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基于试验数据的人工用材林最优轮伐期确定的研究进展
刘林, 孙洪刚, 王宇华, 张建国
, doi: 10.12403/j.1001-1498.20230321
摘要:
虽然用材林轮伐期研究长期受到国内外众多学者的关注,但有关轮伐期的内涵、轮伐期确定的标准、轮伐期模型选择以及相关变量对轮伐期的影响等方面,依然是众说纷纭,无法为构建用材林提质增效培育模式提供坚实的理论基础。本文通过梳理国内外有关轮伐期确定方面的研究成果,并以我国杉木用材林试验数据作为支撑,意在展示不同轮伐期确定准则、方法和相关影响因素对轮伐期确定的作用机理和过程,并对未来轮伐期的研究方向进行了展望。
喀斯特栎类老龄林的空间结构分析
骆秀琼, 何吉安, 李远发
, doi: 10.12403/j.1001-1498.20230213
摘要:
目的 研究喀斯特栎类老龄林的分布格局、空间关联和标记特征,探明垂直分层在喀斯特森林生物多样性维系中的作用。 方法 在中国西南地区南盘江流域的喀斯特老龄林(> 300 a)中建立1块面积为200 m × 110 m 的固定样地,依据树高和物种组分将树木划分为林分上层和林分下层,用负指数函数分析了径阶与物种多度和丰富度的数量关系,用双相关函数 g(r) 分析林分上层、林分下层以及它们各自主要种群的分布格局和空间关联,用标记相关函数 kmm(r) 分析树种和树木大小的空间分布。 结果 (1)林分、林分上层和林分下层的径阶分布均呈倒J型,林分和林分下层的物种丰富度随径阶的增大而减小,而林分上层则呈先升后降的趋势;(2)林分上层在多数尺度上呈规则或随机分布,仅在小尺度(r = 0~1 m、4~6 m)上表现为聚集分布,林分下层的聚集强度和尺度皆大于林分上层;(3)林分上层和林分下层之间,以及它们各自的主要种群之间均以随机关联为主,只有个别种间对在小尺度(r = 0~2 m)上呈正关联或负关联;(4)林分和林分下层在所有观测尺度上表现为同种聚集,强度明显大于林分上层;林分和林分上层的个体大小分化明显,小径木聚集。林分下层的个体大小相近,在多数尺度上混生。 结论 垂直分层决定了林分上层、林分下层的物种组分、多度、分布格局和空间关联,在物种共存和多样性维持中扮演重要角色。
低温胁迫对不同耐寒红树植物幼苗光合生理和抗氧化特性的影响
许明海, 冯瑜, 童宇艳, 岳丹斐, 张慧玉, 郑春芳
, doi: 10.12403/j.1001-1498.20230302
摘要:
目的 探索两种不同耐寒红树植物对低温胁迫的生理响应机制,为红树林抗寒性研究提供重要理论依据。 方法 以秋茄、红榄李幼苗为试验材料,设置25 ℃ (昼) /20 ℃ (夜)、24 h 7 ℃(昼)/4 ℃(夜)、48 h 7 ℃(昼)/4 ℃(夜)3个处理,分别比较分析了两种红树植物幼苗叶片的光合参数、荧光特征、抗氧化能力、叶绿体超微结构等生理过程对低温响应的差异。 结果 低温胁迫抑制红榄李幼苗生长和光合作用,而对秋茄的影响却较小。在低温胁迫处理48 h后,红榄李幼苗叶片超氧歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性显著降低,而超氧阴离子(O2 ·)、过氧化氢(H2O2)含量、丙二醛(MDA)含量增加,同时气孔关闭,光合色素合成受阻,叶绿体超微结构受损,最终导致叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、最大光化学效率(Fv/Fm)、实际光化学效率(ΦPSⅡ)、光化学猝灭系数(qP)以及非光化学猝灭系数(NPQ)等降低。相同低温胁迫下秋茄幼苗叶片Pn也受到抑制,但其Pn下降幅度约为红榄李的79%。 结论 秋茄耐寒能力较强于红榄李,这可能是因为秋茄在低温胁迫下不仅能够保持较高的气孔开张度、光合色素含量以及POD活性,维持较好的叶绿体超微结构,而且还会通过调控能量耗散减轻PSII光抑制,降低低温胁迫带来的膜脂过氧化伤害,最终维持自身较强的光合能力。
牡丹花青素苷合成关键基因PsDFR启动子活性分析
周琳, 袁梦, 齐宇, 张梦杰, 王雁
, doi: 10.12403/j.1001-1498.20230270
摘要:
目的 分析牡丹花青素苷合成关键基因PsDFR启动子的顺式作用元件及活性,为进一步研究PsDFR启动子的功能及其在牡丹花色形成中的调控机制奠定基础。 方法 以‘黑花魁’牡丹花瓣中提取的基因组DNA为模板,通过染色体步移法克隆PsDFR的启动子序列。利用生物信息在线软件预测分析启动子序列的顺式作用元件。构建5个不同长度缺失启动子与GUS基因融合的表达载体,并瞬时转化烟草叶片,通过GUS组织化学染色和酶活性检测分析缺失启动子的活性,及其对脱落酸(ABA)、茉莉酸甲酯(MeJA)、光照等不同胁迫处理的响应。 结果 克隆得到PsDFR上游1 687 bp的启动子序列。生物信息学分析发现PsDFR启动子含有多个光信号、激素响应、逆境响应及组织特异表达等顺式作用元件,这暗示PsDFR的表达可能受光信号、激素和胁迫等多种信号的共同调节。GUS组织化学染色和酶活性检测表明,随启动子片段的缩短,启动子活性逐渐下降,-1 623至-916区段对于启动子活性具有重要作用。MeJA和黑暗处理对各启动子片段活性均有显著抑制作用,恢复光照可促使启动子活性明显回升,而参与ABA响应的核心调控区域位于-443至-76 bp。 结论 PsDFR启动子含有多个光信号、激素响应、逆境响应及组织特异表达等顺式作用元件,其活性受光的正调控以及MeJA的负调控;-1 623至-916 bp间的区域对于启动子活性具有重要作用,-443至-76 bp是响应ABA处理的核心区域。该研究为进一步揭示PsDFR应答环境信号参与牡丹花色形成的分子调控机制提供参考。
从同步数据分析乔木树干液流与气象因子的关系
马泽, 宋维峰, 徐小青, 储娅
, doi: 10.12403/j.1001-1498.20230131
摘要:
目的 树干液流是研究植物蒸腾耗水的重要生理指标,树种和气象因子均是其关键影响因素。本文旨在消除树种因素限制,探讨树干液流与气象因子之间的关系。 方法 以哈尼梯田水源区3种林分中10种乔木树种为研究对象,采用 Granier热扩散探针技术测定其树干液流速率,将其同步数据与气象因子进行关联分析。 结果 从次生落叶阔叶林和原生常绿阔叶林的7 779条乔木树干液流速率数据中发现7条异常数据,且这些异常数据在各个树种中都表现出同步一致性;进一步关联分析表明,太阳辐射的突然增加是产生乔木树干液流数据同步上升的主要原因,而降雨则是产生树干液流数据同步下降的主要原因,两者的变化可导致其他气象因子发生变化,从而影响树干液流速率;树干液流与气象因子存在一定的时滞效应,在发生同步异常数据的气候条件下,树干液流滞后太阳辐射0~30 min,提前于饱和水汽压差、气温和湿度0~60 min,滞后或提前时间远小于正常气候条件下各树种的时滞时间。 结论 乔木树干液流受到太阳辐射和降雨等气象因子的综合调节,其中太阳辐射的影响最为显著。研究结果可为从生理生态角度探究乔木的蒸腾作用与气象因子的关系提供科学依据。
叶面喷施硒肥对香榧幼苗叶片代谢组的影响
陈振生, 李爱华, 杜拾平, 黄培耕, 许秀环, 宁博林, 李文
, doi: 10.12403/j.1001-1498.20240012
摘要:
目的 分析亚硒酸钠叶面喷施后对香榧(Torreya grandis)幼苗叶片代谢组的影响,探究亚硒酸钠喷施后香榧叶片次生代谢物的累积情况及其对果实品质的影响。 方法 以苗龄2 a的香榧幼苗为供试材料,叶面喷施亚硒酸钠(浓度为100 μg·L−1)2次,间隔15 d。第二次喷施后15 d,采取1年生叶片进行代谢组分析,以色谱-质谱研究香榧幼苗叶片代谢物差异。 结果 在正离子模式下,处理组和对照组之间有909种差异代谢物,其中69种显著变化(27种显著上调,42种显著下调)。在负离子模式下,出现433种差异代谢物,其中43种显著变化(11种显著上调,32种显著下调)。对人体有益的一些次生代谢物显著增加,如车前苷(2.827倍)、川芎内酯(2.524倍)、6-唾液乳糖(2.021倍)、阿齐沙坦(1.931倍)。 结论 香榧叶片喷施亚硒酸钠有利于促进对人体有益的次生代谢物的生物合成及其在叶片中的累积。
矿区受损生态系统修复与碳汇潜力的文献计量研究
张宇昂, 李亚桐, 杜忠毓, 祁新华, 侯红, 陈光才
, doi: 10.12403/j.1001-1498.20230296
摘要:
目的 矿业开采导致的受损生态系统因其分布范围广、环境污染重、生态功能受损,严重威胁环境质量、生态安全和人民健康。在“双碳”目标背景下,矿区受损生态系统的修复是现阶段我国生态保护与修复的重点和难点之一。 方法 采用文献计量方法,针对2010—2022年间发表的914篇矿区生态修复相关文献进行分析,从矿区受损生态系统评价、生态修复技术、碳源/汇潜力及监测技术四个方面对矿区生态修复领域的研究进展进行了系统综述。 结果 矿区受损生态系统修复由“工程修复为主”向“系统生态修复”,由“条块化、分裂式”向“区域综合受损生态系统”转变;矿区碳源/汇与区域环境的碳循环机制研究逐渐深入;遥感等新兴技术手段的应用推动矿区修复监测评价体系的发展革新;法律法规和系统管控理念的完善、多学科的融合发展、“三生空间”的权衡博弈共同影响着退化矿区的修复效益。 结论 本研究明晰当前矿区受损生态系统修复与碳汇潜力研究和应用的困境与挑战,展望后续研究的方向与可能,为未来矿区生态修复治理及监测评估提供参考。
落叶松八齿小蠹伴生长喙壳真菌致病性研究
刘亚, 周勤政, 王慧敏, 王正, 吕全
, doi: 10.12403/j.1001-1498.20230201
摘要:
目的 通过分析落叶松八齿小蠹伴生长喙壳真菌对寄主的致病能力,探究其对落叶松的危害程度与潜在风险。 方法 利用人工接种的方法,将从落叶松八齿小蠹虫体及坑道中分离到的12种长喙壳真菌接种到长白落叶松上,60天后观察和测量病斑大小。并对2种Endoconidiophora真菌(E. fujiensisE. laricicola)诱导寄主抗性的能力进行测定。 结果 结果表明,5种长喙壳真菌E. laricicolaE. fujiensisOphiostoma hongxingenseO. peniculiO. xinganense接种长白落叶松产生的病斑面积大于对照处理,其余7种Ophiostoma真菌产生的病斑面积与对照无显著差异。E. laricicola产生的平均病斑面积最大,为3.51 cm2,且诱导寄主萜类物质含量呈现先升高后降低的趋势,表现出对长白落叶松的较强致病力。而E. fujiensis产生的平均病斑面积为1.70 cm2,诱导寄主萜类物质含量呈现下降趋势,表现出较弱致病力。 结论 E. laricicola对长白落叶松具有强致病性,E. fujiensisO. hongxingenseO. peniculiO. xinganense对长白落叶松具有弱致病性,而另外7种Ophiostoma真菌对落叶松无明显致病性。
PagKNAT2/6aPagKNAT2/6b在木质部发育中存在功能保守性
李海阳, 赵立子, 赵岩秋
, doi: 10.12403/j.1001-1498.20230244
摘要:
目的 通过比较分析PagKNAT2/6aPagKNAT2/6b在木质部发育中的功能差异,解析KNOX基因在木材形成过程中的生物学功能。 方法 利用相关软件进行基因序列比对分析;通过对转基因植株进行GUS染色和实时荧光定量(qRT-PCR)等实验进行基因表达模式分析,随后对茎部解剖学分析,进而解析PagKNAT2/6a对木质部发育的影响;最后,对次生壁合成相关基因(如纤维素合成相关基因CESA4CESA7ACESA7B等;半纤维素合成相关基因GUX1aGUX1bPARVUS;木质素合成相关基因COMTCADLAC4等)的表达分析探究PagKNAT2/6a对次生壁合成的调控机制。 结果 PagKNAT2/6aPagKNAT2/6b序列高度相似,在‘84K’不同组织中均有表达,在杨树茎、茎尖以及幼嫩叶片中表现出较高的表达量。对PagKNAT2/6a转基因植株的茎部解剖分析表明,与野生型相比,PagKNAT2/6a过表达抑制木质部发育;同时qRT-PCR分析表明PagKNAT2/6a基因通过调控次生壁合成相关基因的表达影响木质部发育。 结论 PagKNAT2/6aPagKNAT2/6b均负调控木质部发育,同时存在功能保守性。
尾巨桉林分生长对间伐和修枝响应的分析与预测
张士韬, 欧阳林男, 陈少雄, 杨嘉麒
, doi: 10.12403/j.1001-1498.20230161
摘要:
目的 探究不同强度的间伐与修枝对尾巨桉林分生长的影响,建立BP神经网络模型并验证模型对间伐和修枝处理下尾巨桉林分生长的预测作用,为尾巨桉的高效经营技术提供理论指导。 方法 以南方国家级种苗示范基地20%、40%和60%间伐与38.18%、42.39%和48.18%修枝强度的尾巨桉为对象,在处理后连续7 a调查林分生长指标,计算累积增量,分析不同间伐和修枝处理对林分生长增量的影响,并运用BP神经网络建立了5种林分生长累积增量对间伐和修枝响应的预测模型,以均方根误差、Kappa值和Pearson相关系数对模型预测效果进行对比,判断最优模型。 结果 间伐促使尾巨桉林胸径、冠幅和单株材积的增长,但不促进树高增长和出材量增加,60%间伐的样地尾巨桉胸径和单株材积增量最高,20%间伐的冠幅增量最大,不间伐的树高增量最高。修枝促进尾巨桉胸径增长,对树高和蓄积量增长无影响,38.18%修枝的胸径增量最高,60%间伐 + 48.18%修枝是处理中有助于尾巨桉林分生长的组合。间伐和修枝均能促进尾巨桉林分径阶分布右偏,但修枝的效果不如间伐显著。综合来看,隐含层节点数为4的尾巨桉BP神经网络模型预测结果的均方根误差最低,Kappa系数和r值最高,可预测7 a内的间伐和修枝效果。 结论 间伐和修枝均显著促进尾巨桉林分生长和径阶分布右偏。高强度间伐和修枝相结合更有助于尾巨桉人工林生长和大径材培育。合理的BP神经网络模型能准确地预测间伐和修枝对林分生长的促进效果,是林分生长预测的优异模型。
根瘤内生菌群对南洋楹苗木生长的影响
林千禧, 郑会全, 路国辉, 黄荣, 韦如萍, 王润辉, 晏姝
, doi: 10.12403/j.1001-1498.20230271
摘要:
目的 探究根瘤内生菌群对南洋楹苗木的促生效应,并揭示根瘤优势内生菌组成及其与苗木生长的关系,为南洋楹菌肥研发提供参考。 方法 以来源于广东广州、惠州和茂名等3个地区的南洋楹根瘤提取液为接种菌液(YZ、YD和YX),开展南洋楹组培苗接种对比试验,并对回接根瘤进行16S rRNA基因测序鉴定和数据分析。 结果 与对照相比,3种接种处理的南洋楹苗木均能成功接根瘤,其苗期生长与结瘤、生物量积累、光合及固氮等相关指标均显著优于对照,其中苗高、根长、相对叶绿素含量和总氮量等表征南洋楹苗木的综合情况的指标分别比对照增加了53.74%~95.65%、52.91%~98.41%、74.04%~86.18%和7.6~15.9倍。3种接种处理中,接种菌液YZ对苗木促生、结瘤和固氮效应最为显著。回接根瘤内生菌群组成存在一定差异,YZ处理的根瘤内生菌的比例最均衡、细菌物种数(OTU数)最多和α多样性(香农指数)最高。根瘤内生菌中一种反硝化Fe-Ⅱ氧化细菌与南洋楹苗高、回接根瘤数呈极显著正相关,与含氮量、总氮量和固氮量呈显著正相关;OTU数和香农指数与南洋楹苗高、根瘤数、总氮量和固氮量等呈极显著或显著正相关关系。 结论 南洋楹根瘤提取液能对南洋楹苗期的生长与结瘤、生物量积累、光合及固氮起到积极的促进作用,不同来源的接种菌液对苗木的促生效应及回接根瘤内生菌群组成存在一定差异,根瘤内生菌种类越丰富、相对丰度越均衡,对南洋楹幼苗促生和固氮作用越显著。
有机-无机肥配施对新疆核桃园土壤和叶片养分的影响
王祺, 周荣飞, 李宝鑫, 张俊佩, 张强, 裴东, 白永超
, doi: 10.12403/j.1001-1498.20230237
摘要:
目的 研究有机-无机肥配施对核桃园土壤和叶片养分的影响,筛选影响叶片养分的主要土壤化学因子,为新疆核桃园土壤养分资源高效管理提供科学依据。 方法 以新疆喀什地区叶城县核桃主栽区的10年生‘温185’核桃为研究对象,采用单因素完全随机区组设计,以当地常规施肥处理(磷酸氢二铵和硫酸钾,YD)为对照,探究有机-无机肥配施(矿源黄腐酸钾和中量元素水溶肥,YZ)对核桃园土壤化学特性和叶片矿质元素的影响。 结果 与YD施肥措施相比,YZ处理显著降低了土壤pH、盐离子含量,提高了叶片矿质元素含量,但具有季节性差异。其中,5月,YZ处理显著提高了土壤NO3-N(460.22%)、AK(46.46%)和叶片N(12.16%)、K(17.46%)、Zn(21.88%)元素含量;7月,YZ处理显著降低了土壤pH(2.21%)、EC(27.25%)、Cl-S(23.37%)、NH4+-N(61.09%)、AP(30.03%)、Na+(13.24%)和叶片Cl-L(15.94%)元素含量(p<0.05),相反,显著提高了叶片N(4.16%)、P(13.25%)、Ca(20.73%)、Mg(44.04%)、Na(66.67%)、Fe(24.62%)、Mn(52.47%)、B(31.85%)元素含量(p<0.05); 9月,YZ处理显著降低了土壤EC(20.45%)、NH4+-N(37.31%)、AP(21.74%)、Na+(11.36%)含量(p<0.05),相反,显著提高了OM(22.17%)、NO3-N(59.09%)、AK(56.47%)含量(p<0.05)。线性回归分析结果表明,土壤pH、Na+和Cl-S是新疆核桃园中影响核桃叶片矿质元素含量的重要土壤化学因子,增施有机肥并且降低土壤pH,有利于叶片N、P、K、Na、Fe、Zn元素的积累。 结论 YD处理提高了土壤EC、Na+、Cl-S、NH4+-N等盐离子含量,长期施用可能会加剧新疆核桃园的土壤盐渍化水平;YZ处理可显著降低土壤pH、Na+、EC、NH4+-N等盐离子含量,提高了叶片N、P、K、Fe等矿质元素含量,建议在新疆核桃主栽区核桃园,7月之前可通过有机-无机肥配施降低土壤盐渍化水平来减轻盐碱危害,同时平衡叶片矿质元素含量,而应尽量避免长期单一施用化肥。
六盘山南坡不同密度华北落叶松人工林年内径向生长动态及其影响因素
王国蕊, 徐丽宏, 于澎涛, 王彦辉, 张酉婷, 胡振华, 刘泽彬, 李佳梅
, doi: 10.12403/j.1001-1498.20230193
摘要:
目的 探究不同密度下华北落叶松人工林林分径向生长的季节变化特征及其对环境因子的响应,为准确评估和预测未来区域尺度上华北落叶松人工林树木径向生长和森林动态、实现可持续管理与多功能维持提供科学依据。 方法 在宁夏六盘山南部香水河小流域,设置4种不同密度华北落叶松样地,使用树木生长尺对华北落叶松年内径向生长过程进行监测,并同步监测气象因子、土壤温度和湿度。 结果 表明:(1)在生长季时间尺度,华北落叶松径向变化呈“S”型,径向变化呈相对稳定、快速增大、涨缩波动3个阶段的时间格局,快速增大阶段主要发生在6月初—7月下旬,DOY152—210。(2)在544、742、999和1 020 株·hm−2的密度下,生长季节内华北落叶松林平均累积径向生长量分别为1 070 ± 230 µm、775 ± 181 µm、518 ± 214 µm和494 ± 124 µm;随林分密度的增加,华北落叶松年内累积径向生长量呈下降趋势,其快速增大阶段缩短;(3)混合效应模型分析结果表明,华北落叶松径向生长主要受土壤水分和平均气温控制,但林分密度和生长时期对年内径向生长也有显著影响;同时考虑林分密度、生长时期、树木大小以及气象因子等变量的模型可解释72.0%的方差,但排除林分密度和生长时期因素后,树木大小和气象因子共同仅能解释46.4%的方差。 结论 超过2/3的华北落叶松径向生长发生在快速生长期;华北落叶松平均累积径向生长量随密度增大而减小;林分密度、生长时期、树木大小和气象因子共同调控树木的年内径向生长。
点云密度对无人机激光雷达森林参数估测精度的影响
周梅, 李春干, 李振, 余铸
, doi: 10.12403/j.1001-1498.20230242
摘要:
目的 点云密度是影响无人机激光雷达数据获取和预处理成本和效率的关键因素,探明点云密度对林分尺度无人机激光雷达森林参数估测精度的影响,有助于优化无人机激光雷达森林应用技术方案。[方法]以马尾松、桉树人工林为研究对象,采用百分比重采样方法,对密度为247点·m−2的原始点云按40%、20%、8%、4%和2%的比例降低点云密度,得到1个全密度原始点云数据集和5个稀疏密度点云数据集;每个数据集独立进行点云分类、地面滤波和数字高程模型生成、点云高度归一化等预处理并提取激光雷达变量;对于同一森林类型的同一个森林参数(林分蓄积量、断面积、平均高和平均直径)的估测,各个数据集都采用相同的乘幂模型结构式进行模型拟合,然后比较分析模型优度统计指标的差异,包括:决定系数(R2),相对根方根误差(rRMSE)和平均预报误差(MPE);采用配对样本t检验方法对各个数据集的森林参数估测结果和激光变量的差异进行统计分析。[结果]当点云密度分别稀疏至100、50、…、5点∙m−2时,各个森林参数估测模型的精度保持基本一致;各个稀疏密度点云数据集的森林参数估测值的均值与原始点云数据集的估测值的均值不存在显著性差异(p≥0.05);各个稀疏密度点云数据集激光变量的均值和原始点云数据集激光变量的均值基本上不存在显著性差异(p>0.05)。[结论]在无人机激光雷达森林资源调查监测应用中,点云密度可低至5点∙m−2。然而,本试验结果仍需通过不同飞行高度获取不同密度点云数据予以验证。
日本落叶松胚状体干化处理对萌发的影响
孙海涛, 杨玲, 齐力旺, 李万峰
, doi: 10.12403/j.1001-1498.20230311
摘要:
目的 提高日本落叶松胚状体的萌发能力,优化日本落叶松良种繁育技术。 方法 本研究根据子叶数量和胚轴形态,对胚状体进行分类,并分别统计其萌发率;利用“滤纸容器法”对类型Ⅰ胚状体进行干化处理,统计其萌发情况。 结果 胚状体分为10种类型。类型Ⅰ胚状体萌发率为4.48%,其余类型胚状体难以萌发。干化处理14 d后,类型Ⅰ胚状体萌发率提高到69.43%,且具有干化响应的胚状体更易萌发。 结论 本研究表明日本落叶松胚状体干化处理后萌发率明显提高,为该物种良种繁育提供依据。
不同温度和胁迫时长下蓝云杉的光合响应
欧阳芳群, 崔夏, 张辉, 邓军育, 石青松, 李玉岭, 孙猛
, doi: 10.12403/j.1001-1498.20230223
摘要:
目的 全球气候持续变暖将不利于蓝云杉生长,研究蓝云杉在高温胁迫下的生长、光合响应机制,为蓝云杉引种栽培提供参考。 方法 以五年生蓝云杉苗为试验材料,设定45、50、55 ℃三种温度,处理6 h;其中45 ℃处理还有12、18、和24 h不同时长,常温(25 ℃)作为对照。研究处理后、恢复7和28 d的生长表型、针叶含水量和叶绿素荧光参数,分析高温、胁迫时长对蓝云杉生长和光合作用的影响。 结果 45 ℃处理6 h蓝云杉基本可以恢复正常生长,而50 ℃和55 ℃处理的蓝云杉整株针叶都变黄,干枯掉落,伴随着相对含水量的降低,且光系统I(PSI)有效量子产量实际光化学效率(Y(I))、PSI相对电子传递速率(ETR(I))、由供体侧限制引起的PSI处非光化学能量耗散的量子产量(Y(ND) )、受体侧非光化学能量耗散产生的量子产量(Y(NA)) 、光系统II(PSII)有效量子产量实际光化学效率(Y(II))、PSII相对电子传递速率(ETR(II))、PSII的最大光化学效率(Fv/Fm)和用于电子传递的量子产额(φEO)均显著低于45 ℃处理和对照。尽管45 ℃处理6、12、18、24 h后从表型上看不出蓝云杉的形态发生明显变化,但是恢复期发现12、18 h针叶继续失水、变黄,24 h处理整株针叶都变黄,基本干枯掉落,针叶相对含水量降至最低。恢复28 d时,18、24 h 的荧光参数φEo几乎为0,电子传递受到了抑制。 结论 胁迫时长为6 h,蓝云杉可以耐45 ℃高温处理,不耐50、55 ℃高温。45 ℃高温处理时长超过12 h苗木失水严重,针叶干枯,对光合特性产生了显著影响,难恢复正常生长。
银白杨对干旱胁迫的生理响应研究
徐慧, 薛媛
, doi: 10.12403/j.1001-1498.20230472
摘要:
目的 以银白杨为研究对象,探究干旱胁迫对其生长发育的影响,为解析多年生林木响应干旱胁迫的分子机制奠定基础。 方法 对生长在土里5周左右的银白杨幼苗进行干旱胁迫处理,通过观察其生长状态,测定与干旱胁迫相关生理指标以及检测相关基因表达情况,探究银白杨对干旱胁迫的耐受能力。 结果 对银白杨植株进行干旱处理8 d后,其叶片含水量明显下降、气孔开度变小;ROS含量明显上升,体内ABA积累、而与生长相关的IAA含量下降;与干旱胁迫相关的基因表达上调。 结论 通过多角度探究银白杨对干旱胁迫的耐受性,银白杨幼苗在干旱处理8 d后其生长受到显著抑制,建议及时浇水。
文冠果种子高表达XsKCS7基因的克隆和酵母表达功能鉴定
梁重钧, 李麟坤, 胡振华, 张薇, 许慧慧, 王利兵
, doi: 10.12403/j.1001-1498.20230338
摘要:
目的 :探究调控文冠果种子神经酸合成关键基因。 方法 :本研究根据参考基因组联合转录组分析文冠果3-酮酯酰-CoA合酶(3-ketoacyl-CoA synthase,KCS)基因家族在不同发育时期种子中的表达模式; RT-PCR扩增文冠果XsKCS7基因并进行生物信息学分析;XsKCS7基因异源转化酿酒酵母鉴定基因功能。 结果 :文冠果XsKCS7基因在不同发育时期种子中的表达量远高于其他KCS基因;克隆XsKCS7基因,生物信息学分析显示,XsKCS7基因的开放阅读框为1,512 bp,编码503个氨基酸,含有典型的KCS家族保守基序“GMGCSA”、“FGNTSSSS”以及“GSGFKCNSAVW”,与橡胶树KCS的亲缘性关系最近,为67.62%; XsKCS7异源转化酿酒酵母鉴定其具有调控芥酸和神经酸合成的功能。 结论XsKCS7基因是调控文冠果种子芥酸和神经酸合成的关键基因。
日本落叶松瞬时转化体系的优化及初步应用
邢俊霞, 臧巧路, 叶查龙, 张陈谊, 程冬霞, 齐力旺, 杨玲, 李万峰
, doi: 10.12403/j.1001-1498.20230390
摘要:
目的 优化农杆菌介导的日本落叶松胚性愈伤组织瞬时转化体系。 方法 以液体增殖培养7 d的日本落叶松胚性愈伤组织为受体材料,利用携带β-葡糖醛酸酶基因(GUS)的pCAMBIA1305.1载体进行瞬时转化,根据GUS的表达量及酶活性,筛选最佳侵染液浓度、侵染时间和共培养时间。并利用筛选出的转化体系,分析落叶松scarecrow-like 6LaSCL6)启动子的活性。 结果 瞬时转化后,GUS表达明显。当侵染液浓度OD600为0.2,侵染5 min,共培养72 h时,GUS的表达量最高,∆CT值为-2.274 2;当侵染液浓度OD600为0.05,侵染5 min,共培养72 h时,GUS酶活性最高,为25.7286 U·L−1LaSCL6启动子的活性是CaMV35S启动子的1.55倍。 结论 综合考虑GUS的表达量和酶活性,当侵染液浓度OD600为0.05,侵染5 min,共培养24 h时,GUS的表达量和酶活性较高,这一条件可以用来进行日本落叶松胚性愈伤组织的高效转化。
同域两种竹蝗成虫形态学及生物学特性比较
冯加德, 王梅, 冯丹, 冯志伟, 文亦芾, 陈鹏
, doi: 10.12403/j.1001-1498.20230186
摘要:
目的 为比较同域混合发生的两种竹蝗属昆虫,即黄脊竹蝗(Ceracris kiangsu Tsai)与青脊竹蝗(Ceracris nigricornis Walker)形态学与生物学之间的异同点。 方法 采自同一地理区域的两种竹蝗的成虫,在大棚内饲养,对其形态特征:体长、触角、后足股节、头幅、外生殖器等,及生活习性:活动规律、交尾习性、寄主植物取食习性等进行观察记录和统计分析。 结果 结果表明,黄脊竹蝗雌成虫体长36.55 ± 1.42mm,触角23.46 ± 1.29mm,后足股节21.68 ± 0.28mm,头幅5.33 ± 0.2mm;雄成虫体长31.35 ± 0.75mm,触角23.22 ± 0.9mm,后足股节17.86 ± 0.23mm,头幅4.08 ± 0.19mm。青脊竹蝗雌成虫体长34.63 ± 0.44mm,触角18.34 ± 0.56mm,后足股节18.67 ± 1.62mm,头幅4.61 ± 0.18mm;雄成虫体长26.82 ± 2.77mm,触角17.75 ± 1.58mm,后足股节16.09 ± 0.47mm,头幅3.5 ± 0.29mm。同种竹蝗间雌雄成虫体长差异显著,两种竹蝗比较时雌雄体长、触角、后足股节以及头幅差异显著,雌性成虫的体长变化趋势相似,雌雄外生殖器结构相似。黄脊竹蝗交尾高峰期为14:00-17:00时,青脊竹蝗交尾高峰期为9:00-12:00时。两种竹蝗成虫在面对3种不同的寄主植物时表现出相同的取食偏好,均是最喜食毛竹(Phyllostachys edulis),其次是芭蕉(Musa basjoo),最后是无芒雀麦(Bromus inermis),但青脊竹蝗的取食量大于黄脊竹蝗。 结论 两种竹蝗形态和生物学习性表现出的相似性和差异性是两种竹蝗能够同域发生的基础,研究结果为监测和防控两种竹蝗提供了一定的基础信息支持。
不同间伐保留密度对杉木人工林枝条生长的影响
王佳琪, 马东旭, 蓝伟立, 陈块明, 林开敏
, doi: 10.12403/j.1001-1498.20230334
摘要:
目的 探究不同间伐后的林分保留密度对杉木人工林枝条发育的影响,为杉木无节材定向培育的间伐密度控制技术提供理论依据和技术支撑。 方法 以福建省沙县官庄国有林场9年生杉木人工林为研究对象,设置3种不同的林分保留密度1 200株·hm−2(间伐强度为67%, L)、1 800株·hm−2(间伐强度为51%, M)和2 250株·hm−2(间伐强度:27%, H),间伐后的第5年,在各样地内选取标准木进行观测,探讨不同间伐后的林分保留密度对杉木枝条发育的影响。 结果 1)枝条总量、8 m以下枝条数量、8 m以上枝条数量、死枝数量、活枝数量、均表现为:L>M>H,枯枝率表现为H>M>L;2)基径随间伐后的林分保留密度的减小而增大,表现为L>M>H,且L与H之间存在显著性差异(P<0.05),同时L的枝长大于M和H,说明低的林分保留密度更有利于枝条生长;3)活枝枝条基径和枝长呈明显的线性相关,死枝枝条基径和枝长线性相关性较小。4)死枝的基径、枝长、数量与活枝数量随树干垂直高度的增大而增大,活枝的基径与枝长随垂直高度的增大而减小,H、M的分枝角随垂直高度的增加而减小。5)死枝与活枝的基径、枝长与分枝角在南部区域(90°~225°)整体大于北部区域,但枝条数量在东部区域(0°~180°)大于西部区域。 结论 要根据不同的培育目的调整杉木的间伐后的林分保留密度,高的林分保留密度会抑制枝条基径和数量的生长,从而减少节子的大小和数量,提高木材质量。在杉木幼龄期时可以对林木进行修枝,以减少宿存枝条,达到提高木材质量、培育无节材的目的,综合本研究的3种间伐保留密度,其中1 800 株·hm−2的林分保留密度更适宜培育无节大径材。
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
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 本研究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。
格氏栲天然林凋落物对马尾松种子萌发的影响
贾梅花, 王哲, 刘金福, 晋梦然, 何中声, 邢聪, 施友文, 沈彩霞
摘要:
目的 为了解格氏栲天然林凋落物对主要伴生种马尾松更新的影响。 方法 通过不同分解程度及浓度天然林凋落物浸提液探究马尾松种子萌发和胚根生长的化感效应。 结果 表明:(1)影响马尾松种子发芽的主要因素是凋落物分解程度,与空白对照相比,未、全分解层凋落物对马尾松种子萌发无显著作用;半分解层抑制发芽率和发芽指数,促进发芽势。(2)影响胚根生长的主要因素是浸提液浓度和作用时间,并受分解程度-浓度-时间综合作用,未分解层对马尾松种子整个胚根生长期除极低浓度外,随浓度降低促进作用增强,1∶100浓度时促进作用最强;半分解层呈低浓度和高浓度促进,中间浓度抑制作用;全分解层总体呈促进作用,且随浓度降低促进作用减弱。(3)对应分析表明不同分解程度-浓度对马尾松种子萌发影响不显著,对胚根生长存在显著相关性。 结论 不同分解程度凋落物浸提液对马尾松种子萌发作用较弱,对胚根生长在低浓度下呈促进作用,保证林内马尾松幼苗数量,种间竞争加剧,进而导致格氏栲自然更新受抑。