升温和氮沉降下川西高原沙棘雌雄植株对干旱胁迫的响应与适应

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31700536
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    22.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C1605.树木生物学
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Western Sichuan Plateau is the one of sensitive zone to global change which brought out environmental changes and had significant impact to local ecosystem. Hippophae shrub which was widely distributed in Western Sichuan Plateau, is the typical vegetation types in the forest steppe ecotone, had important impact to regional flora stability. Hippophae is a dioecious plant, naturally the ratio of male and female individuals maintain 1:1 is good for the continuation of species. However, wild survey had found that the number of female plants was much higher than that in male plants in the forest steppe transition zone. What causes this phenomenon? As a pioneer nitrogen fixing species, is there a gender difference in the root characteristics and whether it is related to the function of the upper leaves? And how does the sex ratio bias change under global change? Thus, in this study, Hippophae rhamnoides L., will be employed as the experimental materials to investigate effects of nitrogen deposition and warming on drought resistance of males and females, the ecophysiological differences of leaves and roots will be studied in male and female plants, to explore the changes in morphological structure, metabolic response, resource utilization strategy, plant-soil ecological petrological relationship. The results will play an important scientific and practical role in the gender differences theory in dioecious plant, and in germplasm resources protection of Hippophae and ecological restoration in degradation region.
川西高原是对全球变化响应较为敏感的区域之一,正面临着诸多环境改变的带来的生态影响。沙棘灌丛林在川西高原分布广泛,为森林-草原过渡带的典型植被类型,对于区域植物群落稳定性具有重要意义。沙棘是雌雄异株植物,自然界中雌雄个体保持1:1的比例有利于维持种群的延续,然而野外调查发现,在森林-草原过渡带雌株的数量远高于雄株,表现出性别比偏雌。这种现象是什么原因引起的?沙棘作为先锋固氮树种,其根特性是否具有性别差异,是否与地上叶功能相关?在全球变化下,沙棘种群性别比偏倚将如何变化?本项目拟以中国沙棘为材料,开展模拟升温和氮沉降下沙棘抗旱性研究,研究雌雄植株地上、地下生长与生理生态特征差异,探讨在形态构建、代谢应答、资源利用策略、植株-土壤生态化学计量学关系等方面的变化规律,为逆境下雌雄异株植物性别比偏倚提供理论解释,也为沙棘种质资源保护和区域退化生态恢复等提供支持。

结项摘要

中国沙棘为胡颓子科沙棘属雌雄异株落叶灌木,广泛分布于我国东北、华北、西北和西南部分地区,具有抗寒旱、耐风沙、对土壤适应性强等特点,作为优良的生态经济固沙树种得到广泛应用。自然界中,雌雄异株植物种群性别比例往往具有一定的偏倚,以杨属植物为模式植物的研究显示,在干旱、盐胁迫、病菌感染、养分匮缺等逆境下,雄株在光合作用、抗氧化、资源利用、细胞亚显微结构等方面显著优于雌株。对中国沙棘而言,在黄土高原地区性别比偏雌,雌株具有更强的适应性和生理调节能力,而在川西卧龙大部分海拔下性别比偏雄,不利环境对雌株的负效应作用更强,表现出在不同区域性别偏倚不同的现象。本研究发现,干旱下雄株叶形态响应更为剧烈,雄株叶片变短变窄,叶面积显著缩小,而雌株光合作用气体交换对干旱的响应更为敏感。干旱下雌雄植株受影响最大的是叶生长,雄株具有较高的根生物量投入。干旱胁迫下雌性和雄性之间有3605个差异表达基因(DEGs),参与了如光合作用、叶绿素生物合成、ABA信号调控过程等,这表明雄性和雌性植物对干旱胁迫的反应可能不同。除此以外,本项目还对中国沙棘雌雄植株开展了氮沉降试验,结果显示氮沉降对叶形态、光合色素、生物量分配等方面的影响也具有性别差异性,氮沉降与干旱具有一定的交互效应。以上结果有利于为逆境下雌雄异株植物性别比偏倚提供理论解释,也可以为进一步的分子调控方面研究打下基础,还能为沙棘种质资源保护和区域退化生态恢复等提供支持。

项目成果

期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Effect of summer warming on growth, photosynthesis and water status in female and male Populus cathayana: implications for sex-specific drought and heat tolerances
夏季变暖对雌雄青杨生长、光合作用和水分状况的影响:对性别特异性干旱和耐热性的影响
  • DOI:
    10.1093/treephys/tpaa069
  • 发表时间:
    2020-09-01
  • 期刊:
    TREE PHYSIOLOGY
  • 影响因子:
    4
  • 作者:
    Liu, Junyan;Zhang, Rong;Dong, Tingfa
  • 通讯作者:
    Dong, Tingfa
岷江上游中国沙棘土壤碳氮磷对海拔的响应及其计量特征
  • DOI:
    10.16213/j.cnki.scjas.2019.5.025
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    西南农业学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李玲;李森;邓东周;涂卫国;VladimirovDmitrii
  • 通讯作者:
    VladimirovDmitrii
川西高原中国沙棘叶和小枝养分物质对海拔升高的响应
  • DOI:
    10.13323/j.cnki.j.fafu(nat.sci.).2019.03.018
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    福建农林大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李玲;李森;邓东周;涂卫国;VladimirovDmitrii
  • 通讯作者:
    VladimirovDmitrii

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其他文献

π共役系高分子のコンフォメーションと光物性
π共轭聚合物的构象和光学性质
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2011
  • 期刊:
    KOGYO ZAIRYO
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    劉尊奇;李玲;久保和也;野呂真一郎;芥川智行;中村貴義;大図慎吾・石塚智也・小島隆彦;Habuchi S
  • 通讯作者:
    Habuchi S
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含甲烷水合物沉积物中硫酸盐-甲烷过渡带上方甲烷、硫和铁生物地球化学循环的新见解:以南海东沙地区为例
  • DOI:
    10.1016/j.dsr.2019.01.011
  • 发表时间:
    2019-03
  • 期刊:
    Deep sea research Part I
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李季伟;李玲;柏仕杰;许恒超;陈顺;杜梦然;彭晓彤
  • 通讯作者:
    彭晓彤
药物中间体β-卤代苯乙胺的简便合成
  • DOI:
    10.13438/j.cnki.jdzk.2018.03.015
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    吉首大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    余健;李增增;蒋婷;雷千;盛回香;关梦丹;侯坤;袁莉;李培;李玲;唐石
  • 通讯作者:
    唐石
油桃开花时间调控基因在花芽休眠过程中的表达分析
  • DOI:
    10.16420/j.issn.0513-353x.2016-0225
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    园艺学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    高真真;王东岭;付喜玲;徐功勋;陈修德;李玲;高东升
  • 通讯作者:
    高东升
基于P_V下垂系数修正的并联逆变器输出功率成比例分配实现
  • DOI:
    10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.2016.02.015
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    电工技术学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    金国彬;罗安;陈燕东;肖华根;李玲
  • 通讯作者:
    李玲

其他文献

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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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