暖温带不同功能型植物的水分利用策略及对降水变化的响应

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31400173
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    26.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C0207.植物生殖与发育
  • 结题年份:
    2017
  • 批准年份:
    2014
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2015-01-01 至2017-12-31

项目摘要

Water is a limiting factor in the vegetation restoration activities at the warm temperate zone, which is also a key factor during vegetation succession and dynamics. Global climate change will bring precipitation variation and lead to more severe drought in some areas. Plant water use strategy can be reflected by plant functional traits, but water use strategies of different plant functional types are not fully understood. In this proposal, different wood plants that are typical in warm temperate zone will be selected and different types of drought will be simulated. Plant water use strategy will be discussed from anatomy, water physiology, osmosis adjustment, aquaporins expression, and some other plant functional traits. Plant drought tolerance and death mechanism under severe conditions, plant responses to precipitation change will also be studied. Species drought tolerance will be compared, and different species will be put into different functional types. The mechanisms concerning plant water use strategy and the plant responses to precipitation variation will be clarified. All the results can be used for the species selection and management in the vegetation restoration activities. We also want to illustrate the possible vegetation dynamics and evolvement trends under precipitation change in the future.
水分是暖温带植被恢复的限制因子,也是影响植被演替和动态的关键因子。气候变化会引起降水格局发生改变,导致部分地区干旱进一步加剧。植物的水分利用策略通过植物的功能性状来体现,不同功能型植物的水分利用策略还需深入研究。本课题选取暖温带的常见木本植物,利用水分模拟控制实验,从形态解剖、水分生理、渗透调节和水通道蛋白分子表达等方面探讨植物的水分利用策略、极端干旱情况下的耐受机理与死亡机理和对未来降水格局变化的响应,综合比较不同物种的耐旱能力,并将物种按照功能型进行重新划分,揭示不同功能型植物的水分利用策略及对降水变化的响应机制,为暖温带植被恢复中物种的选择和管理提供理论指导,同时预测降水变化情况下暖温带植被可能的动态和演化趋势。

结项摘要

水分是暖温带植被恢复的限制因子,也是影响植被演替和动态的关键因子。气候变化会引起降水格局发生改变,导致部分地区干旱进一步加剧。本研究选取暖温带常见的木本植物,从控制实验和大田实验两方面对物种的水分利用策略进行了比较分析,研究内容包括物种在持续干旱下的水分利用策略以及干旱复水后的恢复能力、物种对降水变化的生理生态响应、物种水分利用策略的季节变化、物种对人为扰动和干旱条件的生理生态响应研究四个方面。研究结果表明:(1)在持续干旱情况下,本地物种麻栎和荆条表现为水稳态响应,外来物种刺槐和紫穗槐表现为非水稳态响应,木质部水力性状、叶片气体交换性状、碳水化合物的储备对于物种干旱后的恢复响应起到重要作用;(2)非水稳态策略的刺槐在缓慢干旱及快速干旱致死时均有水力崩溃的发生,而水稳态策略的麻栎在快速干旱致死时才会发生水力崩溃;(3)物种在干旱死亡的过程中不同器官的死亡先后顺序不同,刺槐茎的死亡可以表征植物个体的死亡,而麻栎叶片的死亡即表征个体的死亡;(4)随着降水强度和频率的降低,刺槐各项生理指标和生长指标均呈现下降趋势,降水强度和降水频率处理之间存在交互作用;(5)降水频率并没有影响荆条和火炬树的竞争结果,外来物种火炬树在任何水分条件下都有生长优势;(6)麻栎、刺槐、荆条、火炬树的水分利用策略随着季节发生改变。生长季前期和后期植物树冠各层次均表现出较低的水分传导速率,而在快速生长季,植物有良好的水分吸收、传导和散失能力,物种的内在水分利用机制(水稳态/非水稳态)决定了干旱响应策略,这与控制实验结果吻合;(7)国槐和刺槐对干旱和去叶处理有不同的响应,国槐比刺槐恢复能力更强,而刺槐比国槐的生物量产量更高。本项目依据水分利用策略对暖温带常见物种进行了分组,并对常见物种在降水变化下的响应策略进行了探讨,这对于理解暖温带植被的动态和演化趋势具有重要科学意义。

项目成果

期刊论文数量(7)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Altitudinal Patterns of Species Diversity and Phylogenetic Diversity across Temperate Mountain Forests of Northern China.
中国北方温带山地森林物种多样性和系统发育多样性的海拔格局
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    PloS one
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    Zhang W;Huang D;Wang R;Liu J;Du N
  • 通讯作者:
    Du N
植物群体表观遗传学研究进展
  • DOI:
    10.13292/j.1000-4890.201709.027
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    生态学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘乐乐;杜宁;裴翠萍;郭卫华
  • 通讯作者:
    郭卫华
Dominance of an alien shrub Rhus typhina over a native shrub Vitex negundo var. heterophylla under variable water supply patterns.
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  • DOI:
    10.1371/journal.pone.0176491
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    PloS one
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    Du N;Tan X;Li Q;Liu X;Zhang W;Wang R;Liu J;Guo W
  • 通讯作者:
    Guo W
Functional traits contributed to the superior performance of the exotic species Robinia pseudoacacia: a comparison with the native tree Sophora japonica
外来树种刺槐优越性能的功能性状:与本土树槐的比较
  • DOI:
    10.1093/treephys/tpv123
  • 发表时间:
    2016-03-01
  • 期刊:
    TREE PHYSIOLOGY
  • 影响因子:
    4
  • 作者:
    Luo, Yujie;Yuan, Yifu;Guo, Weihua
  • 通讯作者:
    Guo, Weihua
Facilitation or Competition? The Effects of the Shrub Species Tamarix chinensis on Herbaceous Communities are Dependent on the Successional Stage in an Impacted Coastal Wetland of North China
便利还是竞争?
  • DOI:
    10.1007/s13157-017-0923-3
  • 发表时间:
    2017-10-01
  • 期刊:
    WETLANDS
  • 影响因子:
    2
  • 作者:
    Du, Ning;Wu, Pan;Guo, Weihua
  • 通讯作者:
    Guo, Weihua

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    崔祜涛
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    杜宁
  • 通讯作者:
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AI项目解读示例

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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