青藏高原不同构型克隆植物对资源供应的表型反应

摘要

克隆植物，尤其是丛生禾草(如紫花针茅(Stipa purpurea Griseb)、丝颖针茅(S.capillacea Kcng))和根茎苔草(如青藏苔草(Carex moorcroftiiFalc.ex Boott)、窄叶苔草(C.montis-everestii Kük.))，在环境条件非常特殊的青藏高原高寒草原生态系统中，作为建群种或优势种而存在。本文利用控制实验研究不同构型克隆植物对资源供应的表型反应。
　　 源于典型草地和灌木地的窄叶苔草和丝颖针茅对养分添加和光照处理产生广泛的表型反应。植物生长型影响分株数、比叶面积和叶鞘长度对光照强度的可塑性，源生境改变分株数、植株生物量和根茎总长对光照强度的可塑性。各性状对养分水平的可塑性反应均不受生长型和源生境的影响。游击型克隆植物窄叶苔草对高度异质性的灌木生境有较强的适应能力，而密集型克隆植物丝颖针茅的生长受生境的影响较小。
　　 青藏苔草和紫花针茅对养分供应表现出了高度的表型可塑性。种群类型对少数性状有显著影响；除生物量分配和光合特征外，其它许多性状在基因型间有显著分化；除根茎生物量分配外，没有检测出表型可塑性的遗传分化；表型性状间有着广泛的表型整合及可塑性整合，并且整合格局随养分添加范围而变化，在种间也存在整合格局的差异。青藏高原高寒草原上强烈、稳定而持续的选择压力，以及一些与适合度相关的性状间的表型整合和可塑性整合可能对表型可塑性的进化有一定的限制作用。反应规范分析显示，高寒生境的克隆植物可能具有既能利用高养分环境，又能在低养分环境下维持生长的能力，这是植物适应养分环境变化的重要对策。
　　 青藏苔草和紫花针茅的表型反应主要受养分供应量的影响，对由等量养分不同供应频次组成的实验处理的反应并不显著。青藏苔草的分株均重、叶片长度、比根长、根茎生物量分配和紫花针茅的比根长等性状在基因型间存在遗传分化；青藏苔草的分株数和总干重，以及紫花针茅的总干重和总根长表现出表型可塑性的遗传分化。比根长、根茎生物量分配等性状的遗传变异，以及这些性状的表型可塑性和可塑性的遗传变异对于不同基因型适应不同养分供应格局可能具有适应意义。
　　 总之，青藏高原克隆植物对资源供应表现出了高度的表型可塑性，多数表型性状在不同基因型间存在显著的遗传分化，但表型可塑性的遗传分化相对有限。克隆植物可能通过遗传变异和表型可塑性适应异质性资源分布环境。表型可塑性及其遗传变异仍需要更多的研究，以便深入理解其适应性进化。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章 前言

1.1青藏高原及其环境特点

1.2青藏高原地区植物种类和生态系统多样性

1.3克隆植物及其在青藏高原的分布

1.3.1克隆植物及其多样性

1.3.2克隆植物分布的普遍性

1.3.3克隆植物在青藏高原的分布及其地位

1.4表型可塑性与反应规范

1.4.1表型可塑性

1.4.2反应规范

1.4.3表型整合和可塑性整合

1.5克隆植物表型可塑性及青藏高原上相关研究

1.5.1自然资源异质性

1.5.2克隆植物对资源供应的表型可塑性

1.5.3青藏高原克隆植物的表型可塑性研究概况

1.6本研究的意义、目的和内容

1.6.1青藏高原克隆植物表型可塑性的研究意义

1.6.2研究目的

1.6.3主要研究内容

第2章 材料与方法

2.1材料来源地生境概况

2.2实验物种

2.2.1紫花针茅

2.2.2丝颖针茅

2.2.3青藏苔草

2.2.4窄叶苔草

2.3研究材料与方法

2.3.1材料

2.3.2方法

第3章 窄叶苔草和丝颖针茅对光照强度和养分供应的可塑性反应

3.1引言

3.2材料与方法

3.2.1实验物种

3.2.2实验设计

3.2.3植物性状的测量

3.2.4统计分析

3.3结果

3.3.1基因型影响

3.3.2对资源供应的可塑性

3.3.3可塑性在种间和生境间的差异

3.4讨论

3.4.1生长型对资源诱导的可塑性的影响

3.4.2源生境对资源诱导的可塑性的影响

第4章 青藏苔草和紫花针茅对养分供应的表型可塑性、表型整合及可塑性整合

4.1引言

4.2实验材料与方法

4.2.1实验物种

4.2.2实验材料

4.2.3实验处理

4.2.4实验性状测量

4.3数据分析

4.4结果

4.4.1青藏苔草

4.4.2紫花针茅

4.5讨论

4.5.1表型可塑性的表达

4.5.2表型整合

4.5.3表型可塑性整合

4.5.4性状的平均值与可塑性

4.5.5遗传变异和表型可塑性

第5章 青藏苔草和紫花针茅对等量养分不同供应频率的表型反应

5.1引言

5.2实验材料与方法

5.2.1实验物种

5.2.2实验材料

5.2.3实验处理

5.2.4实验性状测量

5.3数据分析

5.4结果

5.4.1青藏苔草

5.4.2紫花针茅

5.5讨论

第6章 主要结果与讨论

6.1主要结果

6.2讨论

参考文献

致谢

个人简历、博士研究生期间发表的学术论文