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2022年  35卷  第1期

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2022 年 1 期封面
2022, 35(1): 0-0.
摘要:
目录
2022 年 1 期目录
2022, 35(1): 0-1.
摘要:
六盘山华北落叶松单木树高对立地因子和林分特征的响应
张中惠, 王彦辉, 郭建斌, 王晓
2022, 35(1): 1-9. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2022.01.001
摘要:
目的 研究宁夏六盘山林区华北落叶松(Larix principis-rupprechtii )人工林内单木树高对立地条件和林分特征的响应,并建立树高生长模型,以便准确预测树高生长,确定适宜立地条件及林分结构,指导优化林分结构的精准经营。 方法 选择建立典型样地,进行每木调查及树干解析,采用外包线法确定树高对单一因子的响应规律和适宜函数形式,然后连乘耦合多因子影响,构成能反映多因子影响的树高生长模型,并利用实测数据检验,获得可准确预测华北落叶松单木树高的最优模型。 结果 (1)华北落叶松单木树高随林龄增加的生长过程呈现“S”型曲线。(2)相关分析表明,在除林龄外的各因子中,对单木树高生长影响的大小排序为:海拔 > 郁闭度 > 优势度 > 林分密度 > 坡向 > 坡度。(3)最适合华北落叶松生长的海拔范围是2000~2400 m,坡向是阴坡和半阴坡,坡度是20°~25°,郁闭度是0.49~0.64,林分密度是1100~1300 株·hm−2,单木树高随优势度增加而增大,且增大速率在优势度 > 0.2后渐趋平缓。(4)建立了耦合主要因素影响的单木树高生长模型,拟合效果很好。 结论 宁夏六盘山区华北落叶松人工林内的单木树高同时受立地条件和林分结构特征影响,主要影响因素为林龄、海拔、郁闭度、优势度等。在考虑综合因素影响下建立的单木树高生长耦合模型可准确预测单木树高的时空变化,将作为华北落叶松林合理经营的科学依据。
利用珍贵树种改造尾巨桉纯林的混交模式研究
周芳萍, 徐建民, 陆海飞, 李光友, 范春节, 梁保智, 张磊
2022, 35(1): 10-19. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2022.01.002
摘要:
目的 探讨尾巨桉纯林不同采伐强度下套种珍贵树种的混交林模式,分析套种后林分生长及林下植被多样性的变化趋势,旨在为尾巨桉纯林转型为桉-珍复层混交林的营林实践提供科学依据。 方法 采用裂区试验设计,应用珍贵树种对广西国有东门林场9年生尾巨桉人工纯林进行改造试验,以桉树(主区)和套种珍贵树种(副区,套种6个珍贵树种分别为:Ⅰ、红锥,Ⅱ、格木,Ⅲ、球果木莲,Ⅳ、交趾黄檀,Ⅴ、黑木相思,Ⅵ、土沉香)为小区,设置4个采伐处理:A、隔1行采伐1行套种(1桉1珍);B、隔2行采伐2行套种(2桉2珍);C、隔3行采伐2行套种(3桉2珍);D、隔2行采伐3行套种(2桉3珍);对照(CK)林分不做任何处理。于套种后3.5年生时对试验区内林木进行每木检尺,并按常规方法调查林下植被。 结果 不同混交模式的尾巨桉平均树高、胸径、单株材积显著增加,最高分别为27.63 m、21.89 cm和0.38 m3,较对照分别提高了16.98%、19.75%、80.95%。6个套种树种中,球果木莲的各项生长指标均表现最佳,其次为黑木相思和红锥。3桉2珍套种黑木相思的林分蓄积量最优,达244.87 m3·hm−2,较对照高出3.65%。此外,2桉2珍套种红锥的林分草本层Simpson指数和3桉2珍套种红锥的林分草本层Shannon-winner指数分别为0.84、1.71,较对照分别高出25.40%、30.50%;而2桉2珍套种交趾黄檀的林分灌木层Simpson、Shannon-winner指数分别为0.80、1.61,比对照分别高出42.9%、71.27%。 结论 本研究应用珍贵树种改造尾巨桉纯林,形成桉-珍复层混交林,显著提高了尾巨桉的平均树高、胸径、单株材积,优化了林分结构,丰富了林分的物种多样性,改变了尾巨桉单一林相的景观,有助于提高尾巨桉人工林的生态效益和经济效益。研究结果为桉树中大径材培育、国家储备林经营等提供了科技支撑。
胡桃楸种源家系幼龄期生长变异及选择研究
芦贤博, 徐连峰, 庞忠义, 刘继锋, 温宝阳, 裴晓娜, 赵岭, 王学刚, 赵曦阳
2022, 35(1): 20-30. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2022.01.003
摘要:
目的 通过分析胡桃楸种源与家系间生长性状的遗传变异规律,对其进行初步选择,以推进胡桃楸良种选育工作。 方法 对万人欢林场胡桃楸4个种源内的28个家系(6 a)生长性状(树高、树高年均增长量、地径、冠幅、通直度、分枝角、侧枝数和尖削度)进行了测定分析。 结果 方差分析结果表明,大部分性状在各变异来源间均达到极显著差异(p < 0.01);不同性状的表型变异系数和遗传变异系数变化范围分别为14.049%~41.519%和8.754%~23.873%;家系遗传力和单株遗传力的变化范围分别为0.284~0.797和0.110~0.886;相关性分析结果表明,除尖削度与分枝角、尖削度与侧枝数以及通直度与冠幅之间的相关性未达显著水平外,其余各性状之间均达到显著水平(p < 0.05)。一般配合力分析结果表明,以20%的入选率,每个性状均筛选出6个优良亲本。主成分分析结果表明,3个主成分的累计贡献率达73.264%,表明3个主成分包含了大部分测定性状信息。根据主成分综合得分,初步选出1个优良种源(万人欢)与3个优良家系(WRH3、WRH5、QTH2)及10个优良单株,入选种源树高、树高年均增长量、地径及冠幅现实增益分别为3.109%、5.014%、2.193%、1.040%;入选家系相同性状的遗传增益分别为5.835%、5.410%、7.908%、6.069%,入选单株相同性状的遗传增益分别为26.74%、24.11%、23.91%和26.53%。 结论 胡桃楸的生长性状在种源和家系间存在丰富的变异,初步筛选的优良种源、亲本及家系和单株可以为胡桃楸良种选育与应用提供基础。
采脂年限对湿地松活立木不同部位材性变化的影响
武浩然, 范艳如, 牛小云, 栾启福, 李彦杰, 姜景民, 金建儿
2022, 35(1): 31-39. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2022.01.004
摘要:
目的 通过采脂试验,结合Resistograph技术,研究不同采脂年限对湿地松采脂部位、未采脂部位(树干基部)的基本密度和木质素含量的影响,为湿地松遗传改良和资源最优化利用提供参考。 方法 以采脂8、6、3、0(未采脂)a的20年生湿地松为材料,利用Resistograph测定其采脂部位、树干基部密度的相对值和年轮宽度,在同株同一位置上利用电动生长锥钻取木芯并收集木屑,测定木芯基本密度和木屑木质素含量,分析其与Resistograph测定结果的相关性。 结果 采脂8、6、3、0 a的湿地松木材基本密度与Resistograph测定值的相关系数分别为0.45、0.39、0.50、0.63,分别建立木材阻力预测木材基本密度的线性回归方程。木质素含量与Resistograph测定值相关不显著(P > 0.05)。采脂3 a的湿地松树干基部基本密度显著高于采脂8、6、0 a的基本密度,采脂8、6 a的基本密度显著低于未采脂的基本密度,而采脂6 a和采脂8 a的基本密度间无显著性差异;采脂3 a的湿地松采脂部位基本密度显著高于采脂6、0 a的基本密度,但与采脂8 a的无差异,采脂8、6、0 a的基本密度三者之间无显著差异;木质素含量分析结果显示,仅采脂6 a的湿地松采脂部位木质素含量显著低于采脂8、3、0 a的木质素含量,其余均无显著性差异,但采脂6 a的树干基部木质素含量比其它3个采脂年限的木质素含量低。 结论 Resistograph测定同样适用于采脂后湿地松基本密度的预测,但其不可预测木质素含量;一定采脂年限范围内,采脂使湿地松树干基部和采脂部位的基本密度先升高后降低,采脂部位的木质素含量先降低后升高,但对树干基部木质素含量无影响;采脂超过一定年限,可导致采脂部位的基本密度高于树干基部的基本密度,而对两个部位的木质素含量无影响。
干热河谷新银合欢人工林土壤颗粒态有机碳氮特征
罗明没, 毛姣艳, 师睿, 李玮, 胡斌, 冯德枫
2022, 35(1): 40-47. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2022.01.005
摘要:
目的 探究人工林恢复过程中的土壤颗粒态碳氮含量变化特征,为研究土壤碳氮动态对人工林恢复的响应机制提供依据。 方法 选择金沙江元谋干热河谷天然灌草丛(对照样地,CK)和不同林龄阶段的新银合欢林地(新银合欢幼龄林(SL)、中龄林(ML)和成龄林(LL))为研究对象,研究天然灌草丛和不同阶段新银合欢林地土壤颗粒态碳氮含量的变化特征。 结果 与天然灌草丛相比,新银合欢林分显著影响土壤有机碳(SOC)、总氮(TN)、颗粒态有机碳(POC)、颗粒态有机氮(PON)、POC/SOC、POC/PON和颗粒态质量比例;SOC和TN含量在成龄林阶段最高,而POC、PON、POC/SOC、POC/PON均在中龄林阶段最高。 结论 新银合欢入侵干热河谷灌草丛会显著改变土壤碳氮动态及其稳定性,成龄林阶段的土壤养分含量最高,而中龄林阶段土壤稳定性最低。该研究为综合评价新银合欢人工林在提升干热河谷土壤生态功能方面提供科学依据和数据支撑。
松材线虫侵染前后马尾松树体内微生物多样性分析
温晓健, 巫建军, 李永先, 王璇, 理永霞, 张星耀
2022, 35(1): 48-58. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2022.01.006
摘要:
目的 以浙江省松材线虫病疫区健康和枯死马尾松(Pinus massoniana Lamb.)为研究对象,探究松材线虫(Bursaphelenchus xylophilus)侵染前后马尾松树体内微生物群落结构的差异,同时为利用马尾松内生微生物防治松材线虫病积累微生物种质资源。 方法 采用组织分离法、形态学和分子生物学相结合的方法,对健康和枯死马尾松不同组织内的(根部、干部和针叶)真菌和细菌进行分离鉴定。对分离的木霉菌株构建系统发育树,并分析了松材线虫取食木霉对其种群数量的影响。 结果 从健康和枯死马尾松树体内分别分离得到真菌19个属共106个菌株和10个属共86个菌株,优势类群均为木霉属真菌。不同组织间真菌多样性水平存在差异,干部和针叶的多样性指数高于根部。健康马尾松真菌的Shannon-Wiener指数(H)、Simpson指数(D)和均匀度指数(J)依次为2.37、0.87和0.51,高于枯死马尾松的1.72、0.76和0.39,二者的相似性指数小于0.5。从健康和枯死马尾松树体内分别分离得到细菌13个属共59个菌株和12个属共56个菌株,优势类群均为伯克氏菌属、肠杆菌属和沙雷氏菌属细菌。健康和枯死马尾松中均为干部的细菌多样性最高,针叶的细菌多样性最低,二者的相似性指数大于0.5。木霉作为马尾松树体内的优势类群,本次共分离到6个种,通过取食实验发现木霉FXY7显著抑制了松材线虫的种群数量。 结论 健康马尾松树体内的真菌多样性高于枯死马尾松,二者的真菌菌群相似性较低,而且不同组织间真菌菌群相似性也较低,但健康和枯死马尾松的细菌群落具有一定的相似性。这表明松材线虫入侵会影响马尾松体内的真菌多样性,但对细菌的影响较小。本研究中还分离到多株可能对松材线虫病具有生防潜力的内生菌,为探索松材线虫病的新型防控技术奠定了基础。
光周期与光质对栎属幼苗生长及叶绿素荧光的影响
姚宁, 刘建锋, 江泽平, 常二梅, 赵秀莲, 谢瑞, 王奇
2022, 35(1): 59-69. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2022.01.007
摘要:
目的 通过探讨光周期与光质对栎属(Quercus L.)植物幼苗生长及对幼苗叶片光化学反应的影响机制,为栎属植物育苗壮苗及人工辅助更新提供科学参考。 方法 以栎属植物幼苗(3栓皮栎种源 + 1蒙古栎 + 1短柄枹栎)为研究对象,通过调控人工LED光源的方式,研究3种光周期(日夜时长分别为10 h/14 h,14 h/10 h,18 h/6 h)、3种红光/远红光比(R : FR分别为0.83 ± 0.04、1.37 ± 0.04、4.69 ± 0.04)对栎属植物幼苗的相对生长速率及叶绿素荧光参数的影响。 结果 (1)随着光周期延长,总体上栎属植物幼苗叶片的Fv/Fo、Fv/Fm、Ψo、φEo、PIAbs增加,Mo、Vi、Vj、ABS/RC、DIo/RC、φDo降低,其中栓皮栎幼苗在中光周期下Mo、Vi、Vj最高,Ψo、φEo最低;在种间水平上,短柄枹栎和栓皮栎较之蒙古栎对光周期的响应更强烈,缩短光周期会显著降低短柄枹栎的Fv/Fm及RGR,延长光周期显著提高了栓皮栎和短柄枹栎的RGR,但蒙古栎的Fv/Fm及RGR对光周期的响应均不显著。在种源水平,延长光周期显著提高了栓皮栎南方种源(YN)的Fv/Fo和Fv/Fm,且栓皮栎3个种源的RGR均随着光周期延长呈增加趋势。(2)栎属植物幼苗总体对光质比处理不敏感。光质比对3个栎属种间和栓皮栎不同种源间的RGR以及能量分配参数、量子产额参数影响不显著。(3)光质比与光周期对RGR存在显著交互效应。在中光周期下,幼苗表现出明显的避阴反应,即低光质比下RGR最高,且显著高于正常光质比和高光质比。 结论 幼苗对光周期和光质比响应存在种内和种间差别:栓皮栎南方种源对光周期变化响应更加敏感,短柄枹栎和栓皮栎较之蒙古栎对光周期的响应更强烈;栎属植物幼苗总体对光质比处理不敏感,幼苗只在特定光周期下有避阴反应。
长江中下游区板栗主栽品种果实表型和品质综合评价
江锡兵, 滕国新, 范金根, 罗修宝, 盛建洪, 龚榜初
2022, 35(1): 70-81. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2022.01.008
摘要:
目的 对长江中下游区板栗主要栽培品种果实性状进行综合评价,为筛选综合性状优良且适于浙江省种植推广的板栗品种提供理论依据。 方法 以长江中下游区25个板栗主栽品种及5个有代表性的北方板栗品种为材料,对其果实表型和品质性状进行连续测定和统计分析,并采用主成分分析和灰色关联度分析法进行综合评价。 结果 果实表型和品质存在不同程度的变异,变异系数范围为7.85%~41.20%,品质性状较表型性状变异更广泛;各指标间分别有23对和18对相关性达到极显著(P < 0.01)和显著水平(P < 0.05),果实表型与品质性状间存在一定的关联性。主成分分析得出:前5个主成分累计贡献率达79.25%,保留了供试板栗品种果实表型和品质性状大部分信息。灰色关联度分析显示:各性状权重值差异明显,其中,钾含量权重系数最大,总黄酮含量权重系数最小。2种分析方法得出的30个板栗品种果实性状综合表现排序总体趋势较一致,品种综合得分值相关系数为0.7621,达极显著水平。 结论 2种分析方法得出乌壳栗、浅刺大板栗、玫瑰红、八月红、处暑红、九月寒6个长江中下游区板栗品种综合得分值均排在前列,其果实性状综合表现优良,可作为浙江省种植推广的主要参考品种。
水曲柳CUC1基因克隆及瞬时表达分析
崔靖弘, 于磊, 梁楠松, 宋婷婷, 吕义品, 纪欣童, 徐亮, 赵福江, 詹亚光
2022, 35(1): 82-91. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2022.01.009
摘要:
目的 本研究克隆了水曲柳(Fraxinus mandshurica Rupr.)CUC1基因,分析其表达特性,为该基因在水曲柳再生的调控研究中奠定基础。 方法 从水曲柳苗克隆FmCUC1基因,利用生物信息学软件分析FmCUC1基因的核苷酸序列及其编码蛋白的氨基酸序列,并构建系统进化树;利用农杆菌介导法将FmCUC1基因转入洋葱内表皮细胞进行亚细胞定位,通过实时荧光定量分析FmCUC1基因在根、茎、叶、顶芽的组织表达特异性及FmCUC1基因在下胚轴芽再生与种子萌发过程中的差异表达;同时对水曲柳幼苗喷施IAA、6-BA、BR激素处理,分析FmCUC1基因在不同激素信号诱导下的表达模式;利用农杆菌介导法将FmCUC1基因瞬时转化水曲柳72 h后,分析其通路相关基因表达情况。 结果 克隆得到FmCUC1基因全长807 bp,编码269个氨基酸,FmCUC1为稳定疏水蛋白,含有保守的NAC-domain蛋白结构域;FmCUC1蛋白与同科的木犀榄蛋白序列相似性为86.17%,亲缘关系较近;FmCUC1蛋白定位于细胞核上。qRT-PCR分析表明:FmCUC1基因在水曲柳的顶芽中表达量最高;在下胚轴芽再生过程中,FmCUC1基因在芽点产生与丛枝形成期均高表达;在水曲柳种子萌发过程中,FmCUC1基因分别在第4天和第8天分别达到两个峰值,为第0天的8.56倍和8.46倍。外源喷施IAA、6-BA、BR激素处理结果显示,FmCUC1基因表达量与对照相比均呈现上调表达,在IAA、BR处理72 h后均达到最高值,分别为对照的45.72倍和20.36倍;在6-BA处理48 h达到峰值,为对照59.40倍。利用农杆菌介导水曲柳FmCUC1基因瞬时过表达72 h后,该基因表达量显著上调,且其下游STM基因的表达量也明显上升。 结论 FmCUC1基因属于NAC家族转录因子,参与水曲柳芽再生过程,响应了IAA、6-BA、BR植物激素信号诱导,过表达FmCUC1基因可激活其下游STM基因的表达,进而有利于顶端分生组织的形成;为进一步研究CUC1基因在水曲柳芽再生过程中的作用机制奠定基础,也为今后水曲柳转基因工作提供新思路。
普瑞杨、46杨及107杨的林内SO2浓度及叶片硫酸根离子含量差异
冯锦霞, 马洁, 万贤崇
2022, 35(1): 92-96. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2022.01.010
摘要:
目的 研究3种杨树对空气中SO2的吸收和转化作用,探索普瑞杨抗SO2的机制以及净化大气的能力。 方法 在普瑞杨、46杨和107杨森林中,测定林内、林外空气中SO2浓度的日动态变化,并测定在SO2污染环境和非污染环境条件下杨树叶片中硫酸根(SO42−)离子的浓度,依此比较3种杨树对SO2污染的净化作用。 结果 从林内、林外SO2浓度的日动态变化可见,3种杨树均能吸收SO2,其中,普瑞杨吸收SO2、净化空气的能力显著大于107杨和46杨。无论在高浓度还是低浓度SO2环境下,普瑞杨叶片中的硫酸根离子含量均显著高于46杨和107杨,说明普瑞杨具有更强的吸收SO2并转化为无毒含硫化合物的能力,这也是普瑞杨抗SO2的重要机理。 结论 普瑞杨具有比107杨和46杨更强的净化SO2污染环境的能力,从而可以更好净化空气,减少雾霾对人体的危害;普瑞杨具有更强的将SO2转化为无毒的硫酸根离子的能力,从而起到脱毒和抗SO2的作用。
大兴安岭南段次生林区倒木对森林更新的影响
管立娟, 赵鹏武, 周梅, 舒洋, 刘兵兵, 郭娇宇, 张今奇, 周立文
2022, 35(1): 97-103. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2022.01.011
摘要:
目的 内蒙古大兴安岭南段赛罕乌拉森林生态系统是内蒙古罕山次生林的典型地段。研究该地区的倒木分布情况以及倒木对森林更新的影响。 方法 采用样地调查法对样地内的倒木及其森林更新的情况进行调查。 结果 研究发现,倒木样地更新密度为(4 050±824)株·hm−2,枯立木样地更新密度为(2 950±265)株·hm−2,对照样地更新密度为(2 625±237)株·hm−2;赛罕乌拉倒木平均储量有(58.51±16.56)m3·hm−2,其中分解等级II、III、IV、V级的倒木分布密度分别为(50±21)、(806±198)、(189±76)、(22±5)株·hm−2。研究区倒木主要以“干基折断”的形式存在,占倒木总数的68.78%。 结论 大量倒木积累在林内,对种子、幼苗、幼树等更新产生障碍、拦截、遮阴作用,同时倒木在倾倒瞬间和倾倒后较长时间会对林下的更新幼苗等植物产生严重的压死、砸伤等负面影响,压死砸伤率为5.3% ~ 7.8%。但是适量高分解等级的倒木可促进幼苗、幼树生长,合理利用倒木与森林更新之间的关系,可有效促进森林健康发展。
气候变化下濒危树种华榛的潜在适生区预测
何馨, 马文旭, 赵天田, 马庆华, 梁丽松, 王贵禧, 杨振
2022, 35(1): 104-114. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2022.01.012
摘要:
目的 探究华榛(Corylus chinensis Franch.)地理分布格局随气候的变化趋势,划分不同等级的华榛适生区,为华榛的保护利用提供科学依据。 方法 本研究基于华榛83条现代分布记录信息和筛选后的18个环境变量数据,采用物种分布模型中的最大熵模型(MaxEnt)模拟华榛末次间冰期以来6个时期的潜在分布区。 结果 受试者工作特征曲线下方面积(AUC)结果显示:模拟结果较为准确,温度是影响华榛在6个不同时期地理分布的重要因素。末次间冰期华榛的适生区总面积相比现代少9%左右,末次盛冰期变化不大,全新世中期适生区总面积相对现代多4.4%,预测未来2050s和2070s适生区面积均增加。华榛不同时期的分布中心均位于湖北省,在未来气候变暖情况下分布中心呈向高纬度地区迁移的趋势。从适生区面积来看,华榛在冰期时适生区面积呈收缩趋势,在全新世中期及未来全球气候变暖情境下适生区面积呈扩张趋势。 结论 华榛在气候变化的情境下适生区分布区域不同,温度是影响其分布的主要因子,未来气候变暖条件下分布中心有向高纬度方向迁移的趋势。
面向三江保护区植被类型识别的最佳波段组合研究
姜怡, 刘华, 赵峰, 马永康, 刘浩栋
2022, 35(1): 115-122. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2022.01.013
摘要:
目的 针对高分六号影像数据面向植被类型、特别是湿地植被信息识别的最佳波段组合进行研究,为高分六号数据在湿地资源监测中的进一步应用提供参考。 方法 以三江国家级自然保护区为对象,基于高分六号影像数据,结合当地植被特点,开展保护区植被类型识别中的最佳波段组合研究。从影像信息特征、最佳指数因子以及光谱特征曲线和地物可分性角度进行综合分析,获取基于GF6/WFV数据的三江保护区植被类型识别的最佳波段组合。同时,通过对比实验,利用支持向量机分类方法,对样区的植被类型进行信息提取,证实了结果的可靠性。 结果 波段组合4(R)-5(G)-1(B)识别植被类型精度最高。总体精度为89.15%,Kappa系数为0.8463。 结论 波段组合4(R)-5(G)-1(B)为三江保护区植被类型识别的最佳波段组合。本研究可为东北地区湿地保护区的退耕还湿工程监测提供参考。
‘麦缘锦楸’叶色表型qRT-PCR内参基因筛选及验证
杨英英, 赵林姣, 杨桂娟, 张玉, 付鹏跃, 胡继文, 刘莹, 王楠
2022, 35(1): 123-131. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2022.01.014
摘要:
目的 筛选不同叶色部位稳定表达的内参基因,为后期开展‘麦缘锦楸’叶色形成的分子机制奠定基础。 方法 以‘麦缘锦楸’不同叶色部位及灰楸对应部位叶片为材料,利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术检测了7个候选基因(CfUBC、CfActin11、CfPP2A、CfMADH、CfGADPH、CfEF-1CbuActin)的相对表达量,利用GeNorm、NormFinder和BestKeeper 等分析软件对内参基因进行了稳定性评价。分析了‘麦缘锦楸’和灰楸不同叶色部位中萜类合成相关基因(CfGES)的表达模式,验证了上述稳定性评价结果的可靠性。 结果 7个候选内参基因在‘麦缘锦楸’和灰楸叶片中均具有作为内参基因的性能,其中,CfMADHCfEF-1在不同叶色部位的表达量最稳定,CfGADPHCfActin11次之,CfUBC最差。以萜类合成相关基因CfGES验证内参稳定性发现,单独或组合使用CfEF-1CfMADH为内参基因时,CfGES的表达差异与转录组数据趋势一致。 结论 单独或组合使用CfMADHCfEF-1来校准‘麦缘锦楸’不同叶色部位的基因表达量,可显著提高实验结果的可靠性。
基于GC-MS的五种石斛花朵挥发性成分鉴定与差异性分析
王元成, 张萌, 周晓星, 单玉莹, 孙振元, 李振坚
2022, 35(1): 132-140. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2022.01.015
摘要:
目的 药用石斛花朵有解郁补虚、清热消炎功效,常用于茶饮、食疗。研究5种石斛花朵的挥发性成分及其含量,探明其香气组成,以期为石斛花保健功效的开发提供参考。 方法 采用顶空固相微萃取(HS-SPME)结合气相色谱-质谱联用(GC-MS)技术,分析了肿节石斛、棒节石斛、玫瑰石斛、束花石斛、报春石斛花朵的挥发性成分。 结果 5种石斛花朵中,共鉴定出110个挥发性成分,主要成分为烷类、烯类、醇类、酮类等。肿节石斛、棒节石斛、玫瑰石斛、束花石斛的花朵挥发性成分皆为首次测定。 结论 不同石斛花朵的芳香成分不尽相同,肿节石斛为芳樟醇、罗勒烯、β-石竹烯;棒节石斛为罗勒烯、β-石竹烯;玫瑰石斛为d-柠檬烯、蒎烯、罗勒烯;束花石斛为罗勒烯、蒎烯、芳樟醇。棒节石斛和肿节石斛中含有具有解郁功效的β-石竹烯。
感染国槐带化病植株内源激素及转录组分析
刘文汝, 冀胜鑫, 甄志先
2022, 35(1): 141-149. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2022.01.016
摘要:
目的 为探究国槐带化病的致病机理,进而为国槐带化病的防治研究提供理论依据。 方法 以国槐健康与感病枝条作为研究材料,对其生长期间的5、8、9及11月份中枝条生长素、玉米素、赤霉素和脱落酸含量进行连续测定,通过选取8月份国槐的病、健组织进行转录组测序筛选差异表达基因,并进行qPCR验证分析。 结果 在5、8、9、11月中,健康、感病枝条及感病树上的健康枝条中的生长素、玉米素、赤霉素和脱落酸含量变化趋势基本一致,但在8月份国槐旺盛生长期间,感病枝条内的玉米素含量显著高于健康对照;生长素和赤霉素含量显著低于健康对照。而在11月份植株的生长后期,仅感病植株脱落酸含量显著高于健康对照。转录组测序结果表明差异基因下调表达明显高于上调,并且差异基因GO功能注释分析显示,差异基因主要汇集在细胞组分、分子功能和生物学过程3个方面,其中以细胞组分和分子功能差异基因富集更为显著;而KEGG代谢通路分析表明,感病植株的差异基因主要汇集在调控植株免疫应答的信号传导、植物-病原互作和植物激素信号传导等方面,并且其中调控植株免疫应答的信号传导富集差异基因最多且表现为显著下调;内源激素代谢通路注释结果表明,生长素、玉米素受体基因AUX1和CRE表达显著下调,而调控赤霉素、脱落酸代谢的基因TF和ABF表达显著上调;通过对转录组数据进行筛选获得调节生长素、玉米素、赤霉素和脱落酸代谢通路代谢及信号转导的相关基因(GHLAX5、GHAHK4、GHAHP4、GHARR8、GHTF和GHABF2)进行qPCR验证,结果虽与转录组数据存在一定差异,但表达趋势基本一致,这些结果表明,上述基因的差异表达可能对于调控国槐内源激素含量变化具有重要作用。 结论 认为玉米素含量的显著上升和生长素、赤霉素含量的显著降低,阻碍植株的免疫机制应答并调控这3种激素代谢的关键基因差异表达,可能是导致国槐带化病枝条发病且横向生长形成扁茎的主要原因。
种间关系对中条山油松人工林天然更新及群落稳定性的影响
裴顺祥, 法蕾, 杜满义, 郭嘉, 辛学兵
2022, 35(1): 150-157. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2022.01.017
摘要:
目的 为了揭示种间关系对中条山油松人工林天然更新及群落稳定性的影响,为油松人工林经营管理提供理论依据。 方法 基于中条山油松人工林群落样地调查数据,分析油松人工林下主要植物的种间关联性、生态位重叠及群落稳定性,并在此基础上探讨种间关联和生态位理论在油松人工林天然更新障碍及群落稳定性形成机制中的作用。 结果 中条山油松人工林下常见物种总体上显著正联结;χ2检验结果显示,无联结种对(372对)远高于有联结种对(34对),说明常见种间联结较松散;联结系数分析结果表明,正联结种对大于负联结种对,但显著正联结种对(AC≥0.20,145对)小于显著负联结种对(AC≤−0.20,168对),且与油松天然更新竞争最激烈的物种主要为土庄绣线菊、五角枫、粗齿铁线莲、青榨槭、金线草、披碱草。Pearson相关分析结果显示:正相关种对大于负相关种对,但显著相关种对远小于无显著相关种对。油松人工林下披针薹草的生态位最宽(23.47),红椋子最窄(3.87),而油松天然更新的生态位宽度为14.69,相对较高;常见种总体生态位重叠较低,但有11个种对生态位重叠指数大于0.98,说明部分种之间存在较大的生态相似性;油松天然更新与费菜、披针薹草、华山松、赤瓟等物种的生态位重叠较大,但联结系数分析结果显示,油松天然更新与以上物种正联结,说明油松天然更新与这几种植物资源利用相似或占据了相近的生态空间;油松人工林群落稳定性交点坐标为(61.28,38.72),显示群落稳定性较差。 结论 中条山油松人工林群落的成熟度相对较低,存在一些以竞争相同资源的物种,群落的总体资源利用率和稳定性较低。竞争可能是导致该区域油松天然更新障碍的主要原因之一,今后在以油松为目标树种的森林经营管理中,应注重清除林下与油松天然更新竞争较强的物种。
3-PG模型在天然兴安落叶松林生长因子预测中的应用
曲凌昊, 赵秀海, 张春雨
2022, 35(1): 158-165. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2022.01.018
摘要:
目的 运用过程模型模拟天然林的生物量及蓄积生长。 方法 以大兴安岭落叶松天然林为研究对象,探索研究基于生理过程的动态模型3-PG模型在天然林中的应用情况,通过调整模型内置模块方程的参数,优化实测值与模拟值的拟合结果,最终得出适用于该地区落叶林天然林的模型参数组,并对不同林龄的林分预测效果进行了对比。 结果 模型在胸径、枝干生物量、根生物量、地上生物量、整株生物量的模拟取得了很好的效果,其中枝干生物量与整株生物量的模拟值与实测值的相关系数R2达到了0.98,且平均相对误差均控制在8%以内。对不同林龄林分的整株生物量与胸径预测结果表明,模型对3个龄组都有很好的拟合效果。 结论 在进行参数本地化调整后,3-PG模型可以运用在落叶松天然林的生长预测中,在生物量预测与胸径预测上可以取得较好的效果。
偏冠对树冠垂直投影面积计算的影响
孙钊, 潘磊, 乔晶晶, 丁志丹, 孙玉军, 王轶夫
2022, 35(1): 166-171. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2022.01.019
摘要:
目的 针对树冠结构复杂、形状不规则等问题,实现树冠垂直投影面积自动计算并提高树冠投影区域面积计算精度。 方法 以研究区453棵杉木为研究对象,精确测量每木8向冠幅。以Visualstudio和ArcGIS混合编程,进行树冠测量半径的坐标转换,采用Bezier曲线进行边界平滑,实现树冠垂直投影面积自动提取,并与传统计算方法进行对比分析。利用“圆度”来衡量树冠偏冠,并计算树冠偏冠指数与树冠垂直投影面积计算的相关性。 结果 本研究提出的树冠垂直投影面积计算方法能够计算出树冠真实面积,计算过程中测量冠幅半径数量越多,计算结果越接近真实冠幅面积,相比于椭圆的计算方法,把树冠视为正圆所得面积更接近真实面积。不同树冠垂直投影面积计算方法的结果和树冠垂直投影面积差值与树冠偏冠指数呈显著正相关。 结论 基于树冠投影区域形状的面积计算相较于传统的面积计算方法更加准确,为林业遥感冠幅提取精度验证提供了一种新思路。
一株南方红壤区杉木根际高效解钾菌的筛选、鉴定及其培养条件优化
赵君, 饶惠玲, 冯清玉, 黄伟, 吴承祯, 李键
2022, 35(1): 172-181. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2022.01.020
摘要:
目的 南方红壤区杉木人工林下根际土壤存在低钾胁迫环境,通过筛选、鉴定、优化培养高效解钾菌株,能够丰富解钾微生物资源库,为林木解钾工程菌的开发提供研究基础与数据支持。 方法 从不同林龄(2 ,4,10 ,15 a)杉木人工林下根际土壤中分离筛选出79株解钾菌,并根据其形态、生长特征选取20株优势菌株,通过测定发酵液可溶性钾含量及解钾率筛选出1株最优解钾菌株,经16S rDNA鉴定确定菌属,采用单因素实验与正交试验对该菌株的培养基组分与培养条件进行优化。 结果 (1)初筛获得的20株测试菌株中,共13株菌株解钾率为正值,即有效分解钾长石的解钾菌占65%。(2)经鉴定,芽孢杆菌属(Bacillus altitudinis)的JK13为最优解钾菌,其发酵液可溶性钾含量为81.06 μg·mL−1,解钾率为60.49%,显著高于其他菌株(P < 0.05)。(3)经单因素实验与正交试验,确定菌株JK13在以0.5%甘露醇为碳源、以1.5%酵母粉为氮源、初始pH值为9、装液量为30 mL·100 mL−1、接种量为1%、培养温度为35℃时菌液OD600值显著高于CK(P < 0.05)。 结论 属于芽孢杆菌属的JK13具有高效解钾能力,优化后以0.5%甘露醇、1.5%酵母粉为最适培养基组分,培养条件在弱碱、高温下能够显著提高菌株生长量,研究结果能够为改善林木钾素利用提供菌种资源与生物工程支持。
南亚热带4个树种人工林生物量及其分配格局
郭耆, 赵厚本, 周光益, 隆卫革, 甘谷列, 吴尚勇, 蒙敏燕, 陈金兰
2022, 35(1): 182-189. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2022.01.021
摘要:
目的 对比南亚热带4个树种间生物量及其分配格局的差异,为评估人工林生产能力和碳汇潜力提供基础数据,为区域人工林提质增效改造和建设高效碳汇林的树种选择提供科学依据。 方法 通过标准地调查和生物量实测结合的方法,研究了广西柳州市在马尾松采伐迹地上同期营造的33年生木荷、米老排、蓝果树和杉木人工林的生物量及其分配格局。 结果 在立地条件、经营措施和林龄相同的条件下,不同树种人工林乔木层和林分生物量存在显著差异,林分生物量排序为木荷林(376.37 t·hm−2)>米老排林(284.51 t·hm−2)>杉木林(200.02 t·hm−2)>蓝果树林(175.56 t·hm−2)。乔木层生物量占林分总生物量的93.0%~98.3%,处于绝对优势地位;灌木层和草本层生物量占比较低(平均0.9%)且空间分布不均匀,不同林分间差异不显著;枯落物层生物量占比(平均2.3%)高于灌木层和草本层,木荷林枯落物现存量显著高于其他3种林分。乔木层生物量在各器官的分配格局均为树干所占比例最大,根或枝次之,叶最低,灌木和草本层生物量分配格局在不同林分间差异较大。 结论 在南亚热带人工林经营和林分改造中,选择速生阔叶树种造林可获得比针叶林更高的林分生产力和碳汇效益,在人工林经营中建议采取适当调控措施增加林下植被以增加系统稳定性和可持续发展潜力。