受气候变化和人类活动影响,我国荒漠地区面临着土地沙漠化、生物多样性减少和荒漠生态系统退化等一系列严重生态问题,与之相关的生态环境保护研究显得尤为重要。开展荒漠地区植被调查,进行荒漠植物适应逆境的生理及分子机制探究,对于保护荒漠地区生态环境及植被恢复具有非常重要的意义。本研究以内蒙古西鄂尔多斯地区分布的典型荒漠灌木植物为研究对象,采用野外植被调查、生理生态观测与转录组测序等方法,研究荒漠灌木植物进行生理生态特性及其转录基因调控机制。主要研究结果如下:1.西鄂尔多斯荒漠灌木植被组成相对简单,以灌木为主要优势种,珍稀濒危植物较多。西鄂尔多斯地区植被组成相对简单,蒺藜科、豆科等植物的数量占比较高,常形成以单一物种为优势种的群落,且由于土壤、盐碱度、植物间相互作用等的关系,不同类型植被构成不同。其植物生活型主要以地上芽植物、高位芽植物为主,生态型多为旱生灌木植物。2.不同荒漠灌木植物在适应极端环境下具有相似适应策略,光合速率午间普遍较低,以非气孔限制调节为主。蒸腾速率日变化趋势具有一定差异,水分利用效率与光合速率呈现相同趋势。在干旱、高温为主的极端环境下,不同荒漠灌木植物光合作用日变化大多呈现“双峰型”曲线,即采用“光合午休”的方式来适应逆境环境,在午间11:00-13:00时,光合作用降低受非气孔限制调节。在水分生理生态方面,荒漠灌木主要通过午间降低光合速率,调节水分利用效率来适应干旱环境,其蒸腾速率、水分利用效率等存在一定差异。3.蒺藜科三种荒漠灌木植物以及不同年龄蒙古沙冬青的差异基因表达具有显著差异,其适应环境变化的分子调控机制明显不同。(1)蒺藜科三种灌木植物的差异基因多富集在细胞组成、氨基酸合成等方面,说明即使同为蒺藜科植物但在细胞组成、氨基酸合成等方面的基因调控存在一定差异。与光合作用相关的通路中,差异基因主要富集在光系统Ⅱ和光系统Ⅰ。(2)在不同生长季节,不同发育阶段蒙古沙冬青叶片转录水平的差异表达基因均存在明显不同。夏季(7月)和冬季(1月)不同环境中,不同发育阶段的蒙古沙冬青叶片净光合速率均受光反应和暗反应的影响,其中光反应阶段的差异表达基因主要体现在光系统Ⅱ和光系统Ⅰ。综上所述,本研究从植被、个体生理和分子水平等不同层次探讨了西鄂尔多斯地区荒漠灌木植物的植被特征及其适应干旱环境的生理生态机制和分子机制,可为荒漠地区珍稀濒危植物的保护及植被生态恢复提供参考依据。