中国沙棘是我国北方地区优良的多用途树种,也是典型的克隆植物,其极强的克隆扩散能力可以使人工造林难以成活的地段得到植被覆盖。但近年来中国沙棘人工林发生大面积早衰甚至死亡现象,针对这一问题最为有效和简单的解决方法是通过平茬措施促进萌蘖,从而达到更新复壮的目的。平茬促萌效果与平茬高度、年龄及季节密切相关,然而关于中国沙棘平茬高度的研究却无报道。目前关于平茬促萌机制的研究几乎局限于生理生态层次,不仅存在着一定的局限性,且没有涉及基因表达差异的论述。事实上,植物表型的可塑性变化均源于基因表达的改变。有鉴于此,本研究以中国沙棘为试验材料,通过对平茬萌蘖特征及基因表达差异的分析,从基因表达水平揭示其平茬萌蘖机制,拓展林木平茬促萌的研究领域、丰富其中的研究案例,并为中国沙棘人工林平茬促萌适宜高度的选择提供依据。(1)平茬后,萌蘖数量、萌蘖树高生长量及未平茬植株新梢生长量积累过程均可用Logistic方程描述,呈现“慢-快-慢”并逐渐趋向上限的生长节律。其中,平茬植株萌蘖出生集中在5、6月份,未平茬植株(对照)没有萌蘖出生。萌蘖植株树高生长主要集中在5、6、7、9月份,月生长量呈双峰曲线;未平茬植株新梢生长集中在6、7月份,月生长量呈单峰曲线。而且,萌蘖植株的累积生长量上限(回归方程的K值)显著大于未平茬植株(对照)。由此表明:平茬不仅可以促进萌蘖,而且能够促进萌蘖生长。(2)平茬后,差异基因数量随着萌蘖发育不断上升。其中,与平茬萌蘖出生及生长相关的差异基因主要参与细胞生长和增殖、酶活性、碳水化合物代谢、器官发育、植物激素信号转导等生物学过程;未平茬植株生长的差异基因主要参与细胞生长与增殖、植物激素信号转导、剪接体等生物学过程。由此表明:萌蘖的出生和生长,即细胞生长和增殖受到基因表达的调控。而且,无论是萌蘖的出生和生长还是未平茬植株的生长都与基因表达调控的激素信号转导过程密切相关。(3)不同平茬高度植株之间,萌蘖发育初期的差异基因数量少,萌蘖发育后期的差异基因数量多。整个萌蘖发育过程中,差异基因主要参与了细胞分化与细胞分裂、抗氧化物质合成与代谢、植物生长调节、细胞形态建成、碳水化合物代谢、植物激素信号转导、茉莉酸前体物质代谢、光合作用、离子转运、酶活性等生物学过程。由此表明:基因表达对外界刺激(平茬)做出了响应,而且对生理过程做出了相应的调节。(4)平茬植株与未平茬植株之间,差异基因数量随着生长发育进程不断上升。差异基因主要参与了光合作用、细胞增殖与细胞生长、酶活性、碳水化合物代谢、植物信号激素转导、油菜素内酯合成、呼吸作用、光合作用、次生代谢产物等生物学过程。由此表明:平茬植株的生长发育已从基因水平上发生改变,并受到基因表达调控相应生理过程的影响。综上所述:平茬后,中国沙棘首先对外界刺激做出响应,通过基因表达调控生理过程及激素特征,从而促进萌蘖的出生与生长。其中,激素的调控作用已在项目组的前期研究中得到证实,其它生理过程的调控作用还有待探讨。