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柴达木野生黑果枸杞的空间遗传结构

植物生态学报 2020年第6期44卷 661-668页

作者：王春成马松梅张丹王绍明绿洲城镇与山盆系统生态兵团重点实验室石河子大学生命科学学院新疆石河子832000 绿洲城镇与山盆系统生态兵团重点实验室石河子大学理学院新疆石河子832000

基于cp DNA序列,研究柴达木野生黑果枸杞(Lycium ruthenicum)的遗传多样性、遗传结构和单倍型进化关系,可为其种群的遗传保护提供理论依据。该研究基于3个筛选的叶绿体多态引物:psb A-trn H、psb K-psb I和trn V,利用群体遗传分析方法... 详细信息

基于cp DNA序列,研究柴达木野生黑果枸杞(Lycium ruthenicum)的遗传多样性、遗传结构和单倍型进化关系,可为其种群的遗传保护提供理论依据。该研究基于3个筛选的叶绿体多态引物:psb A-trn H、psb K-psb I和trn V,利用群体遗传分析方法研究柴达木盆地野生黑果枸杞的遗传变异格局:利用软件DnaSP6.0和Permut2.0计算分子多样性指标,利用分子方差分析研究组间和种群间的遗传变异来源,利用单倍型网络分析和主坐标分析研究单倍型的聚类关系;利用最大似然树和贝叶斯系统树分析单倍型的谱系进化关系。结果显示:叶绿体序列psb A-trn H、psb K-psb I和trn V拼接后的总长度为1454 bp,鉴别出14个核苷酸变异位点,共定义了7个单倍型。种群间总的遗传多样(hT)和种群内遗传多样性(hS)分别为0.916和0.512。AMOVA分析结果表明,80%以上的遗传变异来源于组间和种群间。叶绿体单倍型的贝叶斯系统树和最大似然树均表明柴达木盆地黑果枸杞种群聚为2支:德令哈和格尔木为一支,诺木洪为另一支。单倍型网络和主坐标分析结果揭示的拓扑结构和聚类关系与系统树一致。Mantel检验结果表明柴达木黑果枸杞种群间的遗传距离与地理距离存在显著的弱相关关系(r=0.5911,p=0.0009)。柴达木盆地黑果枸杞种群具有较高的遗传多样性,种群间遗传分化显著。从遗传多样性保护的角度而言,具有较高遗传多样性的诺木洪林业站和格尔木新乐村种群可划分为保护管理单元。

关键词：黑果枸杞柴达木盆地叶绿体片段遗传变异遗传结构

天山北坡人类活动强度与地表温度的时空关联性

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地理学报 2022年第5期77卷 1244-1259页

作者：陈泓瑾刘琳张正勇刘亚田浩康紫薇王统霞张雪莹石河子大学理学院石河子832000 绿洲城镇与山盆系统生态兵团重点实验室石河子832003

人类活动强度与地表温度的时空关联研究对于充分认识气候变化的成因和机制、积极适应气候变化、合理开发及保护生态环境等均具有重大意义。本文以地处西北干旱区且对气候变化极为敏感的天山北坡为研究区,基于MODIS数据反演地表温度,以... 详细信息

人类活动强度与地表温度的时空关联研究对于充分认识气候变化的成因和机制、积极适应气候变化、合理开发及保护生态环境等均具有重大意义。本文以地处西北干旱区且对气候变化极为敏感的天山北坡为研究区,基于MODIS数据反演地表温度,以夜间灯光数据、人口分布数据及土地利用数据等共同表征人类活动强度,分析2000—2018年人类活动强度与地表温度的演变特征,并进一步探究二者的时空关联性。研究结果显示:①2000年以来天山北坡平均人类活动强度(0.11)较低,整体呈阶梯式缓慢上升趋势(0.0024 a^(-1)),其中人类活动强度较建设用地和人口规模增加滞后1~2 a。②天山北坡年均地温为7.18℃且呈显著升温态势,变化率(0.02℃·a^(-1))约为全球的2.33倍,春季显著增温(0.068℃·a^(-1))对整体升温的贡献最大;受高程和植被覆盖度等下垫面性状的显著影响,研究区地温空间上呈南低北高特征。③天山北坡人类活动区人类活动强度与地表温度显著正相关,呈东强西弱分布特征,其空间分异与相关性的表达受到人类活动范围、表现形式及土地利用变化等因素的综合影响,农林种植、城市绿化和植树造林等与植被相关的人为干预能够有效减弱人类活动造成的地表增温。本文不仅为人类活动强度的精细刻画提出了新思路,更可为区域人地协调和统筹发展等提供科学参考。

关键词：人类活动定量表征夜间灯光数据人口分布关联分析天山北坡

新疆三种独尾草的适宜分布及其对未来气候变化的响应

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生态学报 2022年第21期42卷 8809-8817页

作者：董苏君马松梅张丹何大俊张林闫涵石河子大学生命科学学院绿洲城镇与山盆系统生态兵团重点实验室石河子832000 石河子大学理学院干旱区景观生态重点实验室绿洲城镇与山盆系统生态兵团重点实验室石河子832000

研究国内仅分布于新疆的3种短命植物阿尔泰独尾草(Eremurus altaicus)、粗柄独尾草(Eremurus inderiensis)和异翅独尾草(Eremurus anisopterus)的适宜分布及其对未来气候的可能响应,对新疆短命植物资源的分布、利用与科学保护具有重要... 详细信息

研究国内仅分布于新疆的3种短命植物阿尔泰独尾草(Eremurus altaicus)、粗柄独尾草(Eremurus inderiensis)和异翅独尾草(Eremurus anisopterus)的适宜分布及其对未来气候的可能响应,对新疆短命植物资源的分布、利用与科学保护具有重要意义。共收集了64个自然分布点,筛选了6个气候因子和2个地形因子数据,利用MaxEnt模型和地理信息系统ArcGIS软件模拟了当前气候情景下3种独尾草的生态适宜性,探讨影响3种植物分布的主导因子及其数值范围,预测3种独尾草的适宜分布对未来气候变化(2001—2040年、2041—2080年,基于温室气体中等排放情景:SSP2-4.5共享社会经济路径)的可能响应。结果表明:(1)基准气候下,3种独尾草在新疆的适宜分布存在较大差异:阿尔泰独尾草主要分布于伊犁河谷、天山北麓、阿尔泰山中段和准噶尔西部山地;两种沙生独尾草均分布于天山中段的绿洲-荒漠区过渡带,古尔班通古特沙漠西南部沙地;(2)最干月降水量(1—25mm)主要限制了阿尔泰独尾草的适宜分布;温度季节性变动指数(1150—1672)主要限制了两种沙生独尾草的适宜分布;(3)2001—2040年和2041—2080年,3种独尾草的适宜分布整体均呈缩减趋势:阿尔泰独尾草向天山北麓和准噶尔西部山地略微缩减;粗柄独尾草和异翅独尾草向古尔班通古特沙漠南缘略微缩减。

关键词：独尾草属新疆适宜分布未来气候变化驱动因子

新疆同域分布梭梭和白梭梭多样性格局及其形成机制

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植物生态学报 2024年第1期48卷 56-67页

作者：陈雨婷马松梅张丹张林王春成石河子大学理学院绿洲城镇与山盆生态系统兵团重点实验室新疆石河子832000 石河子大学生命科学学院绿洲城镇与山盆生态系统兵团重点实验室新疆石河子832000

探究第四纪气候波动和地质事件对古尔班通古特沙漠同域分布的梭梭(Haloxylonammodendron)和白梭梭(***)分布、分化和演化的影响,对了解旱生植物区系的发展与演化具有重要意义。该研究测定新疆自然分布的19个梭梭种群225个个体和12个白... 详细信息

探究第四纪气候波动和地质事件对古尔班通古特沙漠同域分布的梭梭(Haloxylonammodendron)和白梭梭(***)分布、分化和演化的影响,对了解旱生植物区系的发展与演化具有重要意义。该研究测定新疆自然分布的19个梭梭种群225个个体和12个白梭梭种群106个个体叶绿体DNA间隔区(trn S-trn G和trn V)序列,整合单倍型网络分析、主坐标分析、分子方差分析、贝叶斯系统发育树、地理加权回归分析揭示种间、种内不同地理种群间的遗传多样性及其环境解释、空间遗传结构,估算种间谱系分化时间,分析群体演化历史。主要结果有:(1)共定义了21个叶绿体单倍型,梭梭和白梭梭聚为独立的支系;(2)接近80%的遗传变异发生于物种间及梭梭种内不同地理种群间,物种间分化发生于上新世晚期至更新世早期,这可能受干旱化加剧和沙漠形成、扩展的共同影响;(3)地理加权回归模型结果显示,环境因子对梭梭和白梭梭遗传多样性的影响存在明显的空间差异性,气候和土壤因子总体上主导梭梭、白梭梭的遗传多样性格局:在古尔班通古特沙漠南缘,气候因子对梭梭和白梭梭均为显著正向作用;在沙漠西南缘,气候因子对白梭梭为正向作用,土壤因子对梭梭为负向作用;在沙漠东南缘,土壤因子对梭梭主要为正向作用,对白梭梭为负向作用;在阿勒泰地区,气候因子对梭梭和白梭梭均为正向作用。

关键词：梭梭白梭梭遗传变异格局物种分化地理加权回归

中国扁桃亚属四种野生扁桃的系统发育与物种分化

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植物生态学报 2021年第9期45卷 987-995页

作者：王春成张云玲马松梅黄刚张丹闫涵石河子大学生命科学学院绿洲城镇与山盆系统生态兵团重点实验室新疆石河子832000 新疆维吾尔自治区草原总站乌鲁木齐830049 石河子大学理学院绿洲城镇与山盆系统生态兵团重点实验室新疆石河子832000

基于核基因ITS序列研究中国4种野生扁桃:新疆野扁桃(Amygdalus ledebouriana)、蒙古扁桃(***)、长柄扁桃(***)和西康扁桃(***)的系统发育关系和物种分化,为4种植物的遗传与演化研究提供数据支撑。利用单倍型网络和主坐标分析揭示单倍型... 详细信息

基于核基因ITS序列研究中国4种野生扁桃:新疆野扁桃(Amygdalus ledebouriana)、蒙古扁桃(***)、长柄扁桃(***)和西康扁桃(***)的系统发育关系和物种分化,为4种植物的遗传与演化研究提供数据支撑。利用单倍型网络和主坐标分析揭示单倍型的聚类关系;利用最大似然树和贝叶斯系统树分析单倍型的系统发育关系;利用R语言"ecospat"包分析4种扁桃的生态位分化及其环境驱动因子。4种扁桃ITS1–ITS4片段总长为634bp,鉴别出27个核苷酸变异位点,共定义了28个单倍型。4种扁桃种间最小遗传距离均大于种内最大遗传距离,种间存在显著的遗传分化。4种扁桃的单倍型聚为两支:新疆野扁桃、蒙古扁桃和西康扁桃聚为一支,长柄扁桃为另一支;单倍型网络和主坐标分析揭示的单倍型聚类关系与系统树一致。西康扁桃与蒙古扁桃、与长柄扁桃之间均表现出了显著的生态位分化,最暖月最高气温、年平均气温、最冷月最低气温和最暖季降水量是驱动物种生态位分化的关键因子。

关键词：野生扁桃 ITS序列系统发育物种分化生态位分化

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雪莲SikCDPK1启动子的克隆和活性分析

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生物技术通报 2022年第9期38卷 191-197页

作者：史光珍王兆晔孙琦朱新霞石河子大学生命科学学院绿洲城镇与山盆系统生态兵团重点实验室石河子832003

旨在克隆雪莲(Saussurea involucrata)SikCDPK1 启动子并分析其活性,为进一步解析雪莲 SikCDPK1基因的转录调控机制奠定基础。通过TAIL-PCR技术从雪莲中克隆SikCDPK1启动子,利用PlantCARE分析启动子区顺式作用元件,构建全长启动子或5’... 详细信息

旨在克隆雪莲(Saussurea involucrata)SikCDPK1 启动子并分析其活性,为进一步解析雪莲 SikCDPK1基因的转录调控机制奠定基础。通过TAIL-PCR技术从雪莲中克隆SikCDPK1启动子,利用PlantCARE分析启动子区顺式作用元件,构建全长启动子或5’端缺失启动子驱动的GUS重组表达载体 P0∷GUS、P1∷GUS、P2∷GUS和P3∷GUS,转入根癌农杆菌中进行瞬时转化试验,通过GUS组织化学染色分析不同长度启动子的活性,分别测定低温和干旱胁迫下的GUS酶活。结果显示,获得了1 042 bp的SikCDPK1启动子序列,pSikCDPK1具有真核生物启动子核心元件TATA-box和CAAT-box,还含有多个与逆境、激素、光响应等相关的顺式作用元件。转化的烟草叶片经GUS染色之后均显蓝色,启动活性依次为P0>P1>P2>P3,低温、干旱处理后GUS酶活性发生变化。SikCDPK1启动子被成功克隆,具有驱动下游报告基因表达的活性。

关键词：雪莲 SikCDPK1启动子 GUS活性瞬时表达

准噶尔盆地南缘小叶桦种群急速退化原因及保护对策

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生态学报 2024年第18期44卷 8294-8303页

作者：王玉霞刘佳敏杜珍珠徐文斌马占仓黄刚阎平石河子大学生命科学学院/绿洲城镇与山盆系统生态兵团重点实验室石河子832003 石河子大学分析测试中心石河子832003

为查明准噶尔盆地南缘蘑菇湖湿地小叶桦种群急速退化原因,进行了该种群退化因子相关调查,计算了植物群落的多样性指数,对叶片和土壤化学计量特征进行了相关性分析,利用SLAF-seq技术对小叶桦种群遗传差异做了比较。结果表明:(1)该种群现... 详细信息

为查明准噶尔盆地南缘蘑菇湖湿地小叶桦种群急速退化原因,进行了该种群退化因子相关调查,计算了植物群落的多样性指数,对叶片和土壤化学计量特征进行了相关性分析,利用SLAF-seq技术对小叶桦种群遗传差异做了比较。结果表明:(1)该种群现仅132活株,相比2013年减少86.34%,现死亡植株75.91%,表明该种群遭到严重破坏;(2)2013年该群落植物分属于36科80属119种,现23科40属47种,群落Shannon多样性指数由1.5降至1.14,均匀度指数从0.21降到0.16,植物多样性和均匀度减低破坏根系保护屏障,降低其抵抗极端气候的能力;(3)土壤PH均值6.98为偏中性土壤,土壤全氮、全磷、全钾的平均含量分别为125.08g/kg、13.25g/kg、9.16g/kg,土壤肥力能满足小叶桦生长需求,但土壤含水量仅21.39%,与艾比湖小叶桦种群(48.44%)相比明显减少,土壤含水量减少弱化幼苗更新机制也是导致该种群退化的主要因素之一;(4)人为干扰和自然灾害因素也是野生极小种群形成和发展过程中不可忽略的重要因素;(5)该种群相较之艾比湖保护区种群单核苷酸多态性位点杂合度较高、多态性和完整度较低,生境退化导致的遗传衰退现象已显现。综上表明,影响该小叶桦种群急速退化原因涉及多方面,急需主管部门采取对策挽救该种群免遭灭绝的风险。研究成果为该地区的植被恢复和开展保护行动提供科学依据。

关键词：湿地小叶桦退化保护

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古尔班通古特沙漠短命植物对鼠类扰动的响应

中国沙漠 2024年第5期44卷 236-244页

作者：石盼洋陈宏伟董建瑞赵文勤李榕石河子大学生命科学学院绿洲城镇与山盆系统生态兵团重点实验室新疆石河子832061

短命植物是维持古尔班通古特沙漠-绿洲交错带稳定性的重要植被,鼠类扰动在多方面影响短命植物的生长。以古尔班通古特沙漠南缘短命植物为研究对象,在该区域有、无鼠类扰动的情况下,对短命植物生长状况、多样性以及土壤理化性质进行了分... 详细信息

短命植物是维持古尔班通古特沙漠-绿洲交错带稳定性的重要植被,鼠类扰动在多方面影响短命植物的生长。以古尔班通古特沙漠南缘短命植物为研究对象,在该区域有、无鼠类扰动的情况下,对短命植物生长状况、多样性以及土壤理化性质进行了分析。结果表明:(1)鼠类扰动改变了短命植物的性状,扰动区的短命植物密度显著高于对照区,株高显著低于对照区。(2)鼠类扰动增加了短命植物的Shannon-Wiener多样性指数和Margalef丰富度指数。(3)鼠类扰动使土壤全磷、全氮、全钾、速效氮、速效磷和总盐含量存在极显著差异。(4)对照区短命植物多样性与土壤理化因子有显著的相关性,扰动区两者之间的相关性不显著。土壤理化因子可以很好地解释短命植物多样性的变化,在对照区和扰动区对短命植物多样性的累计解释率分别为97.99%和86.84%。古尔班通古特沙漠适度的鼠类扰动在局域生境中会显著改变土壤理化特性,从而显著提高短命植物的多样性,对提高荒漠干旱性区域的生态稳定性具有重要意义。

关键词：短命植物鼠类扰动冗余分析

GbCDPK83基因在干旱胁迫下的功能鉴定

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西北农业学报 2022年第4期31卷 441-447页

作者：史光珍高鑫朱新霞石河子大学生命科学学院绿洲城镇与山盆系统生态兵团重点实验室新疆石河子832003

为了探究GbCDPK83基因在海岛棉响应干旱胁迫中的功能。利用PCR技术克隆GbCDPK83基因,采用生物信息学方法分析GbCDPK83蛋白的理化性质、结构特征和在细胞中的位置,通过基因重组技术构建VIGS沉默载体并侵染棉花。本研究成功构建了沉默表... 详细信息

为了探究GbCDPK83基因在海岛棉响应干旱胁迫中的功能。利用PCR技术克隆GbCDPK83基因,采用生物信息学方法分析GbCDPK83蛋白的理化性质、结构特征和在细胞中的位置,通过基因重组技术构建VIGS沉默载体并侵染棉花。本研究成功构建了沉默表达载体,沉默植株中GbCDPK83的表达明显被抑制。干旱胁迫后,GbCDPK83沉默植株叶片比对照萎蔫更严重,相对含水量显著降低,相对电导率和丙二醛含量显著上升,脯氨酸含量升高但低于空载体及非转基因植株。沉默GbCDPK83使海岛棉耐旱性减弱。

关键词： GbCDPK83 VIGS 干旱沉默