多样性最大。3.东阿拉善荒漠绵刺群落各物种的种间关系主要以负关联为主,但呈现显著（P绵刺群落整体上种间关联较为松散。对于建群种绵刺,与其呈显著正关联的有猫头刺、蓍状亚菊和驼绒藜,呈显著负关联的有猪毛蒿、霸王,其中猫头刺、猪毛蒿在两种方法中具有一致性。4.阿拉善绵刺种群以II级植株为主,占69%,I级植株虽仅占5%,但由于无性生殖的存在,种群仍呈稳定状态;而鄂尔多斯种群无I级植株,III级植株占48%,呈衰退状态。阿拉善种群总体呈随机分布,其中I、II级植株在中小尺度以聚集分布为主,在大尺度呈随机分布;鄂尔多斯种群不论是总体还是各大小级均以聚集分布为主,与种间竞争有着较大的关系。阿拉善种群III级个体与I级个体在中小尺度呈显著负关联,体现出高龄级植株对幼小植株的抑制作用;鄂尔多斯种群的II级、III级植株随着尺度范围的增大呈现显著正关联,表现出成熟龄级间的正相互作用。

关键词：绵刺群落特征多样性指数种间关联种群分布格局

绵刺(Potaninia mongolica)繁殖对策与种群更新的生境选择行为研究

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干旱区资源与环境 2007年第9期21卷 150-154页

作者：高润宏王国玲李俊清娜仁花内蒙古农业大学林学院内蒙古乌海市园林管理处乌海市010000 北京林业大学省部共建森林培育与保护教育部重点实验室北京100083 内蒙古农业大学生态环境学院呼和浩特010019

以绵刺地表枯落物水浸液和蒸馏水为对比,对绵刺的种子发芽时间、种子发芽率和幼苗生长速度进行实验。实验结果表明:绵刺地表枯落物水浸液对绵刺种子萌发时间、萌发率和幼苗生长速度相对于蒸馏水有明显地抑制作用。10%枯落物水浸液和2%... 详细信息

以绵刺地表枯落物水浸液和蒸馏水为对比,对绵刺的种子发芽时间、种子发芽率和幼苗生长速度进行实验。实验结果表明:绵刺地表枯落物水浸液对绵刺种子萌发时间、萌发率和幼苗生长速度相对于蒸馏水有明显地抑制作用。10%枯落物水浸液和2%土壤表层水浸液对绵刺种子萌发时间、种子萌发率和幼苗生长速度抑制作用最为显著;说明绵刺枯落物具有化学他感作用,但这种他感作用与目前研究的异株克生作用不同,它在绵刺母株株丛内,排斥自身种子定居,以无性繁殖扩大对株丛内均质性生境的利用,实现种群的更新;在株丛外,以种子占据异质性生境进行种群的更新。因此,绵刺繁殖对策和生境的选择具有行为性,即绵刺植株以无性繁殖方式进行亲本基因的识别,有效地保存基因,而通过他感排斥作用,使种子携带的基因通过种子扩散器的作用,进行长距离的传播,在新的生境中定居,避免了亲代与子代有限资源的争夺,传播基因,这种繁殖策略的采用和生境的选择行为既保存了基因,又提高了种群的适合度。

关键词：绵刺繁殖对策生境选择行为他感作用

濒危植物绵刺8个种群遗传多样性的AFLP分析

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生态学报 2009年第5期29卷 2686-2693页

作者：张永明金洪马万里李景环内蒙师范大学生命科学与技术学院内蒙古呼和浩特010022 内蒙古农业大学生态环境学院内蒙古呼和浩特010019 国家林业局林产工业规划设计院北京100714

利用8对AFLP引物对我国绵刺的8个种群240份材料的基因组DNA进行扩增,得到大小在65～530bp之间的397条清晰显带,其中296(74.56%)条呈多态性,平均每对AFLP引物得到37条多态性带;用PopGen32软件将AFLP多态性数据进行分析,不同种群的Nei’s... 详细信息

利用8对AFLP引物对我国绵刺的8个种群240份材料的基因组DNA进行扩增,得到大小在65～530bp之间的397条清晰显带,其中296(74.56%)条呈多态性,平均每对AFLP引物得到37条多态性带;用PopGen32软件将AFLP多态性数据进行分析,不同种群的Nei’s基因多样性指数和Shannon信息指数变化范围分别在0.0845～0.1779和0.1280～0.2377之间,其中遗传多样性最高为上沙窝种群,最低为银根种群,可将上沙窝种群作为种质遗传中心之一进行保护。绵刺遗传变异有68.31%存在种群内,31.69%种群之间,说明变异主要存在于种群内部。8个种群的平均遗传距离为0.1341,按UPGMA进行聚类分析,结果表明绵刺种群具有明显的地域相关性和遗传类型趋同性,说明不同的种群可能有共同的起源,随机遗传漂变不是影响绵刺种群遗传多样性的主要过程。建议在迁地保护和取样时,不仅要在每个种群中取足够多的个体,而且要在尽可能多的种群中取样,最大限度地保护绵刺的遗传多样性,为进一步地系统演化研究奠定基础。

关键词：绵刺种群遗传多样性 AFLP

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绵刺肌动蛋白基因的分离及特性分析

基因组学与应用生物学 2017年第6期36卷 2548-2556页

作者：李宁宁王雪郑琳琳林晓飞王迎春内蒙古大学生命科学学院呼和浩特010021

本研究采用兼并PCR(polymerase chain reaction)和RACE(rapid amplification of cDNA ends)技术分离了绵刺(Potaninia mongolica Maxim.)肌动蛋白基因(Actin,Pm Actin)c DNA序列,该序列包含有1 134 bp的开放阅读框(open reading frame,ORF),编码377个氨基酸,预测蛋白分子量为41.8 k D,理论等电点为5.48;基因组DNA序列长度为1 134 bp,无内含子。该序列与其他植物Actin的一致性较高,核苷酸均高于88%,氨基酸则均高于96%。系统进化分析显示:Pm Actin与同属蔷薇科的草莓、碧桃,扁桃和蔷薇及葡萄科的葡萄Actin蛋白聚为一个亚类,与草莓Actin蛋白亲缘关系最为接近。RT-PCR分析显示,该基因在根、茎、叶中的表达量无明显变化,该结果验证了Pm Actin基因可作为分子内标的可靠性,为深入开展该植物的分子生物学研究提供理论依据。

关键词：绵刺肌动蛋白基因结构系统进化分析组织表达特性

绵刺(Potaninia mongolica)无融合生殖的胚胎学研究

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中国沙漠 2002年第3期22卷 267-272页

作者：王迎春田虹杨持内蒙古大学生命科学学院内蒙古呼和浩特010021

研究绵刺 (Potaniniamongolica)的胚胎发育过程 ,首次报道其有性生殖模式为无融合生殖的体细胞无孢子生殖 (Apospory) ,由合点端珠心细胞形成 3～ 7个无孢子孢原 ,孢原细胞体积增大 ,形成单核胚囊 ,后经 3次有丝分裂形成多个八核七细胞... 详细信息

研究绵刺 (Potaniniamongolica)的胚胎发育过程 ,首次报道其有性生殖模式为无融合生殖的体细胞无孢子生殖 (Apospory) ,由合点端珠心细胞形成 3～ 7个无孢子孢原 ,孢原细胞体积增大 ,形成单核胚囊 ,后经 3次有丝分裂形成多个八核七细胞的成熟胚囊 ,胚囊发育属山柳菊型。但一般只有一个胚囊可发育出成胚。胚囊发育过程中具极性 ,由合点端向珠孔端延伸。未观察到有性生殖胚囊的发育。

关键词：无融合生殖胚胎学无孢子生殖绵刺蔷薇科

绵刺(Potaninia mongolica)劈裂生长的形态发生及内部解剖结构特征的研究

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中国沙漠 2006年第2期26卷 254-258页

作者：侯艳伟王迎春杨持征荣华侨大学材料科学与工程学院福建泉州362021 内蒙古大学生命科学学院内蒙古呼和浩特010021

对绵刺劈裂生长的形态发生及内部解剖结构特征进行了观察,研究结果如下:①绵刺的劈裂生长有两种类型,一种是首先茎从基部到根部发生多次劈裂,以后地上的茎部再相应发生分裂而形成几个独立的植株;另一种是茎基部以上的部位先发生纵裂,而... 详细信息

对绵刺劈裂生长的形态发生及内部解剖结构特征进行了观察,研究结果如下:①绵刺的劈裂生长有两种类型,一种是首先茎从基部到根部发生多次劈裂,以后地上的茎部再相应发生分裂而形成几个独立的植株;另一种是茎基部以上的部位先发生纵裂,而根部后发生分离;②劈裂生长首先在茎基部发生,当绵刺植株生长到5 a以上的时候,这个部位的形成层活动不均匀,出现不规则的木质部排列,形成花环状结构,在相邻的两环状部位进行劈裂;③由于受劈裂生长的影响,劈裂发生后的植株的根部年轮分布不规则,发生劈裂部位的形成层活动不均匀,形成的次生木质部中导管数量少,口径也小,木纤维数量增多,细胞排列紧密而形成缢缩。

关键词：劈裂生长形态发生解剖结构绵刺

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绵刺休眠期和生长期光合特性的比较研究

内蒙古师范大学学报（自然科学汉文版） 2016年第5期45卷 679-686页

作者：贾倩张颖娟王铁娟韩文娟内蒙古师范大学生命科学与技术学院内蒙古呼和浩特010022

为探讨自然生境下西鄂尔多斯强旱生小灌木绵刺(Potaninia mongolica Maxim)的光合生理生态适应性,通过对绵刺休眠期和生长期叶片光合作用日变化、光合响应曲线、光合色素含量进行测定,研究绵刺净光合速率与生理生态因子的关系.结果表明:... 详细信息

为探讨自然生境下西鄂尔多斯强旱生小灌木绵刺(Potaninia mongolica Maxim)的光合生理生态适应性,通过对绵刺休眠期和生长期叶片光合作用日变化、光合响应曲线、光合色素含量进行测定,研究绵刺净光合速率与生理生态因子的关系.结果表明:(1)休眠期绵刺净光合速率(Pn)日变化呈"双峰"曲线,出现"午休"现象,主要受非气孔限制因素影响.Pn与光照有效辐射(PAR)、胞间CO_2浓度(Ci)存在二次曲线关系,与相对湿度(RH)存在线性关系,与叶片温度(T_(leaf))在一定范围内呈线性关系;生长期绵刺Pn日变化呈典型"单峰"曲线,Pn与PAR、Ci、T_(leaf)之间存在二次曲线关系,与RH呈线性关系.(2)除类胡萝卜素外,处于生长期绵刺的叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量均高于休眠期绵刺叶片色素含量.绵刺的光合特性与生理生态因子存在密切关系.

关键词：绵刺光合特性生理生态因子休眠期生长期

绵刺(Potaninia mongolica)对干旱生境的适应特征

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内蒙古大学学报（自然科学版） 2005年第3期36卷 355-360页

作者：侯艳伟王迎春杨持华侨大学材料科学与工程学院福建泉州362021 内蒙古大学生命科学学院呼和浩特010021

绵刺(Potaniniamongolica)是一种古老残遗的单种属植物,被国家列为首批二级保护植物,具有极其重要的科学研究价值.从绵刺对干旱、对土壤贫瘠、对盐碱、对风蚀的适应性和濒危原因及其保护措施等方面总结了近十年来的研究进展.

关键词：绵刺干旱适应性