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2022年  35卷  第2期

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2022 年 2 期封面
2022, 35(2): 0-0.
摘要:
目录
2022 年 2 期目录
2022, 35(2): 0-1.
摘要:
马尾松人工林土壤碳氮磷生态化学计量学特征的纬度变化
简尊吉, 倪妍妍, 徐瑾, 曾立雄, 雷蕾, 朱建华, 肖文发
2022, 35(2): 1-8. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2022.02.001
摘要:
目的 探讨马尾松人工林土壤碳、氮、磷养分及其生态化学计量学特征的纬度变化,为马尾松人工林的可持续经营和生产力提高提供科学依据。 方法 通过对亚热带地区东南至西北8个研究点马尾松人工林0~20 cm矿质土层土壤有机碳、全氮、全磷含量的测定,利用回归分析法探索土壤碳、氮、磷含量及其生态化学计量学特征的纬度变化趋势,利用Pearson相关法和冗余分析法分析气候因子(年均气温和年均降水量)、林分特征(年龄、密度和胸径)和土壤性质(pH值与黏粒含量)对其纬度变化的影响,采用方差分解法分析气候、林分和土壤因子对其纬度变化的相对贡献率。 结果 (1)土壤有机碳、全氮、全磷的平均含量分别为16.02、1.22、0.35 g·kg−1,土壤碳氮比、碳磷比、氮磷比的平均值分别为14.18、47.01、3.59;(2)土壤有机碳和全氮含量均随纬度的升高而显著降低(P<0.01),全磷含量无明显的纬度变化;(3)土壤碳氮比随纬度的升高而显著增大(P<0.05),碳磷比和氮磷比却显著下降(P<0.01);(4)土壤有机碳和全氮含量与年均气温、年均降水量、胸径呈显著正相关(P<0.05),与土壤pH值呈显著负相关(P<0.05);土壤碳磷比和氮磷比与年均气温、年均降水量、胸径、土壤黏粒含量呈显著正相关(P<0.05),与林分年龄呈显著负相关(P<0.05);(5)气候因子、林分特征和土壤性质总体上解释了63.8%土壤有机碳、全氮和全磷含量及其生态化学计量学特征的变化,相对贡献率表现为气候因子(46.3%)>林分特征(43.3%)>土壤性质(35.5%)。 结论 在马尾松人工林中,土壤碳氮比、碳磷比和氮磷比表现出明显的纬度变化,年均气温、年均降水量、林分年龄、林分密度、胸径、土壤pH值、土壤黏粒含量是其驱动因素,这些因素的交互效应大于单独效应。
麻栎优树自由授粉家系生长性状3地点间动态变异及优良家系选择
苑海静, 成向荣, 虞木奎, 汪阳东, 邰建武, 张春祥, 王新洋
2022, 35(2): 9-18. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2022.02.002
摘要:
目的 研究麻栎优树自由授粉家系随林龄变化的生长性状遗传变异规律,为麻栎人工林高效培育筛选优良种质材料。 方法 在江西永丰、浙江开化和安徽滁州3个试验点,以来自广西融水的18个优树自由授粉家系试验林为研究对象,分析家系间林木生长变异规律、主要经济性状(地上单株生物量)随林龄的动态变化,基于AMMI模型进行生长性状稳定性评价,并进行优良家系选择。 结果 3个试验点麻栎家系间的树高、胸(地)径和地上单株生物量均具有显著差异。麻栎地上单株生物量受地点、家系、家系 × 地点交互作用显著影响,其中地点对生长变异影响最大,其次为家系和家系 × 地点。不同试验地点麻栎1~3年生和6~11年生家系的生长表现具有较大差异。根据11年生时地上单株生物量分别筛选试验地表现较好的家系,江西永丰试验点优良家系为M11、M9和M15,遗传增益为4.08%~7.45%;浙江开化试验点优良家系为M16和M2,遗传增益为28.01%~37.02%;安徽滁州试验点优良家系为M17、M1和M18,遗传增益为15.05%~30.29%。综合生长表现和稳定性分析发现,M18和M20家系适宜在3个试验点栽培,地上单株生物量均值为31.38 kg,Dg(e)均值为0.88。 结论 麻栎优树自由授粉家系间生长受地点和家系交互作用影响,筛选出一批适于不同区域人工林培育的优良家系。
目标树经营对云冷杉针阔混交林单木生长的影响研究
周超凡, 冯林艳, 何潇, 张会儒, 雷相东, 卢军, 张晓红, 王卓晖
2022, 35(2): 19-27. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2022.02.003
摘要:
目的 探讨目标树经营对针阔混交林单木生长的影响,为针阔混交林群落生态恢复演替和森林质量精准提升提供技术支撑。 方法 以吉林省汪清林业局的云冷杉针阔混交林为研究对象,区分不同径级和不同树种,使用方差分析判断目标树经营与对照间、不同自由生长空间(FTG)之间目标树的胸径、材积生长量差异。 结果 1)与对照相比,除径级Ⅲ的材积生长量差异不显著外,目标树经营下的各径级目标树的胸径和材积生长量均差异显著,随着径级的增大,目标树的生长提升效果下降明显;2)目标树经营对先锋树种目标树生长的提升或抑制作用不显著,但能显著促进顶级树种和伴生树种目标树生长,且顶级树种更优;3)随着自由生长空间的增加,不同径级目标树的生长量均增大,但径级Ⅲ的材积生长量差异同样不显著;各径级胸径生长量在自由生长空间为4时(FTG4)最大,材积生长量在自由生长空间为3时(FTG3)最大;与经营前相比,最少需要多释放出2个方向的自由生长空间才会显著促进目标树生长;4)紫椴适合疏开2~3个生长方向,臭冷杉适合疏开2~4个生长方向,红松和鱼鳞云杉适合疏开3~4个生长方向。 结论 目标树经营可以显著促进目标树的生长,且有利于群落的恢复演替;云冷杉针阔混交林的目标树经营应重点关注中小径级,其次是大径级;目标树应按照不同树种的适宜性,释放2~4个方向的自由生长空间。
基于机载激光雷达冠层高度模型的小班区划
熊昊, 庞勇, 荚文, 李春干
2022, 35(2): 28-36. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2022.02.004
摘要:
目的 探究如何有效利用机载激光雷达冠层高度模型(CHM)自动区划小班,提高小班区划工作效率。 方法 在高光谱影像树种信息的辅助下,使用机载激光雷达数据生成的CHM进行两种空间尺度的分割和优化来自动区划小班。先对1 m空间分辨率CHM数据进行过分割,再对降尺度处理并平滑后的5 m空间分辨率CHM数据进行欠分割,结合两种尺度分割结果并优化得到最终区划结果。将自动区划结果与人工区划小班、数字正射影像(DOM)屏幕勾绘小班以及主伐作业小班为三类参考小班对比,采用最终测量精度(UMA)准则的圆度(RO),紧致度(CO),形状指数(SI),最小包络圆短半径(RE),椭圆度(EF)和形状因子(P2A)8个指标,及自动区划小班与参考小班的交并比(IOU)指标,定量评价自动区划小班边界勾绘的准确程度。并利用样地实测数据和CHM数据计算自动区划结果平均胸径、平均树高和冠层平均高的可解释性方差,验证自动区划结果的内部一致性和外部差异性精度。 结果 自动区划结果与参考小班的UMA形状、面积等特征较接近,与人工区划小班最相近。自动区划小班与人工区划、屏幕勾绘、主伐作业小班交并比大于70%的比例分别为46%,37%,43%,交并比大于50%的比例分别为61%,54%,55%。自动区划结果平均胸径可解释性方差为97%,平均树高可解释性方差为98%,和人工区划小班相同,说明其内部一致性高且和相邻小班差异大。冠层平均高可解释性方差为84.81%,比人工区划小班提高了1.77%。 结论 利用两种空间尺度的CHM与高光谱树种分类图的分割和优化方法自动区划的小班在内部一致性及边界的精准度方面有明显优势,更符合小班边界处林木的分布情况,小班边界准确,且工作效率高,有助于森林的精细化管理。
核桃JrWOX4b基因的克隆和功能分析
雷夏烁, 常英英, 张普, 宋晓波, 白永超, 裴东
2022, 35(2): 37-44. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2022.02.005
摘要:
目的 为探索WOX4b基因在核桃不定根发生过程中的调控作用提供理论支撑。 方法 以核桃品种‘林早香’(Juglans regia ‘Linzaoxiang’)的cDNA为模板克隆该基因CDS全长序列;利用生物信息学技术对其进行多重序列比对和系统进化分析;构建该基因与黄色荧光蛋白(Yellow Fluorescent Protein,YFP)标签的融合表达载体进行亚细胞定位分析;通过对银腺杨‘84K’的遗传转化,分析其功能。 结果 JrWOX4b基因的编码序列(Coding sequence, CDS)长度为678 bp,编码226个氨基酸,分子量为25.42 KDa。所编码氨基酸序列的多重比对及系统进化分析结果显示:核桃JrWOX4b与山核桃属的长山核桃同源蛋白遗传关系最近,与壳斗科栎属白栎次之,而与禾本科的黍稷和二穗短柄草的亲缘关系最远。JrWOX4b基因过表达植株的表型分析结果显示:JrWOX4b的过表达和对照植株生长发育均正常,但在相同培养条件下,JrWOX4b基因的过表达能够显著增加杨树的不定根数量,2周龄过表达植株不定根数量为对照植株的3 ~ 4倍,不定根长度是对照植株的1/2。 结论 从核桃中成功克隆了WOX基因家族成员JrWOX4b基因,其过表达可显著增加转基因植株的不定根数量。研究结果不仅能够为不定根发生调控机制的研究提供理论支撑,同时也为其他难生根木本植物的快速繁殖提供优良基因资源。
不同氮形态处理条件下杨树根尖差异表达基因的特征分析
周婧, 李卓蓉, 吴江婷
2022, 35(2): 45-55. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2022.02.006
摘要:
目的 利用高通量转录组测序技术,在硝态氮或铵态氮处理条件下,对杨树根尖差异表达基因进行了筛选和研究,同时分析和描述了差异表达基因对杨树根尖生长发育的影响,为后续开发高氮素吸收利用效率的杨树新种质提供科学依据。 方法 以灰杨幼苗根尖为材料,用0.5 mmol·L−1硝态氮(NO3)和0.5 mmol·L−1铵态氮(NH4+)对幼苗处理10 d,并对植株根尖进行转录组测序以及生物信息学分析。 结果 硝态氮处理下的主根长度几乎是铵态氮处理条件下的一倍。从两种不同氮形态处理杨树根尖转录组文库中,筛选到2207个差异表达基因。通过差异基因GO和KEGG功能聚类分析,分别获得50个GO功能聚类和20条KEGG通路。进一步利用MapMan分析,筛选出36个氮代谢通路过程、各类氨基酸的生物合成以及代谢过程相关的差异表达基因。对这些差异基因互作调控网络分析发现,硝酸还原酶(Potri.005G172400)基因通过响应不同氮形态,在影响杨树根尖生长发育过程中发挥了重要作用。 结论 本研究获得了不同氮形态处理条件下杨树根尖差异表达基因,并对差异表达基因功能进行分析,有助于理解杨树通过响应不同氮形态影响根尖生长发育过程的分子机制。
实验田4年生转基因毛白杨嫁接苗和自根苗安全性研究
侯荣轩, 赵烨, 田彦挺, 佀化玙, 张华新, 李娟, 纪清巨, 杨庆山, 孙宇涵, 李云
2022, 35(2): 56-66. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2022.02.007
摘要:
目的 对种植于天津滨海的自根苗转AhDREB1基因毛白杨((Populus tomentosa × P. bolleana × P. tomentosa)以及种植于沧州盐山的嫁接苗转基因株系进行安全性研究,评估转基因毛白杨对环境可能造成的影响。 方法 利用PCR扩增以及电泳技术,对种植在天津滨海和沧州盐山实验田的4年生转基因毛白杨基因组DNA、土壤DNA、沧州嫁接苗砧木DNA以及抗性微生物基因组DNA进行PCR特异性检测。对天津实验田土壤中根际微生物数量进行连续动态监测(3月、4月、5月)。分别在天津滨海和沧州盐山实验田模拟自然条件下转基因毛白杨植株枯落物掉落,检测不同生长阶段的不同器官(新生嫩芽、多年生枝条、新生根尖、多年生侧根、新生嫩叶、当年生老叶)的降解时间。通过化感实验,检测天津滨海和沧州盐山实验田转基因毛白杨植株叶片对白菜(Brassica pekinensis)种子的生长是否造成影响。 结果 电泳结果显示:外源基因稳定存在于转基因毛白杨基因组中,实验田土壤DNA、抗性微生物DNA样品以及沧州嫁接苗砧木DNA中均未出现目的基因片段;天津非转基因植株和转基因植株的根际土壤中可培养微生物数量没有显著差异;转基因毛白杨的枯落物,无论是飘落在杂草表面、土壤表面还是埋入土壤,2个月后外源基因均被降解。化感实验结果显示:非转基因植株以及转基因植株对白菜种子的胚轴和胚根生长的影响没有显著差异。 结论 未发现实验田种植4 a的转基因毛白杨对周围的环境造成影响。
中亚热带不同演替森林群落土壤结构分形特征对大孔隙的影响
朱梦雪, 赵洋毅, 王克勤, 段旭, 卢华兴, 涂晓云
2022, 35(2): 67-77. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2022.02.008
摘要:
目的 探究中亚热带不同演替森林群落土壤大孔隙及对结构分形特征的响应,为不同森林群落土壤大孔隙及生态功能予以数据支撑。 方法 选择滇中磨盘山演替初期的云南松林、演替中期的云南松阔叶树混交林和演替顶级的常绿阔叶林为对象,利用染色示踪法结合图像形态学分析,探讨土壤分形特征及其对大孔隙的影响。 结果 垂直剖面大孔隙数量和总孔隙度总体随土层加深而减小,水平方向孔隙半径越大,数量越少;不同林地间孔隙度大小依次为:云南松阔叶树混交林>常绿阔叶林>云南松林。孔隙面密度(Mz)随土层加深单调递减,孔隙复杂度(Dz)与其相反,常绿阔叶林Dz最大(2.006),云南松林最小(1.595),说明群落等级越高,结构越复杂,大孔隙扭曲变异度大。土壤分形特征表明,常绿阔叶林土壤结构较其余两种群落好,土层越深,土壤结构变差。相关分析显示,Mz与D(团聚体分形维数)有极显著正相关关系(P < 0.01),Dz与D(土壤机械分形维数)呈显著负相关(P < 0.05),不同径级团聚体含量和D与土壤孔隙面密度的影响较显著。 结论 土壤大孔隙与结构随演替进程明显提高,演替顶级群落的土壤结构稳定性最佳,研究结果可为降低土壤水分、养分流失和提升森林群落的生态服务功能等森林多功能经营提供参考。
栎树秋季叶色多样性及相关生理特性的变化
安然, 王树凤, 陈益泰, 汪阳东, 傅火勇, 张永志, 施翔
2022, 35(2): 78-88. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2022.02.009
摘要:
目的 研究栎树叶片变色期相关生理物质含量的变化,探索其叶色多样性与生理特征变化间的内在联系。 方法 以红栎组的纳塔栎、舒玛栎、柳叶栎、月桂叶栎、樱皮栎,白栎组的琴叶栎、牛栎以及白栎等8种栎属植物4 年生苗为试材,对其色差参数(L*、a*、b*)、色素、可溶性糖和营养元素含量进行测定分析。 结果 秋季栎树叶片叶色参数L*值变化幅度小,较为稳定。色差参数a* 值、b*值、叶绿素含量和类胡萝卜素含量呈下降趋势,花青素含量则逐渐上升;N、P含量在叶片变色期逐渐降低,而可溶性糖含量增加。同时a*值与花青素、可溶性糖含量、C∶N和C∶P呈极显著正相关,与叶绿素、类胡萝卜素、N和P含量呈极显著负相关。通常红栎组栎树叶色较白栎组红。由于各树种各指标变化幅度不同,导致不同树种叶色差异显著,且叶色保持期不同。叶片变色后期各栎树叶色从绿色变为黄红色、深红色、鲜红色或棕色。其中纳塔栎秋季叶色最红,同时呈现红色的时间最长。 结论 红栎组栎树较早进入变色期;变色前期各指标变化幅度小,此后叶绿素和类胡萝卜素被快速分解,花青素大量合成,是影响栎树秋季叶色的关键因素;变色期叶片N和P含量逐渐下降且利用率显著提高。
鼎湖山季风常绿阔叶林枯落物层自然含水量的长期动态变化
冯英杰, 刘佩伶, 刘效东, 张倩媚, 蔡雁行, 刘菊秀, 周庆, 张卫强
2022, 35(2): 89-96. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2022.02.010
摘要:
目的 枯落物层自然含水量是林地环境特征的重要方面,探究枯落物层自然含水量长期动态及其影响机制对认知森林生态系统的水源涵养功能及森林立地环境变化具有重要意义。 方法 本文以鼎湖山国家级保护区内严格保护下的季风常绿阔叶林为研究对象,按照中国生态系统研究网络台站标准化的观测规范,对森林枯落物层自然含水量长期观测(2005—2018年),探究该地带性顶极森林枯落物层自然含水量的长期动态及其环境影响机制。 结果 鼎湖山地区多年平均降雨量1 975.6 mm,年均蒸发量1 117.3 mm,降雨丰富,热量输入稳定,雨热同期特征显著。地带性顶极森林群落季风常绿阔叶林的枯落物层现存量的多年均值为126.0 g·m−2,干季期间现存量(130.3 g·m−2)略高于湿季(121.6 g·m−2);枯落物层自然含水量的多年均值为89.5%,湿季(103.2%)显著高于干季(75.8%),且湿季期间枯落物层含水量的变异系数(19.6%)显著低于干季(35.9%)。此外,相较于同期表层土壤(0~15 cm)的变化,枯落物层自然含水量的变异系数(30.1%)显著高于土壤水分的相应变异(11.6%),表明枯落物层对外界环境变化更具敏感性。进一步分析表明,降雨量、空气相对湿度、蒸发量、饱和水汽压差和土壤水分条件均显著影响着枯落物层自然含水量的变化,尤其是湿季期间空气相对湿度以及干季期间空气相对湿度和降雨量对枯落物层自然含水量变化表现出主导作用。 结论 鼎湖山季风常绿阔叶林的枯落物层自然含水量整体处于较高水平,枯落物层具有重要的稳定森林生态系统内部环境以及指示森林立地环境变化等的水文生态功能。
曼地亚红豆杉NAC基因家族鉴定及表达分析
张恺恺, 杨立莹, 丰美静, 张林凤, 陈段芬, 邱德有, 杨艳芳
2022, 35(2): 97-103. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2022.02.011
摘要:
目的 筛选红豆杉NAC转录因子家族中影响根系形成的关键基因,探索红豆杉根系生长发育分子机理。 方法 利用曼地亚红豆杉全长转录组数据,通过生物信息学方法鉴定NAC 转录因子,并对筛选出的NAC 转录因子进行蛋白结构及基因组织表达谱等分析。 结果 共鉴定出 44个NAC 转录因子,其在N端均具有典型的保守NAC结构域,分别聚类到拟南芥的7个亚家族中,蛋白三级结构较为相似,且成员大多含有5个保守亚结构域。组织表达谱显示TmNAC15161821222939404144在根中表达水平高于茎和叶。 结论 从曼地亚红豆杉中共鉴定出44个NAC 转录因子,其结构较为保守,且聚类为7个亚家族,其中成员TmNAC2122394044极有可能参与红豆杉根系生长发育。
不同林龄杉木人工林土壤氮转化酶活性特征
彭紫薇, 焦鹏宇, 高李文, 郭文, 刘先, 胡亚林, 王玉哲
2022, 35(2): 104-111. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2022.02.012
摘要:
目的 探讨土壤氮转化酶活性及根际效应随杉木生长发育的变化特征,为杉木人工林的施肥管理和可持续经营提供科学依据。 方法 以不同发育阶段杉木人工林(7、15、24、34 a)为研究对象,测定根际与非根际土壤氮转化酶活性(β-葡萄糖苷酶(BG)、乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酶(NAG)、蛋白水解酶(PRO)、脲酶(URE)、亮氨酸氨基肽酶(LAP)、硝酸还原酶(NR)),探讨不同发育阶段杉木人工林土壤氮转化酶活性、根际效应及其与土壤理化性质的关系。 结果 林龄和根际对6种土壤氮转化酶活性影响均存在显著差异(p<0.05);杉木林根际和非根际土壤氮转化酶活性均随林龄增加先下降后上升,不同林龄杉木根际土壤BG、NAG、PRO、URE和LAP活性均显著高于非根际土壤(p<0.05),根际与非根际土壤的NR活性差异因林龄而异,15 a和24 a杉木林根际土壤的NR活性极显著高于非根际土壤的(p<0.01),而7 a和34 a杉木林根际与非根际土壤的NR活性差异不显著(p>0.05)。15 a杉木林土壤NR活性的根际效应显著高于7 a和34 a杉木林(p<0.05)。杉木根际与非根际土壤酶活性的关键因素是碳氮比与铵态氮含量。 结论 中亚热带杉木人工林在中龄林阶段土壤氮转化酶活性最低,说明在受氮沉降影响严重的中亚热带地区,氮仍可能是杉木速生期的主要限制因素之一,在今后的营林施肥措施上,应把重点放在中龄林阶段,以满足杉木对氮的需求,达到可持续经营管理的目的。
竹卵圆蝽致病球孢白僵菌的分离和毒力测定
耿显胜, 舒金平, 张亚波, 张威, 王浩杰
2022, 35(2): 112-117. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2022.02.013
摘要:
目的 筛选对竹卵圆蝽若虫具有高毒力的致病球孢白僵菌菌株,为竹卵圆蝽的生物防治提供科学依据。 方法 采用组织分离法从竹卵圆蝽僵虫体内分离昆虫病原真菌,通过形态学、DNA条形码相结合的方法对病原真菌进行鉴定,采用生物测定法评价分离真菌菌株的毒力。 结果 从竹卵圆蝽僵虫体内获得7株病原真菌,这些菌株的形态特征、培养性状和ITS rDNA序列均与球孢白僵菌一致,因此,鉴定为球孢白僵菌。室内和林间生物测定结果表明,当分生孢子浓度为108孢子·mL−1时,LYC10、LYC11、LYC15和LYC4菌株对竹卵圆蝽若虫的致死中时间LT50分别为5.04、5.45、6.17和14.03 d;LYC11菌株林间的致死中浓度LC50为2.43 × 104孢子·mL−1 结论 从竹卵圆蝽僵虫体内分离到7株球孢白僵菌,不同菌株的毒力存在差异,LYC10菌株的毒力最强;LYC11菌株林间的累计死亡率低于室内测定的结果。
基于管道模型理论的长白落叶松叶生物量与径向生长关系研究
潘磊, 王轶夫, 孙钊, 乔晶晶, 邱思玉, 孙玉军
2022, 35(2): 118-128. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2022.02.014
摘要:
目的 为了解长白落叶松单木叶生物量与径向生长之间的关系。 方法 以小兴安岭地区长白落叶松为研究对象,结合管道模型理论,研究单木个体水平和单木内不同方位区间水平上的叶生物量与径向生长的关系,分析树冠分布与径向生长之间的相关性。 结果 叶生物量与胸高处和枝下高处树干直径、断面积、边材面积,近1、2、3、5年断面积生长量均呈显著正相关,使用胸高断面积作为预测因子的叶生物量模型拟合效果最好。单木株内不同方位区域的叶生物量与对应的胸径处和枝下高处的树干半径、断面积,近1、2、3、5年断面积生长量均呈显著正相关。 结论 估测单株叶生物量时,使用胸高断面积作为预测因子的预测精度最高。株内不同方位叶生物量与对应方位的树干半径、断面积及断面积生长量均呈显著正相关,树冠偏冠与髓心偏心具有一定的相关性。
油茶转录因子基因CoSOC1-like的克隆和表达分析
黄国文, 管天球, 赵雨云, 陈莫林, 刘宏辉
2022, 35(2): 129-139. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2022.02.015
摘要:
目的 克隆油茶的SOC1同源基因(CoSOC1-like),分析其序列特征和表达模式及其蛋白进化。 方法 以3年生油茶嫩叶为材料提取RNA,利用RT-PCR和RACE方法克隆油茶的CoSOC1-like基因,用生物信息学工具分析其序列特征,用荧光定量PCR分析其表达模式,用基因瞬时表达法分析其蛋白的亚细胞定位。 结果 油茶CoSOC1-like基因的CDS全长为654 bp,推测蛋白质由127个氨基酸组成,蛋白分子量为24.958 kD,等电点(pI)为6.8,基因库的登录号为MT036382。CoSOC1-like具有植物Ⅱ型MADS-box基因的蛋白结构,且C末端含有MOTIF结构域,是一个MADS-box家族转录因子。CoSOC1-like蛋白有31个磷酸化位点,建立在二级结构基础上的CoSOC1-like蛋白的三级结构具有明显活性部位;CoSOC1-like基因瞬时表达分析表明,油茶CoSOC1-like蛋白定位于细胞核,符合转录因子的细胞核定位特征。系统进化分析表明:油茶CoSOC1-like与茶树SOC1-like蛋白聚类在同一个进化支上。荧光定量PCR分析表明:CoSOC1-like基因存在于油茶所有的器官中,尤其在花芽中的相对表达量最多。 结论 CoSOC1-like基因在油茶的花芽分化中起重要作用,也可能参与根、茎、叶和种子等器官的生长发育。本结果为进一步研究油茶成花的分子机制奠定了基础。
杨小舟蛾新病毒的鉴定及其生物活性研究
刘瑞霞, 谢丹洁, 刘锦山, 王青华, 张永安, 段立清
2022, 35(2): 140-147. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2022.02.016
摘要:
目的 杆状病毒在农林害虫的生物防治中起着重要的作用,本研究鉴定1株具有高毒力的杨小舟蛾新病毒,为害虫的生物防治提供新病毒资源。 方法 通过研究该病毒的超微结构和生物活性确定其生防潜力。 结果 超微结构表明,该病毒包涵体多呈椭圆形,平均大小为0.43 × 0.21 μm;包涵体中包埋一个杆状病毒粒子,具有颗粒体病毒结构特征,命名为杨小舟蛾颗粒体病毒(MisiGV)。生物活性显示,MisiGV对杨小舟蛾幼虫有致死作用,对3龄幼虫的半致死浓度LC50为2.37 × 105 OBs·mL−1;当浓度为1.2 × 107、4.0 × 106、4.0 × 105、1.2 × 105和4.0 × 104 OBs·mL−1,对3龄幼虫的半致死时间LT50随着病毒浓度的降低而增大,分别为7.55、11.61、14.69、16.06和17.62 d。不同龄期幼虫对MisiGV的敏感性表明,虫龄较小越容易受到病毒的侵染,而且幼虫的死亡速度依赖于虫龄和病毒浓度。当浓度为4.0 × 106 OBs·mL−1时,2和4龄幼虫的最高累计死亡率分别为90.00%和57.78%,而在该浓度下,杀死50%的2龄幼虫的所需时间≈ 6.81 d,4龄≈ 12.89 d;当病毒浓度为4.0 × 104 OBs·mL−1时,2和4龄幼虫的最高累计死亡率分别为83.33%和36.67%,LT50值分别为11.91 d和25.65 d。此外,MisiGV对存活幼虫化蛹率和羽化率也有一定影响,病毒液浓度越高,化蛹率和羽化率越低。当MisiGV浓度为4.0 × 104 OBs·mL−1,MisiGV对羽化率的影响不明显。 结论 本文报道的MisiGV新病毒是具有开发潜力和应用前景的生防因子。
松褐天牛的蛀道结构系统研究
高尚坤, 马深成, 杨化伟, 杨庆贺, 周成刚, 乔鲁芹
2022, 35(2): 148-153. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2022.02.017
摘要:
目的 通过系统解析松褐天牛在黑松和赤松内的蛀道结构,了解其蛀食特征,为完善松褐天牛隐蔽生活过程中的生物生态学习性和科学利用天敌昆虫、病原微生物和注射药物防治松褐天牛提供依据。 方法 于松褐天牛越冬期,人工解剖了松褐天牛危害的黑松和赤松木段,获得其完整蛀道。分别测量了蛀道长度、蛀屑堵塞长度、侵入孔内径、蛹室内径、 蛀屑含水率、侵入孔与羽化孔的相对方位等蛀食特征,并分析了松褐天牛幼虫大小与寄主树种和蛀食特征的关系。 结果 松褐天牛在黑松和赤松中的蛀道均为“U”形,类型单一,蛀道间互不串通,在侵入孔端部存在蛀屑堵塞,多数羽化孔在侵入孔上方;松褐天牛的蛀食特征与个体大小和寄主树种的相关性均较小。 结论 松褐天牛在木质部隐蔽蛀食的特性比较规律,受寄主树种种类影响较小,蛀道结构均呈“U”形,蛀道的部分被蛀屑-粪便混合物堵塞。
鹤顶粉蝶觅食求偶过程中的视觉嗅觉信号识别
刘杰, 李明涛, 陈顺安, 姚俊, 石雷, 陈晓鸣
2022, 35(2): 154-162. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2022.02.018
摘要:
目的 研究鹤顶粉蝶(Hebomoia glaucippe)成虫觅食、求偶时的视觉、嗅觉信号利用机制。 方法 通过行为观察分别测定不同花色和蜂蜜水及塑封模型对鹤顶粉蝶的引诱效应。 结果 在无气味的7种不同颜色假花诱集试验中,雌雄蝶对长波长红色(620~750 nm)表现出明显的颜色倾向,雌雄蝶访花总次数为259次,雌雄蝶分别为151次和108次。而在假花上喷洒蜂蜜水后,雌雄蝶访花总次数为583次,雌雄蝶分别为305次和278次。单一蜂蜜水诱集时,雌雄蝶访花总次数仅10次,雌雄蝶访花次数分别为8次和2次。颜色-气味组与气味组和颜色组相比,访花次数分别提高58.30倍和2.25倍。在鹤顶粉蝶求偶过程中,雌雄蝶对模型的访问和自然种群的追逐规律不一致,鹤顶粉蝶对缺乏气味的标本模型的访问次数显著低于自然种群(P<0.05)。雌雄蝶翅膀的色彩与图案存在差别。 结论 鹤顶粉蝶在觅食过程中,以视觉为主,嗅觉为辅,具有明显的色觉偏爱;在求偶过程中,视觉和嗅觉均参与求偶识别,虽然鹤顶粉蝶可以通过视觉信号进行最初的配偶识别,但仍需要通过嗅觉信号精确识别配偶及同性。
迭山北坡云冷杉林火烧迹地灌木树种种间关联性
赵安, 田青, 周晓雷, 史瑞锦, 黄海霞, 曹雪萍, 陆刚, 周旭姣
2022, 35(2): 163-170. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2022.02.019
摘要:
目的 揭示青藏高原东北边缘迭山北坡云冷杉林火烧迹地灌木树种种间关联性。 方法 在调查数据的基础上,基于2 × 2列联表采用方差比率法(VR)、χ2检验、联结系数(AC)和Jaccard相似系数(PC)4种方法,研究火烧迹地灌木群落17种灌木的种间关联性。 结果 总体联结性VR值等于0.93;χ2检验显示有9个种对达到极显著正联结,2个种对达到显著联结,125个种对呈不显著联结;联结系数AC值在[0.6,1]的种对共有27对、在[0.2,0.6)的种对共有9对、在[−0.2,0.2)的种对共有40对,在[−0.6,−0.2)的种对共有13对,在[−1,−0.6)的种对共有47对;Jaccard相似系数PC值在[0.57,1]的种对共有17对、在[0.29,0.57)的种对共有12对、在[0,0.29)的种对共有107对,各研究方法得到的结果基本相似,但各检验方法存在一定的差异,结果显示各种对间的关联性不强,达到显著和极显著的种对很少,群落物种间总体联结性呈不显著负联结趋势。 结论 火烧迹地灌木树种种间的关联性不强,群落稳定性不高,灌木树种种间联结性主要受植物生物学特性、生态适应性和人为活动、土壤、气候、竞争以及化感作用等方面影响。
清澜港红树林湿地土壤酶活性与理化性质的关系
陈小花, 陈宗铸, 雷金睿, 吴庭天, 李苑菱
2022, 35(2): 171-179. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2022.02.020
摘要:
目的 从土壤酶活性的角度分析清澜港红树林不同群落类型湿地土壤质量状况,为海南省红树林湿地土壤碳汇监测与生态修复提供数据支撑。 方法 对5种红树植物群落类型的土壤酶活性、土壤微生物生物量碳氮含量和理化性质进行分析。 结果 (1)不同群落类型表层土壤微生物量碳氮含量和微生物熵碳皆是榄李群落最低,且显著低于个别群落;土壤微生物熵氮在不同群落类型间无显著差异。(2)不同群落类型表层土壤酶活性基本表现为蔗糖酶>磷酸酶>过氧化氢酶>脲酶。不同群落类型的土壤酶活性存在差异,表现为脲酶、磷酸酶和过氧化氢酶活性以角果木群落的最高,均显著高于海莲和正红树群落;蔗糖酶活性以杯萼海桑群落的最高,显著高于海莲和正红树群落。(3)土壤脲酶活性与含水量(SWC)、有机碳(SOC)、微生物量碳(MBC)、全氮(TN)、全磷(TP)、全钾(TK)和还原性物质总量(RS)呈极显著正相关;磷酸酶活性与SWC、MBC、MBN和RS呈极显著正相关,与TN、TK呈显著正相关;过氧化氢酶活性与SWC、SOC、MBC和TN呈极显著正相关;蔗糖酶活性与SWC、SOC、MBC、TN和MBN呈极显著正相关。(4)冗余分析(RDA)结果显示,SWC、MBC和RS是影响清澜港红树林植物群落土壤酶活性的主要因子。 结论 可以通过土壤酶活性来表征清澜港红树林湿地土壤质量状况。
石灰岩山地不同生境淡竹的养分特征及其生理适应
吴姝瑾, 梁宽, 樊燕, 苏田, 胡姝珍, 陈永镇, 俞社保, 施建敏
2022, 35(2): 180-186. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2022.02.021
摘要:
目的 石灰岩山地土壤高度异质、养分分布不均,探寻石灰岩山地优势种淡竹(Phyllostachys glauca McClure)养分分配特征及低P适应机制,为喀斯特植被管理和植物资源利用提供理论参考。 方法 通过对赣西北石灰岩山地连续土、半连续土和零星土3种土被生境淡竹林设置样地进行调查,测定并分析淡竹各构件N、P含量。 结果 表明:(1)随着裸岩率增加,土壤全N含量增加,而3种生境的全P含量均较低;(2)淡竹植株N含量随裸岩率上升而增加,在零星土生境下最高;P含量随裸岩率增加而减少,零星土生境植株的N:P大幅上升,P限制加剧,但叶的N:P保持相对稳定;淡竹各构件中N含量随裸岩率增加呈缓慢上升趋势,P含量呈下降趋势且除叶片外其余构件均大幅下降。(3)不同生境淡竹N、P分配格局不同,淡竹各构件的N分配比例在3种生境下没有差异(鞭除外);半连续土和零星土淡竹叶片P分配比例显著高于连续土,而半连续土竹秆的P分配比例显著低于连续土。 结论 植株N、P含量与土壤N、P供应水平正相关,在土壤N供应充足而P供应匮乏的情况下,淡竹通过减少秆的P分配而提高叶片的分配量,以保证叶片养分需求维持植株正常生长,提高逆境下的适合度。
内蒙古大兴安岭南段山杨纯林与白桦纯林的枯落物层水文效应
张轶超, 乌艺恒, 周梅, 舒洋, 赵鹏武, 向昌林, 周立文
2022, 35(2): 187-193. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2022.02.022
摘要:
目的 在暖干化气候变化导致干旱胁迫带来大量树木死亡的赛罕乌拉国家级自然保护区,选择典型林分,研究其枯落物层蓄积量和水文功能。 方法 选取山杨(Populus davidiana Dode)纯林与白桦(Betula platyphylla Suk.)纯林2种林分,各设立9块典型样地,测定枯落物现存量,并采用室内浸泡法测定其枯落物层持水能力,探究2种林分的枯落物层水文效应。 结果 研究表明:(1)在相同郁闭度条件下,山杨纯林的枯落物总储量为12.41 t·hm−2,稍高于白桦纯林的10.97 t·hm−2。(2)山杨纯林、白桦纯林的枯落物层的最大持水量为26.85、26.77 t·hm−2,有效拦蓄量为11.96、11.07 t·hm−2,二者相近。(3)枯落物的动态持水量与浸水时间呈对数函数关系,吸水速率与浸水时间呈幂函数关系。 结论 内蒙古大兴安岭南段山杨纯林的枯落物储量稍大于白桦纯林,但二者的枯落物层持水能力相近。
海州常山叶片实时荧光定量PCR的内参基因选择
华雅洁, 岳远征, 杨秀莲, 何卿
2022, 35(2): 194-202. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2022.02.023
摘要:
目的 通过实时PCR(qRT-PCR)筛选海州常山叶片不同非生物胁迫条件下稳定的内参基因。 方法 利用已有的转录组数据,筛选出17个候选内参基因,在不同非生物胁迫(盐害、干旱和热害)下进行qRT-PCR,通过利用GeNorm、NormFinder、BestKeeper及ReFinder软件分析筛选不同胁迫中最适的内参基因,选择CtNHX1基因,验证所筛选的内参基因的稳定性。 结果 RPLAP-2盐害胁迫下最稳定,MDHAP-2干旱胁迫下最稳定,UBCE2ACT热害胁迫下最稳定;综合来看,非生物处理中,AP-2、UBCE2是最稳定的参考基因。 结论 AP-2、UBCE2可作为海州常山叶片非生物胁迫研究中基因定量使用的内参基因,为进一步开展海州常山分子机制研究、耐盐基因的开发利用奠定基础。