第二信使（Ca2+/CaM）对沙地云杉生态型干旱适应的调控机理

沙地云杉（Picea mongolica W. D. Xu）是我国"三北"地区最适应干旱环境的针叶树种，并分化出不同的生态型以适应更为恶劣的环境条件。第二信使-钙离子/钙调素（Ca2+/CaM）对沙地云杉生态型干旱适应性具有关键的调控作用。在干旱胁迫下，对沙地云杉三种生态型进行生化减Ca2+法、对照原Ca2+法、物理增Ca2+法处理，通过研究沙地云杉生态型体内Ca2+浓度与磷脂酶D的关系，揭示编码磷脂酶D的基因转录水平；研究Ca2+浓度与脱落酸浓度的关系，探讨内源激素对沙地云杉生态型的作用机制；研究Ca2+浓度与保护酶活性的关系，揭示沙地云杉生态型干旱适应的过程；研究Ca2+浓度与可溶性蛋白含量的关系，阐明渗透调节机理。上述研究结果为珍稀树种沙地云杉原地保护、迁地保护，扩大造林面积提供参考，为我国北方固沙林和防护林建设选育优良的造林树种提供理论依据。

根据专家评审组的意见，围绕钙离子介导的干旱调控机理方面开展了前期研究。主要研究内容为：（一）Ca2+对干旱胁迫下不同生态型沙地云杉叶片可溶性蛋白质含量的影响；（二）Ca2+对干旱胁迫下不同生态型沙地云杉叶片丙二醛（MDA）含量的影响；（三）Ca2+对干旱胁迫下不同生态型沙地云杉叶片叶绿素含量的影响。研究发现：各生态型沙地云杉在相同浓度的Ca2+条件下，叶片中可溶性蛋白质随着干旱胁迫程度的增加而增加。在30%PEG胁迫下，可溶性蛋白质含量出现最大值之前，同浓度钙离子处理条件下，不同生态型的可溶性蛋白质含量呈现紫果型>红果型>绿果型的趋势，达到最大之后，均大幅度下降，30mmol/L的Ca2+浓度处，绿果型可溶性蛋白质含量下降速率最大。研究还发现：3种生态型的沙地云杉幼苗在不同浓度Ca2+和不同百分比PEG处理后，在相同浓度的Ca2+条件下，干旱胁迫程度越大，MDA的含量越大。随着Ca2+浓度的增加，受试沙地云杉幼苗叶片中的MDA量先降低后升高。在30%PEG胁迫下，10mmol/L的Ca2+可有效地降低不同生态型沙地云杉幼苗叶片中的MDA的含量。.课题组正式在英文专著《New Advances and Contributions to Forestry Research》中以一章An Overview on Spruce Forests in China （205-224）正式发表（见附件1）。在New Forests上在线发表了论文The effects of gap size and age on natural regeneration of Picea mongolica in the semi-arid region of Northern China（见附件2）。在International Conference on Environmental Pollution and Public Health (2012, 5, 17-20, Shanghai)会议上发表论文Revegetation in the refuse-dump of an open coal mine in Huolinhe diggings in northern China（见附件3）。而且通过课题组成员的共同努力，已经完成了2篇论文的撰写，并投稿到SCI刊物上，目前处于评审状态。