内蒙古温带草原针茅属（Stipa L.）植物地理替代机理探索

针茅属（Stipa L.）植物是我国北方草地上最重要的饲用植物之一，以针茅属植物为建群种所组成的地带性针茅草原群落，是内蒙古高原地带性草原植被的主体。在内蒙古这一狭长的地区，从东到西分布有草甸草原、典型草原、荒漠草原及草原化荒漠四个类型，而针茅属植物从东到西也由旱中生种向旱生、强旱生种过渡，属内不同种间出现明显的地理替代现象。据研究水、热成为针茅地理分布的决定性因素，水孔蛋白与植物水分运输利用具有直接关系，而根据水孔蛋白基因部分序列构建的进化树表明针茅属内进化关系与针茅属地理替代性具有极高的一致性。本研究以分布于内蒙古温性草原的针茅植物为研究对象，克隆质膜内在水孔蛋白基因（PIPs基因），并对其基因家族在针茅野外生长时的表达进行定量分析，研究水孔蛋白基因种间、种内多态性及在生长立地环境下基因表达的差异，为揭示该属植物地理替代的分子机制提供理论基础。

针茅属植物是我国北方草地上最重要的饲用植物之一，以针茅属植物为建群种所组成的地带性针茅草原群落，是内蒙古高原地带性草原植被的主体。在内蒙古这一狭长的地区，从东到西分布有草甸草原、典型草原、荒漠草原及草原化荒漠四个类型，而针茅属植物从东到西也由旱中生种向旱生、强旱生种过渡，属内不同种间出现明显的地理替代现象。据研究水、热成为针茅地理分布的决定性因素，水孔蛋白与植物水分运输利用具有直接关系，而根据水孔蛋白基因部分序列构建的进化树表明针茅属内进化关系与针茅属地理替代性具有极高的一致性。以分布于内蒙古温性草原的针茅植物为研究对象，以大针茅（Stipa grandis）为代表克隆了质膜内在水孔蛋白基因SgPIP1-1 ，SgPIP1-2，SgPIP1-3， SgPIP1-5， SgPIP1-6，SgPIP 2-1，SgPIP2-2等的全长mRNA，并对PIPs基因亚家族在大针茅生长时的表达进行定量分析，分析各个基因在干旱胁迫条件下的RNA表达情况，揭示各基因在大针茅水分运输上的作用程度，寻找大针茅植物的水分运输关键基因。利用大针茅的关键基因，对针茅属的贝加尔针茅（S. baicalensis）、克氏针茅（S.krylovii）和小针茅(S.klemenzii)的不同地理种群进行单链构象多态性(Single-Strand Conformation Polymorphism，SSCP)分析，揭示不同基因在种间、种内多态性及在生长立地环境下基因表达的差异，研究揭示PIPs中的3个基因的多态性可能是该属植物地理替代的重要因子。