【目的】深入探寻东北杏种质资源遗传多样性,筛选关键综合评价指标,提升育种效率,发掘优良东北杏无性系并高效利用。【方法】采用多样性分析、聚类分析、相关性分析和主成分分析,对69 个东北杏无性系的45 个果实表型性状(23 个质量性状和22 个数量性状)进行研究。【结果】41 个表型性状变异系数大于0.1,数量性状的平均Shannon-wiener 多样性指数(1.91)高于质量性状(0.62),数量性状的多样性较质量性状更丰富。聚类分析将69 个东北杏无性系分为3 类,A 类适用于薄壳、出仁率高的品种类群;B 类可用于选育高产、大仁型品种,属优良仁用杏品种类群;C 类可作为高出核率和出仁率的重要育种材料。果肉薄、果小的无性系出核率更高;核壳薄、单核质量小的无性系出仁率更高;单核质量大的无性系产核量更高。5 个主成分的累计贡献率达84.42%,能够反映22 个数量性状的基本信息。结合相关性分析和主成分分析,22 个数量性状可简化为果肉厚度、果纵径、单果质量、单核质量、单仁质量、出核率、出仁率、产核量共8 个关键评价指标,筛选出10 个果实经济性状表现优异的无性系。【结论】东北杏无性系的果实性状表现出丰富变异,经多指标综合评价筛选出的803、777、783、720、721、725、719、711、731 和784 号无性系可用于东北杏良种选育及开发利用。
【目的】无人机激光雷达与地基激光雷达的工作方式不同,导致无人机点云缺乏林内信息,地基点云缺乏林冠信息,单一平台的LiDAR 点云难以完整描述森林三维垂直结构,将这两者点云融合有利于消除各自的扫描盲区,估测更为准确的森林结构参数。基于此,提出了一种基于地面特征与树木位置关系的无标识自动化配准方法。【方法】选取哈尔滨城市林业示范基地内的蒙古栎和樟子松作为研究对象,采用大疆禅思L1 激光雷达设备与FARO Focus3D X330 三维激光扫描仪分别获取样地内的无人机和地基LiDAR 点云。首先,利用改进的渐进式加密三角网滤波算法分别从无人机点云和地基点云中提取地面点云,基于两者相似的快速点特征直方图(FPFH)特征,使用随机采样一致性算法得到初始配准参数,完成初始配准。然后,从初始配准后的无人机点云和地基点云中提取相同高度处的树干点云的水平投影位置作为配准基元,分别构建不规则三角网,并基于三角形的角度相似性原理寻找同名三角形对。最后,使用奇异值分解法得到旋转平移参数,从而完成精细配准。【结果】蒙古栎样地内对应树木水平偏移距离的平均值为0.173 m,樟子松样地内对应树木水平偏移距离的平均值为0.283 m,2 个样地的树木点云均取得了较高的配准精度。【结论】提出的点云配准方法有效实现了林区无人机点云数据和地基点云数据的配准,二者的融合可为快速完整地获取林木构型信息提供数据基础,从而推动多源激光雷达技术联合应用于林木三维重建和森林资源精细调查等方面。
【目的】探讨油茶和薄壳山核桃间作对土壤养分和真菌多样性的影响。【方法】以油茶单作模式(Cam)、油茶+ 薄壳山核桃间作模式(Cam & Car)和薄壳山核桃单作模式(Car)3 种林地为研究对象,采用IlluminaMiseq 高通量测序等技术,分析0 ~ 30 cm 林地土壤主要理化性质和酶活性、真菌群落组成结构和多样性以及真菌与土壤环境因子的相关性。【结果】间作模式林地土壤pH 值和水解性氮、有效磷、有机质含量均居于Car 单作模式和Cam 单作模式之间。间作模式一定程度上提升了薄壳山核桃土壤酶活性,降低了土壤有效钾(AK)、有效硫(AS)、交换性钙(ECa)含量。3 种模式土壤真菌测序共获得1 084 个OTUs,共有OTUs 数量为111 个,特有OTUs 的数量表现为Car > Cam & Car > Cam。3 种模式共鉴定出8 门11 纲56 目131 科201 属257 种真菌,其中Saccharomycetes、Sordariomycetes、Agaricomycetes 是3 种模式共有优势菌纲,Wickerhamomyces 是共有优势菌属。Alpha 多样性分析表明,3 种模式土壤真菌ACE 指数存在显著差异,即Car > Cam & Car > Cam,而Shannon 指数和Simpson 指数没有显著差异。基于Bray-Curtis 距离的土壤真菌群落组成主坐标分析结果表明,Cam & Car 间作模式与Car 单作模式和Cam 单作模式均有交集,其中与Car 单作模式交集较多。相关性分析结果表明,属水平主要真菌与土壤环境因子存在相关关系,其中与交换性钙含量、有效钾含量、有效硫含量存在显著性负相关。【结论】油茶与薄壳山核桃间作增大了林地养分消耗,但也一定程度上提升了薄壳山核桃土壤酶活性和微生物多样性。建议油茶和薄壳山核桃间作时,加大肥力管理,特别是含钙、钾和硫元素肥料的投入。
【目的】研究当前油茶主推品种‘湘林210’苗木在干旱胁迫下光合特性及相关生理指标的变化规律,为后续油茶抗旱育种和抗旱基因机理研究提供理论支持。【方法】以‘湘林210’5 年生油茶苗为试验材料,以当地区域良种‘衡东2 号’同龄苗木为对照,采用盆栽控水模拟干旱胁迫试验,设置正常供水对照组(CK,土壤最大持水量的75% ~ 85%),干旱梯度设置轻度干旱(T1,土壤最大持水量的55% ~ 60%)、中度干旱(T2,土壤最大持水量的40% ~ 45%)和重度干旱(T3,土壤最大持水量的30% ~ 35%)。每梯度进行光合荧光参数测定并采集叶片进行理化指标检测。【结果】1)随着干旱程度的加深,油茶苗木各项指标变化差异显著,光合参数中最小初始荧光(Fo)为显著性上升趋势,净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2 浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)、最大光化学效率(Fv/Fm)均呈显著下降趋势,部分表现极显著,且下降幅度随干旱程度的加深差异越显著。2)随着干旱程度的加深,叶片中还原性谷胱甘肽(GSH)含量、丙二醛(MDA)含量、脯氨酸(Pro)含量、苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性均呈显著上升趋势,超氧化物歧化酶(SOD)活性呈先上升后降低的变化趋势,但整体呈上升趋势。3)对10 个指标进行相关性、主成分和隶属函数分析,得出油茶抗旱性与10 个指标存在显著相关,部分极显著相关。【结论】油茶具有一定的抗干旱性,在受干旱胁迫时品种之间的抗旱能力强度存在差异,‘湘林210’抗旱性能强于‘衡东2 号’,因此在持续干旱条件下‘湘林210’存活力更强。
【目的】探讨外生菌根真菌增强马尾松耐铝性的机制,为马尾松抗铝机理研究提供理论依据。【方法】采用水培法,设置不同Al3+ 浓度处理(0、0.2、0.4、0.8、1.2 mmol·L-1),测定2 种马尾松幼苗的生长、渗透调节物质、丙二醛、叶绿素含量和抗氧化酶活性。【结果】1)铝胁迫抑制马尾松幼苗的生长,接种褐环乳牛肝菌(简称Sl)显著促进了马尾松幼苗高生长和生物量的积累。2)与未接种相比,接种Sl 降低了丙二醛(MDA)含量,并随Al3+ 浓度的增加呈先降后升再降的趋势;增加了过氧化物酶(POD)活性、超氧化物歧化酶(SOD)活性,分别在Al3+ 浓度为0.2、0.4 mmol·L-1 时增幅最大。3)与未接种相比,接种Sl 显著增加了马尾松幼苗的叶绿素含量,在0.2 mmol·L-1 时增幅最大,达50.88%,之后随Al3+ 浓度的增加呈先增后降的趋势。Al3+ 浓度为0.2 mmol·L-1 时,接种Sl 的马尾松幼苗叶绿素含量较无铝处理增加了108.06%。4)与未接种相比,接种Sl 显著降低了马尾松幼苗叶片中可溶性糖含量和脯氨酸含量(0.4 mmol·L-1 除外),均在0.2 mmol·L-1 时降幅最大,之后随Al3+ 浓度的增加总体呈先降后升的趋势;增加了对可溶性蛋白的积累,在1.2 mmol·L-1 时促进作用最大,较无铝处理增加了30.13%。另外,MDA 与POD 活性、脯氨酸、可溶性糖呈极显著正相关(P<0.01),其中与可溶性糖的相关性最高,达0.775;SOD 与叶绿素呈极显著正相关(P < 0.01),与脯氨酸和可溶性糖呈极显著负相关(P < 0.01)。【结论】在一定浓度范围内,接种Sl 显著增强宿主植物的酶活性,改善叶片光能利用效率和渗透物质含量,增强其抗铝性,进而促进菌根化马尾松幼苗的生长。Al3+ 浓度为0.2 mmol·L-1 时促进作用最大。
【目的】研究高州油茶在果实快速膨大期光合产物的运输和分配特征,进一步掌握南方特色油茶品种果实品质与光合产物分配的相关性,为华南地区油茶产业高质量发展提供理论支撑。【方法】采用13C 同位素脉冲标记法,对高州油茶饲喂13CO2 气体2 h,在标记后0、6、24、48、72 h 分别测定叶、枝、果皮和种仁的13C含量,同时测定其叶片、种仁和果皮中的糖组分特征和非结构性碳水化合物(NSC)。【结果】1)13C 光合产物在叶中合成后,在标记结束后0 ~ 6 h 向各库器官的运输速率最大,6 ~ 48 h 光合产物运输趋于稳定。2)光合产物运输趋于稳定后,在各器官的分配比从大到小依次为叶>种仁>果皮>枝。高州油茶光合作用固定的13C光合产物在标记结束后0 ~ 72 h 消耗了95.07%。3)光合产物主要以果糖的形式在各器官存储,叶与果实之间存在着较高的蔗糖质量浓度梯度。4)各器官非结构性碳水化合物(NSC)积累量为果皮>叶>种仁。可溶性糖/ 淀粉比值为种仁最大,果皮次之,叶最小。【结论】果实膨大期高州油茶叶中合成的光合产物在合成后的24 h内向各库器官快速运输,大多光合产物被植物呼吸消耗。近期合成的光合产物在各器官中分配比以叶最高,不利于高州油茶果实发育。叶与果皮中较高的蔗糖质量浓度是高州油茶果皮较厚的原因之一。果实快速膨大期果皮发育、脂肪酸合成和油脂积累是种仁与果皮中可溶性糖/ 淀粉比值较高的原因。
【目的】了解海南热带雨林国家公园霸王岭片区内外来入侵植物的燃烧特性,综合评价入侵植物的燃烧特性,以期为海南热带雨林国家公园防火带的构建提供理论依据,为我国外来入侵植物着火特性数据库提供基础数据。【方法】以海南热带雨林国家公园霸王岭片区内外来入侵植物为研究对象,测定其1 年内可燃性指标(含水率、平衡含水率、燃点和热值)的变化特性,分析可燃性指标间的差异及关系,初步阐明海南热带雨林国家公园外来入侵植物的可燃性。【结果】1)外来入侵植物的含水率为70.00% ~ 90.00%;2)豆科植物平衡含水率的变化表现基本一致,外来入侵植物的平衡含水率在3 月中表现出较大值;3)短柄吊球草(255.75±4.98)℃和飞机草(263.92±4.41)℃的燃点较大,多数外来入侵植物的燃点在3 月份和12 月份表现出较小值,6 月和9 月表现出较大值;4)野甘草(17.96±0.76)kJ/g 的热值在全年中表现出较大值,外来入侵植物的热值较大时期出现在3 月,较小的时期出现在6 月;5)红毛草的易燃性极高,其次是金腰箭和含羞草,易燃性较低的是银合欢和飞机草。【结论】在海南的干旱季节是防火的重点,其中要注意红毛草、金腰箭和含羞草等外来入侵植物,燃点、热值均表现出较小值,易燃性较高。
【目的】揭示毛竹Phyllostachys edulis 种子发育过程中形态和生理特性的动态变化规律,为人工进行宏观调控、获得优质毛竹种子提供理论参考。【方法】以桂林海洋山一带的开花毛竹为材料,采集开花后不同时期的毛竹种子,对其发育过程中的形态和生理指标进行观察测定。【结果】1)花后10 ~ 30 d 毛竹种子胚和胚乳细胞分裂分化活动剧烈,种子长、宽、厚等性状增长速度较快;花后40 ~ 60 d 种子胚和胚乳细胞形态发育成熟,种子长、宽、厚等性状增长速度减缓。2)不同发育时期毛竹种子的可溶性糖、粗淀粉及可溶性蛋白含量存在显著性差异(P < 0.05),可溶性糖与粗淀粉含量均呈单峰曲线变化,可溶性蛋白含量在4.89% ~ 5.82% 范围内波动变化。3)不同发育时期毛竹种子的活性氧含量和抗氧化酶活性具有显著性差异(P < 0.05),H2O2 含量与POD、CAT 活性呈单峰曲线变化,而O2- 含量与SOD 活性变化趋势相似。4)不同发育时期毛竹种子的内源激素含量存在显著性差异(P < 0.05),IAA、GA3 及ZR 含量均呈先升后降再升的趋势,ABA 含量则呈单峰曲线变化,(IAA+GA3+ZR)/ABA 的比值呈先降后升的趋势,在花后40 d 达到最小值,为1.001。【结论】花后10 ~ 30 d 抗氧化酶活性以及内源激素含量逐渐升高,有效促进毛竹种子细胞代谢与分裂分化;花后30 ~ 60 d毛竹种子的分化活动基本结束并进入营养积累阶段,该时期抗氧化酶活性和内源激素逐渐下降,营养物质含量进一步增加。
【目的】探究报春苣苔属属内杂交亲和性及杂交障碍的原因。【方法】以4 个报春苣苔原生种、2 个栽培品种为材料进行常规杂交,通过花粉活力、柱头可授性筛选父母本后开展杂交工作,初步确定杂交组合亲和性关系,并对授粉后的子房发育跟踪观察。【结果】1)6 种报春苣苔属植物的花粉活力和柱头可授性强弱与其杂交亲和性反应没有绝对的因果关系。2)16 个杂交组合的子房膨大率均在65.00% 以上,结实率有明显差别,以牛耳朵Primulina eburnea、尖萼报春苣苔P. pungentisepala、大根报春苣苔P. macrorhiza、蚂蝗七P. fimbrisepala作为母本时,各杂交组合的平均结实率分别达到了75.55%、78.44%、46.67%、57.78%,表现出了较高的亲和性,而以‘北林之春’报春苣苔P.‘Spring of Beilin’、‘四季’报春苣苔P.‘Four Season’为母本的组合,结实率最高也仅有6.67%,亲和性较弱。3)对5 个亲和性较弱的杂交组合进行花粉管行为荧光观察,发现均存在一定程度的受精前障碍,表现为花粉管胼胝质反应、花粉管末端膨大、扭曲断裂,但各组合最终均有花粉管伸入胚珠,从到达胚珠的花粉管数量来看,牛耳朵等3 个原生种的花粉数量均可满足胚珠受精需要,但结实率仍较低。【结论】报春苣苔属属内杂交具有一定的亲和性,但部分组合未获得种子,并非由受精前的花粉萌发和花粉管生长所限制,可能是由于受精卵或幼胚的后期发育过程中出现代谢紊乱而导致败育。
【目的】评价不同基因型培忠杉苗木的耐碱能力,研究其在碱胁迫环境中苗木生理生化指标的变化,为培忠杉苗木耐碱机理研究和苗木推广应用提供参考依据。【方法】以不同基因型(S1、S2、S3、S4 和S5)培忠杉2.5 年生扦插容器苗为试验材料,采用不同碱性盐溶液(pH 值7、pH 值8、pH 值9 和pH 值10)浸泡容器育苗基质,测定分析各处理条件下苗木叶片的相对电导率、可溶性糖含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、丙二醛(MDA)含量、叶绿素含量及叶绿素a/b 的动态变化过程。【结果】不同基因型、不同碱处理以及基因型与碱处理的交互作用对培忠杉苗木叶片相对电导率、可溶性糖含量、超氧化物酶(SOD)活性、丙二醛(MDA)含量、叶绿素含量的影响以及基因型和基因型与碱处理的交互作用对培忠杉苗木叶绿素a/b 比值的影响均达到极显著水平(P < 0.01)。随着碱处理时间的延长,S1、S3 和S5 基因型培忠杉苗木叶片相对电导率、可溶性糖含量、SOD 活性、MDA 含量、叶绿素含量及叶绿素a/b 均呈先上升后下降的变化趋势。在碱处理57 d 时,pH 值10 盐溶液处理条件下的5 种基因型苗木叶片相对电导率、SOD 活性、MDA 含量均显著高于对照处理,但5 种基因型苗木之间叶片叶绿素含量、叶绿素a/b 值的差异并不显著。采用模糊数学隶属函数值法综合分析不同基因型苗木耐碱能力为S5 > S4 > S3 > S1 > S2。【结论】在碱胁迫处理条件下,不同基因型培忠杉苗木可以通过调节自身生理状态快速应对碱胁迫,但不同基因型培忠杉苗木的耐碱能力存在差异,表现在生理生化指标动态变化的差异。同时,用模糊数学隶属函数值法综合评价得出S5 基因型苗木的耐碱能力最强。
【目的】分析施氮对梓属5 个种幼苗生长及生理性状的差异,旨在为梓属速生丰产林培育技术研究和生产实践提供理论依据。【方法】以梓属的楸树Catalpa bungei、滇楸Catalpa fargesii、黄金树Catalpaspeciosa、梓树Catalpa ovata、紫葳楸Catalpa bignonioides 5 个种为试材,通过2 种氮素水平(施2 g 氮和不施氮)处理,研究不同种幼苗生长及部分生理性状对氮素的响应。【结果】施氮处理下5 个种的生物量较不施氮显著提高,但对氮素的响应不同,响应最大的是梓树,净增加量为29.633 g·株-1,其次为紫葳楸,其他依次为楸树、黄金树和滇楸。楸树和黄金树在两种N 素处理下生物量积累均较高,紫葳楸较小。施氮处理下叶绿素含量、光能转化效率(Fv/Fm)和根系活力均显著提高,而叶片硝酸还原酶活力(NR)却显著降低,不同的种对不同性状的响应不同。叶绿素对氮素的响应差异可能是生物量响应差异的重要原因。基于熵权法对两个处理下5 个树种进行综合评价,在施氮情况下,综合评价值由大到小依次是梓树>楸树>紫葳楸>滇楸>黄金树;对照情况下,综合评价值由大到小依次是紫葳楸>楸树>黄金树>梓树>滇楸。【结论】在两种施氮水平下,5 个树种的生物量排序为楸树>黄金树>滇楸>梓树>紫葳楸;不同树种对氮素的响应差异明显,综合分析发现5 个树种幼苗对氮素的响应从大到小依次是紫葳楸>梓树>黄金树>楸树>滇楸。
【目的】元宝枫是我国特有的木本油料植物,非常适合开发利用,但其组培离体繁殖生根非常困难,建立合理的完整组培离体再生体系,在短时期内获得大量种苗和当年生带芽茎段,为该树种优良种苗规模化生产提供新途径,为选育元宝枫良种、种质资源保存与推广等提供研究基础。【方法】以元宝枫当年生带芽茎段和种子为试材,通过正交设计筛选法和单因素筛选法对其灭菌方式及腋芽诱导、继代增殖、生根培养基进行设计筛选。在MS、1/2MS 和NN69 基础培养基中分别添加不同质量浓度的6-BA、NAA 和TDZ 激素,通过不同配比找出元宝枫各阶段的最适培养基。【结果】全年中4 月份为带芽茎段最佳采集时间,经洗衣粉溶液轻刷表面并冲洗半小时后,以75% 酒精30 s+0.1% HgCl2 10 min 浸泡处理的灭菌效果最佳。再生体系各阶段最适培养基均为MS 基础培养基,在其基础上再添加不同质量浓度的激素可以诱导嫩芽分化成不同器官。启动培养阶段,6-BA 对腋芽诱导影响最大,最适培养基诱导率可达73.33%;继代增殖阶段,TDZ 对不定芽分化影响最大,增殖系数最高可达4.31;生根阶段,采用单因素筛选法,发现添加0.2 mg·L-1 IBA 元宝枫生根率和生根条数均为最高,达93.33% 和4.3。【结论】元宝枫最适培养基为:1)启动培养:MS+0.06 mg·L-1 6-BA 和0.06 mg·L-1 NAA,诱导率为73.33%;2)增殖培养:MS+0.30 mg·L-1 TDZ 和0.05 mg·L-1 NAA;3)生根培养:MS+0.2 mg·L-1 IBA。
【目的】调查云南亚热带常绿阔叶林中紫茎泽兰Eupatorium adenophorum 的个体生长情况和种群分布规律,分析其与各环境因子之间的相关关系和显著性,为保护森林物种多样性和防止外来入侵种的繁殖扩散提供科学建议和理论依据。【方法】以云南亚热带次生常绿阔叶林为研究对象,沿林缘随机挑选9 个紫茎泽兰种群集中分布区域作为起点,垂直进入森林内部,以10 m 为间隔等距离定点调查样方,分别调查紫茎泽兰植株外部形态指标和环境因子。【结果】株高、丰富度、单株最多绿色叶片数、单叶最大面积、单位面积生物量、存在度和重要值在林缘0 ~ 10 m 的范围内达到最大值,且随着进入森林内部距离的增加而逐渐降低或减少,呈衰减指数模型分布;在距林缘超过60 m 的森林内部很少有紫茎泽兰植株出现。土壤温度、光照强度、空气温湿度和林冠郁闭度均能明显控制紫茎泽兰种群的分布和生长。土壤温度、光照强度和空气温度与紫茎泽兰种群外部形态指标呈正相关关系;空气湿度和林冠郁闭度则与其呈负相关关系。【结论】由森林分布斑块化和物种生境碎片化产生的大面积林缘区域给紫茎泽兰种群的入侵和繁殖提供了理想栖息地,而森林内部相对较低的土壤和空气温度、较弱的光照强度、较高的空气湿度和林冠郁闭度则明显抑制了紫茎泽兰种群的入侵和生长。
【目的】研究东北中东部地区天然次生林林分内物种组成和群落结构特征,旨在为东北中东部地区天然次生林物种研究与经营提供科学的理论和数据支持。【方法】按照地理网络布点在长白山、张广才岭和老爷岭地区设置样地进行群落调查,共调查0.1 hm2(半径为17.85 m 的样圆)样地183 块,并对调查样地内物种组成、区系特征、重要值、径级结构和多样性等进行研究。【结果】调查区内胸径(DBH)≥ 5 cm 乔木数量共15 601株,隶属于15 科31 属60 种,主要以蔷薇科和槭树科物种种类最多,以壳斗科和槭树科物种数量最多,以蒙古栎、紫椴、色木槭、春榆和桦树为主要构成树种,该地区物种组成丰富,物种科分属6 个区系,以北温带与南温带间断分布为主;物种属共包含9 个区系,以北温带分布为主;重要值排名前3 的树种,除长白山地区蒙古栎和紫椴的径级结构呈现正态分布、树种个体集中在8 ~ 18 cm 径级外,长白山地区春榆,张广才岭地区蒙古栎、色木槭和春榆以及老爷岭地区蒙古栎、黑桦和紫椴的径级结构均呈倒“J”形分布,树种个体主要集中在18cm 径级以下,整体林分更新良好。3 个地区物种丰富度相似,除Shannon-Wiener 多样性指数(H’)外,老爷岭地区物种与长白山和张广才岭地区存在显著性差异(P ≤ 0.05),其他多样性指标在各地区之间无显著性差异,且3 个地区物种相似性均属于中等相似。【结论】我国东北中东部山区森林乔木种类较为丰富,林分中小、中径级林木居多,更新状况良好,未来该区域森林仍能较为稳定发展。该研究成果可为我国东北中东部地区天然次生林的研究和经营提供科学的理论和数据支持。
【目的】山地常绿阔叶林是十万大山的主要植被类型,揭示其群落种群空间分布格局与关联性特征,有利于探讨群落物种竞争关系与维持机制。【方法】以十万大山1 hm2 山地常绿阔叶林样地重要值排名前6 位的树种为研究对象,采用g(r) 函数、方差比率法、Spearman 秩相关系数分析种群空间分布格局和种内、种间相关性。【结果】以完全随机模型对样地群落优势种空间分布格局进行分析,发现优势种在1 ~ 11 m 尺度上均呈聚集分布,云南桤叶树Clethra delavayi、银木荷Schima argentea、柔毛紫茎Stewartia villosa 在1 ~ 25 m 尺度上呈聚集分布;以异质泊松模型分析时,发现优势种在10 ~ 25 m 尺度上均呈随机分布,表明优势种空间分布格局受生境异质性影响,且不同种群受影响的程度不同;样地微地形因子中海拔和坡度对优势种的格局分布影响较大;不同种群的龄级空间分布格局受个体密度影响较大,增长型种群幼龄个体聚集分布,随着龄级的增加其空间分布趋于随机分布,衰退型种群成年个体小尺度上聚集分布,幼龄个体随机分布;样地群落优势种的幼树、小树、成年树之间无种内竞争排斥关系,种内关联性均为正相关或无关联,种内关联性与尺度相关;群落优势种种间关联性总体呈正关联,种间正相关和无关联种对多于负相关种对,表明群落中优势种的种间竞争关系较弱,优势种间相互独立,利于物种共存。【结论】十万大山山地常绿阔叶林优势种的分布格局受生境异质性和密度制约的影响,且分布格局随尺度和发育阶段而变化。种内、种间关系多为正相关或无关联,群落优势种排斥竞争关系不显著,群落种群结构稳定。
【目的】探究雌、雄银杏叶片中萜内酯和黄酮醇苷及其主要组分的含量差异及基因在转录水平上的差异。【方法】选取雌、雄银杏各10 株,以叶片为试验材料,运用液相色谱- 质谱联用技术(LC-MS)、高效液相色谱-紫外检测法(HPLC-UV),分别测定萜内酯、黄酮醇苷含量,并选取萜内酯和黄酮醇苷含量具有代表性的3 个雌株和3 个雄株进行转录组测序。【结果】雌株中萜内酯及其主要组分含量均略高于雄株,但差异不显著;黄酮醇苷及其主要组分含量均高于雄株,但各组分中仅槲皮素含量差异显著(P=0.045)。转录组测序共得到288 023 696 条Raw reads,257 059 884 条Clean reads,Q30 ≥ 91.24%,GC 含量≥ 45.95%,唯一比对率≥ 85.04%。共鉴定(P < 0.05 且|log2FC| ≥ 1)出676 个差异表达基因,与雌株相比,雄株有340 个差异表达基因上调表达,336 个差异表达基因下调表达。GO 富集分析显示有372 个差异表达基因显著富集到氧化还原过程、碳水化合物代谢过程、解毒、催化活性等163 个GO 条目中。KEGG 富集分析表明差异表达基因主要与植物激素信号转导、植物-病原互作、其他聚糖降解、类固醇生物合成等代谢通路有关。银杏萜内酯和黄酮醇合成通路上相关结构基因的表达在雌株中均高于雄株,与雌株中萜内酯、黄酮醇苷含量高于雄株的趋势相一致。【结论】不同性别银杏叶片中萜内酯和黄酮醇苷含量及生物合成途径相关基因的表达量均有差异,雌株略高于雄株。研究为基于不同性别的叶用银杏优良种质的筛选和培育提供了一定的理论基础。
【目的】组装华中樱叶绿体基因组并进行序列特征分析和分子标记初步鉴定。【方法】分别应用SPAdes、prodigal v2.6.3、hmmer v3.1b2 及aragorn v1.2.38 软件进行华中樱叶绿体基因组组装、基因编码区注释、rRNA 和tRNA 预测。应用OGDRAW 软件进行叶绿体基因组图谱绘制。运用DNAMAN 软件对26 个樱亚属物种和华中樱的叶绿体基因组序列进行多重比对,人工检索华中樱特有的SNP 和InDel 位点。应用Codon W1.4.2和EMBOSS 的cusp 软件分析叶绿体基因组中基因的相对同义密码子使用度。【结果】华中樱叶绿体基因组大小为158 019 bp,其中小单拷贝区(Small single copy,SSC)、大单拷贝区(Large single copy,LSC)和反向重复区(Inverted repeat,IR)大小分别为19 247、85 910 和52 862 bp,总GC 含量为36.7%。华中樱叶绿体基因组共编码130 个基因,包括8 个核糖体RNA 基因、37 个转运RNA 基因以及85 个蛋白编码基因。序列中有SSR位点240 个,其中单核苷酸重复位点153 个,二核苷酸重复位点12 个,三核苷酸重复位点63 个,四核苷酸重复位点11 个,六核苷酸重复位点1 个。通过与另外26 种樱亚属植物叶绿体基因组序列进行多重比对,鉴定了华中樱潜在的种特异性SNP 位点29 个,InDel 标记8 个。对密码子进行统计可知,该物种的66 种密码子编码了21 种氨基酸,其中RSCU > 1 的密码子共有32 个,有29 个以A/U 结尾,这些密码子结尾具有A/U 偏好性。【结论】华中樱叶绿体基因组是典型的环状四分体结构,其与其他蔷薇科植物叶绿体基因组大小相近。挖掘了一批SSR、SNP 和InDel 标记,可为华中樱谱系地理学、群体遗传学和种间杂种鉴定等研究提供参考。
【目的】研究不同植物种植模式下根系效应在重金属修复中的效果,为矿山修复奠定理论基础。【方法】构建了基于改良剂的铅锌矿植物修复中试系统,设计CK 组(纯矿渣对照)、S0 组(改良矿渣对照),比较单一植物系统S 栾(单一乔木栾树)、S 夹(单一灌木夹竹桃)、S 香(单一草本香根草)、S 复(乔灌草复合)的铅锌矿修复效果。【结果】1)试验后,植物组与原矿渣对照组相比pH 值提高了0.14 ~ 0.27,含水率、孔隙度、有机质、阳离子交换量分别提高了5.3% ~ 9.8%、9.6% ~ 11.8%、102.5% ~ 106.9%、54.2% ~ 66.6%;蔗糖酶、脲酶活性分别提升了130.9% ~ 680.2%、2.4% ~ 8.6%;总氮、总磷、总钾含量分别提升了85.5% ~ 115.6%、0.0% ~ 22.5%、0.9% ~ 10.5%。2)改良剂显著降低了系统中Zn 流失量(P < 0.05);植物种植显著降低了Zn、Pb 流失量(P < 0.05),其中,S 复处理中Pb、Zn 流失量最低;相比S0,S 植物组中重金属Pb、Zn 酸可提取态、可还原态组分含量均下降,S 栾、S 夹、S 香、S 复残渣态Pb 分别提升了6.5%、5.4%、11.8%、6.4%,残渣态Zn 分别提升了4.0%、3.4%、7.9%、2.1%。3)不同组别间细菌门水平差异不大,主要优势菌种有变形菌门Proteobacteria、拟杆菌门Bacteroidota、酸杆菌门Acidobacteriota 等。门水平下主要优势真菌包括子囊菌门Ascomycota、担子菌门Basidiomycota、接合菌门Zygomycota 等。【结论】改良剂改善了矿渣的土壤结构,提升了矿渣的土壤肥力,为植物生长提供了有利条件。改良剂和植物种植改变了土壤Pb、Zn 的赋存形态,残渣态含量升高,S 复重金属流失量最低。植物种植模式对细菌、真菌物种丰度存在影响,改良剂的添加降低了基质中真菌的物种丰富度,而植物的生长又在一定程度上提升了真菌的物种丰富度。
【目的】通过三聚氰胺对木质素酚醛树脂(LPF)改性,提高LPF 的胶合性能,降低固化温度,为人造板的绿色生产和节能降耗提供新思路。【方法】对比三聚氰胺与(苯酚+ 木质素)、三聚氰胺/(苯酚+ 木质素)与甲醛不同摩尔比对三聚氰胺改性木质素酚醛树脂(MLPF)的性能影响,得到MLPF 的最佳合成条件。并与相同酚醛比和木质素取代率的酚醛树脂(PF)和LPF 进行性能对比,利用FTIR 和DSC 对PF、LPF 和MLPF 的结构和固化温度进行比较分析。【结果】当三聚氰胺与(苯酚+ 木质素)的摩尔比为4∶6、三聚氰胺/(苯酚+ 木质素)与甲醛的摩尔比为1∶2 时,MLPF 的凝胶时间最短,为318.62 s,所压制的MLPF 胶合板干、湿胶合强度为2.04 和1.43 MPa,甲醛释放量为0.088 mg/m3,且与PF 和LPF 胶合板相比MLPF 的胶合强度更高,满足GB/T14732—2017 和GB/T 9846—2015 国家标准性能要求。FTIR 结果显示,相较于PF 和LPF,MLPF 在3 327 cm-1和3 214 cm-1 处拥有属于-OH 和-N-H 的双峰,在1 079 cm-1 和1 036 cm-1 处出现的N-C-N 特征峰以及在809 cm-1处属于三嗪环面外震动的吸收峰,都证明了三聚氰胺经过羟甲基化并参与到MLPF 的合成中。DSC 结果显示,经过三聚氰胺改性后的MLPF 放热峰值温度出现在140 ℃,其固化温度相较于LPF 和PF 分别降低了17.16%和22.22%。【结论】三聚氰胺的加入使得MLPF 的凝胶时间更短,固化温度更低,MLPF 胶合板的性能相较于LPF 无论是胶合强度还是耐水性均有明显提升。
【目的】为提高吸附管对挥发性有机化合物(VOCs)和易挥发性有机化合物(VVOCs)采样检测的准确性,对其采样条件和老化条件进行优化。【方法】试验将强化木质地板放入国产试验微舱中循环8 h,设置温度(23±1)℃、相对湿度(40±5)% 的标准环境,分别使用Tenax TA 吸附管和内填Carbopack C、Carbopack B、Carboxen 1000 混合吸附剂的吸附管(简称CB-1000 吸附管),控制不同的采样流量和采样体积,对舱内强化木质地板释放的气体进行采样,将采样后的吸附管放入气相色谱质谱联用仪(GC/MS)中进行检测。此外,对强化木质地板以150 mL·min-1 的采样流量采集2 L 气体,用正交试验设计9 种老化条件,对采样后的吸附管进行老化处理,使用GC/MS 进行检测。【结果】两种吸附管采集到的气体成分中芳香族类占比最大,酯类占比最小。Tenax TA 吸附管和CB-1000 混合吸附管中总挥发性有机物(TVOC)与总易挥发性有机化合物(TVVOC)的采样质量浓度分别占总采样质量浓度的91.1%、8.9% 和59.5%、40.5%。Tenax TA 吸附管在老化时间为45 min、老化流量为100 mL·min-1、老化温度为310 ℃时化合物的残留质量浓度为22.89 μg·m-3,CB-1000 混合吸附管在老化时间为45 min、老化流量为150 mL·min-1、老化温度为350 ℃时化合物的残留质量浓度为27.16 μg·m-3。【结论】两种吸附管的建议采样条件为采样流量150 mL·min-1,采样体积2 L。Tenax TA 吸附管适合检测VOCs,其采样浓度主要受采样体积影响。内填Carbopack C、Carbopack B、Carboxen 1000 混合吸附剂的吸附管更适合检测VVOCs,其采样浓度主要受采样流量影响。Tenax TA 吸附管建议的老化条件为老化时间45 min、老化流量100 mL·min-1、老化温度310 ℃;CB-1000 混合吸附管建议的老化条件为老化时间45 min、老化流量150 mL·min-1、老化温度350 ℃。