山东海岸沙地主要防风固沙树种对风和风沙流危害的耐受力及其适应机制

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31770762
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C1613.荒漠化与水土保持
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2019-12-31

项目摘要

Large area of coastal sand land distributes in long coastal zone, China. Most plants are difficult to survive except for a few kinds of psammophytes in the area because of frequency gale and strong wind-blow sand activity. But so far, it is rarely reported on how the wind and wind-blow sand damage to the coastal sand land plants and what adaptation mechanism are involved in those plants adapting to wind and wind-blow sand. Based on 4 tree species of windbreak and fixation sand trees grown in coastal sand area of Jiaodong Peninsula of Shandong Province, tolerance threshold and their adaptation mechanisms for several tree species of windbreak and fixation sand to damage of gale and strong wind-blow sand in coastal sand land will be studied in this project by using field portable wind tunnel and sand wind tunnel. The project main contents include that 1) study on the tolerance threshold of the several plants continuous blowing of gale and strong wind-blow sand and its critical characteristics of dying, to explore its mechanism of death under the stress of the gale and strong wind-blow sand; 2) Study on plant configuration, stem and leaf morphology, height, crown cover, growth and development rhythm of the several species under stress of different time gale and strong wind-blow sand to explore their ecological adaptation strategy to wind and wind-blow sand stress; 3) Study on leaf temperature, leaf water content, photosynthetic rate, epidermal anatomy, MDA content, membrane permeability, protective enzyme, osmotic adjustment substances contents, under stress of different time gale and strong wind-blow sand to explore their physiological adaptation mechanism to wind and wind blow sand stress and relationship between difference in capacity of those plants resistance to wind sand stress and its adaptability in ecology and physiology. The results of this study can not only promote the development of plant stress physiology and ecology, but also provide theoretical guidance for the restoration and reconstruction of coastal sandy vegetation in northern China.
在我国漫长的海岸地区分布着大片滨海沙地。由于大风频发,风沙流活动强烈,除少数沙生植物外,一般植物难以生存。但迄今为止,关于大风及其风沙流吹袭对植物的危害及其适应机制研究还鲜有报道。本项目以胶东半岛滨海沙地4种防风固沙树种为对象,通过野外风洞吹袭试验,研究其不同植物耐受大风及其风沙流持续吹袭的能力及其临界死亡特征,探索大风及其风沙流胁迫下其致死机制;研究不同时间大风及其风沙流胁迫下其植株构型、株高、生长节律、生物量等生物学特征变化,分析其对大风及其风沙流胁迫的生态适应对策;研究不同时间大风及其风沙流胁迫下其叶面温度、含水量、光合作用、丙二醛含量、膜透性、保护酶活性和渗透调节物质含量等生理指标变化,分析其对大风及其风沙流胁迫的生理响应,探讨其抗风沙胁迫能力的差异与其生理生态适应能力的关系。其研究成果不仅可拓展植物逆境生理生态学研究的新领域,还可为我国北方滨海沙地植被恢复重建提供理论指导。

结项摘要

海岸地区大风频发所引发的风沙流不仅污染大气环境、限制植物分布、侵袭农田、破坏海岸景观。建立海岸防护林带在维护海岸生态环境和经济发展有重要作用。而揭示海岸防风植物抗风蚀的适应生理机理将有助于筛选和培育抗风植物,为此我们申请了该项目。项目研究了海岸防风植物抗强风吹袭耐受阈,并集中研究了不同时间和强度净风和风沙流吹袭,及反复强净风和风沙流吹袭下,黑松和紫穗槐幼株叶片含水量、膜透性、MDA含量、渗透调节物、抗氧化酶活力等抗逆生理指标的变化。结果表明:1.黑松、紫穗槐、柽柳、单叶蔓荆在经历持续强风沙流(18m/s)吹袭后,尽管其生存策略不同但在第二年春季均繁茂生长,不存在抗风耐受阈值。并且在自然状况下,黑松和紫穗槐抗逆生理指标存在差异,黑松可溶糖含量和SOD活力较紫穗槐高111.5%和28.2%。紫穗槐MDA和脯氨酸含量、CAT和POD活力较黑松高93.3%、78.6&、118.8%、6.5倍,2.黑松在低速净风吹袭下,叶片各项抗逆生理指标变化较小,而在风沙流处理抗逆生理指标增高。同风速吹袭下,风沙流处理叶片MDA含量、SOD和CAT活力较净风处理高 52.6%、11.5%、26.4%。黑松针叶较强的抗脱水力和渗透调节及抗氧化能力在抗风生长中起重要生理保护作用。3.随着净风和风沙流吹袭风速的增加,紫穗槐叶片RWC下降与质膜透性和MDA含量增高成明显负相关。在大风(18m/s)净风和风沙流吹袭40min时,其叶片含水量下降不仅伴随着可溶性糖和脯氨酸含量增加,还伴随着MDA含量、CAT、SOD、POD活力增高。研究表明,渗透调节物和抗氧化酶通过维护水分平衡和氧自由基代谢平衡而在其抗风中起重要的生理保护作用。4.在重复强净风(18M/s)和风沙流吹袭中,紫穗槐和黑松在风吹处理中叶片MDA、可溶性糖、脯氨酸含量和CAT活力增高,在恢复期伴随叶片MDA下降,黑松维持较高的SOD活力,而紫穗槐叶片维持较高的CAT和POD活力。科属不同的两树种不仅抗风形态和生理调控机理不同,而且自愈修复机理也不同。项目实施期间,发表论文9篇,其中国内核心期刊收录5篇;培养硕士研究生1名。全面完成各项任务指标。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
海岸不同坡向滨麦光合特性与风速异质环境关系
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    生态学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    马会雷;周瑞莲;张婷凤;张 玥
  • 通讯作者:
    张 玥
海岸不同生态断带土壤养分空间异质性与植物分布的关系
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    鲁东大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    宋玉;周瑞莲;张婷凤;杨润亚
  • 通讯作者:
    杨润亚
春季和夏季白三叶叶片对变温处理的生理响应差异分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    鲁东大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    宋玉;张玥;周瑞莲
  • 通讯作者:
    周瑞莲
滨麦对海岸沙丘环境异质性的生理适应分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    鲁东大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    马会雷;周瑞莲;宋玉
  • 通讯作者:
    宋玉
不同强度刈割后黑麦草生理保护机制在其补偿性生长中作用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    生态学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    郭安琪;周瑞莲;宋玉;马会雷
  • 通讯作者:
    马会雷

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其他文献

旱作农田改为水浇地对沙质土壤节肢动物群落的影响
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    干旱区资源与环境
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘任涛;赵学勇;张铜会;周瑞莲
  • 通讯作者:
    周瑞莲
风和风沙流对玉米幼苗叶片膜透性和膜保护系统的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    中国生态农业学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    周瑞莲;云建英;曲浩;潘成臣
  • 通讯作者:
    潘成臣
我国北方半干旱地区土壤的沙漠化演变过程与机制
  • DOI:
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    水土保持学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张继义;赵哈林;周瑞莲;苏永中;移小勇
  • 通讯作者:
    移小勇
科尔沁沙地土地利用变化对大型土壤节肢动物群落影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    土壤学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    赵哈林;刘任涛;周瑞莲
  • 通讯作者:
    周瑞莲
白三叶和红三叶对人工融冻胁迫的生理响应差异
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    生态学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    周瑞莲;赵梅;张萍;王艳杰;赵彦宏;ZHOU Rui-lian**,ZHAO Mei,ZHANG Ping,WANG Yan-jie,Z
  • 通讯作者:
    ZHOU Rui-lian**,ZHAO Mei,ZHANG Ping,WANG Yan-jie,Z

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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