增温条件下荒漠草原短花针茅花期物候变化及其分子机响应机制

Changes in plant phenology can directly reflect the global climate change, especially climate warming. It is of vital significance to study the response of plant to climate change. Inner Mongolia grassland ecosystem in the north of China are important ecological barrier for inland regions. The vegetation phenological changes of the grassland mentioned above are directly related to the survival of vegetation themselves and their biodiversity maintenance. Desert steppe is the most widespread part of the grassland, and also has the most vulnerable ecosystem. Therefore, it is particularly important to have the research on the response mechanism of desert steppe vegetation phenology to climate change. This research will carry out in desert steppe of Inner Mongolia for its constructive species of Stipa breviflora. Artificial methods of infrared warming that supplying in the field conditions is used in this research to simulate current climate change process. The tendency of flowering phenology changes of Stipa breviflora Griseb is going to be studied. We will use the technique of cDNA-AFLP to analyze genome sequence expression polymorphism of Stipa breviflora Griseb, and do screening for important flowering related genes. Meanwhile, artificial culture system will be build up for this plant to study its gene expression patterns on different flowering periods in response to warming, and also to study the functions of those important flowering related genes. According to our results, the molecular regulation mechanism of Stipa breviflora Griseb will be analyzed that involved in the response to climate warming. The final purpose in this research is to provide the useful theory basis for degraded vegetation restoration and maintenance or protection of species diversity in desert steppe under climate changing.

植物物候的变化可以直观的反映全球气候变化，尤其是气候变暖，在研究植物对气候变化响应中具有重要的意义。我国北方的内蒙古草原生态系统是内陆地区的重要生态屏障，其植被物候的变化直接关系到植被本身的生存繁衍和群落生物多样性的维持，其中荒漠草原是分布最广同时态系统也最为脆弱的组成部分，因此，研究荒漠草原植被物候变化对气候变化的响应机制尤为重要。本项研究拟在内蒙古荒漠草原针对其建群种短花针茅开展控制性红外增温试验，研究在人工模拟气候变暖过程中短花针茅花期物候的变化特征，应用cDNA-AFLP技术分析其基因组表达序列的多态性差异，筛选重要开花相关基因；同时建立室内人工培养体系，研究其花期物候期不同阶段响应气候变暖的重要开花相关基因的表达模式和功能特性。最终明确短花针茅花期物候响应气候变暖的分子调控机制，为气候变化下荒漠草原退化植被的恢复和物种多样性的维持和保护提供基础理论依据。

植物物候的变化可以直观的反映全球气候变化，尤其是气候变暖，在研究植物对气候变化响应中具有重要的意义。我国北方的内蒙古草原生态系统是内陆地区的重要生态屏障，其植被物候的变化直接关系到植被本身的生存繁衍和群落生物多样性的维持，其中荒漠草原是分布最广同时态系统也最为脆弱的组成部分，研究荒漠草原植被物候对气候变化的响应机制尤为重要。项目在内蒙古西部荒漠草原四子王旗基地野外增温样地主要开展了人工模拟气候变暖过程中短花针茅的花期物候规律和相关生理生态数据的实地观测收集和研究，及增温控制下短花针茅基因组转录本的多态性差异响应和基因组甲基化多态性研究。研究结果对分析内蒙古荒漠草原植被物候动态及对环境的响应机制、丰富和完善荒漠草原植被退化管理及草原可持续利用方面提供数据支撑和理论支持，最终为有效实施荒漠草原科学管理、恢复草地生态系统物种多样性提供可靠科学的依据和支持。.通过本项目的实施，取得了以下研究成果：.1、获取研究区短花针茅物候观测相关各项数据，明确并建立起其物候观测及花发育关联信息库；.2、明确了野外增温下短花针茅转录本在其花期不同时期的多态性差异及基因组甲基化差异，建立起相应的数据库；.3、在本项目的资助下发表论文6篇，其中项目负责人第一作者1 篇，SCI收录期刊论文 1 篇，专著1 部，另有2 篇中文论文修改中；.4、项目执行期间共培养硕士研究生4名，博士研究生1名，毕业3名，在读2名。.5、项目执行期间项目组成员多次参加相关学术会议。.综上所述，在项目执行期间，全面完成计划任务书规定的研究内容及各项考核指标。