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降水减少和间伐对日本落叶松人工林根系分布与生理特性的影响
1
作者 冉馨 孙晓梅 +3 位作者 吴春燕 陈东升 王宏星 张守攻 《林业科学》 北大核心 2025年第7期157-169,共13页
【目的】设置培育措施与人工模拟气候变化的耦合试验,探讨间伐和降水减少双重影响下日本落叶松人工林土壤理化性质、根系分布与生理特性变化,为未来气候变化背景下落叶松人工林的合理经营提供科学依据。【方法】以辽宁省东部山区19年生... 【目的】设置培育措施与人工模拟气候变化的耦合试验,探讨间伐和降水减少双重影响下日本落叶松人工林土壤理化性质、根系分布与生理特性变化,为未来气候变化背景下落叶松人工林的合理经营提供科学依据。【方法】以辽宁省东部山区19年生日本落叶松人工林为研究对象,2019年4月设置对照(CKN)、未间伐+30%降水减少(CKR)、45%间伐强度+自然降水(T45N)、45%间伐强度+30%降水减少(T45R)4种处理,2023年7月分土层进行土壤和根系取样,测定土壤理化性质、根系分布与生理特性。【结果】1)间伐和持续降水减少4年后,与对照相比,30%降水减少显著降低0~20 cm土层的土壤含水率、孔隙度、田间持水量,水解性氮、全氮、有效磷、全磷、速效钾和全钾含量,显著增加土壤密度;45%间伐强度和45%间伐强度+30%降水减少显著改善0~20 cm土层的土壤理化性质,间伐的正效应显著高于降水减少的负效应。2)降水减少显著降低各土层不同水平距离的林木根系特征(根长密度、根表面积密度、根体积密度、根生物量密度),促进根系在20~60 cm土层和各土层水平100~200 cm的分布占比;间伐显著提高各土层水平距离的根系分布和生理特性。3)主成分综合得分为T45N(1.54)>T45R(1.00)>CKN(–0.62)>CKR(–1.92),45%间伐强度和45%间伐强度+30%降水减少对土壤理化性质和根系特性具有正向影响,间伐可缓解降水减少对土壤理化性质以及根系分布与生理特性的负向影响。4)相关性分析结果表明,根系呼吸和活力与根系分布、土壤含水率显著正相关,与土壤密度显著负相关。【结论】降水减少显著降低日本落叶松人工林土壤质量以及根系密度与生理活性,间伐显著提高土壤质量以及根系密度与生理活性,且间伐的正向影响显著高于降水减少的负向影响,合理间伐可作为应对未来气候变化背景下降水减少的有效营林措施之一。 展开更多
关键词 间伐 降水减少 日本落叶松人工林 土壤性质 根系分布 生理特性
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丹红杨×通辽1号杨杂交子代叶形性状的遗传变异分析 被引量：12
2
作者 成星奇 贾会霞 +2 位作者 孙佩 张亚红 胡建军 《林业科学研究》 CSCD 北大核心 2019年第2期100-110,共11页
[目的]对丹红杨(美洲黑杨)×通辽1号杨(小叶杨)422个F_1代无性系叶的形态学指标进行分析,揭示杨树派间杂交群体叶形性状的遗传变异规律,为进一步解析其叶形性状的遗传机制奠定基础。[方法]使用Yaxin-1241便携式叶面积仪结合手工测... [目的]对丹红杨(美洲黑杨)×通辽1号杨(小叶杨)422个F_1代无性系叶的形态学指标进行分析,揭示杨树派间杂交群体叶形性状的遗传变异规律,为进一步解析其叶形性状的遗传机制奠定基础。[方法]使用Yaxin-1241便携式叶面积仪结合手工测量的方式,对杂交子代当年扦插材料的叶面积、叶长、叶宽、叶周长、叶柄长、侧脉夹角和最大叶宽距叶尖长度等7个指标进行测量,计算叶长宽比、叶柄相对长、最大叶宽位置和叶缘因子,利用SPSS软件完成相关、通径、遗传以及主成分分析。[结果]丹红杨和通辽1号杨两亲本叶面积、叶长、叶宽、叶周长、叶柄长、侧脉夹角、叶长宽比、叶柄相对长以及最大叶宽位置等9个指标差异显著,子代变异丰富且呈连续的正态分布。在10个叶形指标间45对相关关系中,36对呈显著或极显著水平。通径分析结果表明,叶长和叶宽是决定叶面积的主要因素。通过主成分分析得到2个主因子,累计解释80.19%的叶形变异,子代第一主成分的标准化值全部介于两亲本之间,并有64.69%与父本分布在同侧,第二主成分则均匀分布在中亲值两侧。对于表征叶片大小的2个指标叶面积和叶柄长,多数子代小于中亲值且其均值更接近父本,而表征叶片形状的叶柄相对长和最大叶宽位置与之相反,其余指标接近中亲值。除叶长宽比、侧脉夹角以及叶缘因子外,子代叶形指标大多介于两亲本之间。[结论]丹红杨和通辽1号杨叶形性状差异显著,杂交子代叶形性状存在丰富的连续性变异,且性状间关联紧密,叶长和叶宽是决定叶面积的主要因素。叶面积、叶柄长以及最大叶宽位置等性状存在明显的遗传偏向性,杂交子代叶片形状与丹红杨更为接近,呈较强的母本效应,而叶片大小则表现出偏向父本小叶杨的遗传效应。30.09%子代的综合叶形指标具有超亲现象,选择潜力较大,在今后的育种实践中可加以利用。 展开更多
关键词 杨树 子代 叶形性状 遗传变异
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基于SSR分子标记的山地刺槐克隆生长空间格局分析 被引量：2
3
作者 蔡天润 郭佳 +4 位作者 王紫怡 宋亚欣 张淑敏 杨敏生 张军 《林业科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期19-27,共9页
【目的】以河北省平泉市黄土梁子林场刺槐林为研究对象,验证已开发刺槐SSR引物的多态性,探究刺槐萌蘖分布格局,为人工促进刺槐林萌蘖更新提供理论依据。【方法】在河北省平泉市黄土梁子林场选取3块刺槐萌蘖现象明显的样地,利用9对SSR引... 【目的】以河北省平泉市黄土梁子林场刺槐林为研究对象,验证已开发刺槐SSR引物的多态性,探究刺槐萌蘖分布格局,为人工促进刺槐林萌蘖更新提供理论依据。【方法】在河北省平泉市黄土梁子林场选取3块刺槐萌蘖现象明显的样地,利用9对SSR引物对125株刺槐进行亲缘关系鉴定,采用传统样地调查法和可变尺度的相邻格子法划分5个取样尺度(5 m×5 m、5 m×10 m、10 m×10 m、10 m×15 m、20 m×30 m),计算偏离指数(C)以及其t检验、Cassie指标(CA)、平均拥挤度(m*)、负二项指数(K)、Green指数(GI)和聚块性指标(PAI)6个格局判定参数,判断山地刺槐格局和规模。【结果】9对引物对样地内刺槐表现出良好多态性,平均多态信息含量为0.76。3块样地内,共有73个基因型,鉴定出76个克隆分株。刺槐萌蘖分布格局随取样尺度增大聚集格局逐渐减弱,尺度由小到大分布格局由集群分布到随机分布,在5 m×5 m尺度下具有最强聚集格局规模。【结论】基于SSR分子标记与生态学调查相结合,探索萌蘖扩散格局研究新方法,阐明山地刺槐萌蘖分布格局,对刺槐萌蘖更新理论有了进一步理解。无干扰状态下,刺槐林经历采伐后萌蘖分布格局为聚集分布。萌蘖植株在小范围聚集分布会造成基因型单一,不利于种群多样性,建议对距离过近影响正常生长发育的个体进行疏伐,缓解竞争关系,提高林分质量。 展开更多
关键词 刺槐 SSR 萌蘖 分布格局
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基于BLUP和GGE双标图的黑杨派无性系生长性状基因型与环境互作效应 被引量：25
4
作者 李金花 《林业科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期64-73,共10页
【目的】基于BLUP和GGE双标图分析法综合评价多试验点区域化试验黑杨派无性系(品种)的速生性、稳定性和各试验地点的区分力、代表性,可为黑杨派引种无性系的选择和应用提供理论依据。【方法】对位于北京、河北和山东的9个试验地点15个... 【目的】基于BLUP和GGE双标图分析法综合评价多试验点区域化试验黑杨派无性系(品种)的速生性、稳定性和各试验地点的区分力、代表性,可为黑杨派引种无性系的选择和应用提供理论依据。【方法】对位于北京、河北和山东的9个试验地点15个黑杨派引种无性系(品种)进行生长性状测定,使用ASReml-R程序包拟合误差异质的线性混合效应模型,通过最佳线性无偏预测(BLUP)法获得各无性系在各试验点6年生胸径和树高BLUP数据,进行GGE双标图分析,对无性系和试验地点进行评价。【结果】基于胸径和树高BLUP数据GGE双标图分析的前2个主成分(PC1和PC2)的方差解释百分比为84.69%和69.83%。基于胸径BLUP数据GGE双标图显示,9个试验点之间均存在正相关关系,被分为2组:河北永清和山东金乡为一组,胸径最大的无性系为50;其余7个试验点为另一组,胸径最大的无性系为Por。区分力最好的地点为北京昌平和河北永清,代表性最好的地点为山东宁阳(高桥)和河北魏县。对于无性系高产性和稳产性,Por胸径最大,Pa、36、108、50、111和107的胸径均大于均值,而Og的胸径接近总体均值,La胸径最小;107、Me、108、Br、Og和36稳定性较好。【结论】胸径与树高BLUP-GGE双标图存在差异,胸径BLUP-GGE双标图较树高的可靠;无性系Por速生性突出,其次是Pa、36、108、50、111和107,稳定性较好的无性系为107、Me、108、Br、Og和36,速生性和稳定性均较强的无性系为Por、Pa、36、108和107。 展开更多
关键词 黑杨派 多点区域试验 线性混合模型 最佳线性无偏预测(BLUP) GGE双标图 基因型与环境互作
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转多基因1年生库安托杨对溃疡病的抗性分析
5
作者 常英英 梁立雄 +7 位作者 高亚南 吴晓娟 鲁俊倩 王庆灵 丁昌俊 张伟溪 苏晓华 张冰玉 《林业科学研究》 CSCD 北大核心 2019年第1期15-20,共6页
[目的]本研究对转多基因库安托杨株系的溃疡病抗病性检测及抗病相关基因的表达分析,为通过基因工程手段培育抗病林木新树种提供有价值的参考。[方法]以转JERF36等多个外源基因的1年生库安托杨株系D5-9、D5-20、D5-21及非转基因受体D5-0... [目的]本研究对转多基因库安托杨株系的溃疡病抗病性检测及抗病相关基因的表达分析,为通过基因工程手段培育抗病林木新树种提供有价值的参考。[方法]以转JERF36等多个外源基因的1年生库安托杨株系D5-9、D5-20、D5-21及非转基因受体D5-0为材料,对主干人工接种溃疡病菌的各株系病情指数进行了测定,同时对接种5 d后树皮组织中5个抗病基因的表达情况进行了实时定量PCR(qPCR)分析。[结果]在溃疡病菌胁迫下,3个转基因株系对溃疡病菌的抗性显著优于非转基因受体株系,转基因株系间抗病性也具有一定差异,D5-21的病情指数显著低于其它2个转基因株系;肉桂醇脱氢酶基因在3个转基因株系树皮中表达量均高于对照,类甜蛋白基因仅在D5-19树皮中的表达量高于对照,其他3个基因在转基因株系中的表达量或与对照相当或低于对照。[结论]转多基因库安托杨株系的溃疡病抗性与非转基因对照相比均有显著提高,且转基因株系间差异显著;同时转基因株系中不同抗病基因的表达模式也有很大差异,说明溃疡病菌胁迫下转多基因库安托杨抗病调控的复杂性,其分子调控机制还有待深入研究。 展开更多
关键词 转基因杨 ERF转录因子 杨树溃疡病 抗病性 基因表达
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不同光照时间对欧美杨幼苗生长和光合特性的影响 被引量：19
6
作者 刘成功 王明援 +6 位作者 刘宁 丁昌俊 顾炳国 陈存 宁坤 苏晓华 黄秦军 《林业科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第12期33-41,共9页
【目的】研究不同光照时间下欧美杨生长过程中长势及生理适应性,为其优良高光效品种的早期选育及推广栽培提供一定的理论依据。【方法】以16个欧美杨无性系幼苗为研究对象,全遮光条件下,采用LED-100 W全光谱植物生长灯进行人工控光试验... 【目的】研究不同光照时间下欧美杨生长过程中长势及生理适应性,为其优良高光效品种的早期选育及推广栽培提供一定的理论依据。【方法】以16个欧美杨无性系幼苗为研究对象,全遮光条件下,采用LED-100 W全光谱植物生长灯进行人工控光试验,探讨不同光照时间(11、12、13、14和15 h)对欧美杨幼苗生长、生物量、叶绿素相对含量及光合特性等的影响。【结果】1)光照14 h和15 h下幼苗的苗高地径相对增长率、叶生物量显著高于其他光照下(P<0.01),而根冠比和叶片SPAD值相对较低,且幼苗光响应曲线走势基本一致,随光合有效辐射(PAR)增加,叶片净光合速率(P_n)先迅速增加,达光饱和点后曲线开始趋于平缓,直角双曲线拟合效果良好(相关系数R^(2 )≥0.948); 2)叶片最大净光合速率(P_(max))随光照时间的延长而增大,其中光照15 h比11 h高104.53%。光照15 h叶片表观量子效率(AQY)、暗呼吸速率(R_d)和光补偿点(LCP)最高,光照14 h光饱和点(LSP)较高,仅次于13 h,而LCP和R_d均低于其他光照时间; 3)叶绿素荧光参数显示,光照11 h幼苗的初始荧光(F_o)最大,最大荧光(F_m)总体差异未达极显著水平(P> 0.01),可变荧光(F_v)在光照13 h相对较高。随光照时间延长PSⅡ反应中心原初光能转化效率(F_v/F_m)及潜在光化学活性(F_v/F_o)逐渐增大,且F_v/F_m均在0.83～0.85之间。【结论】随光照时间的延长,欧美杨幼苗的P_(max)、F_m、F_v、F_v/F_o和F_v/F_m均逐渐增大,F_o和根冠比逐渐减小,此外SPAD值、AQY、LSP、LCP和R_d对光照时间也存在不同程度的响应。此结果可作为早期估测欧美杨生长量和生态适应性的参考依据之一,也可作为欧美杨新品种选育、良种推广应用及生产实践过程的重要参考。 展开更多
关键词 光照时间 欧美杨 生长 光合作用 荧光特性
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核桃JrGA2ox基因的克隆、亚细胞定位及功能验证 被引量：9
7
作者 张佳琦 胡恒康 +8 位作者 徐川梅 胡渊渊 黄有军 夏国华 黄坚钦 常英英 叶磊 娄和强 张启香 《林业科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期50-60,共11页
【目的】GA2-oxidase(GA2ox)是赤霉素合成过程中起负调控作用的一种关键酶,能够催化有活性的赤霉素为无活性的赤霉素,从而对植物生长起到一定的抑制作用。本研究主要对核桃中赤霉素氧化酶基因JrGA2ox进行克隆及功能验证,有利于进一步探... 【目的】GA2-oxidase(GA2ox)是赤霉素合成过程中起负调控作用的一种关键酶,能够催化有活性的赤霉素为无活性的赤霉素,从而对植物生长起到一定的抑制作用。本研究主要对核桃中赤霉素氧化酶基因JrGA2ox进行克隆及功能验证,有利于进一步探究核桃JrGA2ox基因在植物生长和发育过程中,尤其是在植物株高调控中的作用,从而助力于挖掘与利用核桃中更多的优质基因,培育出更多优良的核桃品种。【方法】采用PCR扩增技术,克隆获得核桃JrGA2ox基因的全长编码序列,进一步通过In-Fusion克隆技术构建具有强启动子的35S∷JrGA2ox∷GFP过表达载体;利用BLAST网络在线工具得到其他植物中的JrGA2ox同源氨基酸序列,并对其进行氨基酸同源序列比对和系统进化分析;其后,通过亚细胞定位揭示其发挥功能的场所,进一步利用农杆菌介导法将构建好的过表达载体转化到核桃体细胞胚中,获得JrGA2ox超表达的阳性转化植株,深入分析JrGA2ox基因的生物学特性。【结果】通过基因克隆,得到1条JrGA2ox开放阅读框,其全长为1 056 bp,共编码351个氨基酸,分子量为39.25 kDa。通过比对发现,该基因编码的蛋白序列含有保守2OG-FeII-Oxy蛋白结构域,具有GA2-氧化酶蛋白家族共同的结构特点,表明JrGA2ox属于GA2-氧化酶基因家族。氨基酸进化树比对分析结果显示,核桃JrGA2ox与毛白杨PtGA2ox聚为一个分支。且JrGA2ox蛋白与木本植物川桑MnGA2ox1、西洋梨PcGA2ox、桃PpGA2ox1及苹果MdGA2ox1蛋白序列同源性较高。烟草叶片表皮细胞亚细胞定位分析表明,JrGA2ox是定位于细胞核与细胞膜中的蛋白。对核桃体细胞胚进行基因遗传转化后经荧光检测及PCR验证表明,35S∷JrGA2ox∷GFP过表达载体被成功转入核桃体细胞胚中。阳性再生植株株高与对照苗相比具显著性差异,其平均株高为对照植株的1/2;且其株高与JrGA2ox基因表达量呈负相关。【结论】核桃JrGA2ox蛋白亚细胞定位于细胞核与细胞膜中。JrGA2ox基因调控核桃株高,主要起到负调节作用。阳性基因转化再生植株中JrGA2ox基因的表达量升高,并表现出明显的矮化特征。本研究结果可为进一步分析该基因在核桃生长发育过程中的作用提供技术参考,且为优良的矮化核桃品种选育奠定一定的基础。 展开更多
关键词 核桃 GA2ox基因 过表达 亚细胞定位 同源转化
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日本落叶松冠层光合特性的空间变化 被引量：15
8
作者 夏国威 孙晓梅 +1 位作者 陈东升 张守攻 《林业科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期13-21,共9页
【目的】研究日本落叶松冠层间光合特性的差异,揭示冠层光合特性的空间变化规律,为精确估算冠层生产力及构建冠层生产力模型提供依据。【方法】以8年生日本落叶松为研究材料,根据树冠长度,将树冠等分为8个层级,从上到下分别为第1~8层级... 【目的】研究日本落叶松冠层间光合特性的差异,揭示冠层光合特性的空间变化规律,为精确估算冠层生产力及构建冠层生产力模型提供依据。【方法】以8年生日本落叶松为研究材料,根据树冠长度,将树冠等分为8个层级,从上到下分别为第1~8层级,选择每一层级的南向一级侧枝作为光合测定枝条,测定每一枝条上针叶的光合日变化。【结果】多数冠层间光合参数日变化规律相似,净光合速率、蒸腾速率、气孔限制值、光合有效辐射、气温和水汽压亏缺均表现为单峰曲线,气孔导度从上午开始逐渐降低。随着冠层的升高,光合参数增加、比叶面积减小,而气温和水汽压亏缺表现为先增后降的趋势,不同冠层间均差异显著( P <0.05)。净光合速率、光合有效辐射、气孔导度和蒸腾速率与相对冠高存在指数函数关系( R^2 ≥0.94),气温和水汽压亏缺与相对冠高存在一元二次函数关系(R^2 ≥0.79)。通径分析表明,影响净光合速率的主要因素是光合有效辐射,而气温和空气相对湿度影响较小。【结论】光合有效辐射和叶肉细胞的光合活性分别是影响日本落叶松净光合速率空间变化的主要环境因素和生理因素。净光合速率随冠层的升高而显著增加,而冠层底部净光合速率为负值,始终处于碳消耗状态。 展开更多
关键词 日本落叶松 光合特性 冠层 空间变化 通径分析
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核桃芽接愈合的组织学机制 被引量：7
9
作者 周乃富 宋晓波 +2 位作者 张俊佩 常英英 裴东 《林业科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期37-43,共7页
【目的】通过对核桃芽接愈合过程的组织学观察,研究不同嫁接时期砧穗在愈伤组织形成、增殖和输导组织连接过程中的组织学变化机制,旨在为核桃和其他木本植物嫁接提供理论指导。【方法】以12年生核桃品种‘香玲’半木质化新梢中部芽片为... 【目的】通过对核桃芽接愈合过程的组织学观察,研究不同嫁接时期砧穗在愈伤组织形成、增殖和输导组织连接过程中的组织学变化机制,旨在为核桃和其他木本植物嫁接提供理论指导。【方法】以12年生核桃品种‘香玲’半木质化新梢中部芽片为接穗,2年生本地核桃实生苗为砧木,采用方块芽接法分别于砧木萌芽后40~47天和100~107天2个时间进行芽接试验,采用本课题组建立的非均质化材料切片方法对芽接愈合过程进行组织学观察。【结果】核桃萌芽后40~47天的砧穗愈合方式与前人报道一致,即形成层细胞在嫁接体愈合过程中起主导作用,愈合过程中主要组织学变化包括:隔离层的产生(3天)→砧穗形成层细胞分化产生愈伤组织(4天)→愈伤组织连接(6天)→砧穗原有形成层的修复与连接(12天),完成愈合需要12~15天,成活率达95.6%。而在萌芽后100~107天的砧穗愈合过程中,发现了与上述常规愈合不同的嫁接愈合新方式。此过程中木射线细胞起主导作用,愈合过程依次历经隔离层的产生(3天)→木射线细胞分化产生愈伤组织(4天)→砧穗愈伤组织连接(9天)→导管分化形成(15天)→新的形成层产生以及木射线的连接(25天),需要25~30天才能完成愈合,成活率为61.7%;在木射线细胞主导的砧穗愈合过程中砧木一侧的隔离层要先于接穗发生溶解,在砧穗愈伤组织完成连接时消失,而接穗表面隔离层在愈伤组织分化时依然存在,直至新的形成层产生后才完全溶解消失。【结论】核桃芽接过程中,除了常见的由形成层细胞主导的砧穗愈合方式外,还存在由木射线细胞主导的砧穗木质部的愈合新方式,木射线细胞脱分化产生愈伤组织,并进一步分化出导管、形成层和木射线等组织完成最终的砧穗连接;在此过程中愈伤组织主要来自于砧木木射线细胞且砧木隔离层要先于接穗发生溶解。 展开更多
关键词 核桃 芽接 木射线 愈合方式 组织学机制
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