不同牧压下伊犁绢蒿种群表型适应机制及其遗传基础研究

伊犁绢蒿(Seriphidium transiliense)荒漠草地既是新疆春秋场或冬春场的主要组成部分，又是草地退化前沿，对新疆北疆季节畜牧业发展和维持脆弱生态系统具重要作用。采用现代仪器设备、常规草地监测及现代分子标记技术与方法，对不同牧压下伊犁绢蒿种群形态特征、繁殖分配特征的测定，明确其对放牧的外部表型响应；对遗传多样性及遗传结构的测定，明确其对不同牧压的遗传响应；同时探讨其外部表型响应与遗传响应是否存在关联，最终阐明伊犁绢蒿种群对放牧干扰的适应机制，丰富和发展放牧理论及草-畜协同进化理论，也为理解荒漠草地退化过程、植被恢复机理及草地合理利用与改善提供理论基础与依据。

伊犁绢蒿荒漠处于新疆草地退化前沿，揭示放牧下伊犁绢蒿荒漠群落结构，种群数量特征、形态表型及遗传多样性适应机制，对理解草地退化过程、指导草地合理利用具重要意义。结果表明：（1）放牧显著降低伊犁绢蒿种群及群落盖度、生物量、高度，CK（对照）最高，HG（重牧）最低，种群逐渐向低矮、退化方向演替；随放牧强度增加，群落Shannon-Wiener指数、物种丰富度、Simpson指数整体先升后降，LG（轻牧）或MG（中牧）较高，Pielou指数上升，支持中度干扰假说。（2）放牧显著降低伊犁绢蒿单株地下及地上生物量、长轴长、短轴长、冠幅面积、根颈长、叶面积、茎重、叶重、花/果实重、生殖枝长、生殖枝分化比率、花/果实生物量分配比，呈现小型化；增加根冠比、根颈破碎度、茎生物量分配比、一级分枝数。株高、短轴长、长轴长、一级分枝数、根冠比、茎生物量分配比对放牧敏感；短期禁牧后放牧对伊犁绢蒿的影响依然存在。（3）随放牧强度增加，LG、HG伊犁绢蒿叶磷相对较高，氮、碳先降后升；茎磷、氮先升后降，碳先降后升；根碳氮磷波动较大；碳含量CK显著高于MG。放牧显著改变伊犁绢蒿氮磷碳向根茎叶的分配，且放牧强度与叶碳、叶C/P、茎磷、碳氮磷向叶及茎分配显著负相关，与茎碳、根碳、碳氮磷向根分配显著正相关。（4）放牧降低伊犁绢蒿叶厚、叶宽、主脉厚、表皮细胞角质层厚、表皮栅栏组织厚、主脉及侧脉维管束直径，降幅10.41%-34.59%，且叶厚、叶宽、主脉厚、上表皮细胞角质层厚、栅栏组织、侧脉维管束直径对放牧敏感；放牧后叶表皮蛛丝状绒毛呈狭长性增加，叶表皮外壁脊状凸起不规则，且HG凸起间沟壑较LG、MG深。（5）20µl伊犁绢蒿SPAR-PCR优化反应体系包括1.0mmol/L Mg2+、0.3mmol/L dNTP、0.75U Tap DNA聚合酶、0.45µmol/L引物和30ng模板DNA；19对SRAP引物扩增出195条清晰条带，多态位点比例87.69%；随放牧强度增加，伊犁绢蒿种群Nei’s指数、Shannon指数及种群内遗传一致度先降后增；４个放牧强度上伊犁绢蒿种群总遗传多样度(Ht)为0.2528，种群内遗传多样性(Hs)为0.2201，种群间基因分化系数(Gst)为0.1040，种群基因流(Nm)为11.3715；经UPGMA聚类，LG先与HG聚为一类，后与MG聚为一类，再与CK聚为一起。