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2021-03期封面
2021, 34(3): -1--1.
摘要:
2021-03期目录
2021, (3): 0-0.
摘要:
毛竹硝态氮转运蛋白家族PeNPFs基因鉴定及其表达特性分析
袁婷婷, 朱成磊, 杨克彬, 宋新章, 高志民
2021, 34(3): 1-12. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2021.03.001
摘要:
目的 鉴定毛竹中硝态氮转运蛋白(NPF)家族基因成员,系统分析其分子特征和表达模式,为深入研究毛竹NPF基因的硝态氮转运功能奠定基础。 方法 采用生物信息学方法从毛竹基因组中鉴定NPF家族基因成员,并对其启动子调控元件、基因结构、编码蛋白理化性质、保守结构域、系统进化等进行全面分析,利用已有转录组数据,对毛竹NPF基因的组织表达特异性以及不同非生物胁迫和激素处理后的表达模式进行分析。 结果 在毛竹中共鉴定NPF家族成员基因27个,其基因结构差别较大,内含子数量为2~5个,编码区最长为2286 bp (PeNPF7.4),最短为1359 bp (PeNPF8.8)。基因启动子调控元件分析发现,PeNPFs启动子序列中包含多种与低温和干旱等非生物胁迫以及GA3和NAA等激素响应相关的元件。PeNPFs编码蛋白的分子量介于49.56~82.08 kDa之间,理论等电点为5.17~9.85,大部分是中性或碱性蛋白,均含有类似的跨膜结构;系统进化分析表明,毛竹27个PeNPFs分属于7个亚家族,各亚家族成员数量分别为1、3、1、6、1、7和8个;蛋白保守基序分析显示,PeNPFs共有10个保守基序,其中motif 1、motif 2和motif 4是各成员共有的高度保守的基序。基于转录组数据的表达谱热图分析显示,PeNPFs在叶片、花序、根、鞭和笋等不同组织中的表达存在一定差异,但各成员至少在1个组织中检测到表达,部分成员的表达表现为组织特异性或组成型表达。在冷和干旱处理后,PeNPF5.3PeNPF7.2PeNPF7.3PeNPF8.7的表达量均显著下调,这与其启动子序列中存在与低温和干旱响应调控元件相一致;在GA3和NAA处理后,PeNPF7.3PeNPF7.6呈相反的表达变化,而PeNPF7.1的表达趋势相似。 结论 毛竹中有27个NPFs家族基因成员,分为7个亚家族,各亚家族成员之间的分子特征和组织表达特异性均存在一定的差异,且一些基因对非生物胁迫和激素处理的响应变化均达到显著性差异,推测这些基因在毛竹不同组织中及应对不同环境过程中对硝态氮的转运可能发挥着不同的功能,研究结果为揭示PeNPFs的生物学功能提供了重要依据。
未来气候情景下中亚地区的森林草原火险评估
宗学政, 田晓瑞, 尹云鹤
2021, 34(3): 13-22. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2021.03.002
摘要:
目的 评估气候变化对中亚地区未来森林草原火灾的风险影响。 方法 基于森林草原火发生的可能性、脆弱性和暴露性构建森林草原火灾风险评估模型与指标体系。基于日降水、露点温度和中午(12: 00)温度,利用修正Nesterov指数(MNI)计算火险天气指数,并预测区域在未来气候情景下(HadGEM2-ES模式,RCP2.6、RCP4.5、RCP6.0和RCP8.5四种气候情景)的火险指数。脆弱性基于2001—2015年区域历史燃烧概率和植被类型计算。暴露性基于未来不同情景下(SSP1、SSP2和SSP3)的人口和GDP密度计算。利用层次分析法计算综合火险指数,评估中亚地区中长期面临的森林草原火灾风险。 结果 与基准时段(1971—2000)相比,2021—2050年研究区的森林草原火灾风险增加,47.2%的区域森林草原火灾风险为高和很高,比基准时段增加16.9%,其中RCP2.6、RCP4.5、RCP6.0和RCP8.5情景下分别增加12.4%、18.6%、13.6%和20.4%。2071—2099年森林草原火灾风险高和很高的区域占53.1%,比基准时段增加22.9%。其中,RCP2.6、RCP4.5、RCP6.0和RCP8.5情景下森林草原火灾风险高和很高的区域分别增加11.1%、22.4%、24.6%和32.9%。 结论 2071—2099年,RCP2.6情景下高和很高等级火险的区域少于2021—2050时段,而RCP4.5、RCP6.0和RCP8.5情景下高和很高等级火险的区域大于2021—2050时段。未来该地区高和很高等级火险区比例将比基准时段明显增加。未来火管理的重点区域应该包括西部草地、东部山地森林和南部灌木。
毛果杨PLD基因家族全基因组水平鉴定及其盐胁迫下的表达分析
刘聪, 张洋, 夏德安, 陈雪冰, 魏志刚
2021, 34(3): 23-36. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2021.03.003
摘要:
目的 对木本模式植物毛果杨PLD基因家族的进化中的选择压力、启动子中顺式作用元件、组织表达特性以及盐胁迫下表达模式进行分析,为挖掘PtrPLD在非生物胁迫中作用提供参考。 方法 利用拟南芥PLD基因家族蛋白序列比对得到毛果杨基因组同源基因, 再经过保守结构域鉴定后确定PtrPLD基因;利用软件ClustalW和MEGA对PtrPLD和AtPLD基因的氨基酸序列进行比对和系统进化分析;利用MEME、Plant-mPLoc、ExPasy等软件工具分析PtrPLD基因及编码蛋白的特征;利用Tbtools软件分析同源基因的Ka/Ks值;利用Plantcare在线工具分析PtrPLD启动子中顺式作用元件;利用Phytozome转录组数据库以及qRT-PCR分析PtrPLD组织表达特性;利用qRT-PCR分析各组织中PtrPLD对盐胁迫响应情况。 结果 PtrPLD家族的16个基因可分为C2-PLD和PX/PH-PLD 2个亚家族,分别包含13个和3个基因;有7对旁系同源基因且它们之间的Ka/Ks均远小于1;PtrPLD家族基因启动子区含有大量非生物胁迫和激素响应元件,其中,PtrPLDδ4启动子共含有9种、20个元件;PtrPLD家族编码的蛋白均含有Motif 1~4,且同一进化分支上的基因编码蛋白序列高度保守。PtrPLD基因家族表达特性分析表明,PtrPLD家族基因在根、茎和叶中具有表达特异性,并且多数成员主要在根部表达;NaCl胁迫下,PtrPLD家族基因在根、茎和叶中表达量在0~72 h内均表现为先上升后下降再上升的变化趋势。 结论 PtrPLD家族基因在毛果杨响应盐胁迫过程中有着重要作用,本项研究对于今后PtrPLD家族基因生物学功能的鉴定与非生物逆境胁迫响应基因资源的挖掘具有推动作用。
地涌金莲MlCYP734A6基因的克隆与表达分析
安静, 万友名, 马宏, 刘雄芳, 张秀姣, 曹毓蓉, 李正红
2021, 34(3): 37-45. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2021.03.004
摘要:
目的 为揭示CYP734A6基因在地涌金莲生长发育过程中的调控作用提供分子数据。 方法 从地涌金莲转录组数据库中筛选到1个注释为CYP734A6的差异基因片段,通过3′和5′ RACE技术克隆得到该基因的全长序列,命名为MlCYP734A6(登录号为MW013148)。利用生物信息学技术对MlCYP734A6进行序列比对、分子特征分析、系统进化分析等。应用实时荧光定量PCR方法比较分析该基因在不同地涌金莲类型及不同组织部位中的表达量。利用高效液相色谱-质谱联用技术测定地涌金莲不同组织器官中油菜素内酯的含量。 结果 克隆得到1条包含cDNA全长为1 584 bp的MLCYP734A6基因序列,其编码527个氨基酸,相对分子量为60 038.84 Da,等电点为9.44。所编码的氨基酸序列通过序列比对及系统进化分析,结果显示:与小果野蕉亚种的同源序列相似度最高,亲缘关系最近。qRT-PCR分析结果显示:MlCYP734A6基因在地涌金莲的所有组织中均有表达,且表达量最低的部位是叶片,表达量最高的2个组织部位是花序轴和根尖。地涌金莲的各个组织器官中都能检测到油菜素内酯,且与MlCYP734A6的表达水平无显著相关性,矮杆类型的株形可能是由于过量内源油菜素内酯所致。 结论 从地涌金莲中成功克隆了油菜素内酯的失活基因MlCYP734A6,推测由于该基因参与了地涌金莲中油菜素内酯的代谢过程,从而调控了活性油菜素内酯的含量。本研究结果可为进一步分析CYP734As对地涌金莲及其他植物的生长发育的调控机理提供理论支持。
接种平滑白蛋巢菌对蒿柳根系分泌物代谢组的影响
马晓东, 李霞, 邹竣竹, 白媛媛, 孙振元, 韩蕾
2021, 34(3): 46-55. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2021.03.005
摘要:
目的 虽然已有研究表明植物-白腐真菌联合修复是一种更高效的多环芳烃(PAHs)污染土壤修复策略,但目前尚不清楚接种白腐真菌对植物根系分泌物的影响,后者与根际PAHs降解菌的生长和PAHs的生物降解密切相关。基于此,我们开展PAHs污染土壤中接种白腐真菌对植物根际土壤代谢组的影响研究。 方法 在温室中设置了PAHs污染土壤的盆栽修复实验,以蒿柳(Salix viminalis L.)作为植物修复树种,基于LC-MS检测,重点比较PAHs污染土壤中接种平滑白蛋巢菌(Crucibulum laeve)对蒿柳根际土壤代谢谱的影响。 结果 分别在正离子模式(POS)和(NEG)模式下鉴定出881和828种代谢物,不同处理之间代谢物的组分及其含量存在显著差异。比较分析了差异代谢物并鉴定出18个潜在根系分泌物组分,接种平滑白蛋巢菌显著减少了蒿柳根际土壤代谢物的组分和含量,其中16种根系分泌物的含量明显降低。 结论 接种白腐真菌促进了植物根系对广谱土壤化合物的吸收能力,推测植物根系对白腐真菌的刺激作用做出应答,引发了植物PAHs提取能力提高,对揭示植物-白腐真菌联合修复的作用机理有重要意义。
欧美杨细菌性溃疡病菌的寄主范围调查及其寄主抗性物质的初步分析
李永, 常聚普, 郭利民, 孙尚, 杨旭琦, 朴春根
2021, 34(3): 56-63. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2021.03.006
摘要:
目的 为明确欧美杨细菌性溃疡病菌的寄主范围、欧美杨抗性品种及其可能的抗性活性物质。 方法 通过田间接种方法开展欧美杨细菌性溃疡病菌的寄主范围、杨树品系抗性调查,并利用高效液相色谱分析杨树抗感品种树皮中活性物质含量及其染病前后含量变化情况,同时利用抑菌实验验证潜在抗性物质的活性。 结果 研究发现欧美杨细菌性溃疡病主要危害黑杨派美洲黑杨、欧美杂交杨的品系以及旱柳,而欧洲黑杨品系具有高度抗菌能力;本研究的30个美洲黑杨和欧美杂交杨品系中,中林46杨、2025杨、2001杨、313杨、中荷1号杨和16-09杨是高感病品系;16-10杨、豫抗1号杨为高抗病品系,而131杨、03-59杨、02-212杨和03-34杨为抗病杨树品种;杂交柳和垂柳抗病,金丝柳轻微感病;栎属和青杨派的种类和品系具有高度抗性。高效液相色谱分析显示,抗病和高感病品系树皮中的邻苯二酚、苯甲酸、绿原酸、儿茶素的含量较高,其中邻苯二酚和儿茶素在病菌侵染时含量明显增加。 结论 明确了欧美杨细菌性溃疡病的主要危害对象和寄主范围,明确了具有抗性、感病的杨树品系,证明了邻苯二酚和儿茶素与杨树抗病性密切相关,该研究结果为欧美杨的栽培和病害防治提供技术支持和防治建议,该研究结果对我国欧美速生杨的细菌性溃疡病的防治具有重要意义。
基于贝叶斯模型平均法构建杉木林分蓄积量生长模型
王震, 鲁乐乐, 张雄清, 张建国, 姜丽, 段爱国
2021, 34(3): 64-71. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2021.03.007
摘要:
目的 探究杉木林分蓄积量变化的影响因素,为在气候变化背景下科学经营管理杉木人工林提供理论支撑。 方法 以福建邵武卫闽林场的杉木(Cunninghamia lanceolata)人工密度试验林为研究对象,分别利用贝叶斯模型平均法(BMA)和逐步回归法(SR)构建杉木林分蓄积量与林分变量因子(包括初植密度、每公顷胸高断面积、每公顷株数、平方平均胸径、林分优势高、年龄)和气候因子(包括年均气温、最热月平均温度、最冷月平均温度、年均降水量、年均湿热指数、低于0℃天数、夏季平均最高温度、冬季平均最低温度、春季平均气温)的关系模型。 结果 杉木林分蓄积量随着每公顷胸高断面积、平方平均胸径、林分优势高、年龄、夏季平均最高温、春季平均温和低于0℃天数的增加而增加,对于诸多的影响因子,SR法所确定的模型并不在BMA选出的后验概率较高的前5个模型中,模型表现出一定的不确定性,从模型后验概率角度看,SR模型精度较低。 结论 杉木林分蓄积量受到林分变量因子和气候因子的显著影响。相比于SR法,在构建杉木林分蓄积量模型方面,BMA方法考虑了模型的不确定性,模型表现更好。
基于分层的半天然马尾松阔叶混交林直径分布
王金池, 严铭海, 黄清麟, 黄如楚, 郑群瑞
2021, 34(3): 72-80. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2021.03.008
摘要:
目的 研究半天然马尾松阔叶混交林各林层(包括全林和各亚层)的直径分布,揭示其直径分布特征,为其可持续经营提供基础依据。 方法 基于10块半天然马尾松阔叶混交林样地,采用最大受光面法划分林层,利用Shapiro-Wilk检验对各样地各林层直径分布进行正态性检验,利用峰度和偏度系数描述直径分布图形特征,采用三参数Weibull分布和Meyer负指数函数拟合各样地各林层直径分布,用卡方检验法检验拟合效果,并选择效果较好的函数拟合各样地直径分布图,分析林分直径分布特征。 结果 有5块样地的第Ⅰ亚层服从正态分布,但所有样地全林和第Ⅱ亚层的直径分布均呈反J形且不服从正态分布。所有样地全林和各亚层的偏度系数均为正值,有7块样地的全林峰度系数小于0,大多数样地全林的偏度系数及峰度系数绝对值介于第Ⅰ亚层和第Ⅱ亚层之间。Weibull分布函数对全林和第Ⅰ亚层的拟合效果较好,全林、第Ⅰ亚层、第Ⅱ亚层的卡方检验通过率分别为80%、100%、70%;Meyer负指数函数对第Ⅱ亚层的拟合效果较好,而对全林和第Ⅰ亚层的适应性较差,特别是第Ⅰ亚层的通过率仅为10%,但第Ⅱ亚层的通过率达100%。 结论 半天然马尾松阔叶混交林各林层的直径分布差异显著,第Ⅰ亚层倾向于正态分布,全林和第Ⅱ亚层的直径分布均呈反J 形且都不服从正态分布;从第Ⅱ亚层到第Ⅰ亚层直径分布表现出由负指数分布向正态分布过渡的趋势。所有样地各林层的直径分布曲线均为右偏,大多数样地的全林直径分布曲线呈低峰态。Weibull分布函数对全林和第Ⅰ亚层的拟合效果较好,而Meyer负指数函数则适用于拟合第Ⅱ亚层直径分布。
喀斯特生境中濒危植物单性木兰种群结构及空间分布格局研究
汪国海, 潘扬, 覃国乐, 谭卫宁, 鲁长虎
2021, 34(3): 81-87. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2021.03.009
摘要:
目的 以分布在喀斯特生境中的濒危植物单性木兰自然更新种群为研究对象,探究其种群年龄结构、空间分布格局及环境影响因素。 方法 采用点格局对单性木兰更新种群的空间分布格局进行分析,利用广义混合线性模型对幼苗的密度与环境因子间的关系进行线性拟合。 结果 (1)研究区域中的单性木兰种群结构呈倒“J”型,种群存活曲线接近Deevey-III型,大量小龄级幼苗的分布预示其种群更新状况良好;(2)单性木兰种群除在小尺度上有微弱的随机分布外,其余所有尺度上都呈聚集分布;(3)郁闭度、土壤湿度和岩石裸露率是影响单性木兰种群空间分布的主要因素。 结论 研究区域中的单性木兰更新种群状态良好,高强度的空间聚集分布主要是种子生物学特性和喀斯特生境特征共同作用的结果。
模拟N沉降对滇中亚高山典型森林凋落物分解及土壤微生物的影响
潘禹, 宋娅丽, 王克勤, 张雨鉴, 郑兴蕊
2021, 34(3): 88-97. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2021.03.010
摘要:
目的 模拟N沉降下凋落物分解及土壤微生物特征,为研究森林生态系统碳、氮循环对氮沉降的响应机制提供依据。 方法 以滇中亚高山常绿阔叶林、华山松(Pinus armandii)林、高山栎(Quercus semicarpifolia)林和云南松(Pinus yunnanensis)林凋落物为研究对象,采用凋落物袋法,于2018年2月至2019年1月,通过模拟N沉降和原位分解实验,研究不同模拟N沉降下(CK, 0;LN, 5;MN, 15;HN, 30 g·m−2·a−1)凋落物碳氮、土壤微生物量碳(MBC)、微生物量氮(MBN)及土壤微生物数量变化特征。 结果 分解1年后,不同N沉降处理下,常绿阔叶林和高山栎林凋落物C含量均显著增加(0.40%~8.16%),华山松林和云南松林凋落物C含量呈LN减少(2.67%),HN增加(4.09%);各林分凋落物N含量均显著增加(1.45%~69.01%),C/N则显著降低(0.34%~37.92%);相同N沉降下土壤微生物量随土层的加深而减小,N沉降对土层垂直分布格局影响不显著;N沉降对常绿阔叶林和高山栎林土壤MBC和MBN的影响表现为抑制,对华山松林和云南松林表现为低N促进,高N抑制;4种林分土壤MBC/MBN介于5.31~11.26之间,N沉降对不同林分不同土层的MBC/MBN影响存在差异,但均受到高N的抑制作用。 结论 滇中亚高山4种典型森林凋落物分解主要受森林类型影响,N沉降次之;土壤微生物量和数量主要受森林类型影响,土壤深度次之,N沉降最小。
油桐尺蛾肠道菌群与桉树叶片内生菌差异分析
钟雅婷, 邹东霞, 廖旺姣, 黄宁, 罗辑
2021, 34(3): 98-107. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2021.03.011
摘要:
目的 植食性昆虫肠道微生物的多样性与其食物密切相关,本研究通过探讨油桐尺蛾(Buzura suppressaria)幼虫肠道菌群及其取食的桉树叶内生菌群的多样性,分析两者之间的关系。 方法 利用Illumina Miseq技术对油桐尺蛾5龄幼虫肠道和桉树叶部内生的细菌16s rDNA和真菌ITS rDNA进行测序,分析油桐尺蛾肠道和桉树叶部内生的细菌和真菌的多样性和丰度。 结果 油桐尺蛾肠道细菌共注释到6门、11纲、19目、38科、43属,真菌共注释到8门、29纲、67目、159科、257属;桉树叶部内生细菌共注释到10门、19纲、26目、54科、74属,真菌共注释到8门,31纲,79目,171科,291属。桉树叶内和油桐尺蛾肠道中均发现桉树主要病害病原菌所属菌属,分别为炭疽菌属(Colletotrichum)、假单胞菌属(Pseudomonas)、假尾孢属(Pseudocercospora)、短梗霉属(Aureobasidium)、壳针孢属(Septoria)、毛色二孢属(Lasiodiplodia)、新壳梭孢属(Neofusicoccum)。 结论 油桐尺蛾肠道的细菌、真菌的多样性和丰度与桉树叶之间存在差异,桉树叶对油桐尺蛾肠道微生物的群落结构有重要影响,而携带某些病原菌的油桐尺蛾啃食或其排泄物接触可能是导致该病原菌侵染健康桉树叶的原因。
不同演替阶段马尾松林地表可燃物负荷量及其影响因子
张秀芳, 何东进, 李颖, 严思晓, 游巍斌
2021, 34(3): 108-117. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2021.03.012
摘要:
目的 分析马尾松林不同演替阶段负荷量的变化特征,确定影响地表可燃物负荷量的关键因子。 方法 以武夷山国家公园中不同龄级马尾松纯林为研究对象,采用空间替代时间方法,分析马尾松林演替发展中不同类型地表可燃物的负荷量特征及其与地形、林分、气象等影响因子的关系。 结果 显示:(1)随着马尾松林的演替,地表活可燃物负荷量呈递减趋势,地表死可燃物和地表总可燃物负荷量则呈递增趋势;且总可燃物负荷量主要是由于1 h时滞细小可燃物的负荷量构成。(2)演替初期形成的马尾松幼龄林和后期的成熟林差异最为明显,至演替后期活地表可燃物下降了47.21%;死地表可燃物增加了113%。(3)RDA排序结果表明地形因子中的海拔、坡位,林分因子中的平均枝下高、平均胸径、郁闭度及气象因子中的空气温度与地表可燃物负荷量关系密切。(4)线性回归分析发现影响不同类型地表可燃物的环境因子不尽相同;平均胸径对灌木负荷量影响最大;坡位对草本、1 h时滞负荷量影响最大;平均枝下高对10 h时滞和总可燃物负荷量影响最大。 结论 不同演替阶段的马尾松林地表可燃物的负荷量不同,不同类型地表可燃物的影响因子不同。
金佛山不同群落紫耳箭竹生长和繁殖权衡的形态及生物量特征
夏春燕, 黄慧敏, 夏虹, 宋海燕, 陶建平
2021, 34(3): 118-126. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2021.03.013
摘要:
目的 探究紫耳箭竹种群(Fargesia decurvata J. L. Lu)在不同林型下的生长和繁殖特征,探讨长寿命一次性开花结实的竹类克隆繁殖和有性繁殖的权衡特性。 方法 以金佛山国家级自然保护区3个典型林型:落叶阔叶林(De)、常绿落叶阔叶混交林(De+Ev)和常绿阔叶林(Ev)下的灌木层优势种紫耳箭竹为试验材料,研究不同林型下紫耳箭竹种群在营养生长期和果期的形态可塑性、生物量积累与分配特性以及繁殖特征。 结果 表明:(1)相较于营养生长期,果期紫耳箭竹单株叶片数在De和De+Ev中显著减少,在Ev中没有显著变化;隔离者长度、隔离者节间数、隔离者直径、隔离者节间均长在De和De+Ev中均降低,在Ev中均增加;果期De中的紫耳箭竹单株小穗数高于De+Ev和Ev。(2)从营养生长期向果期过渡过程中,De和De+Ev中的紫耳箭竹分株叶片生物量和分配比例急剧下降,其余构件的生物量和分配比例无明显变化;Ev中各构件生物量除叶片外均显著增加,分配比例则在枝中显著增加,在叶片和根中显著降低;秆和枝作为支撑器官在3个林型中均占据很大的生物量分配。(3)在营养生长期,3个林型中的紫耳箭竹均产生竹笋进行克隆生长,且De+Ev中的竹笋数显著高于Ev,Ev的单位面积竹苗数显著低于其余2种林型,秆组织密度显著低于果期。在果期均不产生竹笋只产生种子,且单株结实率和生殖分配都很低。 结论 紫耳箭竹种群的形态特征、生物量积累与分配特性在不同生活史阶段不同,且在不同林型间也存在差异;克隆生长与有性繁殖间存在明显的权衡,随着有性繁殖的进行,克隆生长能力随之变弱并逐渐消失。
间伐强度对柚木林土壤质量及生长的影响
张青青, 周再知, 黄桂华, 杨光, 刘高峰, 梁坤南
2021, 34(3): 127-134. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2021.03.014
摘要:
目的 探究不同间伐强度对柚木人工林土壤理化性质、酶活性及林木生长的影响,为柚木大径材高效培育和林地可持续经营提供理论依据。 方法 以15年生柚木纯林为研究对象,设置轻度、中度、重度间伐和对照4个处理。间伐3.5 a后,测定柚木生长量、土壤理化性质和酶活性等指标,分析不同间伐强度处理下各指标的差异。采用冗余分析法(RDA)分析柚木生长指标及土壤酶活性与土壤理化性质指标之间的关系。 结果 间伐对土壤理化性质及酶活性的影响主要表现在0~20 cm土层,间伐提高了土壤含水率,降低了表层土壤pH值;土壤有机质、碱解氮的含量随间伐强度的增大而增加,中度、重度间伐林分0~20 cm土层有机质含量比对照显著提高了18.2%和19.0%,碱解氮含量显著增加了15.7%和16.6%;间伐后土壤全氮和交换性钙含量也均增加。间伐显著增强了0~20 cm土层的蔗糖酶活性,而脲酶、酸性磷酸酶和过氧化氢酶活性变化无显著差异。柚木林分的平均胸径和单株材积随间伐强度的增大而增加,林分断面积和蓄积也均高于对照;重度间伐处理的林分各生长指标年均增量最大,并显著高于对照,平均单株材积和蓄积增量分别提高了80.0%和90.2%。土壤有机质、有效磷含量与柚木各生长指标呈正相关,田间持水量、土壤密度及总孔隙度是影响土壤酶活性的主要环境因子。 结论 间伐改善了土壤养分和水分状况,促进了柚木生长,林地生产力得到明显提高。间伐提高了与N、P循环相关酶的活性,显著增强了与C循环相关的蔗糖酶活性。对15年生柚木人工林进行间伐,适宜的间伐强度为40%~45%。
马占相思人工林不同林下灌木叶片功能性状的差异
莫其锋, 孔杰君, 王艺颖, 陈轶群, 何至杭, 刘效东, 王文娟, 彭钟通, 钟佩桥
2021, 34(3): 135-144. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2021.03.015
摘要:
目的 探究马占相思(Acacia mangium Willd.)人工林不同林下灌木叶片功能性状的差异,为华南地区成熟人工林林下植被更新中物种选择提供科学参考。 方法 本研究以广东鹤山地区造林恢复34年的马占相思人工林林下4种灌木(九节(Psychotria rubra (Lour.) Poir.)、梅叶冬青(Ilex asprella (Hook. et Arn.) Champ. ex Benth var.as)、三叉苦(Evodia lepta (Spreng.) Merr.)和桃金娘(Rhodomyrtus tomentosa (Ait.) Hassk.))为研究对象,探讨4种灌木叶片功能性状的差异,试图阐明不同灌木对人工林林下环境适应的生理机制。 结果 (1)4种灌木中,桃金娘的比叶质量最大,为157.51 g·m−2,显著高于其它3个物种,梅叶冬青的比叶质量最小;三叉苦叶片的氮和磷含量最高,但氮磷比却最低;(2)梅叶冬青叶片叶绿素a和b含量都显著高于其它物种,但其类胡萝卜素含量却显著低于九节,而高于三叉苦和桃金娘;(3)梅叶冬青叶片可溶性总糖和非结构性碳水化合物(NSC)显著高于其它3个物种,淀粉含量显著高于三叉苦和桃金娘,说明维持较高的可溶性糖和淀粉有利于梅叶冬青适应林下的荫蔽环境。 结论 综合以上的各项指标,在4种灌木中,梅叶冬青较低的比叶质量可以维持较强的光合能力,且其较高的叶片非结构性碳水化合物含量也能为其适应林下荫蔽环境提供稳定的能量供应。因此,梅叶冬青可以作为华南地区成熟人工林林下植被更新的选择物种。
金黄蓝状菌对毛竹土壤磷组分及苗木生物量的影响
杨豆, 石福习, 万松泽, 李广强, 孔令刚, 张扬
2021, 34(3): 145-151. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2021.03.016
摘要:
目的 为探究解磷真菌金黄蓝状菌(Talaromyces aurantiacus)JXBR04在毛竹促生作用中对土壤生物有效性磷组分的贡献。 方法 采用温室盆栽法研究该菌株对毛竹根际土壤生物有效磷组分含量、土壤有效磷、矿质氮含量及相关土壤酶活性的影响,并分析该菌株对毛竹的促生效果。 结果 与对照(CK)相比,施用菌株JXBR04制剂显著提高了毛竹根际土壤中盐酸磷和氯化钙磷组分含量,显著增强了土壤脲酶和过氧化氢酶活性,而对酶磷、柠檬酸磷组分含量和土壤酸性磷酸酶、碱性磷酸酶活性并无影响,且土壤有效磷和矿质氮含量分别提高了78.3%和13.3%;土壤盐酸磷、氯化钙磷组分含量和土壤有效磷含量、毛竹生物量均呈极显著正相关,表明施用菌株JXBR04制剂显著促进了毛竹的生物量。 结论 金黄蓝状菌JXBR04主要通过提高土壤氯化钙磷和盐酸磷组分含量来增强土壤有效磷供给,进而促进毛竹对土壤有效磷的吸收利用和生物量增长,且该过程并无土壤磷酸酶介导。本研究可为竹林施用磷肥高效利用和管理提供理论依据。
幼龄红豆树生长和形质性状家系变异分析
肖德卿, 邓章文, 罗芊芊, 徐肇友, 沈斌, 陈焕伟, 徐洪辉, 周志春
2021, 34(3): 152-157. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2021.03.017
摘要:
目的 通对红豆树优树家系进行全林测定,以揭示其生长和形质性状的家系遗传变异规律,为红豆树优质用材良种选育和定向培育提供参考依据。 方法 以2017年营建于浙江龙泉和江西抚州两地点的3年生红豆树优树家系试验林为研究对象,分析其家系遗传变异规律和性状间的相关关系。 结果 3年生红豆树生长和形质性状在家系间的遗传差异均达到极显著水平(p < 0.01),两地点生长和形质性状的变异系数变幅为23.3%~65.1%。除树干通直度外,红豆树其余性状的家系遗传力估算值均较高,其变幅为0.36~0.83,受中等至较强的遗传控制。仅浙江龙泉点红豆树树高单株遗传力估算值(0.87)高于家系遗传力估算值(0.83),受偏强的遗传控制,两地点红豆树其余性状的单株遗传力估算值均低于家系遗传力估算值,单株遗传力变幅为0.04~0.61,受中等至偏弱的遗传控制。两地点红豆树家系性状间遗传相关系数总体上大于表型相关系数,高、径生长量较大的红豆树家系其分枝数多且分枝较粗,通过对地径的选育可以间接选出树干通直度较高的植株。 结论 红豆树生长和形质性状均存在极显著的遗传差异,变异幅度较大,多数性状受中等至偏强遗传控制。速生的红豆树具有分枝较多且分枝较粗等特点,这有利于红豆树种质资源的品种选育。
盐碱胁迫下文冠果生理响应机制研究
宗建伟, 张志龙, 薛可欣, 王爽爽, 杨雨华
2021, 34(3): 158-165. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2021.03.018
摘要:
目的 研究文冠果(Xanthoceras sorbifolia Bunge)盐碱条件生理响应机制,为其在盐碱区造林及管理提供科学依据。 方法 以1年生文冠果实生苗为材料,采用盆栽浇盐法,分别设置70、140、210、280 mmol·L−1中性盐(NaCl)及35、70、105、140 mmol·L−1碱性盐(Na2CO3)处理,分析其相对电导率、脯氨酸含量和超氧化物歧化酶(SOD)活性等生理指标。 结果 随盐碱浓度的增大,相对电导率、脯氨酸含量和可溶性蛋白含量均升高,且高浓度胁迫显著高于对照;在NaCl浓度为210 mmol·L−1、Na2CO3浓度为105 mmol·L−1 胁迫12 d后丙二醛含量比CK显著增多,且在NaCl浓度为280 mmol·L−1、Na2CO3浓度为105 mmol·L−1时达到峰值;SOD活性随处理时间延长而升高,但处理浓度增大其呈先升后降规律。双因素方差分析表明: 时间和浓度对2种类型处理下的相对电导率、脯氨酸含量有极显著交互效应(P < 0.01)。相关性分析显示: 盐碱胁迫下各生理指标均存在显著正相关(P < 0.05)。对指标标准化后进行主成分分析,2种盐类型处理分别提取出特征值大于1的1个主成分,NaCl、Na2CO3处理下累计方差贡献率分别为82.423%、77.725%。 结论 文冠果在盐碱胁迫下主要通过大量积累渗透调节物质、增大抗氧化酶活性来保护细胞膜系统的完整性,抵抗盐碱胁迫。在抗氧化酶系统中,低浓度胁迫时SOD活性较高,高浓度胁迫会破坏SOD活性,具有一定阈值。
油茶耐低磷指标鉴定及芽苗砧筛选
曾进, 赵兰, 刘娟, 段永康, 王淑媛, 王振丽, 盖甜甜, 任志华, 郭晓敏, 胡冬南
2021, 34(3): 166-173. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2021.03.019
摘要:
目的 本研究旨在探讨不同油茶半同胞子代实生苗的耐低磷能力,筛选耐低磷性强的砧木以及可用来鉴定油茶耐低磷性的关键指标,为油茶良种繁育以及耐低磷的机制研究奠定基础。 方法 以12个品种油茶的半同胞实生苗为研究对象,进行盆苗试验,设定正常磷1 mmol·L−1 KH2PO4、低磷0 mmol·L−1 KH2PO4 2个浓度,测定生物量、叶形态、根系形态、全磷等14个指标,以耐低磷系数为衡量油茶耐低磷的依据,建立逐步回归模型判别耐低磷关键指标。 结果 低磷胁迫减少了大部分油茶地上部分和根系的生物量积累,增加了根冠比和总磷利用效率。主成分分析将14个指标转化为4个独立的综合指标,累计贡献率达90.398%。依据综合评价值(D),12个品种油茶半同胞子代聚类为3种类型,其中,GF20、CL3、84-3为相对不耐低磷类型;W1、CL53、GX48为中间型;G8、CL4、W2、CL40、CL18、83-4为相对耐低磷类型。PA(总磷积累量)、SPC(地上全磷)、TRA(总根表面积)、LW(叶宽)、RPC(根全磷)指标的回归模型为:D = −0.960 + 0.666PA + 0.341SPC + 0.379TRA + 0.460LW + 0.197RPC 结论 低磷胁迫或许会抑制油茶的生长,但普遍增加根冠比和总磷利用效率。长林18、长林40、赣8、长林4、赣无2、赣石83-4相对耐低磷。总磷积累量、地上全磷、总根表面积、叶宽、根全磷可作为油茶耐低磷性的判断指标。
北京九龙山侧柏林空气负离子时空分布特征
余海, 郭嘉, 李恩杰, 裴顺祥, 吴迪, 辛学兵
2021, 34(3): 174-179. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2021.03.020
摘要:
目的 探索北京近郊九龙山空气负离子浓度的分布特征,了解森林植被对改善空气质量的重要作用。 方法 采用定位观测方法,选用KEC-900空气离子检测仪,按日间时间、月份、海拔和坡向对北京九龙山11个侧柏林样地进行负离子浓度测定。 结果 (1)北京九龙山不同季节的空气负离子浓度日变化趋势不同,春、夏季日间浓度变化曲线为单峰型,春季峰值出现在12: 00,夏季峰值出现在14: 00,秋、冬季日间浓度变化曲线为双峰型,峰值均分别出现在8: 00和18: 00;(2)在月变化过程中,分别于5月和10月出现两个峰值(691个·cm−3和920个·cm−3);(3)空气负离子浓度随海拔高度升高先升后降,海拔高于450 m后侧柏林内空气负离子浓度均大于林缘;⑷海拔140 m处的泗涧沟侧柏林4月份阳坡的空气负离子浓度略低于阴坡(P > 0.05),8月份阳坡的空气负离子浓度则显著高于阴坡(P < 0.05)。 结论 北京九龙山侧柏林空气负离子存在明显的时空分布特征,即空气负离子浓度随时间表现为“单峰型”或“双峰型”,随海拔表现为“单峰型”,且受坡向和时间共同影响。
研究简报
白龙江林区油松林分因子对中华松针蚧危害的影响
李丹春, 付作霖, 徐红霞, 曹秀文, 刘锦乾
2021, 34(3): 180-186. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2021.03.021
摘要:
目的 通过研究油松林分因子对中华松针蚧(Matsucoccus sinensis Chen)发生不同危害程度之间的影响,为白龙江林区中华松针蚧的防控技术提供理论指导。 方法 在白龙江林区选取林龄相对一致(约25年)的油松纯林为研究对象,调查样地内草本盖度、林分密度、郁闭度、枝下高、树高、冠幅及胸径7个林分因子及中华松针蚧的虫情指数,依据样地内虫情指数的分组,分析不同林分因子与样地内虫情指数的关系。 结果 表明,草本盖度、林分密度、树高、枝下高、胸径及冠幅6个林分因子对中华松针蚧发生危害程度有显著影响,郁闭度无显著影响。通过多重回归分析及逐步回归分析筛选出影响中华松针蚧发生危害程度的关键林分因子为草本盖度、林分密度及枝下高。草本盖度对中华松针蚧虫情指数影响极显著(P < 0.01),相关性分析得出二者变化具有相反的趋势,随着草本盖度的增加,虫情指数降低。林分密度对中华松针蚧虫情指数的影响达到极显著水平(P < 0.01),其低密度林分(381~763株·hm−2)受中华松针蚧的危害加重,林分密度(> 763株·hm−2)的油松林受其危害程度较轻。不同枝下高对中华松针蚧虫情指数的影响差异极显著(P < 0.01),枝下高较高(3.5~4.4 m)的油松受中华松针蚧危害严重,枝下高较低(1.1~3.5 m)的油松林受危害程度低。 结论 油松纯林的林分因子与中华松针蚧发生危害关系密切,其中草本盖度、林分密度及枝下高3个林分因子影响中华松针蚧发生危害最为显著。建议在中华松针蚧的防治工作中,可通过调整林分因子进行合理的修枝、间伐等营林措施以达到控制危害发生。
杂交构树根际固氮菌的分离与特性研究
张军, 彭轶楠, 郭琪, 王沛雅, 李鑫, 杨晖
2021, 34(3): 187-193. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2021.03.022
摘要:
目的 获得杂交构树根际固氮菌菌株并明确其功能特性。 方法 以Ashby培养基为选择分离条件,从甘肃天水、兰州、张掖种植试验区的杂交构树根系及根际土壤中分离固氮菌,对固氮菌进行鉴定及系统发育分析,同时测定固氮酶活性、溶磷、分泌吲哚乙酸和抑制植物病原菌的能力,并采用熵权法对菌株特性进行综合评价。 结果 从远根土和根表土中共分离出10株固氮菌,分属8个属,以假黄单胞菌属(Pseudoxanthomonas sp.)居多。各菌株均具有固氮酶活性,TS4和HP10的固氮酶活性均大于180 IU·L−1;仅TS4和HTZ2具有溶磷能力;有8株菌能够分泌吲哚乙酸,HTZ4的分泌能力最强,分泌量为44.62 µg·mL−1。所有菌株对灰霉菌(Botrytis cinerea Persoon)无拮抗作用;有7株菌分别对至少2种以上植物病原菌有抑制作用。HTZ4、HTZ3、HP5分别对茄链格孢(Alternaria solani(Ellis et G. Martin) Sorauer)、尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum Schlecht)、腐皮镰孢菌(Fusarium solani (Martius) Sacco)有最强抑制,抑制率分别为50.00%、48.78%、47.37%。综合性能较强的菌株为TS4、HP5、ZY9、HTZ4和HTZ5。 结论 研究结果可为进一步开发综合性能优良的固氮菌株,研制杂交构树多功能固氮菌肥,提高西北半干旱地区杂交构树产量提供依据和指导。
红桦组织培养体系的建立
付雪宁, 高洪治, 申耀荣, 王永康, 姜在民, 蔡靖
2021, 34(3): 194-200. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2021.03.023
摘要:
目的 探究红桦组织培养各个阶段的最佳培养基配比,建立红桦组织培养体系,为红桦良种选育、定向培育及遗传转化等研究提供理论支持。 方法 以红桦休眠芽为外植体,研究外植体最佳消毒灭菌方法,6-BA、NAA浓度对休眠芽萌发、增殖培养的影响以及基本培养基类型、IBA和蔗糖浓度对不定根诱导的影响。 结果 表明:完整的红桦组织培养体系为:(1)以红桦休眠芽为外植体,先用70%酒精消毒30 s,无菌水冲洗3~4次,再用0.1% HgCl2灭菌8 min,无菌水冲洗5~6次获得无菌材料;(2)休眠芽萌发最适宜培养基配方为WPM +1.5 mg·L−1 6-BA+0.1 mg·L−1 NAA,外植体萌发率为83.33%;(3)增殖培养所需最佳激素配比为WPM +1.5 mg·L−1 6-BA+0.02 mg·L−1 NAA,增殖系数达到4.77,健康指数达到2.45;(4)不定根诱导最佳配比为WPM +0.8 mg·L−1 IBA,生根率达100%,根健康指数为2.61;所有培养基均附加30 g·L−1蔗糖与7 g·L−1琼脂。 结论 红桦以WPM为基本培养基,添加不同浓度的6-BA、NAA、IBA,可成功进行各阶段的培养,最终建立完整的红桦器官发生途径再生体系,再生植株移植成活率在80%以上。