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8种寄主幼树对美国白蛾幼虫生长发育及营养效应的影响
张书曼, 方静, 赵佳齐, 王楷, 任英杰, 孟昭军, 严善春
摘要:
目的 探究美国白蛾(Hyphantria cunea)对不同寄主幼树的适生性,科学保护林木、防控美国白蛾。 方法 以东北地区广泛分布及栽植的8种树(家榆、胡桃楸、旱柳、白桦、水曲柳、长白落叶松、山槐、紫椴)为实验对象,室内饲养并测定美国白蛾幼虫取食不同寄主幼树叶片后的生长发育和营养效应指标。 结果 取食家榆和胡桃楸的美国白蛾幼虫存活率较高,其次是水曲柳、旱柳和紫椴;取食长白落叶松的较低,其次是山槐。取食家榆和胡桃楸的美国白蛾幼虫体重、体长、头壳宽数值较高,其次是水曲柳、紫椴;取食山槐的较低,其次是白桦。取食胡桃楸、家榆、水曲柳的美国白蛾幼虫化蛹率、羽化率数值较高,发育历期较短,其次是紫椴;取食长白落叶松和山槐不能化蛹,取食白桦、山槐、长白落叶松的不能羽化且发育历期较长。美国白蛾幼虫对家榆、胡桃楸、水曲柳取食量较大,其次是紫椴、旱柳;取食家榆和胡桃楸的幼虫食物利用率和食物转换率均处于较高水平,其次是紫椴、水曲柳;幼虫对山槐和白桦的取食量较低,其食物利用率和食物转换率均处于较低水平;幼虫食物消耗率与其食物利用率和食物转换率结果相反。 结论 家榆和胡桃楸较适合美国白蛾幼虫生长发育,其次是水曲柳、紫椴;而长白落叶松、山槐不适于其生长;表明美国白蛾对多种寄主有不同的适生性和营养利用策略。
中国常见壳斗科植物瘿蜂昆虫及3新记录种
潘柯宇, 巫建军, 龙承鹏, 曲爱军, 王义平
摘要:
目的 明晰我国壳斗科植物瘿蜂昆虫种类,为瘿蜂科昆虫的野外采集、快速鉴定、及时预报提供依据。 方法 通过实地调查采集虫瘿和室内饲养,对我国9种常见壳斗科植物上的瘿蜂昆虫种类进行调查与分类鉴定。 结果 危害我国常见壳斗科的瘿蜂科15种,隶属于8属,包括3种中国新记录和12种已知种。 结论 文中记录了15个种类的寄主、分布范围及虫瘿特征,并提供了12个种类的虫瘿特征照片,明确了大部分瘿蜂昆虫的寄主植物。
基于UHPLC–QTOF–MS技术的五倍子单宁成分分析
倪冰冰, 刘宏, 于立洋, 张国昀, 何彩云, 张建国
摘要:
目的 基于超高效液相色谱–四极杆飞行时间–质谱(UHPLC–QTOF–MS)技术分析五倍子中单宁成分,建立一种有效的五倍子单宁成分测定方法,并解析单宁的裂解规律。 方法 使用高温和超声波辅助方法提取五倍子中的酚类化合物,基于二级质谱推定化合物的裂解途径。 结果 共鉴定到20种化合物,包含14种没食子单宁、3种酚酸、2种没食子酸酯和1种黄烷醇。以高温121℃为提取条件,均未鉴定到分子质量高于1 500 Da的没食子单宁,而在超声波辅助提取的五倍子水提取液中,成功地检测到1–O–没食子酰基葡萄糖至14–O–没食子酰基葡萄糖,其中,超声功率1 500 W,提取温度65℃条件下,鉴定到更多的没食子单宁异构体。MS/MS图谱显示,五倍子单宁主要通过没食子酸、没食子酰基、糖苷、水、羧基的损失进行裂解。 结论 本研究证明,超声波辅助提取条件下,应用UHPLC–QTOF–MS技术能够全面高效地分析五倍子中的单宁成分,本研究为富含单宁的植物的化学成分研究提供参考依据。
防火林带景观树种枯落物的高效降解真菌筛选及效果评估
徐明
摘要:
目的 通过筛选和优化菌株并应用于防火林带景观树种枯枝落叶的降解中,这有利于森林防火和枯枝落叶的循环利用。 方法 采用种枯枝落叶叶片条降解法、降解失重法筛选出强降解菌株,用强降解菌株及其联用的降解失重效果等的实验分析,选出强降解菌株及其混合联用组合,并分析其对枯枝落叶的降解作用。 结果 通过11菌株对12种防火林带景观树种枯枝落叶的降解实验,筛选出绵皮卧孔菌(Postia placenta (Pp))、康宁木霉(Trichoderma koningii(Tk1))和云芝(Polystictus versicolor(Pv))等3株强降解菌株;3菌株单用及其联用对檫树、红叶石楠和木荷枯枝落叶降解失重率分别为54.3% ± 2.3%和62.1% ± 3.3%。 结论 筛选出的3菌株单用及其联用组合,Pp + Pv、Pv + Tk1和Pp + Tk1对防火林带景观树种枯枝落叶有明显的降解效果,可用于苏南丘陵山区的防火和枯枝落叶处理工作。
基于连清样地数据的全国杉木人工林平均木树高-胸径模型
牛思圆, 刘鹏举, 雷相东, 任怡, 高影
摘要:
目的 基于我国森林资源连续清查(简称“连清”)样地数据,分省区研建全国杉木人工林平均木树高-胸径的最优基础模型,以期为全国各省区杉木人工林的树高预测提供基础模型。 方法 研究范围为杉木人工林分布的15个省份,数据来自第六次、第七次连清样地数据的树高调查表,总样本数为23 239个。选取18种基础生长方程作为候选模型,分别拟合各省区杉木平均木树高与胸径的关系,根据模型的决定系数(R2)、平均绝对误差(MAE)、平均相对误差(MRE)、均方根误差(RMSE)和平均预估误差(MPE),并结合模型残差分布图,确定各省区最优模型,同时采用5折法验证各省区最优模型的预测能力,最终决定各省区最优树高-胸径模型。 结果 15个省区的杉木最优树高-胸径模型并不相同,四川、云南、重庆、陕西、浙江、江西、湖南、广西的最优模型为模型18(Mitscherlich方程),江苏、安徽、河南和福建的最优模型为模型16(Hossfeld方程),广东、湖北、贵州的最优模型分别为模型10(双曲线方程)、模型11(Logistic方程)和模型13(Gompertz方程),R2分布在0.602~0.807之间,MAE分布在0.94~1.53 m之间,MRE分布在−2.93%~−4.72%之间,RMSE分布在1.23~2.00 m之间,MPE分布在0.50%~2.77%之间。模型拟合效果较好,满足精度要求,且参数具有生物学意义,可作为全国各省区杉木人工林平均木树高-胸径基础模型。 结论 本研究构建全国杉木人工林分布的15个省区的最优树高-胸径基础模型,能较好的模拟各省区的杉木平均木树高随胸径的变化规律,可以作为全国各省区基本的杉木人工林平均木树高-胸径模型,为各省区杉木人工林的树高预测提供依据。
丛枝菌根真菌和不同形态氮对杉木幼苗根际土壤氮磷养分含量及其相关酶化学计量比的影响
雷梅, 甘子莹, 谭世广, 宋秀玲, 上官翰婷, 丘清燕
摘要:
目的 探究丛枝菌根真菌(AMF)和不同形态氮(NH4 + -N、NO3-N)对杉木根际土壤氮(N)与磷(P)养分含量、相关酶活性及其化学计量比的影响,为杉木人工林的可持续经营管理提供理论依据与数据支持。 方法 本研究以1年生杉木幼苗为研究对象,采用盆栽实验,研究杉木幼苗在接种摩西球囊霉(G. mosseae, Gm)和添加不同形态N(NH4 + -N、NO3-N)后根际土壤N、P养分含量及其相关酶活性与化学计量比的变化。 结果 (1)AMF接种提高了土壤有效P含量,降低了土壤中硝态氮、铵态氮、可溶性有机氮以及全P含量,而且与NH4 + -N处理相比,NO3-N处理下AMF对土壤N、P养分的调节作用更为显著(p<0.05);(2) AMF和不同形态N添加提高了土壤中酸性磷酸酶(AP)、脲酶(URE)、N-乙酰-β-D葡萄糖苷酶(NAG)活性,其中NH4 + -N处理下AMF更有利于提高URE活性,NO3-N处理下AMF更有利于提高NAG活性。(3)接种AMF降低了土壤URE:AP、PRO:AP以及NAG:AP的比值(p<0.05),且在NO3-N处理下土壤URE:AP、PRO:AP的化学计量比的下降幅度高于NH4 + -N处理。 结论 AMF接种通过提高土壤中氮磷相关转化酶的活性,降低氮磷转化酶的化学计量比来提高杉木土壤P有效性,促进土壤中有效N、P向植物体内的转移,维持土壤N、P平衡,且NO3-N处理下AMF对土壤N、P平衡的调节效果强于NH4 + -N处理。
元宝枫、三角枫及金沙枫叶片柯里拉京含量的变异与季节变化
苏亚静, 鲁仪增, 乔谦, 孙忠奎, 武冲, 燕语, 程甜甜, 张林, 丰震
摘要:
目的 为进一步开发元宝枫、三角枫和金沙枫的药用价值,丰富用于提取柯里拉京的植物资源并提升这 3 种枫树的药用价值以及筛选药赏兼用型品种。 方法 采用超高效液相色谱法(UPLC)对元宝枫、三角枫和金沙枫叶片中的柯里拉京进行测定,以XBridge C18 (4.6 × 150 mm, 3.5 µm)为色谱柱,以0.4%甲酸水溶液和甲醇为流动相,流速为0.3 mL·min−1,柱温为25 ℃,检测波长 270 nm,进样量2 μL。 结果 元宝枫、三角枫和金沙枫的叶片中都含有柯里拉京;不同树种之间柯里拉京含量存在较大差异,三角枫含量最高,金沙枫次之,元宝枫最低;不同品种之间柯里拉京含量也存在较大差异,三角枫4个品种中‘兴旺’平均含量最高,而‘千里红’在10月达到6.888 7 mg·g−1的峰值;金沙枫‘鲁绿’在6月达最高值2.664 0 mg·g−1;元宝枫4个品种中,‘绿宝石’在6月达最高值0.607 9 mg·g−1,不同采收时间柯里拉京含量也存在较大差异,三角枫峰值多在10月,元宝枫和金沙枫最高值多出现在5月和6月。 结论 首次揭示元宝枫、三角枫和金沙枫叶片中含有柯里拉京,其中,三角枫更适合作为提取柯里拉京的原材料,金沙枫和元宝枫可作为候选资源。
陕北不同恢复年限中国沙棘人工林土壤可溶性氮组分时空变化研究
赵满兴, 马文全, 张霞, 马卓, 白二磊, 南国卫
摘要:
目的 探究陕北黄土丘陵区退耕还林后不同林龄中国沙棘林可溶性氮组分累积的季节变化和垂直分布规律,为深入研究该区域不同恢复年限中国沙棘林的退耕效果评价和土壤氮库管理提供理论依据。 方法 以志丹县金丁镇不同恢复年限(5、15、20 a)中国沙棘人工林为研究对象,以荒草地为对照,采集0~10、10~20、20~30 cm土壤样品,分析土壤可溶性氮组分含量和比例的季节动态变化及土壤垂直分布的动态变化。 结果 随着恢复年限的延长,中国沙棘人工林均增加了土壤可溶性氮组分含量,对于土壤硝态氮和SON而言,20a与5a中国沙棘人工林间有显著差异,荒草地与5 a中国沙棘林间无显著差异;土壤铵态氮在不同恢复年限的间没有达到显著差异水平。不同恢复年限中国沙棘林土壤硝态氮和SON变化趋势一致,均为20 a中国沙棘林>15 a中国沙棘林>荒草地>5 a中国沙棘林,且均呈现表聚现象。土壤铵态氮含量大小关系为15 a中国沙棘林>20 a中国沙棘林>5 a中国沙棘林>荒草地,表层的铵态氮平均含量最低。土壤可溶性氮组分在不同土层间均差异不显著。土壤硝态氮表现为夏季最高,冬季或秋季最低;铵态氮表现为夏季或秋季最高,冬季最低;SON则为春冬季高于夏秋季。SON、硝态氮和铵态氮占可溶性总氮比例分别为80.3%、10.2%和9.5%。不同年限中国沙棘林SON占可溶性总氮比例为春冬季高于夏秋季,硝态氮和铵态氮大部分为夏秋季高于春冬季。 结论 在陕北黄土丘陵区,营造中国沙棘人工林可以有效提高土壤可溶性氮组分,随着林龄增加,土壤氮素累积效果越明显。
油茶巢式交配子代果实和油脂性状的遗传分析
柴静瑜, 王开良, 姚小华, 滕建华, 林萍
摘要:
目的 为选配油茶杂交育种最优亲本和最佳亲本组合,探索种间杂交策略,提升育种效率,获得最大遗传增益。 方法 以巢式交配的种内、种间杂交子代林为试材,测定单果质量、鲜果出籽率、干籽出仁率、种仁含油率以及脂肪酸成分含量等11个经济性状,分析母本的一般配合力(GCA)和杂交组合的特殊配合力(SCA),解析各性状的遗传控制模式。 结果 11个经济性状在12个杂交组合间均存在极显著差异,且变异主要来源于父本效应(P<0.01),母本效应仅硬脂酸和亚油酸含量差异显著 (P<0.05)。综合分析亲本主要经济性状的GCA与SCA表明,普通油茶种内杂交组合4 × 23在以单果质量、鲜果出籽率、干籽出仁率、种仁含油率和油酸含量等性状为育种目标时可作为优选杂交组合。普通油茶和小果油茶的种间杂交组合53 × 小3可在单果质量、棕榈酸、亚油酸和α-亚麻酸含量育种中加以利用;组合53 × 小2在鲜果出籽率、干籽出仁率、种仁含油率和油酸含量上具有育种优势。遗传效应分析表明,硬脂酸、油酸和亚油酸含量主要受加性遗传控制,其余8个经济性状的非加性遗传方差显著高于加性遗传方差。11个经济性状的单株遗传力大于家系遗传力,油茶杂交育种中应采用全同胞家系内选择优良单株的育种策略。 结论 油茶成林的经济性状主要受遗传控制,受环境影响较小。单果质量、鲜果出籽率、干籽出仁率、种仁含油率、棕榈酸、棕榈烯酸、α-亚麻酸和顺-11-二十碳烯酸含量等8个性状均以非加性基因效应控制为主,加性基因效应影响程度较低。在开展种间杂交工作时,双亲的SCA评估应放在首位。本研究首次以油茶杂交子代成林为材料,探索了普通油茶与小果油茶种间杂交的亲本配置及遗传效应规律,对指导油茶种间杂交育种奠定了理论基础。
不同栽培区气候条件对‘燕山早丰’板栗坚果经济性状的影响
樊晓芸, 郭素娟, 江锡兵, 李艳华
摘要:
目的 筛选影响不同栽培区‘燕山早丰’板栗坚果品质的关键气候因子,建立‘燕山早丰’板栗栽培关键气候因子评价体系,为‘燕山早丰’板栗品种科学种植和引种区划提供理论依据。 方法 以8个不同栽培区‘燕山早丰’板栗品种为研究对象,将坚果品质指标与气候因子进行相关性分析和回归分析,并构建坚果品质指标与关键气候因子的非线性回归方程。 结果 ‘燕山早丰’在浙江金华坚果横径(33.63 mm)、坚果纵径(26.98 mm)、果形指数(0.73)和单粒质量(10.86 g)均高于其他栽培区,在河北迁西可溶性糖含量(19.01%)和支链淀粉/直链淀粉比值(1.69)均高于其他地区;影响‘燕山早丰’坚果品质的关键气候因子为温度因子、光照因子和水分因子,且温度因子中生长季均温日较差对坚果品质影响最大;‘燕山早丰’在生长季均温日较差25.89℃的生态区域坚果品质表现最佳,其品质指标优化值为:可溶性糖含量25.63%、支链淀粉/直链淀粉比值1.93、蛋白质含量8.32%。 结论 日照时数越长、平均温度越大、生长季均温日较差越大的气候条件有利于‘燕山早丰’甜糯品质的形成。
筛胸梳爪叩甲幼虫对竹笋挥发物及CO2的行为反应
张威, 滕莹, 黄徐骏, 李志红, 张亚波, 舒金平, 王浩杰
, doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2022.006.005
摘要:
目的 探析南方竹区重要地下害虫筛胸梳爪叩甲幼虫定位寄主的行为及化学机制,为竹林金针虫的高效监测及防控提供科学依据。 方法 利用双向选择仪测定筛胸梳爪叩甲幼虫对竹笋和CO2释放剂颗粒的行为反应。采用固相微萃取气质联用法(SPME-GC-MS)收集鉴定雷竹鲜笋的挥发性组分,并测定其相对含量。 结果 竹笋和CO2释放剂均能显著引发筛胸梳爪叩甲幼虫定向运动。筛胸梳爪叩甲幼虫对不同质量鲜笋的取食选择无显著差异(P>0.05),而不同浓度的CO2释放剂对筛胸梳爪叩甲幼虫的定向行为有显著影响(P<0.05)。在竹笋和CO2释放剂之间,筛胸梳爪叩甲幼虫显著偏好竹笋(P<0.05)。收集鉴定雷竹笋挥发物17种,相对含量较高为烯烃类化合物(66.62%)和倍半萜(27.98%),倍半萜中以α-葎草烯含量最高。 结论 筛胸梳爪叩甲幼虫对新鲜雷竹笋和CO2释放剂颗粒均有显著趋向性,筛胸梳爪叩甲幼虫更偏好新鲜竹笋,相比CO2释放剂,竹笋萌发时所释放的挥发物对竹林金针虫搜寻寄主更为有效。本研究分离鉴定7种可能对筛胸梳爪叩甲幼虫具有吸引作用的萜烯类化合物,为竹林金针虫新型防控技术研发提供了重要依据。
桉树液流径向变化及其对整树蒸腾估算的影响
秦佳双, 顾大形, 倪隆康, 何文, 林芙蓉, 周翠鸣
, doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2022.006.019
摘要:
目的 分析液流密度径向差异及其对整树蒸腾量估算的影响,以期为中大径级桉树人工林蒸腾的准确估算和尺度扩展提供可靠依据。 方法 采用Granier热扩散探针法(TDP)测定了10年生中等径级尾巨桉(Eucalyptus urophylla × Eucalyptus grandis)3个边材径向深度0~2、2~4、4~6 cm的液流密度。 结果 尾巨桉液流密度径向分布格局为递减型,日变化格局均为单峰型。用单点径向深度0~2、2~4、4~6 cm液流密度代表整个边材液流密度估算的整树日蒸腾量Tr2Tr4Tr6较基于多点估算值Tr246分别高估92.9%、低估28.2%和低估74.0%。由于0~2 cm 边材深度液流密度对环境变化较为敏感,并且 Tr2Tr246之间的拟合精度较高(R2=0.964),因此,基于Tr2构建的整树日蒸腾量估算校正函数Tr246=0.522Tr2有效的提高了整树蒸腾估算的便捷性和准确度。 结论 中等径级尾巨桉液流密度具有明显的径向变化特征,不考虑这种径向变化将会导致整树蒸腾估算的较大误差。基于边材最外侧(0~2 cm)液流密度估算的整树蒸腾经过校正后可以方便准确地估算中等径级桉树人工林蒸腾耗水。
缓释肥 × 菌根菌对赤皮青冈容器苗生长性状和养分状况的影响
黄盛怡, 杨孟晴, 王斌, 周志春, 王秀花, 徐卫可, 吴仁超
, doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2022.006.018
摘要:
目的 基于不同缓释肥添加梯度和接种菌根菌互作试验,分析缓释肥添加和接种菌根菌对赤皮青冈1年生容器苗生长性状和养分状况的作用规律,以提高赤皮青冈容器苗的菌根化育苗水平。 方法 采用裂区试验设计,主区为菌根菌处理,分为接种(育苗容器中间部位注射浓度为36.28 mg·mL-1 的彩色豆马勃10 mL)与不接种2个处理;副区为基质缓释肥添加处理,设置5个缓释肥添加梯度(1.50、2.25、3.00、3.75和4.50 kg·m-3)。 结果 接种菌根菌对不同缓释肥梯度下1年生赤皮青冈容器苗生长均有促进作用,缓释肥添加和接种菌根菌对容器苗总生物量和P利用指数有显著的互作效应。接种菌根菌后,赤皮青冈容器苗苗高、地径、高径比、总生物量、总根长和根系直径等生长性状相比不接种分别增加18.70%、7.16%、10.75%、24.55%、1.02%和18.47%,N含量、N吸收量和N利用指数、P吸收量和P利用指数分别增加2.04%、27.10%、27.67%、19.72%和30.52%,P含量降低2.94%,除总根长和N、P含量外各生长性状和养分状况指标接种和不接种存在极显著差异。无论是否接种菌根菌,随缓释肥添加量增加,除根系直径无明显变化外各生长性状均呈先增加后降低趋势,P含量和P吸收量整体呈增加趋势,在缓释肥添加量为3 kg·cm−3时生长表现最好。不接种菌根菌容器苗N含量和N吸收量呈先增加后降低趋势,N、P利用指数呈先降低后增加趋势,接种菌根菌后N、P利用指数变化趋势正好相反,呈先增加后降低趋势,N含量和N吸收量无明显变化规律。 结论 接种外生菌根菌彩色豆马勃可促进赤皮青冈容器苗的生长,提高N、P养分利用效率,低缓释肥添加量下菌根的促生效应更显著。生产中可通过接种菌根菌提高容器苗质量,同时减少缓释肥使用量,有助于培育赤皮青冈优质苗木并节约育苗成本。
滇中亚高山林地土壤团聚体结构及其对优先路径的影响
卢华兴, 赵洋毅, 段旭, 朱梦雪, 涂晓云, 杨文艳
, doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2022.006.003
摘要:
目的 分析滇中亚高山林地土壤团聚体结构对土壤优先路径形成的影响,揭示林地土壤优先路径的形成与发生机理,深化对森林生态系统土壤水文过程的认识,为滇中林区水源涵养林建设、天然林植被恢复与重建提供科学依据。 方法 选取滇中亚高山云南松林、华山松林、滇油杉林、高山栎林4种林地土壤为研究对象,利用染色示踪法,结合Photoshop CS 5、Image Pro Plus 6.0、Surfer 15图像处理软件提取土壤优先路径,同时系统评价土壤团聚体结构特征,采用相关分析、主成分分析、灰色关联分析、耦合度分析等方法探讨土壤团聚体结构对优先路径的影响。 结果 (1)研究区4种林地土壤具有良好的团聚体结构,结构稳定性依次为:华山松林>滇油杉林>云南松林>高山栎林,土壤团聚体结构受林地类型、土层深度的影响显著(P<0.05),且与不同粒级水稳定性团聚体含量有相关性。(2)林地土壤优先流具有优势性,华山松林优先路径的连通性优于云南松林、高山栎林和滇油杉林,优先路径数量随着土层深度增加逐渐减少。(3)粒径>0.25 mm水稳定性团聚体含量(WSA)、平均质量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)、平均质量比表面积(MWSSA)、结构体破坏率(PAD)、分形维数(D)能较好地评价土壤团聚体结构特征,与优先路径数量的关联度>0.62,属于中等关联,是影响优先路径形成的重要因素。(4)滇中亚高山林地土壤团聚体结构与优先路径数量的平均耦合度为0.683,系统属于弱协调,耦合协调程度依次为:0.728(云南松林)>0.681(华山松林)>0.663(高山栎林)>0.662(滇油杉林)。 结论 土壤团聚体结构是影响土壤优先路径形成与发生的重要因素,但对优先路径的产生不起决定性作用。
横断山脉亚高山高山栎根系可培养真菌的多样性研究
李鸿博, 马莉, 黄耀华, 康定旭, 伍建榕, 马焕成, 陈诗
, doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2022.006.013
摘要:
目的 了解横断山脉亚高山高山栎根系可培养真菌组成及多样性。 方法 以该地区3种高山栎根系为材料,利用根系浸泡染色方法观察根系内真菌共生状况,并对根内真菌进行分离和纯化,结合形态学与分子生物学的方法对其种类进行鉴定。 结果 根系染色可发现大量暗色有隔真菌和AMF丛枝结构,共鉴定出17科20属27种真菌,发现1种外生菌根真菌Ceratobasidiaceae(GSL1-7),4种暗色有隔真菌(DSE)Boeremia exigua var. exigua(GSL1-F)、Phoma herbarum(GSL20-A)、Phialophora mustea(GSL2-2,GSL2-9)、Paraboeremia putaminum(GSL4-F,GSL20-B),以及2种有促生作用的真菌Pseudogymnoascus roseus(GSL4-1-A,GSL4-2)和Trichoderma tomentosum(GSL80-D)。α多样性分析发现,3种高山栎根系内生真菌多样性丰富,但差异不显著。4种DSE和3种植物促生真菌在根系中占比可达31.3%。 结论 该类益生真菌对高山栎在横断山脉恶劣环境条件下的适应性生长发挥重要作用。本研究结果初步为阐明横断山脉地区高山栎的生态适应性机制提供了理论依据,同时为开发利用促生菌在高山栎育苗中的应用提供了活体菌种资源。
基于核桃参考基因组的SSR位点鉴定分析和单态性标记开发
贺君星, 马庆国, 裴东, 张俊佩
, doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2022.006.010
摘要:
目的 为了阐明核桃(Juglans regia L.)(2n=2x=32)全基因组不同染色体上SSR位点数量及其分布特征,开发并验证单态性SSR引物。 方法 基于核桃品种‘中牧查一’的高质量参考基因组序列图谱,使用MISA软件筛选并分析SSR位点,利用Primer 3.0进行引物设计,通过电子PCR进行引物多态性分析,筛选并合成单态性SSR引物并通过真实PCR实验验证其有效性。 结果 (1)在全基因组16条染色体上鉴定得到了共计357 629 个SSR位点,分布密度为662.28 SSRs·Mb−1,其中,10~30 bp长度的短序列占95.00%以上,优势重复单元以A/T碱基为主;不同染色体上SSR位点数量差异较大,其中,Chr1染色体上SSR位点数量最多,Chr16染色体上最少,SSR重复单元的数量及种类与染色体长度呈极显著正相关,进一步统计分析获得的644 种稀有SSR单元中六核苷酸重复基元占多数;(2)基于不同染色体上SSR重复单元的类型和数量构建分布矩阵,聚类分析发现,以遗传距离0.075为阈值可将所有染色体分为4组,其中,第4组中成员最多(11条),而第1组中仅有Chr10染色体,总体看,Chr10染色体自成一个主枝,显示其可能经历了较为保守的进化过程;(3)利用SSR 位点侧翼的保守序列设计出SSR引物303 009对,通过电子PCR筛选并随机合成了32对单态性引物进行验证,其中,30对(93.75%)在6 个核桃品种中扩增出了清晰的目标产物,28对(87.50%)的PCR扩增结果与电子PCR评估结果一致。 结论 本研究鉴定了‘中牧查一’核桃参考基因组不同染色体序列中的SSR位点,发现其数量和重复类型变化较大,且与染色体长度呈极显著正相关,单碱基重复的SSR是最常见的类型。建立了电子PCR与传统方法联用的引物开发流程,同时验证了其有效性,为核桃SSR引物的个性化快速开发提供了有效策略。筛选获得的28对单态性引物可为分子辅助育种中杂交子代“私生检测”等研究提供科学借鉴与参考。
板栗坚果营养物质和抗氧化成分综合评价
武妍妍, 史文石, 石新如, 陈荣荣, 赵悦, 赵佳冰, 江泽平, 王志伟, 史胜青
, doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2022.006.002
摘要:
目的 探讨抗氧化酶作为种质评价指标的可行性,完善板栗优良种质资源评价体系。 方法 在河北省燕山地区收集18份板栗(Castanea mollissima)种质,测定外观特征、营养物质及抗氧化成分(4种酶指标:超氧化物歧化酶(SOD)、多酚氧化酶(PPO)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和3种非酶指标:总多酚、总黄酮和维生素C),并在有或无抗氧化酶时进行基于隶属函数-因子分析相结合的综合评价,筛选优良种质资源。 结果 18份板栗种质单果鲜质量TPZ的最大(12.51 g),QTC的最小(7.88 g),平均为9.65 g;含水量TPZ的最高(51.59%),LJT的最低(45.95%),平均为48.85%;淀粉含量LJT的最高(53.69%),JCY-1最低(38.28%),平均为46.81%;可溶性糖含量ZQ1的最高(11.62%),YHZ的最低(4.51%),平均为7.96%;SOD活性TPZ的最高(1 310.42 U·g−1),ZQ1的最低(717.40 U·g−1),平均为1 012.37 U·g−1;POD活性JIH的最高(5 965.33 U·g−1),JCY-3的最低(3 009.33 U·g−1),平均为4 168.67 U·g−1 结论 根据有或无4种抗氧化酶,现有4份栽培品种综合得分排名都是:QX107>QL3113>QX3113>HHZ20。除3个良种外,ZJ2和ZQ1可作为候选优良种质深入挖掘;抗氧化指标SOD、POD、CAT和PPO可考虑作为板栗种质评价的指标。
马尾松和红锥叶片解剖和光合对穿透雨减少的响应
郭鑫炜, 刘世荣, 王晖, 陈志成, 聂秀青, 张京磊, 明安刚, 陈琳
, doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2022.006.001
摘要:
目的 探究8 a干旱胁迫条件下树木叶片光合生理特征与叶片解剖结构的响应及二者之间的关系。 方法 在南亚热带选取2种典型人工林(马尾松和红锥)设置林内穿透雨减少的模拟干旱实验,在穿透雨减少8 a后测定叶片气体交换参数、叶绿素荧光参数、叶片解剖特征以及叶片养分(N、P)含量。 结果 (1)穿透雨减少后,马尾松针叶上、下表皮、叶片厚度以及气孔密度显著增加,而红锥仅叶片上表皮厚度显著增加,海绵组织厚度显著降低。(2)马尾松和红锥的气体交换参数(净光合速率Pn、气孔导度Gs、蒸腾速率Tr)、叶绿素荧光参数(光系统Ⅱ最大光化学效率Fv/Fm、实际光化学效率 ΦPSII,表观电子传递速率ETR)以及叶氮、磷含量在穿透雨减少8 a后均未发生显著变化。(3)与马尾松相比,红锥受到的气孔限制(Ls)更大,水分利用效率(WUE)更高,尤其在干季更明显。 结论 马尾松和红锥应对干旱胁迫的策略存在差异,马尾松通过调节叶片解剖结构产生更具耐旱的针叶来应对干旱,红锥则更倾向通过调节气孔(Ls)、提高水分利用效率(WUE)来适应干旱。
环境友好型保水材料对土壤水分特征的影响及评价
侯美娟, 蔚阿龙, 丛日春
, doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2022.006.020
摘要:
目的 探究环境友好型保水材料对土壤水分特征的影响。 方法 选用岩棉、生物炭和炭棉3种环境友好型保水材料与聚丙烯酸钠盐型、丙烯酰胺-丙烯酸钾聚合型、聚丙烯酸钾盐型3种传统保水材料及CK对比研究。以沙土为基质,按不同质量比与各种保水材料均匀混合,通过控水试验,分别测定保水材料土壤水分动态曲线和水分特征曲线,分析保水材料对土壤水分特性的影响并进行评价。 结果 环境友好型保水材料均能降低土壤密度,增加土壤孔隙度和持水量。其中10%炭棉对各持水参数都有显著影响。自然干旱条件下,与CK相比,各保水材料均能有效抑制土壤水分蒸发。在40 d时间内,10%炭棉在整个失水过程中保持水分的效果最好,干旱胁迫40 d后,10%炭棉比CK组含水量高3.37%。6种保水材料均能提高土壤有效水含量,由多到少排序为T3>N>H>T2>S3>S2>D3>K>D2>S1>T1>D1>CK,其中10%炭棉处理的土壤有效含水量最高。 结论 通过主成分分析和隶属函数法综合评价得出,环境友好型保水材料中10%炭棉保水效果最好。
北方蒙古栎和栓皮栎林蛾类多样性比较分析
任雪毓, 庞岩, 王梅, 李国宏, 王艳军, 李建忠, 王鸿斌
, doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2022.006.016
摘要:
目的 调查比较我国北方两种主要天然栎林生态系统-栓皮栎和蒙古栎林蛾类群落结构组成及多样性,揭示其生境与时序变化特征,为栎林蛾类害虫监测与控制提供依据。 方法 选择北京门头沟区九龙山栓皮栎林、河北滦平县蒙古栎林和内蒙古克什克腾旗蒙古栎林3个典型样地,2019年6—9月利用灯诱法进行定期采集,比较不同样地和时间内蛾类组成与多样性差异。 结果 3个样地共获得蛾类成虫21科293种,夜蛾科和尺蛾科数量及种类最丰富;蛾类群落种类组成空间与时间差异明显;河北蒙古栎林蛾类组成结构与北京栓皮栎林相似性高于同为蒙古栎林的内蒙古样地;蛾类成虫出现期时序变化显著,种类和个体数量均在7月份达到最高。多样性结果表明北京栓皮栎林和内蒙古蒙古栎林生境内的蛾类群落Marglef丰富度指数、Shannon多样性指数和Pielou均匀度指数均高于河北蒙古栎林,群落表现稳定。其中Marglef丰富度指数在科级指数变化与属、种级指数变化表现明显差异,而其它指数变化呈一致性。 结论 栎林蛾类昆虫群落组成与多样性呈现明显的时空异质性格局,环境因素直接影响蛾类生物多样性,不同阶元丰富度指标可判别类群地理分布与分化程度。
麻竖毛天牛不同虫态对松褐天牛肿腿蜂寄生成功率和子代发育的影响
唐艳龙, 王丽娜, 贾结利, 康奎, 曾伯平, 魏可
, doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2022.006.009
摘要:
目的 为了明确不同虫态的麻竖毛天牛(Thyestilla gebleri)对松褐天牛肿腿蜂(Sclerodermus alternatusi)寄生行为和子代发育的影响,进一步筛选和高效利用替代寄主。 方法 利用麻竖毛天牛老熟幼虫和蛹作为繁蜂寄主,比较松褐天牛肿腿蜂对两种虫态麻竖毛天牛的寄生率、子代发育历期、子代羽化率和数量的差异。 结果 松褐天牛肿腿蜂可寄生麻竖毛天牛的幼虫和蛹,寄生率无显著差异。然而,用麻竖毛天牛幼虫繁育松褐天牛肿腿蜂时子代蜂羽化率为93.33%,显著高于麻竖毛天牛蛹作繁蜂寄主时的57.69%。用麻竖毛天牛幼虫和蛹繁育松褐天牛肿腿蜂时,雌蜂产卵前期分别为6.63 d和6.43 d,两者无显著差异;其子代的卵期、幼虫期、蛹期及幼期历期均无显著差异,分别平均为4.34 d和4.57 d、8.34 d和8.52 d、19.89 d和20.07 d及32.61 d和33.40 d。用麻竖毛天牛幼虫繁育的松褐天牛肿腿蜂的子代雌蜂数量和子代总数为39.50头和41.18头,用麻竖毛天牛蛹繁蜂时分别平均为30.80头和32.20头,均存显著差异。在两种虫态寄主上育出的松褐天牛肿腿蜂雄性子代数无显著差异,分别平均为1.96头和1.40头;雄性比亦没有显著差异,分别平均为5.00%和4.45%。 结果 用麻竖毛天牛老熟幼虫作寄主时,松褐天牛肿腿蜂子代羽化率更高,繁育得到的子代数量更多。麻竖毛天牛蛹可作为替代寄主繁育松褐天牛肿腿蜂,但繁蜂效率低于天牛幼虫。
3-溴丙酮酸对美国白蛾核型多角体病毒的增效作用
刘瑞霞, 李恩杰, 柏超, 王青华, 段立清
, doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2022.006.011
摘要:
目的 利用3-溴丙酮酸(3-BrPA)作为美国白蛾核型多角体病毒(HycuNPV)的生物增效剂,探讨3-BrPA对HycuNPV的毒力和对美国白蛾生长发育的影响,为进一步推进HycuNPV杀虫剂的应用提供新的增效剂。 方法 通过室内在HycuNPV中添加不同剂量3-BrPA,分析其对HycuNPV的增效作用以及对美国白蛾生长发育的影响。 结果 室内生物活性结果表明,3-BrPA对HycuNPV具有增效作用,不仅可以提高HycuNPV的感染能力,还能提高杀虫速度。当3-BrPA的添加剂量为5.0、10.0和15.0 mg·g−1时,HycuNPV作用于美国白蛾3龄幼虫的LC50都有不同程度地降低;并且对HycuNPV的增效倍数(SR)分别为825.14、164.72和0.47,共毒系数(CTC)分别为82 613.63、16 579.25和147.27。不同浓度的HycuNPV在不同剂量的3-BrPA作用下,其杀虫效果各不相同。添加不同剂量的3-BrPA,LT50缩短了3.280~9.724 d。根据SR、CTC、LT50及ST等指标评判,在浓度为9.0 × 105 OBs·mL−1的HycuNPV中添加5.0 mg·g−1的3-BrPA时,增效作用最优。此外,3-BrPA和HycuNPV联合作用还显著抑制了幼虫的生长发育,且存活幼虫的化蛹率和羽化率均低于单独使用病毒杀虫剂。 结论 3-BrPA对HycuNPV具有增效作用,有望作为理想的病毒杀虫剂的增效剂。
九叶青花椒叶绿体基因组结构及系统进化分析
刘霞, 孙冲, 黄勤琴, 谢润泸, 刘浩文, 陈泽雄
摘要:
目的 揭示九叶青花椒叶绿体基因组的结构特征及其与其他物种的系统进化关系,为花椒属种质资源的鉴定、新品种的培育及品种间的遗传分析提供参考。 方法 使用改良CTAB法提取九叶青花椒叶片总DNA。利用BGISeq-500平台进行高通量测序,SPAdes v3.13.0软件组装叶绿体基因组,通过GeSeq注释九叶青花椒的全叶绿体基因组信息,对其叶绿体基因组序列的结构特征、重复序列、密码子偏好性及系统进化关系进行分析。 结果 九叶青花椒叶绿体基因组为典型的四分体组成结构,全长序列为158 558 bp,编码133个基因;测到19个串联重复序列,49个长片段重复,70个简单重复序列;九叶青花椒叶绿体基因组中的蛋白编码基因共有26 398个密码子(不包括终止密码子),在密码子第三位碱基上有较强的A/T碱基偏好性。 结论 本研究首次组装了九叶青花椒叶绿体基因组全序列,明确了花椒属为单系类群,九叶青花椒与野花椒(Z. simulans)关系密切,这将为花椒的遗传信息、花椒种质资源评价、分子育种、cpSSR分子标记的开发及遗传多样性等研究提供了重要参考。
白桦BpAMT基因家族鉴定及表达模式分析
杨海昕, 刘晓莹, 詹亚光, 范桂枝
摘要:
目的 鉴定白桦AMT基因家族成员,分析AMT基因的表达模式。 方法 本研究利用生物信息学方法鉴定了该家族成员并通过实时荧光定量技术分析其基因表达模式。 结果 从白桦基因组中鉴定了9个AMT家族成员,并将其分为AMT1AMT2两个亚家族,分别命名为BpAMT1.1~1.4BpAMT2.1~2.5;BpAMTs氨基酸残基数为384~522个,等电点为4.61~8.16,均定位于质膜与细胞器膜上;BpAMT基因不均匀的分布在5条染色体上,且成员间存在串联重复现象。BpAMT基因的表达具有组织部位特异性,呈现叶>根>茎趋势;同时发现,硝酸钾、氯化铵、茉莉酸甲酯、赤霉素、脱落酸、氯化镉、干旱、4 ℃和日变化等均可以影响BpAMT基因表达,且不同处理下家族成员的响应程度存在差异。 结论 从白桦中鉴定9个BpAMT基因,聚类为两个亚家族,在调节氮素吸收转运、响应激素信号及非生物胁迫中发挥不同的作用,该研究结果为深入解析BpAMT基因在白桦生长发育和抵抗逆境中的功能奠定基础。
与年龄无关的马尾松优势高生长模型研究
张可欣, 刘宪钊, 国红, 刘丹, 雷渊才
摘要:
目的 通过构建与年龄无关的理论生长方程,用于预测在年龄未知或不是有效影响因子时的马尾松人工林优势高。 方法 基于常用的Hossfeld IV、Lundqvist-Kolf、Richards、Schumacher等4个理论生长方程,推导其不含年龄因子的差分形式,构建与地位指数相关的可变参数、与年龄无关的马尾松优势高模型。 结果 在4种基础理论生长模型中,以Richards模型建立的与年龄有关的马尾松人工林优势高生长模型效果最优。与年龄无关模型的拟合精度均高于与年龄有关模型的拟合精度,Richards模型和Korf模型差分形式建立的与年龄无关的马尾松人工林优势高生长模型效果最优。在引入地位指数时,Hossfeld模型的拟合精度提高效果最明显,且以设定k为可变参数时,建立与年龄无关的马尾松人工林优势高生长模型效果最优。 结论 在异龄林或年龄难以获得时,与年龄无关的理论生长模型能够预测优势高的生长,将地位指数与可变参数建立函数关系代入模型拟合后,模型精度提高,可以更好地应用于预测林分生长。
PEG和NaCl胁迫下毛竹萌发种子的MicroRNAs表达谱分析
王晓静, 王涛, 杨凯, 李潞滨
摘要:
目的 鉴定和分析不同干旱和盐胁迫下毛竹种子在露白时期的microRNAs(miRNAs)及其表达模式。 方法 分别使用聚乙二醇(PEG6000)和氯化钠(NaCl)模拟干旱和盐胁迫,构建H2O、10% PEG、15% PEG、50 mmol·L−1 NaCl和100 mmol·L−1 NaCl处理下毛竹露白时期种子的small RNA文库,通过高通量测序和生物信息学分析揭示样本中的miRNA及其表达谱。 结果 通过small RNA测序共鉴定了246条已知miRNAs的成熟体序列,并预测得到262条novel miRNAs的成熟体序列;在毛竹种皮破裂阶段的种子中,丰度最高的已知miRNA为miR166,其次是miR159、miR6478、miR319等;根据miRNA靶基因预测结果,靶基因数量最多的已知miRNA属于MIR396家族,PH02Gene13935GAMYB)被预测受到MIR159、MIR319、MIR396家族共28个miRNAs的调控;在6个比较组中共鉴定了181个差异表达miRNA,与对照组相比,10% PEG、15% PEG、50 mmol·L−1 NaCl和100 mmol·L−1 NaCl胁迫下表达水平最高且显著差异表达的已知miRNA分别为phe-miR171e-5p、phe-miR3630-3p、phe-miR171e-5p和phe-miR159a.1;差异表达miRNA靶基因能够显著富集在不同的GO和KEGG途径中;对10个差异表达miRNAs进行qRT-PCR验证,荧光定量结果的整体趋势和测序数据一致。 结论 毛竹种皮破裂阶段种子中积累了大量的miR159、miR6478、miR319等已知miRNA,且在对照和胁迫处理组中均具有高表达水平,可能在毛竹种子萌发中具有保守调控作用;与对照组相比,phe-miR171e-5p,phe-miR3630-3p,phe-miR171e-5p和phe-miR159a.1在 10% PEG、15% PEG、50 mmol·L−1 NaCl、100 mmol·L−1 NaCl胁迫下分别显著差异表达,能够在毛竹种子露白阶段响应PEG或NaCl胁迫。
银腺杨PagWOX11/12a基因对茎生长发育的影响
文爽爽, 王留强, 卢孟柱
摘要:
目的 分析PagWOX11/12a基因对杨树生长发育的影响,为进一步研究该基因在木本植物中的调控机制奠定基础。 方法 利用生物信息学方法及相关软件进行系统发育进化树构建、序列比对及生化特征分析。利用qRT-PCR分析其组织特异性表达模式。利用转基因植株35S::PagWOX11/12a-SRDX(DR),分析显性抑制PagWOX11/12a后杨树的表型。 结果 PagWOX11/12a基因可编码含255个氨基酸的蛋白质。该基因在84K的不同组织中均有表达。对DR转基因植株的表型分析表明,与非转基因植株相比,显性抑制该基因可导致茎中韧皮部细胞、髓心细胞及木质部纤维细胞长度变小,节间伸长受到抑制,株高明显降低。 结论 PagWOX11/12a基因通过影响节间伸长参与调控了杨树的高生长,该研究为进一步揭示PagWOX11/12a基因参与杨树生长发育的调控机制提供了参考。
杜仲种子内生微生物群落组成及生态功能分析
张青青, 董醇波, 邵秋雨, 陆莹霞, 董旋, 梁宗琦, 韩燕峰
摘要:
目的 揭示杜仲种子内的微生物群落组成和多样性,丰富杜仲相关微生物资源。 方法 本研究采用传统培养法和高通量测序技术对杜仲种子内生微生物群落组成和多样性进行分析,同时基于FAPROTAX 和FUNGuild数据库对其进行功能注释。 结果 从杜仲种子中共分离获得真菌40株(3门11属),优势属为曲霉属(Aspergillus)(30%);细菌142株(1门6属),其中土壤芽孢杆菌属(Solibacillus)(47.18%)为主要优势属。高通量测序获得141个真菌OTUs,隶属于6门101属;442个细菌OTUs,隶属于24门313属。在属水平,种子优势真菌属为Apiotrichum(31.28%)和德巴利氏酵母属(Debaryomyces)(26.07%);优势细菌属主要为假单胞菌属(Pseudomonas)(16.66%)和乳杆菌属(Lactobacillus)(9.68%)。功能注释结果显示,真菌以降解有机物、促进宿主植物生长、促进宿主对土壤养分的吸收、改善土壤环境微生物群落结构以及致病菌群为主;细菌以化能异氧、有氧化能异养以及具有发酵和固氮作用的菌群为主。 结论 杜仲种子内携带多种有益功能菌和潜在致病菌,这些微生物对植物的生长发育具有重要影响。同时本研究还分离到多株有益功能菌,这将为后续人为调控种子微生物组以增强植物健康提供微生物资源。
光照和氮磷供应比对3种典型乔木幼苗光合生理特性的影响
向旺, 成向荣, 徐海东, 刘江伟
摘要:
目的 研究不同生态型树种光合生理特征对光照和养分供应的响应规律,为人工林高效培育提供科学依据。 方法 以麻栎、闽楠及木荷幼苗为研究对象,设置2种光环境(自然全光照,45%全光照)和3种施肥氮磷供应比(N:P=5、N:P=15、N:P=45),测定光合荧光参数以及苗高、地径的变化,研究植物光合生理参数在异质环境中的变化特征,分析林木生长与光合生理参数的关系。 结果 (1)与全光照处理相比,遮阴降低了麻栎的光饱和点(LSP)和最大净光合速率(Pnmax),增加了木荷的Pnmax,而闽楠Pnmax没有显著变化。两种光照处理下,施肥均增加了闽楠和木荷LSP和光补偿点(LCP),但施肥对遮阴下麻栎LSP和LCP影响较小。(2)遮阴显著降低了麻栎、闽楠和木荷调节性能量耗散的量子产量Y (NPQ),显著增加了电子传递速率(ETR)。在全光照处理下,施肥普遍增加了麻栎、闽楠和木荷PSⅡ实际光合量子产量Y(II)和ETR,降低了Y(NPQ);在遮阴处理下,施肥显著增加闽楠Y(II)和ETR,而麻栎Y(II)和ETR在氮磷供应比为5时显著增加,木荷Y(II)和ETR在氮磷供应比为15时显著增加。(3)相对于全光照处理,遮阴显著增加麻栎、闽楠和木荷叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a + b及类胡萝卜素含量,2种光照处理下施肥显著增加麻栎、木荷和闽楠(仅全光照处理)的光合色素含量。(4)无论在光照还是遮阴条件下,施肥普遍增加了麻栎、闽楠和木荷苗高和地径相对增长率,3个树种生长与光合色素含量均正相关。 结论 麻栎、闽楠和木荷叶片光合生理特征和生长受光照和施肥交互作用影响,不同光照强度下氮磷施肥对林木促生效应大小受氮磷供应比和树种影响。
无瓣海桑根响应盐胁迫的转录组分析
梁锐涛, 韩维栋, 杨少瑕, 陈蓓蓓
摘要:
摘要 : 目的 初步探究无瓣海桑的耐盐分子机制,筛选出无瓣海桑抗盐候选基因,为后续功能验证实验及林木抗盐性遗传育种奠定分子基础。 方法 以1年生无瓣海桑幼苗为材料,用500 mmol•L−1 NaCl分别处理0 d(对照组)和10 d(处理组),取不同条件下的根部组织进行转录组测序,并结合三代全长转录组数据进行后续生物信息学分析。 结果 (1)与对照组相比,NaCl处理10 d后,无瓣海桑幼苗根系中共有14401个差异表达基因,其中7153个上调,7248个下调。(2)GO分析发现,共有11068个差异基因在47个GO 条目得到注释。(3)在KEGG富集分析中,共有6189个差异基因富集到134条通路,其中,共有14条通路显著富集(P值<0.01,Q值<0.05)。(4)通过进一步对差异基因进行功能注释分析,共筛选出抗盐候选基因89个,其中,抗氧化基因24个,渗透调节物质基因22个,植物激素基因19个,蛋白激酶基因10个,转录因子基因14个。 结论 活性氧清除、渗透调节、植物激素、蛋白激酶及转录因子相关基因参与调控无瓣海桑盐逆境适应过程。
六盘山华北落叶松林的结构随林龄变化及其水文影响
徐小勤, 于澎涛, 王彦辉, 徐丽宏, 于艺鹏, 刘泽彬
摘要:
目的 探讨林分结构随林龄的变化及其所带来的水文影响,为六盘山半干旱区森林植被建设和经营管理提供理论依据。 方法 在六盘山半干旱区叠叠沟小流域,以主要人工林类型—华北落叶松人工林为研究对象,基于1993—2002年的日气象数据,应用林分结构耦合模型和BROOK90生态水文模型,通过情景模拟,得到植被结构(平均树高、胸径、郁闭度、LAI)随林龄的变化,及其对水分平衡分量(截留量、蒸腾量、土壤蒸发量、产流量)的影响。 结果 华北落叶松林随林龄的增加可分为快速生长期(林龄5~15 a)、缓慢生长期(林龄15~40 a)和稳定期(林龄大于40 a)。在快速生长期,林分平均树高、平均胸径、郁闭度和冠层LAI均随林龄的增加而快速增大,年均增长率分别为0.48 m·a−1、0.54 cm·a−1、0.03、0.19;在缓慢生长期,林分平均树高、平均胸径和郁闭度呈缓慢增大趋势,而冠层LAI则呈先增大后减小的趋势;在稳定期,林分结构基本稳定。在快速生长期,年均截留量和蒸腾量随林龄增加而快速增大,年均增长率分别为1.91、24.13 mm·a−1;年均土壤蒸发量和产流量随林龄增加快速减小,其年均减小速率为10.58、14.88 mm·a−1。在缓慢生长期,年均蒸腾量、土壤蒸发量和产流量随林龄的变化减慢,并在林龄30 a时就趋于稳定,其年均变化率分别为0.62、−0.75、−0.76 mm·a−1 结论 六盘山半干旱区华北落叶松人工林在林龄小于30 a,特别是林龄小于15 a时,林分结构不断变化,显著影响人工林的生态水文功能。在林龄30 a后,林分结构稳定,水分平衡分量也趋于稳定,在林水综合管理中可不必再需要考虑林龄的影响。
西藏色季拉山西藏红杉径向生长对气温和降水波动的响应
于德水, 卢杰, 张萌, 张新生
摘要:
目的 基于色季拉山地区特有树种西藏红杉年轮样芯,研究西藏红杉径向生长对气温和降水量的波动响应。 方法 利用树木年代学的方法,结合TASP-Win及ARSTAN程序建立标准年表,采用Pearson及bootstrap的计算方式将年轮宽度指数与1961—2020年气温及降水分别进行相关分析。 结果 径向生长在气温波动前后存在有较大的差异。在气温波动前西藏红杉与前一年8月,当年1月及6月平均气温呈正相关(P<0.05),与前一年9—10月及12月平均降水呈正相关,与前一年8月呈负相关,与1月至12月的相对湿度呈显著正相关(P<0.01)。在气温发生波动后,与当年3—12月平均气温呈负相关,与前一年8月及当年6月降水为显著正相关。 结论 藏东南地区的气候条件极为特殊,气候的波动导致水热条件发生变化是限制西藏红杉径向生长的主要原因,在非生长季气温短暂的变化对树木径向生长同样有着显著的影响。
横断山脉亚高山带几种高山栎林下丛枝菌根菌(AMF)调查
李鸿博, 黄耀华, 康定旭, 伍建榕, 马焕成, 陈诗
摘要:
目的 明确横断山脉亚高山带高山栎林下AMF孢子分类地位。 方法 自横断山脉亚高山带不同地段选择6个高山栎根围土壤和根系样本,对其土壤中AMF孢子利用湿筛沉淀法进行选取。利用AMF特异引物对其ITS区段18SrRNA基因进行扩增,结合形态学与分子生物学手段对其进行鉴定,构建系统发育演化树并推测其亲缘关系。 结果 表明:四川、西藏高山栎林下土壤AMF孢子与根系克隆为类球囊霉属(Paraglomus),云南香格里拉高山栎林下土壤AMF孢子与根系克隆为球囊霉属(Glomus)。克隆结果表明AMF能够广泛存在于高山栎组植物根系。根系苯胺蓝染色结果可见明显类似丛枝和泡囊的结构。综合高山栎土壤AMF孢子与根际AMF鉴定结果认为,高山栎林下存在大量AMF,且目前不同采样地高山栎林下根围土和根系分别仅发现一种AMF存在,提示各高山栎同时仅能与一种AMF发生共生关系。此外,高山栎林下AMF孢子在演化过程中发生分化并介于ParaglomusGlomus的分类地位之间,且西藏、四川地区AMF与云南香格里拉地区AMF存在差异。 结论 本研究发现自然条件下横断山脉亚高山地区高山栎林下菌塘普遍存在AMF,且云南香格里拉地区高山栎根系AM与Glomus属更接近,说明AM在长期演化过程中随地域迁移出现分化。为了解横断山脉亚高山带高山栎林下AMF的形成与演化提供理论参考。
金丝楸幼苗响应盐碱胁迫的生理和转录组分析
郜新强, 王小艳, 焦伟, 王静, 郑丽月, 王丹宁, 王兴云, 侯立江, 尚增振, 刘彦珍
摘要:
目的 研究不同盐碱胁迫对金丝楸幼苗生长、光合和生理指标的影响,并结合转录组测序分析,探究楸树耐盐碱的生理机制和分子机制。 方法 采用盆栽法对金丝楸幼苗进行不同盐碱胁迫处理,分析其生物量、光合及生理指标对不同盐碱响应的差异,采用Illumina高通量测序技术进行转录组测序,通过生物信息学分析盐碱胁迫对转录水平的影响。 结果 不同盐碱胁迫下,金丝楸幼苗叶片受伤害程度为Na2CO3>混合盐碱>NaCl;新增株高和地径、地上部和根的干质量和鲜质量、生物量、根冠比均受到明显抑制,并随盐碱浓度增加而抑制加强,但生长胁迫指数均随浓度的增加而降低;丙二醛(MDA)含量和相对电导率都随胁迫浓度增加而不同程度上升,超氧化物歧化酶(SOD)活性、可溶性糖含量、脯氨酸(Pro)含量、叶绿素总量和光合速率都呈现先上升后下降的趋势。转录组测序共产生约60.4 Gb原始数据,组装得到55 793个Unigenes,其中29 534(52.93%)个Unigenes获得了注释;通过差异表达基因(DEGs)分析,3个比较组(CK vs NaCl,CK vs Na2CO3 和 CK vs 混合盐碱)分别筛选出1 779、2 835和4 059 个DEGs;DEGs GO富集分析表明,膜的整体成分、膜的内在成分、催化活性、类异戊二烯代谢和合成过程、氧化还原酶活性等条目被显著富集;DEGs KEGG分析表明,苯丙素生物合成、淀粉和蔗糖代谢、植物激素信号转导、萜类主干生物合成和精氨酸代谢等通路被显著富集;此外,在DEGs中鉴定的bHLH、ERF、MYB-related、NAC、C2H2、WRKY、MYB和bZIP转录因子家族成员最多。 结论 金丝楸主要通过积累可溶性糖和Pro,提高SOD酶活和光合作用来抵御盐碱胁迫,但都呈现“低促高抑”的现象,说明其具有一定阈值。金丝楸通过调节膜成分、催化活性、类异戊二烯代谢和生物合成过程、苯丙素生物合成、淀粉和蔗糖代谢、植物激素信号转导等生物过程和代谢途径,并结合有关转录因子共同响应盐碱胁迫。本研究为深入研究楸树耐盐碱生理机制和分子机制提供科学的理论依据。
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。