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2020, 33(1): 1-1.
摘要:
盐胁迫下比拉底白刺差异表达基因的转录组分析
田林, 尹丹丹, 成铁龙, 夏新莉, 尹伟伦
2020, 33(1): 1-10. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2020.01.001
摘要:
目的 为了挖掘比拉底白刺耐盐相关基因,对其盐胁迫下差异表达基因进行筛选分析。 方法 以比拉底白刺幼苗为材料,用 200 mmol·L-1 NaCl 对幼苗处理7 d,并对胁迫处理和对照植株叶片进行转录组测序及生物信息学分析。 结果 有效序列组装共得到应答盐胁迫的168 463条 unigenes 和196个差异表达基因。通过差异基因 GO 和 KEGG 功能聚类,分别获得64个 GO 功能小类和25条 KEGG 通路。进一步基因相互作用网络分析发现,转录调控、氧化还原以及抗逆相关基因在比拉底白刺应答盐胁迫中发挥重要作用,其中,筛选到3个重要的节点基因,分别是热激同源蛋白基因、L 型凝集素类受体激酶基因和 Win 类蛋白基因。 结论 本研究获得了盐胁迫下比拉底白刺的差异表达基因及功能注释信息,有助于理解其耐盐的分子机制,为后续开发耐盐分子标记及通过基因编辑改良植物耐盐特性提供了科学依据。
高分辨率多光谱遥感影像森林类型分类深度U-net优化方法
王雅慧, 陈尔学, 郭颖, 李增元, 金玉栋, 赵俊鹏, 周瑶
2020, 33(1): 11-18. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2020.01.002
摘要:
目的 使用深度学习全卷积神经网络U-net的自动特征提取,有效地改善遥感目标识别及地物分类的效果。 方法 以内蒙古自治区赤峰市旺业甸林场为研究区,主要数据源包括GF-2多光谱数据、ZY-3 DOM数据、ZY-3 DEM数据、小班数据以及外业实地调查数据等。借鉴前人对FCN-8s模型的优化思路,基于U-net网络模型,在模型训练过程中通过在原始波段的基础上加入标准归一化植被指数(NDVI)构建网络,并增加条件随机场后处理过程,得到最终的分类结果。 结果 表明:(1)优化后的U-net模型的总体分类精度达84.89%,Kappa系数为0.82,分别高于未加入标准归一化植被指数特征的U-net模型以及未使用条件随机场进行后处理的U-net模型的分类精度;(2)优化后的U-net模型与使用相同策略的FCN-8s,支持向量机和随机森林的分类结果相比,提高了8.04%~12.54%,分类精度大幅度提高。 结论 通过少量调整相关的遥感特征以及使用条件随机场后处理方法可改善U-net模型的分类效果,适用于基于U-net的森林类型高分辨率多光谱遥感影像分类。
林火干扰对广东省2种典型针叶林森林生物碳密度的影响
胡海清, 罗斯生, 罗碧珍, 魏书精, 李小川, 王振师, 吴泽鹏, 周宇飞, 刘菲
2020, 33(1): 19-27. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2020.01.003
摘要:
目的 定量研究不同林火干扰对森林生物碳库的变化规律,揭示林火干扰对森林生物碳密度的影响机制,为林火干扰后森林生态系统碳汇管理提供参考依据。 方法 以广东省亚热带2种典型针叶林为研究对象,采用相邻样地比较法,以野外调查采样与室内试验分析为主要手段,定量测定不同林火干扰强度对森林生物碳库(植被碳库和凋落物碳库)碳密度与碳分配格局的影响。 结果 林火干扰对亚热带2种典型针叶林的植被和凋落物碳密度有影响,均表现为对照>轻度林火干扰>中度林火干扰>重度林火干扰。轻度林火干扰对植被碳密度的影响差异不显著(P>0.05),而中度和重度林火干扰则显著降低了植被碳密度(P<0.05)。相同林火干扰强度下,植被各组分碳密度的变化均表现为乔木最大。乔木碳密度在不同林火干扰强度下均呈现为对照>轻度林火干扰>中度林火干扰>重度林火干扰,而草本碳密度则呈现与乔木碳密度相反的变化趋势。林火干扰显著影响乔木和草本碳密度,亦对灌木碳密度产生了影响。不同林火干扰强度对凋落物碳密度的影响有所差异,但不同林火干扰强度均显著减少了凋落物碳密度(P<0.05),并随林火干扰强度的增加其减少幅度增大。 结论 林火干扰减少了植被和凋落物碳密度,进而对森林生态系统的碳密度产生重要影响。
硬头黄竹花的形态与结构研究
李娟, 王一方, 初彩华, 詹卉, 张月高, 王曙光
2020, 33(1): 28-34. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2020.01.004
摘要:
目的 研究硬头黄竹花(Bambusa rigida)的基本形态结构及胚胎发育规律,为其胚胎学积累原始资料,为育种工作打下基础。 方法 通过解剖与形态观察的方法,对硬头黄竹生殖器官、孢子发生及雌雄配子体的发育过程进行解剖观察。 结果 硬头黄竹小穗为假小穗,簇生,基部具潜伏芽,平均长度为3.75 cm,有3~7朵小花。小花内外稃各1片,浆片3枚,雌蕊1枚,雄蕊6枚。雌蕊为三分枝羽毛状柱头。子房长卵圆形,具明显纵向三棱。子房单室,侧膜胎座、倒生胚珠。正常发育的花粉粒为二细胞花粉,花药壁造孢细胞时期为四层药壁,花药成熟时只剩两层药壁。绒毡层为分泌型,花药成熟时,绒毡层完全退化。花药易见发育异常现象,形成不同的败育类型。 结论 硬头黄竹小穗基本结构发育正常,但花药发育后期会大量出现异常现象,这是导致硬头黄竹结实率低的主要原因。
南亚热带杉木人工林材种结构长期立地与密度效应
郭光智, 段爱国, 张建国, 廖树寿
2020, 33(1): 35-43. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2020.01.005
摘要:
目的 揭示南亚热带杉木人工林材种发育的长期立地和密度动态效应规律。 方法 以广西大青山A(1 667株·hm−2)、B(3 333株·hm−2)、C(5 000株·hm−2)、D(6 667株·hm−2)、E(10 000株·hm−2)5种初植密度、36 a生杉木(Cunninghamia lanceolata)密度试验林为研究对象,分析密度和立地影响下材种株数与材种材积分布的动态变化规律。 结果 杉木林分小径材株数和材积比率在初期随林龄增长而递增,达峰值后随林龄增长而减少,初植密度越小、立地指数级越高,减少速度越快;中、大径材株数和材积比率随林龄增长而增加,初植密度越小、立地指数级越高,增速越快。18立地指数级D及以下密度林分28 a生前中径材材积比例约50%;36 a生时A密度林分大径材材积比例约50%。16立地指数级中低初植密度林分中径材材积比例均超过45%,且以C密度林分最高、约48%;36 a生时A密度林分大径材材积比例超过26%。14立地指数级,A密度林分中径材材积比例24 a生时达44%,A、B、D密度林分小径材材积分别于12、18、24 a生时达83%、76%、69%。10立地指数级C、E密度林分36 a生时小径材材积比例分别达71%、61%。 结论 杉木林材种形成与立地、密度和林龄关系密切,立地质量具决定性作用,而培育高规格材种时初植密度亦可成为关键限制因素。初植密度越低、立地指数越高,越利于中、大径材形成。在杉木南带产区,10指数级立地短周期经营时只适宜培育小径材及小条木。14指数级立地适宜培育中、小径材,若以中径材为第一培育材种时初植密度宜低。16指数级立地适宜培育中径材,长周期经营时也可培育大径材,但初植密度不宜超1 667株·hm−2。18指数级立地中径材生产潜力很大,但更宜培育大径材,且初植密度宜控制在A密度,轮伐期不宜低于36 a。
辽西北风沙区不同人工林土壤真菌群落结构及功能特征
邓娇娇, 朱文旭, 张岩, 殷有, 周永斌
2020, 33(1): 44-54. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2020.01.006
摘要:
目的 为了揭示土壤真菌群落结构及功能对不同人工林的响应特征和响应机制,评估不同人工林对地下生态系统的影响。 方法 以辽西北风沙区樟子松人工林、油松人工林和杨树人工林为研究对象,对每个样地采用“S”型布点采样,采集0~10 cm表层土壤并进行混合,采用Illumina Miseq高通量测序技术和FUNGuild软件,获取并分析辽西北风沙区不同人工林土壤真菌群落组成与功能特征,并对土壤真菌群落多样性与土壤环境因子进行相关性分析。 结果 表明:杨树人工林能显著增加土壤pH值、土壤可溶性有机碳和速效磷的含量,降低土壤的C/N。该区人工林土壤优势真菌门类群是子囊菌门和担子菌门,优势真菌属类群为Guehomyces、被孢霉属及青霉菌属。NMDS和heatmap分析结果表明,不同人工林土壤真菌群落结构和功能特征差异显著,都可划分为两个聚类,其中,樟子松人工林和油松人工林土壤真菌群落结构和功能的相似性较大,而杨树人工林土壤真菌群落与针叶林土壤真菌群落结构和功能的差异较大。土壤pH、速效磷、DOC和C/N是影响土壤真菌多样性和土壤真菌群落功能的主要因子。 结论 不同人工林对土壤特性及土壤真菌群落的结构和功能特征具有不同的影响,杨树人工林显著提高土壤养分有效性,增加土壤真菌多样性。因此,在辽西北风沙区种植杨树较针叶树能更好地改善土壤。
不同氮磷钾施肥量对平欧杂种榛光合性能及产量品质的影响
王灵哲, 宋锋惠, 史彦江, 罗达, 凌锦霞, 左琛
2020, 33(1): 55-61. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2020.01.007
摘要:
目的 以新疆9年生的平欧杂种榛为研究对象,探讨氮、磷、钾不同施肥量对平欧杂种榛光合特性、产量和品质的影响,为新疆榛子产业发展提供合理施肥依据。 方法 采用“3414”田间肥料效应试验,测定氮、磷、钾不同施肥配比条件下对果仁膨大期榛子叶片的叶绿素含量和叶绿素最大光能转化效率的日变化及对产量和品质的响应。 结果 表明:平欧杂种榛的叶绿素相对含量(SPAD)随着N肥的增加而增加;T5(N2P1K2)对FoFvFm有显著调控作用;T9(N2P2K1)榛果的纵径、横径、侧径、单果质量、果仁质量及出仁率比T1(N0P0K0)分别平均增加9.96%、9.77%、11.99%、31.94%、10.13%和5.56%,粗脂肪和粗蛋白比T1分别平均增加11.56%和16.67%。 结论 在新疆土壤养分中等条件下,N、P2O5、K2O施肥量纯量分别为1 205.6、485.00、329.3 kg·hm-2时,榛果达到了优质高产,有利于提高新疆平欧杂种榛的经济效益。
翠亨湿地无瓣海桑人工林土壤有机碳分布特征及与土壤理化指标相关性
徐耀文, 姜仲茂, 武锋, 杨倩梨, 廖宝文
2020, 33(1): 62-68. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2020.01.008
摘要:
目的 通过对比不同潮位带无瓣海桑人工林土壤有机碳的含量和分布规律,探讨与无瓣海桑人工林土壤有机碳分布有关的主要土壤理化性质指标的相关关系。 方法 以中山翠亨国家湿地公园无瓣海桑人工林为例,选择高潮带和中潮带无瓣海桑人工林以及低潮带光滩区域,测定土壤有机碳含量及主要土壤理化指标,并计算土壤有机碳密度,再进一步分析其与土壤理化指标的相关性。 结果 研究表明:在垂直方向上,土壤有机碳平均含量和平均密度均表现出显著差异,从大到小依次为:高潮带>中潮带>低潮带;其中,在高潮带,土壤有机碳含量最大值出现在0~20 cm土层,有机碳密度最大值出现在20~40 cm土层。土壤有机碳含量与含盐量显著负相关,与土壤全氮、全磷极显著正相关,与土壤pH值极显著负相关。 结论 高潮带无瓣海桑人工林土壤有机碳的密度和含量均高于中潮带和低潮带;土壤全氮、全磷含量、pH值与土壤有机碳含量关系最密切,这些指标可以用来预测无瓣海桑人工林的土壤有机碳分布。
地被竹鞭段繁育容器苗生长的基质配比效应
谷瑞, 章超, 陈双林, 郭子武
2020, 33(1): 69-75. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2020.01.009
摘要:
目的 探索不同基质配比对美丽箬竹、菲黄竹鞭段繁育容器苗生长的影响,为地被竹鞭段容器育苗的轻基质筛选提供参考。 方法 以林地覆盖后的废砻糠、泥炭和黄心土为基质材料,进行3种体积比(A-3:5:2、B-3:4:3、C-10:0:0)的基质配比试验,测定分析美丽箬竹、菲黄竹鞭段繁育容器苗的生长和生物量分配指标。 结果 表明:基质配比处理对美丽箬竹、菲黄竹的侧芽萌发和成活率没有明显的影响,对立竹数量、苗高、和地径等有明显的影响,表现为美丽箬竹处理A和处理B的苗高、立竹数量高于处理C,但地径的差异不大,而菲黄竹容器苗生长对基质配比的反应更敏感,菲黄竹处理A的苗高显著高于处理B和处理C,立竹数量则相反,处理A和处理B的地径显著高于处理C。基质配比处理显著影响美丽箬竹、菲黄竹容器苗的总生物量,同时,基质配比处理对美丽箬竹容器苗叶、鞭、地上生物量和地下生物量分配比例有明显影响,对秆、根生物量分配比例影响不大,对菲黄竹容器苗的器官生物量分配比例均影响不明显,体现出种间差异。主成分分析表明,处理B育苗效果最好,其次为处理A,处理C育苗效果较差。 结论 基质配比对美丽箬竹、菲黄竹的生长、生物量及其分配均有明显的影响,两竹种均以处理A和处理B的容器苗生长较好、生物量较高。地被竹鞭段容器育苗宜选择处理A或处理B的轻基质配比。
浑善达克沙地3种典型灌丛固沙能力的比较研究
董雪, 郝玉光, 辛智鸣, 段瑞兵, 张冉浩, 马媛, 刘芳
2020, 33(1): 76-83. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2020.01.010
摘要:
目的 研究荒漠草原区出现灌丛化现象后,灌丛沙堆在退化生态系统中发挥的保育功能和防风固沙作用。 方法 该研究以浑善达克沙地3种典型荒漠草原灌丛长柄扁桃(Amygdalus pedunculata)、小叶锦鸡儿(Caragana microphylla)和狭叶锦鸡儿(Caragana stenophylla)为研究对象,通过测定分析3种灌丛形态参数、沙堆形态参数和灌丛下土壤颗粒分形维数,探讨其沙堆形态发育和土壤颗粒组成特征,以及与植物灌丛形态特性和固沙能力的关系。 结果 表明:3种典型灌丛沙堆均为圆锥状,其沙堆高度随沙堆半径的增加呈对数曲线增加,即在沙堆形态较小时,随着沙堆半径的增大,沙堆高度增加较快,而随着沙堆底面积不断增大,沙堆高度变化就会趋于稳定且增加速度降低,整个沙堆在水平方向的延伸速度大于垂直方向;沙堆形态参数之间以及与灌丛形态参数间表现出显著相关性,随着灌丛地上生物量的增加,沙堆高度、半径、底面积和体积均呈显著增加(P<0.05),3种灌丛沙堆体积和固沙率差异性显著(P<0.05),表现为:小叶锦鸡儿>狭叶锦鸡儿>长柄扁桃;灌丛使降尘等细粒物质拦截或聚集在灌丛下,土壤颗粒分形维数与粒径(<0.1 mm)颗粒含量呈显著的线性正相关关系;不同物种灌丛下土壤分形维数差异性显著(P<0.05),表现为:小叶锦鸡儿(2.346)>狭叶锦鸡儿(2.259)>长柄扁桃(2.149)>裸沙地(2.057)。 结论 灌丛越大,沙堆体积越大,灌丛下沉积细物质越多,土壤分形维数越大,植物固沙能力越强。
双条杉天牛不同虫期体壁碳氢化合物变化规律分析
张时雨, 张苏芳, 刘福, 马深成, 贾春燕, 申卫星, 张真, 孔祥波
2020, 33(1): 84-91. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2020.01.011
摘要:
目的 研究双条杉天牛幼虫期和成虫期体壁碳氢化合物的变化规律,对不同虫期体壁碳氢化合物成分、含量和比例进行分析,期望在此基础上探索体壁碳氢化合物在其生殖行为中的功能。 方法 采用固相微萃取和溶剂浸提两种采样方法收集双条杉天牛不同虫期的体壁碳氢化合物成分,进一步采用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)对提取物进行分析,比较不同成分在不同虫期的含量和比例。 结果 双条杉天牛体壁碳氢化合物成分主要包括C15~C31之间的正烷烃、烯烃、单甲基支链烷烃和二甲基支链烷烃。幼虫体壁碳氢化合物以C15~C31正烷烃为主,含量占64.67%,其中n-C27含量最高(21.57%);烯烃仅检测到角鲨烯,含量占19.4%;甲基支链烷烃仅检测到3Me-C25和11,15diMe-C27,含量占15.93%。在刚羽化的雌成虫中正烷烃占60.42%,甲基支链烷烃占39.58%;雄成虫中正烷烃占74.15%,甲基支链烷烃占25.85%。扬飞期雌成虫中正烷烃占53.13%,甲基支链烷烃占46.87%;雄成虫中正烷烃占45.99%,甲基支链烷烃占54.01%;雌雄成虫中均是n-C25含量最高。随着虫体的发育,正烷烃含量呈下降趋势,而甲基支链烷烃呈上升趋势。溶剂浸提法和固相微萃取法提取的体壁碳氢化合物有相似的变化趋势。 结论 双条杉天牛不同虫期体壁碳氢化合物各种成分含量的变化与其发育的性成熟度有关。幼虫体壁中未检测到11Me-C26、11Me-C27和3Me-C27,这3种成分在雌雄成虫中含量差异显著,推测其可能在成虫生殖行为中扮演重要角色,这为进一步研究双条杉天牛接触性识别信息素奠定良好基础。
杨树微管功能研究植物表达载体构建及验证
罗莹, 张建国, 刘晓霞, 饶国栋, 陆海
2020, 33(1): 92-98. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2020.01.012
摘要:
目的 分别构建84K杨的微管蛋白TUA5和TUB16与红色荧光蛋白mCherry融合的植物过表达载体,瞬时表达验证载体在植物体内表达后的荧光信号,为研究杨树微管功能奠定基础。 方法 以毛果杨微管蛋白TUA5和TUB16的基因序列为模板,设计84K杨的TUA5TUB16基因的引物,提取野生型84K杨的RNA并反转录成cDNA,同源克隆得到84KTUA584KTUB16基因,分别连接在pCAMBIA 1300载体mCherry荧光标签的N’端和C’端,转化到大肠杆菌TOP10感受态细胞中,通过菌落PCR和测序鉴定获得阳性单克隆,并通过电击法将重组质粒转化到农杆菌GV3101中,瞬时转化烟草后进行荧光观察。 结果 克隆得到了84KTUA584KTUB16基因,成功与pCAMBIA 1300-mCherry载体连接,烟草瞬时表达荧光观察结果显示:仅目的基因与mCherry标签C’端相连的融合蛋白能够成功表达,且荧光明显。 结论 成功构建了84K杨TUA5TUB16基因与pCAMBIA 1300-mCherry的融合表达载体,为进一步研究杨树微管功能提供了背景材料。
馥郁滇丁香LgFKF1基因的克隆及节律表达分析
万友名, 马宏, 刘雄芳, 张序, 安静, 刘秀贤, 李正红
2020, 33(1): 99-106. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2020.01.013
摘要:
目的 研究馥郁滇丁香LgFKF1基因的结构特点及其在特异组织中的节律表达特征,探索其在成花调控过程中的