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基于^(13)C标记的低磷胁迫杉木根系亲缘识别分析
1
作者
李亚超
王讷敏
+3 位作者
张慧
林文奖
马祥庆
吴鹏飞
《生态学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第23期10827-10837,共11页
为了探究低磷(P)胁迫下不同亲缘关系邻株对杉木生长的影响规律,验证杉木根系是否具有亲缘识别行为,采用室内盆栽控制试验,选择2个杉木半同胞家系(No.32、No.28)为试验材料,利用^(13)C同位素标记方法,分别在不同供P水平条件下(1.0 mmol/L...
为了探究低磷(P)胁迫下不同亲缘关系邻株对杉木生长的影响规律,验证杉木根系是否具有亲缘识别行为,采用室内盆栽控制试验,选择2个杉木半同胞家系(No.32、No.28)为试验材料,利用^(13)C同位素标记方法,分别在不同供P水平条件下(1.0 mmol/L KH_(2)PO_(4),P1和0 mmol/L KH_(2)PO_(4),P0),构建亲缘组(No.32+No.32^(*),^(*)为进行^(13)C同位素标记的植株)、非亲缘组(No.28+No.32^(*))2种亲缘邻株栽植模式,以杉木单株栽植(No.32^(*))为对照处理(CK),分别对不同处理中No.32杉木幼苗的地上部进行^(13)C同位素标记,测定不同亲缘邻株下的杉木根长、根表面积、根体积、根平均直径等生长指标,以及邻株参试苗木叶、茎、根的^(13)C丰度的差异性。No.32^(*)的邻株植物在未标记^(13)C的情况下检测出^(13)C丰度发生显著变化。在不供P处理下发现非亲缘组No.28的全株总^(13)C丰度显著高于亲缘组No.32,表明低P胁迫促进杉木与非亲缘邻株的C交流。不供P处理下非亲缘组No.32^(*)杉木全株生物量比亲缘组No.32^(*)低了31.3%,供P水平显著改变了杉木与邻株的相处生长模式,与非亲缘植株相邻的杉木全株生物量减少,根冠比降低,生长发育减弱。不供P处理下,非亲缘组No.32^(*)比CK组提高46.0%根表面积,降低74.7%根体积。不供P处理下,非亲缘邻株促进杉木根表面积增加,提高P获取能力,增强杉木地下部分竞争力。不供P处理下,非亲缘组No.32^(*)全株P含量与CK组没有显著差异,而亲缘组显著低于CK组,非亲缘组No.32^(*)全株P利用效率(PUE)显著低于亲缘组,可见,在低P胁迫下亲缘邻株可促进杉木PUE的提高,缓解杉木的低P胁迫,维持逆境中杉木的正常生长发育。本研究发现杉木与邻株存在基于^(13)C交流的亲缘识别,低P胁迫下杉木面对亲缘植物表现出提高相互响应度,提高PUE,面对非亲缘植物则表现出较强竞争力。养分匮乏下,杉木面对不同的亲缘邻株做不同的应对策略,这为优化杉木人工林种内或种间混交经营管理提供了理论依据。
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关键词
杉木
根系亲缘识别
^(13)C同位素标记
低磷胁迫
邻株竞争
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职称材料
题名
基于^(13)C标记的低磷胁迫杉木根系亲缘识别分析
1
作者
李亚超
王讷敏
张慧
林文奖
马祥庆
吴鹏飞
机构
福建
农林大学林学院
国家林业草原杉木工程技术研究中心
江苏省水文水资源勘测局盐城分局
福建省马尾闽江河口湿地省级自然保护区管理处
福建省
漳平五一国有林场
出处
《生态学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第23期10827-10837,共11页
基金
国家自然科学基金项目(31870614)
福建农林大学科技创新专项基金项目(KFB23051)。
文摘
为了探究低磷(P)胁迫下不同亲缘关系邻株对杉木生长的影响规律,验证杉木根系是否具有亲缘识别行为,采用室内盆栽控制试验,选择2个杉木半同胞家系(No.32、No.28)为试验材料,利用^(13)C同位素标记方法,分别在不同供P水平条件下(1.0 mmol/L KH_(2)PO_(4),P1和0 mmol/L KH_(2)PO_(4),P0),构建亲缘组(No.32+No.32^(*),^(*)为进行^(13)C同位素标记的植株)、非亲缘组(No.28+No.32^(*))2种亲缘邻株栽植模式,以杉木单株栽植(No.32^(*))为对照处理(CK),分别对不同处理中No.32杉木幼苗的地上部进行^(13)C同位素标记,测定不同亲缘邻株下的杉木根长、根表面积、根体积、根平均直径等生长指标,以及邻株参试苗木叶、茎、根的^(13)C丰度的差异性。No.32^(*)的邻株植物在未标记^(13)C的情况下检测出^(13)C丰度发生显著变化。在不供P处理下发现非亲缘组No.28的全株总^(13)C丰度显著高于亲缘组No.32,表明低P胁迫促进杉木与非亲缘邻株的C交流。不供P处理下非亲缘组No.32^(*)杉木全株生物量比亲缘组No.32^(*)低了31.3%,供P水平显著改变了杉木与邻株的相处生长模式,与非亲缘植株相邻的杉木全株生物量减少,根冠比降低,生长发育减弱。不供P处理下,非亲缘组No.32^(*)比CK组提高46.0%根表面积,降低74.7%根体积。不供P处理下,非亲缘邻株促进杉木根表面积增加,提高P获取能力,增强杉木地下部分竞争力。不供P处理下,非亲缘组No.32^(*)全株P含量与CK组没有显著差异,而亲缘组显著低于CK组,非亲缘组No.32^(*)全株P利用效率(PUE)显著低于亲缘组,可见,在低P胁迫下亲缘邻株可促进杉木PUE的提高,缓解杉木的低P胁迫,维持逆境中杉木的正常生长发育。本研究发现杉木与邻株存在基于^(13)C交流的亲缘识别,低P胁迫下杉木面对亲缘植物表现出提高相互响应度,提高PUE,面对非亲缘植物则表现出较强竞争力。养分匮乏下,杉木面对不同的亲缘邻株做不同的应对策略,这为优化杉木人工林种内或种间混交经营管理提供了理论依据。
关键词
杉木
根系亲缘识别
^(13)C同位素标记
低磷胁迫
邻株竞争
Keywords
Cunninghamia lanceolata
root kin recognition
^(13)C isotope labeling
phosphorus deficiency stress
neighbor competition
分类号
S791.27 [农业科学—林木遗传育种]
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题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于^(13)C标记的低磷胁迫杉木根系亲缘识别分析
李亚超
王讷敏
张慧
林文奖
马祥庆
吴鹏飞
《生态学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024
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