摘要:研究表型可塑性和遗传变异在植物表型分化中的相对作用,有助于预测全球环境变化下的植物群落组成和生态系统功能的变化。芦苇(Phragmites australis)是全球性广布的草本植物,种内变异丰富,在我国西北和东部均存在多个分化稳定的生态型,但中国芦苇在更大尺度上的表型研究还非常匮乏。将位于黄河上游的宁夏平原和黄河下游的黄河三角洲作为研究区域,通过野外调查和同质种植园实验对芦苇自然种群的植物功能性状变异进行观测。结果表明,无论在野外还是同质种植园,黄河三角洲芦苇的基径、叶长和叶宽均显著大于宁夏平原芦苇,说明两个地区的芦苇种群之间存在着受遗传决定的表型分化,这可能与两个地区间的降水等气候差异有关。在野外,宁夏芦苇的株高和叶厚显著大于黄河三角洲芦苇,但在同质园中差异消失或相反,说明株高、叶厚受环境影响较大,表型可塑性也是芦苇适应环境变化的重要机制。在同质种植园中,宁夏平原芦苇的叶片氮磷含量较低,但株数却显著多于黄河三角洲芦苇,反映了不同地区芦苇之间存在不同的适应策略,宁夏平原芦苇更偏向于高扩散率的杂草策略,而黄河三角洲芦苇更偏向于竞争策略。此外,宁夏平原芦苇的株高、叶长两个性状以及基径-比叶面积相关性在野外和同质园两个环境中存在一致性,表明了性状变异和权衡策略的遗传稳定性。综上,位于黄河上下游的芦苇种群间存在着适应性分化,这是表型可塑性和遗传变异共同作用的结果,不同来源芦苇对全球变化下的多重环境因子的响应还需要进一步研究。
Abstract:Study on the relative contributions of phenotypic plasticity and genetic variation to plant phenotypic differentiation can facilitate the predictions of community composition and ecosystem functioning under global environmental changes. As a cosmopolitan grass, common reed (Phragmites australis) has a high intraspecific diversity and has several ecotypes in northwest and east China. However, few studies focused on the phenotypic variation of common reed at a larger scale in China. Here, we investigated the intraspecific variation in plant functional traits of P. australis from Ningxia Plain, an upstream wetland, and the Yellow River Delta, a downstream wetland, via field investigation and common garden experiment. The results showed that the shoot diameter, leaf length and leaf width of P. australis from the Yellow River Delta were significantly larger than those from the Ningxia Plain in both the field and the common garden, suggesting a stable phenotypic differentiation controlled by genetic variation between the two regions. The phenotypic differentiation could be explained by the adaptation to local climatic conditions such as precipitation. In the field, the shoot height and the leaf thickness of P. australis from Ningxia Plain were significantly higher than those from the Yellow River Delta, but the difference disappeared or reversed in the common garden, which suggests that these traits are regulated directly by the current environment and phenotypic plasticity is also an important mechanism for P. australis to adapt to environmental changes. In the common garden, the content of nitrogen and phosphorus in leaves of P. australis from Ningxia Plain was lower, while the plant density was significantly larger than that from the Yellow River Delta. Which reflects different adaptive strategies that P. australis from Ningxia Plain prefers a ruderal strategy with a high reproduction rate, while P. australis from the Yellow River Delta favors a competitive strategy. Moreover, there were correlations between the field and the common garden observations in shoot height, leaf length and relationship between shoot diameter and specific leaf area, which indicates the genetic inheritance of trait variation and trade-off strategy. In conclusion, there is an adaptive differentiation between the upstream and downstream populations of P. australis in the Yellow River basin due to phenotypic plasticity and genetic variation. Further studies are needed to reveal the responses of plant from different provenances to future changes of the multiple environmental factors.
PDF全文下载地址:
https://www.ecologica.cn/stxb/article/pdf/stxb202009222468
删除或更新信息,请邮件至freekaoyan#163.com(#换成@)
基于野外调查和同质种植园实验的芦苇植物功能性状变异研究
本站小编 Free考研考试/2021-12-31
相关话题/宁夏 环境 遗传 植物 芦苇
生物炭添加对不同水氮条件下芦苇生长和氮素吸收的影响
摘要:生物炭能改良土壤从而促进植物生长和氮素吸收,但其作用效果是否受水氮条件的影响尚不清楚。以湿地植物芦苇为研究对象,在3种氮添加水平(无添加,30kghm-2a-1和60kghm-2a-1)和两种水分(淹水和非淹水)条件下分别进行生物炭添加和不添加处理,结果表明:(1)生物炭添加能促进芦苇根系生长 ...中科院生态环境研究中心 本站小编 Free考研考试 2021-12-31室内模拟波浪对2种典型滨海湿地挺水植物生物力学特征的影响
摘要:选取本地物种芦苇和入侵物种互花米草为研究对象,利用波浪装置对生长期的植物进行波浪处理后对其形态特征,根、茎、叶的拉力、弯曲特性进行研究,以探讨湿地植物对波浪作用的生物力学响应。结果表明,芦苇、互花米草经波浪处理后的茎直径均显著高于对照组(P=0.008,P=0.03);互花米草总体呈现拉力或者 ...中科院生态环境研究中心 本站小编 Free考研考试 2021-12-31长江中游城市群环境规制对旅游产业生态效率的影响及空间分异研究
摘要:随着旅游产业的快速发展,其对生态环境的负面影响逐渐增大。为缓解当前旅游经济发展与生态环境保护间存在的矛盾,政府有必要在制度层面发挥其对旅游企业的约束作用,减轻旅游环境压力,实现旅游产业可持续发展。基于此,首先采用超效率SBM模型测算2006-2017年长江中游城市群旅游产业生态效率。然后运用重 ...中科院生态环境研究中心 本站小编 Free考研考试 2021-12-31亚热带水库浮游植物季节动态及其与环境因子的关系
摘要:以亚热带黄村水库流域为研究对象,探讨了浮游植物群落的季节变化及其与环境因子的关系。共鉴定出浮游植物51种,种类最多的是绿藻门(18种)(35.29%),其次是硅藻门(15种)(29.41%)和蓝藻门(11种)(21.57%)。从浮游植物群落季节组成差异来看,春季(62.96%)和夏季(71.0 ...中科院生态环境研究中心 本站小编 Free考研考试 2021-12-31荒漠草原向灌丛地转变过程中两种优势植物种子萌发及阈值特征
摘要:选取宁夏荒漠草原人为灌丛地转变过程中的两种优势种沙芦草(Agropyronmongolicum)和柠条锦鸡儿(Caraganakorshinskii)为对象,利用不同浓度PEG条件下的种子萌发特性来探究其在干旱胁迫下植被更新萌发特征,结果表明:柠条锦鸡儿平均初始萌发时间早于沙芦草14h,且柠条 ...中科院生态环境研究中心 本站小编 Free考研考试 2021-12-31太岳山油松林火烧迹地恢复初期植物群落结构特征
摘要:为研究山西太岳山油松(Pinustabuliformis)林过火后恢复初期林下草本植物群落结构,以2019年3月太岳山油松林火烧迹地为研究对象,采用群落相似性指数、多样性指数、稳定性系数、TWINSPAN数量分类和DCA排序等方法对群落组成、多样性、类型及稳定性等进行了研究。结果表明:(1)火 ...中科院生态环境研究中心 本站小编 Free考研考试 2021-12-31基于生态系统服务价值变化的环境与经济协调发展研究——以陕西省为例
摘要:为探讨生态环境与经济发展间的协调程度,选取2000、2005、2010和2015年4期的陕西省107个县(区)数据,利用单位面积生态系统服务价值和人均GDP构建环境经济协调度指数。结合空间自相关分析和空间杜宾模型等方法,分析了环境经济协调度指数的时空演变特征及驱动因素。研究表明:(1)从时间上 ...中科院生态环境研究中心 本站小编 Free考研考试 2021-12-31青藏高原沙柳河流域自然径流驱动的流域生物信息流量化特征——以环境微生物为指标
摘要:物质流、能量流、信息流是生态系统过程研究中的三大主题。然而,在流域生态学研究中,有关信息流的研究一直缺位。为了推动流域信息流研究,从生物信息流切入,提出"流域生物信息流"概念,将其定义为"生物信息依托于流域生态系统过程在不同空间和系统之间进行传递、交流、作用、反馈的路径、过程与控制",并将其研 ...中科院生态环境研究中心 本站小编 Free考研考试 2021-12-31荒漠孑遗植物四合木对土壤古菌群落的影响
摘要:土壤是植物定居的场所,也是植物-微生物互作的重要界面。古菌是土壤微生物重要组份,在碳、氮、硫、铁等元素的生物地球化学循环和植物的生长发育、适应生境中发挥重要作用。植物定居对土壤古菌群落的影响研究鲜有开展,孑遗植物在研究植物-微生物-环境互作中具有独特的优势。采用扩增子高通量测序技术,研究以荒漠 ...中科院生态环境研究中心 本站小编 Free考研考试 2021-12-31粤港澳大湾区不同恢复模式植物群落结构与生态系统健康的动态变化
摘要:基于长期定位监测数据,量化揭示了红锥纯林(Castanopsishystrix)、10种与30种乡土树种混交林等3种乡土人工林植物群落的生物量、物种多样性、生物热力学健康水平(eco-exergy)和土壤理化性状在种植后13年内的发展动态,并与尾叶桉(Eucalyptusurophylla)纯 ...中科院生态环境研究中心 本站小编 Free考研考试 2021-12-31