自然二倍体杂交物种-紫果云杉高原生境适应的生理机制

紫果云杉为我国西部高山地区（青藏高原东北部）特有森林树种，是青扦与丽江云杉自然同倍体（二倍体）杂交形成的物种，自然分布于其亲本难以分布的向北高海拔地区。自然同倍体杂交物种在木本植物中比较罕见，其成种过程中生态位分化的生理机制一直是热点和前沿问题，而我们前期通过研究同倍体杂交树种高山松、棱果沙棘发现超亲分离是其生态分化的关键机制，但该机制是否具有普遍意义？紫果云杉为我们验证该问题的理想材料。本项目通过野外和室内控制实验，利用叶绿素荧光、红外线分析技术、稳定同位素、高效液相色谱和常规的生理生化方法，比较紫果云杉与其亲本种（青扦和丽江云杉）适应高原生境、模拟低温和干旱的差异，从而在理论上探讨其适应高原生境生存的生理机制和自然二倍体杂交树种生态隔离机制的一般规律，在生产实践上为开发利用我国特有、云杉属木材最为优良的森林树种-紫果云杉作为西部山区森林恢复工程备选优良抗逆树种提供科学支持。

紫果云杉为我国西部高山地区特有森林树种，是青扦与丽江云杉自然同倍体杂交形成的物种，自然分布于其亲本难以分布的高海拔地区。本项目通过野外和室内控制实验，比较了紫果云杉与其亲本种响应低温和干旱的形态-生理差异，探讨了其适应高原生境生存的生理机制和自然二倍体杂交树种生态隔离机制的一般规律。取得了以下重要结果：（1）发明了紫果云杉木质部导水率性状快速测定装置，建成了紫果云杉环境-性状数据库；（2）紫果云杉气孔表型、碳水代谢等形态-生理特征丰富了其二倍体杂交物种起源证据，明确了低温是其生态位分化的主要环境因子；（3）证实了紫果云杉的耐脱水和低温能力普遍存在超亲特性，阐明了紫果云杉高原生境适应的生理机制；（4）相关研究成果已获批国家专利2项，发表标注该项目资助的SCI论文6篇和国内核心期刊论文1篇，其中包括PLOS ONE、Environmental and Experimental Botany、Journal of Plant Ecology等。上述研究成果不仅揭示了自然杂交二倍体物种紫果云杉高原生境适应的生理机制，也为其作为西部山区森林恢复工程备选优良抗逆树种提供了科学支撑。