內蒙古東部沙地云杉林分布規(guī)律研究

內蒙古東部沙地云杉林分布規(guī)律研究

沙地云是內蒙古特有的樹種，只分布在結山沙地以東的邊緣地帶。由于沙地云長期生長在干燥的沙地上，由于沙地坡度、坡度和形狀的不同，土壤含水量差異很大。因此，在適應土壤水分方面，形成了三種土壤生態(tài)：紫果型（f.purcure坳陷d.xuf.v）、綠色果型（f.vidiiswd.xuv.v）和紅色果型（f.russell.d.xuv.v）。根據(jù)長期定位研究，這三種生態(tài)云它們在性質、生長特征、器官特征、物候剖面、形態(tài)規(guī)律、適應特征、分布模式和抗病蟲害能力方面存在顯著差異。生態(tài)是一個簡單的生態(tài)適應概念。在同一個地區(qū)，不同的棲息地，就有不同的生態(tài)。生態(tài)是以基本型為基礎的，因此生態(tài)分離是物種內基因頻率變化的結果。物種內基因的變化是由突變、突變和突變等生物學因素對自然環(huán)境選擇的影響引起的。然而，基本型只能通過表達形式來表達。這種表達形式包括個體水平、代謝水平、細胞水平和分子水平。工酶差異是分子水平的表現(xiàn)，反映了等位基因點的本質差異。因此，對于闡明沙地云生態(tài)分化的機理是必要的。1材料和方法1.1實驗材料3種生態(tài)型沙地云杉的種子在恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)25d左右,當幼苗高度達到5cm左右,以幼苗嫩葉為實驗材料.1.2分離膠、濃縮膠、認識菌的制備1.2.1材料處理分別取0.5g幼苗嫩葉,放入1.5mL的離心管內,加60μL樣品提取液(0.15molL-1Tris-檸檬酸緩沖液.pH8.3),少許石英砂研磨成勻漿.3000r/min離心10min,棄沉淀留上清液,放入1.5mL離心管中待用.1.2.2凝膠制作取Acr-Bis貯備液5.00mL、pH8.9的Tris-HCl緩沖液2.5mL、TEMED0.01mL和無離子水12.39mL置小燒杯中混勻,再加入10%過硫酸銨0.1mL,混勻后迅速加入到準備好的垂直電泳槽中,用注射器小心的在膠液形成面上覆蓋一層水,減少空氣對凝膠形成的影響,放置30min使膠聚合成形.到去水層,濾紙吸干,即為分離膠.下層為7.5%分離膠,上層為3%濃度.取Acr-Bis貯備液1.00mL、pH6.7的Tris-HCl緩沖液1.25mL、TEMED0.005mL、無離子水7.64mL和10%過硫酸銨0.1mL,混勻后迅速加到已制備好的分離膠上面,加滿,插入梳子,待凝膠形成后,拔去梳子,即為濃縮膠.取上清液35μL加15μL上樣緩沖液(0.025%溴酚藍+50%甘油)混勻后加入樣井.在電泳槽內注滿Tris-甘氨酸(pH8.3)電泳緩沖液,穩(wěn)定電壓300V,電泳3h.當溴酚藍指示劑到達距凝膠底部1cm時,停止電泳,倒出電泳緩沖液,用帶長注射針頭的注射器,小心地沿凝膠和玻璃之間慢慢的移動并注入水,使膠和玻璃分離.1.2.3染色過氧化物酶:將電泳后的凝膠用預冷的蒸餾水稍加沖洗,然后將凝膠置于醋酸聯(lián)苯胺染色液中浸泡,直至在凝膠上的藍色背景下出現(xiàn)透明區(qū)帶.酯酶:用堅牢藍和醋酸-α-奈酯染色液,在37℃條件下染色20min,再在7%乙酸中漂洗多次,直到無蛋白質區(qū)帶處凝膠的底色褪盡為止.1.2.4白光拍照1.2.5計算酶帶遷移率Rf值2過氧化物酶和酯酶同工酶的聚丙烯酰胺凝膠電泳.植物體內具各種不同代謝功能的酶類是由遺傳決定的.同工酶就是控制這些酶的等位基因的變異產(chǎn)物.盡管可用來分析的同工酶有百余種,但過氧化物酶和酯酶是兩種最常被用來分析的同工酶.過氧化物酶在植物組織中廣泛分布,參與多種生理活動,并且為生長發(fā)育提供了基因表達的靈敏指標,是一種重要的遺傳標記.酯酶則與植物體內各種酶類的水解息息相關.3種生態(tài)型沙地云杉的過氧化物同工酶和酯酶同工酶經(jīng)過聚丙烯酰胺凝膠電泳后,均有相當多的條帶,主要條帶大致相同,少數(shù)幾個條帶有差別.2.1紅果型各酶率分析沙地云杉過氧化物同工酶顯示出來的條帶有15條酶帶(圖1),其中3種生態(tài)型沙地云杉共有的條帶有9條.就不同生態(tài)型而言,紫果型有13條,紅果型有12條,綠果型有9條.按照從負極到正極酶帶分布的位置和集中程度,3種生態(tài)型沙地云杉酶帶圖譜可呈現(xiàn)出E1、E2、E3、E4四個分區(qū)段.E1區(qū):紫果型和紅果型都有3條酶帶,分別在Rf=0.60、Rf=0.56、Rf=0.55,綠果型只有2條,少了一條Rf=0.60.E2區(qū):紫果型在Rf=0.47、Rf=0.44、Rf=0.41處有3條酶帶,紅果型在Rf=0.44、Rf=0.41、Rf=0.39有3條酶帶,綠果型在Rf=0.44、Rf=0.41處有2條酶帶.E3區(qū):紫果型在Rf=0.36、Rf=0.31、Rf=0.29、Rf=0.25處有4條酶帶,紅果型在Rf=0.36、Rf=0.31、Rf=0.29、Rf=0.19處有4條酶帶,綠果型在Rf=0.36、Rf=0.31、Rf=0.29處有3條酶帶.E4區(qū):紫果型在Rf=0.06、Rf=0.05、Rf=0.03處有3條酶帶,紅果型和綠果型各在Rf=0.05、Rf=0.03處有2條酶帶.從酶帶強度看:紫果型有3條強帶,分別在Rf=0.03、Rf=0.31、Rf=0.36處;2條次強帶,在Rf=0.06、Rf=0.29處;5條中帶,在Rf=0.05、Rf=0.41、Rf=0.55、Rf=0.56、Rf=0.60處;還有3條是弱帶.紅果型有2條強帶,在Rf=0.31、Rf=0.36處;1條次強帶,在Rf=0.30處;2條中帶,在Rf=0.41、Rf=0.55處;剩下6條為弱帶.綠果型有2條強帶,在Rf=0.31、Rf=0.36處;2條次強帶,Rf=0.30、Rf=0.29處;1條中帶,在Rf=0.41處;還有3條弱帶.2.2初支3種生態(tài)型沙地云杉酯酶同工酶之間的差別(圖2)也是十分明顯的.從酶帶總數(shù)上看,共有酶帶14條,3種沙地云杉共有的酶帶有9條,其中紫果型有14條,紅果型有11條,綠果型9條.按照從負極到正極酶帶分布的位置和集中程度,3種云杉酶帶圖譜可呈現(xiàn)出F1、F2、F3、F4四個分區(qū).F1區(qū):紫果型和紅果型各有2條酶帶,Rf=0.76、Rf=0.70;綠果型僅一條,Rf=0.70.F2區(qū):3種沙地云杉酶帶數(shù)相同,都在Rf=0.59處有1條酶帶.F3區(qū):紫果型和紅果型各在Rf=0.47、Rf=0.44、Rf=0.41、Rf=0.39、Rf=0.38、Rf=0.36、Rf=0.34處有7條酶帶,綠果型在Rf=0.34處少了一條酶帶,所以有6條酶帶.F4區(qū):紫果型在Rf=0.27、Rf=0.23、Rf=0.21、Rf=0.19處有4條酶帶,紅果型和綠果型各在Rf=0.27處有1條酶帶.從酶帶強度看:紫果型沙地云杉在Rf=0.44處有1條強帶,在Rf=0.47、Rf=0.59、Rf=0.76處有3條次強帶,在Rf=0.34、Rf=0.36、Rf=0.38、Rf=0.39處有4條中帶,剩下6條是弱帶.紅果型沙地云杉在Rf=0.44處有1條強帶,在Rf=0.47處有1條次強帶,在Rf=0.36、Rf=0.38、Rf=0.59、Rf=0.76處有4條中帶,剩下5條是弱帶.綠果型沙地云杉在Rf=0.44處有1條強帶,0條次強帶,在Rf=0.36、Rf=0.38、Rf=0.47、Rf=0.59處4條中帶,剩下4條是弱帶.3不同生態(tài)型沙地云草原酶系統(tǒng)的酶學特征植物和環(huán)境的影響及作用是相互的.木本植物既具有定居性,又有很長的生命周期,生活史中難免遇到干旱脅迫.在這種情況下,植物一方面要忍受干旱脅迫對其造成的傷害,另一方面又調動其內在的防御和清除系統(tǒng)來適應嚴酷的環(huán)境條件;同時通過自身生態(tài)系統(tǒng)的建立適應環(huán)境,這是植物與環(huán)境的耦合機制.干旱的條件促使植物體內環(huán)境的改變,新陳代謝的變化,酶的變化.然而,這些變化的基礎還是遺傳物質的改變.造成沙地云杉不同生態(tài)型分化的原因主要在于水分條件的影響,不同的水分條件導致了沙地云杉種群內部的分化,并一代一代地遺傳下去,形成了不同的生態(tài)型.就同工酶來說,干旱脅迫造成了同工酶的變化,有的同工酶功能衰減,有的則增強,還有可能是產(chǎn)生了新的同工酶,環(huán)境條件越惡劣,植物體所需要改變得越多,同工酶的變化程度也越高.觀察3種生態(tài)型沙地云杉同工酶條帶數(shù)量、強度,可以在一定程度上說明它們對