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2019年  32卷  第3期

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2019, 32(3): 0-0.
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2019, 32(3): 0-0.
摘要:
论文
基于RAD高通量测序探讨中国85种杜鹃花属植物的分类
李云飞, 李世明, 金鑫, 程书, 王松波, 侯军亮, 刘家劲, 段肖霞, 马宏, 马永鹏, 张耕耘
2019, 32(3): 1-8. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2019.03.001
摘要:
目的 探讨RAD-seq技术在中国杜鹃花复杂类群分类与物种界定方面的优势。 方法 本研究对杜鹃花属85个种进行了RAD-seq测序,评估了数据的基本特征;同时,以马缨杜鹃基因组作为参考,获得高质量SNP位点,并进一步通过ADMIXTURE、PCA、GCTA及FastTree软件对其进行基因分型、聚类与系统树构建。 结果 本研究中85份材料比对至马缨杜鹃的平均比对率87.52%,在参考基因组上的平均覆盖度为5.21%,最终获得了620 371个SNP位点。基于PCA、Structure聚类及系统发育树的分析结果,本研究支持目前在亚属水平(杜鹃亚属、常绿杜鹃亚属、马银花亚属、羊踯躅亚属、映山红亚属和长蕊杜鹃亚属)的形态学分类处理,并突出了鳞片在杜鹃属植物分类中的重要作用。 结论 RAD-seq数据产生的大量SNP位点可区分杜鹃花亚属和组内的大部分物种,说明其在复杂类群分类与物种界定方面具有可行性。
杉木地理种源长期选择效果研究
伍汉斌, 段爱国, 张建国, 孙建军
2019, 32(3): 9-17. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2019.03.002
摘要:
目的 研究不同林龄的杉木地理种源生长状况的差异,筛选适宜于试验区发展的杉木优良种源,促进杉木种源水平的长期遗传改良。 方法 利用1981年营造的杉木种源试验林在5、10、31年生时的测定材料,分析不同种源主要生长性状在不同林龄的遗传参数变异规律,利用早晚相关和聚类分析对优良种源长期选择效果进行评价。 结果 不同林龄的杉木胸径、树高和单株材积在种源间均存在极显著的差异,31年生时最大种源的各性状值较最小种源的各性状分别高75.86%,48.55%,263.76%;杉木在种源间的变异存在明显的地理变异模式,以纬向变异为主,由南向北,杉木的生长量先增大后减小,即我国西南和东南部种源生长较好。参试杉木种源不同林龄时各性状的遗传力为0.750~0.875,说明各性状受较高水平的遗传控制;胸径、树高和单株材积在不同林龄间表型相关和秩相关均呈极显著的正相关,认为杉木早期选择宜在10年生左右;从169个参试种源中筛选出29个生长较快速的种源,大部分种源来自福建省,还包含贵州、广西和湖南等地的种源,其中,生长最好的是福建崇安、顺昌、尤溪等福建北部种源,其胸径、树高和单株材积的遗传增益分别达到23.21%~31.45%、15.60%~20.19%、59.94%~89.97%。 结论 早期选择的年龄对缩短杉木育种周期影响明显,在10年生选择更有利于提高杉木遗传改良的效率,从31年生杉木成熟林中选择出的29个优良种源较当地种源有较大增幅,适宜在江西省及周边地区推广。
重庆樟树溃疡病病原菌的鉴定及序列分析
翟立峰, 张美鑫, 赵行, 邓佳成
2019, 32(3): 18-25. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2019.03.003
摘要:
目的 为了明确重庆樟树溃疡病的病原菌种类。 方法 采集重庆市渝中区、北碚区和涪陵区的樟树溃疡病样品进行病原菌的分离与纯化,观察病原菌的形态学特征,对不同菌落形态代表菌株的rDNA-ITS、β-tubulin和EF1-α序列进行扩增和测序,构建系统进化树,并测定其致病性。 结果 从重庆不同地区采集的樟树溃疡病样品中共分离得到48份菌株,单菌丝纯化后得到68株纯化菌株,根据纯化菌株在PDA培养基上的培养特性及分生孢子特征,将其分为Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型3种类型。选取不同类型的代表菌株构建系统进化树,结果表明:这3类菌株分别为葡萄座腔菌属中的Botryosphaeria dothideaB.parvaB.rhodina。致病性测定结果发现:所有菌株均能使樟树枝条产生黑色坏死病斑,且B.parva菌株的致病性最强,B.rhodina菌株的致病性次之,B.dothidea菌株的致病性最弱。 结论 重庆樟树溃疡病的病原菌为B.dothideaB.parvaB.rhodina,其中B.rhodinaB.parva为引起樟树溃疡病的首次报道。
不同覆盖处理对油茶细根生长与死亡的影响
刘俊萍, 左继林, 秦健, 闫梦, 程离, 王翰琨, 周增亮, 胡冬南
2019, 32(3): 26-33. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2019.03.004
摘要:
目的 研究不同覆盖处理对油茶细根生长、死亡的影响,为油茶水分管理提供依据。 方法 采用微根管动态监测技术,以"长林4号"油茶林为试材,设置了黑地膜、油茶壳、花生秆+稻草、生态膜以及对照(无覆盖)5种处理,对林地0~40 cm土壤剖面的油茶细根进行了为期1年的观测。 结果 表明:花生秆+稻草处理和黑地膜处理显著增大了油茶活细根的总根长、总根尖数以及总表面积,其中以花生秆+稻草处理最优;但对活细根平均直径的促进作用却以黑地膜最为显著。4种覆盖处理死细根的总根长、总根尖数以及总表面积均大于对照;与对照处理相比,4种覆盖处理都有助于减小死细根的直径,且差异显著。油茶活细根的总根长、总根尖数以及总表面积在3月和6-7月出现峰值;而死细根的总根长、总根尖数以及总表面积在春季变化较平缓,而后缓慢上升。油茶细根的净生长速率呈先上升后下降趋势,在5-6月出现峰值。花生秆+稻草处理和黑地膜处理显著提高了油茶细根的年净(根长)生产力,其中花生秆+稻草处理作用最为明显。 结论 夏季为油茶细根生长和死亡的高峰期,花生秆+稻草处理对促进油茶活细根根量和年净(根长)生产力的作用最显著,黑地膜处理对促进油茶活细根直径的增大效果最明显。
早实核桃体细胞胚发生和植株再生的影响因素研究
常英英, 张启香, 宋晓波, 査巍巍, 裴东
2019, 32(3): 34-39. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2019.03.005
摘要:
目的 建立2种早实核桃高效和稳定的体胚发生体系,为离体快繁技术及其基础研究提供技术和理论支撑,也为核桃遗传转化体系的构建奠定基础。 方法 分别以实生核桃‘林早香’和嫁接核桃‘中林6号’花后42~77 d的幼胚为试材进行离体培养,通过统计体胚诱导率,筛选体胚的最佳诱导时期;统计多次继代的体胚畸变率,并筛选最适ABA调节浓度;选取发育成熟的体胚进行饱和NH4NO3溶液脱水处理,分别处理0、24、48、72、96和120 h后统计失水量和转株率,探讨脱水程度对体胚植株再生的影响。 结果 外植体的发育时期对体胚发生至关重要,以‘林早香’和‘中林6号’幼胚为外植体进行体胚诱导,最佳诱导时期分别为花后约49 d和56 d,体胚诱导率分别为88.32%和86.67%。体胚经多次继代培养后产生较高畸变率,适量ABA处理不仅降低体胚畸变率,且提高体胚发生率,最佳ABA调节浓度为1.0 mg·L-1。随着体胚脱水时间的延长,体胚失水量逐渐增加,植株再生率先升高后降低,脱水72 h时,‘林早香’和‘中林6号’的体胚萌发率达到最高,分别为56.67%和53.33%,此时失水量分别为38.73%和40.56%。 结论 早实核桃幼果发育过程中,合子胚的体胚发生率随着发育时期变化,适宜发育时期是提高体胚诱导发生的关键;适量ABA在体胚多次继代培养过程中对畸形胚起重要调节作用;适度的脱水处理对核桃体胚再生具有良好的促进作用。
紫叶桦与裂叶桦杂交子代的种子活力及叶片性状分离
田世龙, 马庆, 王阳, 林昕, 杨蕴力, 葛梦妍, 顾宸瑞, 刘桂丰
2019, 32(3): 40-48. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2019.03.006
摘要:
目的 为了研究紫叶桦和裂叶桦叶片目标性状的显隐性以及基因型,筛选优良杂交组合,为种子园营建奠定基础。 方法 本试验以紫叶桦、裂叶桦以及白桦和欧洲白桦为杂交亲本,分别设计了不同杂交组合进行杂交制种。针对各杂交组合的种子千粒质量、种子活力以及杂种子代的生长量等进行差异显著性分析。研究各组合子代叶片目标性状的分离比例及规律,采用X2法对该分离比例进行可靠性检测,进而验证亲本基因型的推测。 结果 分析表明,杂交组合间种子千粒质量、发芽率、发芽势、发芽指数及苗高、地径等性状的差异均达极显著(P < 0.01),紫叶桦的杂种种子千粒质量及活力性状的变异系数较高,达到66%~78%,其它性状及裂叶桦的杂种子代各性状变异系数为19%~47%,各性状的广义遗传力均在76%以上。综合种子千粒质量、种子活力、苗木生长以及叶片目标性状分离情况,选出LCK×Z1、Z4×1-28和LY×LCK 3个优良杂交亲本组合。根据紫叶桦的杂种子代全部呈现紫叶与绿叶2种类型,确定其为杂合基因型,紫叶为显性性状;又依据其子代紫叶与绿叶比例的9:7、1:1、1:3、3:5四种类型,确认紫叶由2对基因控制,属于互补作用,基因型为P_B_。根据裂叶桦的多个杂交组合中,仅与来自同一家系正常叶的半同胞个体(LCK)杂交才产生裂叶子代的现象,确定裂叶为隐性性状,该子代中裂叶与正常叶的分离比例为1:3,推断该性状也为2对基因控制,属于叠加效应,裂叶桦的基因型为ddbb。卡方检验结果支持上述基因型及表型的推测。 结论 本研究确定紫叶性状为显性、裂叶性状为隐性,紫叶桦和裂叶桦的基因型分别为P_B_、ddbb,选出LCK×Z1、Z4×1-28和LY×LCK分别为紫叶桦和裂叶桦种子园营建时的优良杂交亲本组合。
基于TWINSPAN分类的天然云冷杉-阔叶混交林发育阶段划分
周梦丽, 雷相东, 国红, 段光爽, 阎晓旺
2019, 32(3): 49-55. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2019.03.007
摘要:
目的 提出了基于TWINSPAN双向指示种分析法的发育阶段划分方法。划分天然云冷杉-阔叶混交林的发育阶段,为天然林发育阶段划分和按阶段进行森林经营提供方法和理论依据。 方法 以吉林省森林资源一类连续清查中的172块云冷杉阔叶混交林为对象,采用TWINSPAN双向指示种数量分类法进行初始分类,对各初始类的生长、树种多样性和结构进行比较分析,进而划分其生长发育阶段。 结果 TWINSPAN法将云冷杉阔叶混交林分为3类(类1:云杉桦木混交林;类2:冷杉软阔叶混交林;类3:红松云杉硬阔叶混交林)。各类林分直径分布相似,基本均呈倒J形分布;垂直结构呈现一定的规律性。各类的林分因子、定期生长量存在一定差异,其中,林分的平均胸径、平均高、优势高、优势径、每公顷蓄积的大小排序为:类2 < 类1 < 类3;定期生长量的大小排序为:类3 < 类2 < 类1。各类林分的树种多样性存在一定差异,树种丰富度的大小排序为:类2 >类3 >类1,类2、类3的树种优势度低于类1。 结论 根据TWINSPAN、林分结构和生长分析,云冷杉阔叶混交林的生长发育阶段依次为:冷杉软阔叶混交林、云杉桦木混交林、红松云杉硬阔叶混交林。该方法也可用于其它天然林发育阶段的划分。
不同浓度乙烯利对降香黄檀心材和精油成分的影响
王玥琳, 徐大平, 杨曾奖, 刘小金, 洪舟, 张宁南
2019, 32(3): 56-64. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2019.03.008
摘要:
目的 为了解不同浓度乙烯利对降香黄檀心材形成和精油成分的影响。 方法 以胸径6~8 cm降香黄檀为研究对象,采用树干注射的方法,研究不同乙烯利浓度(CK、0.1%、0.5%、2.5%)对降香黄檀淀粉和可溶性糖、基本材性、组织化学、精油成分的影响。 结果 表明:不同浓度乙烯利处理边材和变色边材的可溶性糖含量差异明显,变色边材的含糖量均明显低于边材;各处理边材的淀粉含量均显著高于CK,0.5%处理的变色边材中的淀粉含量最高,且显著高于其他处理。0.5%处理的生材密度最大,为1.036 g·cm-3;绝对含水率、相对含水均为2.5%处理的最高;不同浓度乙烯利处理显著提高了变色边材的百分比和变色边材形成率。组织化学结果显示,各处理边材中均含有大量淀粉,变色边材中基本没有;变色边材中观测到大量脂类、酸性脂类和酚醛类物质,而未在边材中出现。变色边材出油率随乙烯利浓度的增加逐渐升高,0.1%、0.5%、2.5%分别比CK增加了52.28%、121.54%、128.54%。在检测到的12种共有心材成分中最主要的为橙花叔醇,各处理的橙花叔醇含量顺序为:CK > 0.1% > 2.5% > 0.5%;甜没药萜醇A含量最高的为2.5%,比CK升高了36.59%;α-金合欢烯和紫檀素均为0.1%处理的含量最高。 结论 综合分析各乙烯利处理对降香黄檀可溶性糖、基本材性、组织化学、精油成分和含量的影响,2.5%处理更有利于促进降香黄檀心材的形成。
雁荡山杉木林夏季空气颗粒物的垂直空间变化特征
宋阳, 王成, 韩丹, 徐珊珊, 杜倩, 王涵
2019, 32(3): 65-72. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2019.03.009
摘要:
目的 研究森林空气颗粒物的不同高度垂直空间变化特征,为森林康养环境利用提供理论依据。 方法 于2017年5月对温州雁荡山杉木林林下(人体高度1.5 m)、林冠中部(6 m)及林冠顶部(12 m)3个高度的空气颗粒物质量浓度(TSP、PM10、PM2.5、PM1.0)进行同步昼夜24 h监测,分析空气颗粒物质量浓度的空间变化规律。 结果 表明:(1)杉木林垂直空间不同粒径颗粒物的质量浓度存在差异,总颗粒物质量浓度与细颗粒物(< 2.5 μm)质量浓度在3种高度差异显著,均为林冠层最低;(2)3种不同高度的TSP、PM10质量浓度日均值均达到二类环境功能区质量要求(300、150 μg·m-3),其中,林冠层的TSP日均值达到一类环境功能区质量要求(120 μg·m-3);(3)不同高度各粒径空气颗粒物日变化规律大体一致,均表现为白天低,夜间高;(4)不同垂直高度空气颗粒物质量浓度,白天为林冠层最低;夜间为TSP质量浓度各垂直高度差别不大,PM10、PM2.5与PM1质量浓度总体为在人体高度较低;(5)各粒径空气颗粒物与露点温度极显著正相关,与气压极显著负相关,其中,PM2.5质量浓度与2项环境因子相关系数最大;除TSP外,其余颗粒物质量浓度与温度、最大风速极显著正相关,与相对湿度极显著负相关,各气象因子共同影响空气颗粒物质量浓度。 结论 通过对结果的综合分析,温州雁荡山杉木林环境林冠层为康养游憩最佳高度,最适宜白天出行。
雷竹冠层叶片反射光谱特征及其对叶片水分变化的响应
张玮, 王鑫梅, 潘庆梅, 谢锦忠, 张劲松, 孟平
2019, 32(3): 73-79. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2019.03.010
摘要:
目的 研究雷竹冠层叶片反射光谱特征及其水分敏感波段,筛选与叶片水分指标相关性较高的光谱指数,为雷竹叶片水分的非破坏性估算提供参考。 方法 以重要笋用竹种雷竹为研究对象,通过自然失水法研究叶片反射光谱对叶片水分变化的响应特征,以常用反射光谱指数对叶片水分指标进行相关性检验,对不同反射光谱指数与叶片相对含水量进行了回归方程拟合。 结果 雷竹叶片含水量与其光谱反射率在近红外区呈负相关关系;光谱反射率敏感性分析表明,在1 400~1 600、1 800~2 000 nm波段附近,光谱反射率对叶片水分变化较其他波段敏感;不同光谱指数与叶片水分指标的相关性分析及回归方程拟合结果表明,在所选光谱指数中水分胁迫指数MSIR820/R1600)、比值指数SRIR1300/R1450)与叶片相对含水量的拟合效果较好。 结论 雷竹叶片水分含量与其光谱反射率在近红外区,尤其1 400~1 600、1 800~2 000 nm波段附近呈负相关关系,水分胁迫指数MSIR820/R1600)、比值指数SRIR1300/R1450)对雷竹叶片相对含水量的估算精度较其它光谱指数更高。
园林废弃物木质素降解真菌的筛选、鉴别及其能力研究
康跃, 李素艳, 孙向阳, 龚小强, 余克非, 蔡琳琳, 王琳
2019, 32(3): 80-87. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2019.03.011
摘要:
目的 为获得能够高效降解园林废弃物的真菌并研究其降解能力,从经过堆肥处理的园林废弃物中分离和筛选出1株木质素降解能力较强的真菌。 方法 经过形态分析、ITS分子序列分析,构建系统发育树,鉴定出该株木质素降解真菌种属,并利用该菌株进行固态发酵实验,研究其在固态发酵过程中漆酶、锰过氧化物酶的酶活力变化及其对不同园林废弃物中木质素的降解能力。 结果 从经过堆肥处理的园林废弃物中共挑选出真菌18株,筛选出1株高效的木质素降解真菌,编号为菌株No.11,经鉴定该菌株为构巢曲霉(Aspergillus nidulans(Eidam)G.Winter)。以冬青卫矛叶、冬青卫矛枝、圆柏叶、圆柏枝、连翘枝叶为底物的模拟固态发酵的漆酶酶活力峰值分别为388.7、326.3、461.4、342.7、588.5 U·L-1,锰过氧化物酶酶活力峰值分别为138.3、121.1、104.6、128.6、73.3 U·L-1。添加菌株No.11使冬青卫矛叶、冬青卫矛枝、圆柏叶、圆柏枝、连翘枝叶40 d后木质素降解率分别提高了20.40%、22.44%、29.90%、25.28%、15.77%。 结论 筛选出的构巢曲霉对北京地区常见园林废弃物冬青卫矛、圆柏和连翘枝叶中的木质素具有较好的降解能力,在降解园林废弃物方面可能更具有优势。
利用SRAP分子标记分析杨属遗传变异和亲缘关系
郭丽琴, 李友丽, 饶国栋, 张建国
2019, 32(3): 88-96. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2019.03.012
摘要:
目的 对采集自不同地区的22个杨属树种33个样本的遗传变异和亲缘关系进行研究。 方法 利用从72对引物中筛选出的40对相关序列扩增多态性(SRAP)引物组合对杨属不同树种进行遗传变异和亲缘关系分析。 结果 40对引物共扩增出487条清晰条带,其中,多态性条带为441条,多态性条带比率为90.55%。利用UPGMA得到的聚类分析结果表明了33个样本间的遗传关系,遗传相似系数为0.448 6~0.910 3;白杨派和胡杨派的派间平均遗传距离最大,为0.377 7。聚类分析结果表明,33个样本可分为4大类,这一聚类结果与传统的分类结果一致。通过系统发育树可以看出,白杨派单独形成一个分支,黑杨派、胡杨派和青杨派形成另一分支,可能暗示白杨派与其他各派的亲缘关系较远,青杨派与黑杨派和胡杨派的亲缘关系则比较近。 结论 不同的杨树品种在SRAP位点有较高的多态性,SRAP分子标记适用于分析杨属的遗传变异和亲缘关系,研究结果为杨属树种的分类鉴定、系统进化等提供了一定的理论依据。
基于锦绣杜鹃花蕾转录组的SSR标记开发及应用
王书珍, 张羽佳, 黄诗颖, 罗炎炎, 金正强, 李志良, 金卫斌
2019, 32(3): 97-104. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2019.03.013
摘要:
目的 探究锦绣杜鹃(Rhododendron pulchrum Planch.)EST-SSR的类型、分布频率和分布特征,开发有效的SSR标记,并验证其在遗传多样性研究和跨物种转移中的应用潜力。 方法 采用RNA-seq技术对锦绣杜鹃‘紫鹤’品种的花蕾进行转录组测序,MISA软件对组装的unigenes内部的SSR位点进行检索,分析其类型、分布频率。利用Primer 3.0软件设计引物,并对锦绣杜鹃群体和其近缘种映山红群体进行多样性检测,利用POPGENE-PC 2.2软件计算等位基因数、有效等位基因数、多态性位点百分率、Shannon's信息指数、Nei氏多样性指数、观察杂合度、期望杂合度等参数。 结果 锦绣杜鹃‘紫鹤’花蕾转录组共有49 527个unigenes(43 766 249 bp),从中筛选出16 120个SSR位点(24.46%),发生频率为1·(2.7 kb)-1。微卫星的重复次数主要集中在5~24次之间,二核苷酸发生频率最高(9 624个,59.70%),其次是单核苷酸(3 738个,23.19%),频率最低的为五核苷酸(42个,0.26%)。频率最高的重复基序有A/T、AG/CT、AAG/CTT、AGG/CCT、ACC/GGT、AGC/GCT、AAAG/CTTT、AAGAG/CTCTT、AGAGGG/CCCTCT等。选用13个多态性SSR标记对锦绣杜鹃群体进行PCR扩增,共得到71个等位基因,平均每个位点3~9个;有效等位基因数在各SSR位点之间变化范围为1.684~5.930;观察杂合度HO和期望杂合度HE的变化范围分别为0.000~1.000和0.433~0.848,平均值分别为0.696±0.426和0.705±0.129;Shannon's信息指数I和Nei氏多样性指数h的变化范围分别为0.736~1.961和0.406~0.831,平均值分别为1.376±0.339和0.683±0.131。此13个标记在映山红群体中的跨物种扩增成功率为100%,并反映出丰富的遗传多样性。2个群体间的遗传差异93.4%存在于群体内部。 结论 基于AG/CT重复基序开发的13个SSR标记具有高度的多态性,为后续杜鹃花属植物的遗传多样性研究、遗传图谱构建、基因定位、分子标记辅助育种等研究奠定了基础。大别山野生映山红资源具有较高的遗传多样性,且杂合度过剩,遗传变异主要发生在群体内部。
5个南方型杨树无性系苗木耐盐性盆栽试验
程方, 赵小军, 倪云, 黄开栋, 张康, 唐罗忠
2019, 32(3): 105-112. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2019.03.014
摘要:
目的 研究盐胁迫对杨树生长及生理指标的影响,开展不同杨树无性系耐盐性比较及评价。 方法 以895杨(Populus×euramericana ‘Nanlin 895’)、1388杨(Peuramericana ‘Nanlin 1388’)、3804杨(P.deltoides ‘Nanlin 3804’)、110杨(P.deltoides×P.cathayana cl.‘110’)和328杨(Peuramericana cl.‘328’)5个杨树无性系为材料,采用室内盆栽方法,以无盐处理为对照,对其在不同盐(NaCl)浓度处理(1‰、2‰、3‰、4‰、5‰)土壤下的成活率、生长量、叶片细胞质膜透性、丙二醛含量、光合速率等13项指标进行测定和分析,采用隶属函数法对其耐盐性进行了综合评价。 结果 在土壤盐胁迫下5个杨树无性系的苗高、地径和生物量生长均受到了抑制;苗木成活率、叶片光合速率和叶绿素含量均随盐处理浓度的提高而降低;叶片细胞质膜透性和丙二醛含量随着盐处理浓度的提高而提高。 结论 5个杨树无性系耐盐性存在差异,其顺序为:110杨> 328杨> 3804杨> 895杨> 1388杨。110杨能耐受3‰左右的土壤含盐量,其它无性系只能耐受2‰左右。
杉木生长性状的杂种优势转录组分析
齐明, 何贵平, 周建革, 程亚平, 徐肇友
2019, 32(3): 113-120. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2019.03.015
摘要:
目的 研究杉木杂种F1的基因表达模式,从基因表达水平揭示杂种优势形成分子机理,为杉木杂种深度开发利用提供参考依据。 方法 采用Illumina HiSeq4000高通量测序技术对不同生长势的杉木杂种(龙15×1339)HF1(3个超亲杂种)、LF2(3个低亲杂种)及其亲本进行转录组测序和差异比较。利用无参转录组分析,先将测序reads进行de novo拼接,组装获得unigenes和transcripts,然后进行功能注释、差异表达等项目分析。 结果 12个样本,转录组测序共产生Clean reads5.8E+08条,总拼接长度49 803 726 pb,BLASTX分析,比对结果产生80 171个基因。韦恩图揭示基因在上下代间的传递模式有5种:(1)双亲可表达但杂种中不表达(双亲共沉默型);(2)只在双亲之一中表达,不在杂种中表达(亲本特异表达型);(3)只在杂种中表达,不在双亲中表达(杂种特异表达型);(4)在杂种和一个亲本中表达(单亲表达一致型);(5)在双亲和杂种中都表达。在HF1VSP1比较组中,筛选出236个不同差异表达的基因;在HF1VSP2比较组中,筛选出505个差异表达基因。在LF2VSP1中,筛选出1 483个差异表达基因;在LF2VSP2中筛选出了2 335个差异表达基因。从亲代和子代不同样本组间,各挑选出100个左右差异表达极显著的基因,采用其表达量进行热聚类分析,得到不同的聚类块,聚类块内的基因表达量在父母本间是互补的,说明杉木杂种优势分子机理是超显性;聚类块有大小之别,则说明杉木有些性状是寡基因控制,有些性状是多基因控制;杉木生长的超亲优势是龙15中下调而在超亲子代中上调的这14个基因决定的。 结论 杉木杂种优势的分子机理是超显性,杉木超亲杂种高生产力与14个上调基因有关,环境显著刺激了这14个基因的上调表达,从而促进生长优势的产生。
立地条件对毛竹林枯梢病感病指数的关系效应研究
谢菲, 梁军
2019, 32(3): 121-126. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2019.03.016
摘要:
目的 研究毛竹林的立地条件和枯梢病发生的关系。 方法 对江西省不同立地条件的60块毛竹样地开展了监测调查,分析了坡度、坡位、坡向、海拔高度和土壤层厚度5个立地因子对毛竹林枯梢病感病指数的影响。 结果 表明,毛竹枯梢病的感病指数在不同坡度、不同海拔、不同土层厚度下均存在极显著的差异,且感病指数与坡度及海拔高度呈极显著正相关关系,与土层厚度呈极显著负相关关系;感病指数与坡向呈负相关关系;坡位对毛竹枯梢病的感病指数无显著影响。同时,为了探究这5个立地因子对毛竹枯梢病感病指数的综合影响,利用数量化理论,以这5个立地条件为自变量,毛竹枯梢病的感病指数为因变量,建立多元线性回归预测方程,该预测方程复相关系数R=0.854,复相关系数的F检验得F=10.432>F0.01(11.48)=2.64,经T检验,与毛竹枯梢病感病指数关系最大的立地因子是土层厚度,其次是海拔高度和坡度,这3个因子是影响毛竹枯梢病的主导因子。 结论 综合分析得出,在急险坡、上坡位、阳坡面、高海拔、薄土层的立地条件下,毛竹枯梢病的感病指数最大;在平缓坡、下坡位、阴坡面、丘原、肥土层的立地条件下,毛竹枯梢病的感病指数最小。
近自然森林经营在德国的应用成效分析
王秋丽, MatthiasAlbert
2019, 32(3): 127-134. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2019.03.017
摘要:
目的 分析德国推行近自然森林经营20年来的经营效果,总结德国推行近自然森林经营的经验。 方法 在明晰近自然森林经营原则的基础上,基于两期(间隔期10年)资源清查数据对比,对德国大面积推行近自然森林经营20年的经营效果进行分析。 结果 两期资源清查数据表明,德国采用近自然经营20年后,针叶林如挪威云杉和欧洲赤松的面积显著减少,阔叶林和针阔混交林面积持续增加;阔叶树种蓄积平均增长量约为15 m3·hm-2,针叶树种蓄积平均增长4 m3·hm-2,挪威云杉是唯一蓄积下降的树种,下降了5 m3·hm-2;近自然度等级变化表明,人工林面积在减少,而近自然森林的面积在增加,甚至符合原始林等级的森林面积也在增加。 结论 实现近自然森林经营的目标是一个长期的过程,联邦政府促进和保护森林的政策以及林场主所采用的先进的森林经营技术也是德国森林每公顷蓄积达到336 m3的重要原因;在近自然森林经营的原则下,德国森林中针阔混交林比例显著增加;将近自然程度不高的人工林经营转化为近自然的森林生态系统是德国森林经营所面临的主要问题。
油茶籽中美拉德反应产物的抗氧化性及其含量分析
杨楠, 罗凡, 费学谦, 钟海雁
2019, 32(3): 135-141. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2019.03.018
摘要:
目的 研究前处理对油茶籽的抗氧化性影响。 方法 采用红外加热对油茶籽进行不同时间与温度的处理,并测定处理前后油茶籽和油茶籽仁中美拉德反应产物含量及其抗氧化性。 结果 研究发现随加热时间的延长,美拉德反应产物5-羟甲基糠醛、丙酮醛、乙二醛、3-脱氧奥苏糖的生成量逐渐增多;在150℃下反应120 min后,油茶籽中5-羟甲基糠醛、丙酮醛、乙二醛、3-脱氧奥苏糖的含量分别为10.929、34.620、11.054和36.627 μg·g-1,油茶籽仁中其含量分别为16.950、55.217、20.216和72.390 μg·g-1,后者分别是前者的1.55、1.59、1.8和1.97倍,说明美拉德反应主要在油茶籽仁中发生。对美拉德反应产物氧化活性的测试数据表明,油茶籽中的美拉德反应产物均具有抗氧化活性,在150℃下反应120 min时,油茶籽仁和油茶籽清除DPPH自由基与抗氧化活性均达到最高,前者分别为99.18%和81.47%,后者分别为97.44%和74.97%。 结论 比较发生美拉德反应的油茶籽仁与油茶籽的DPPH清除率与抗氧化活性发现,油茶籽仁抗氧化活性强于油茶籽抗氧化活性。
行道树国槐不同形态重金属富集效能研究
赵策, 邱尔发, 马俊丽, 黄帅帅
2019, 32(3): 142-151. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2019.03.019
摘要:
目的 揭示不同形态重金属在行道树国槐各器官的富集特征。 方法 采用改进BCR连续提取法对北京市蓝靛厂北路旁的土壤和国槐的叶片、树枝、树皮、树干与树根中Cr、Ni、Mn、Cu、Zn、Cd和Pb等7种重金属元素进行提取,并用ICP-MS测定各形态重金属浓度。 结果 结果表明:树皮中7种重金属元素浓度最高,重金属元素在树根向树干、树干向树枝和树枝向树叶的迁移均以酸溶态为主。树皮和树干为重金属元素的主要贮存器官;重金属元素在叶片中以相对活跃的酸溶态存在。国槐对不同形态重金属的富集效能大小依次为:可氧化态>可还原态>酸溶态>残渣态;国槐对7种重金属的平面富集效能和空间富集效能分别达到372.90 mg·m-2和45.48 mg·m-3 结论 国槐各器官的重金属浓度存在显著差异;重金属元素在国槐体内的运输以酸溶态为主;重金属元素以相对稳定形态贮存在树皮和树干;国槐对可氧化态重金属的有效净化效率高于其他形态。
研究综述
DNA条形码技术在林业科学研究中的应用
刘娟, 胡冬南, 周增亮, 刘爽, 万松泽
2019, 32(3): 152-159. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2019.03.020
摘要:
DNA条形码是利用生物体内普遍存在的一个或几个、较短的且标准化的基因片段作为通用片段,通过碱基序列差异来实现物种水平准确鉴定的工具。相对于传统的分类学,DNA条形码技术具有不依赖形态特征和发育阶段、鉴定数字化、快速准确、操作简单规范等优势。已成功应用在生物多样性监控、海关、中药材真伪鉴定、法医鉴定、动植物检疫、生物入侵、食品和药物市场监督等诸多领域。经过15年时间发展,DNA条形码研究已基本确定针对不同生物类群使用不同的通用片段,同时构建了标准的全球生命条形码数字化数据库。目前DNA条形码研究主要集中在如何提高近缘类群物种分辨率和构建区域条形码数据库两个方向。在林业科学研究中,DNA条形码在木材识别、森林群落生态和生物多样性监控与评估等领域发展迅猛,但同时也面临一些问题,如木材DNA降解、整条片段的扩增等,需要在条形码片段选择、数据库构建、数据库与高通量测序技术结合、分析方法改进等进一步深入研究。未来DNA条形码将在林业资源评价、保护和可持续利用等方向具有广阔的应用前景。