盐胁迫下菊芋根系脱落酸对钠离子转运和光系统Ⅱ的影响

通过根系施加脱落酸(ABA)合成抑制剂钨酸钠,研究盐胁迫(150 mmol·L^-1 NaCl)下菊芋根系ABA信号对根系Na⁺转运、叶片Na⁺积累和光系统Ⅱ(PSⅡ)的影响。结果表明:钨酸钠抑制盐胁迫下根系ABA合成,降低根系Na⁺外排,提高根系Na⁺向叶片的转运系数。盐胁迫增加叶片Na⁺含量,没有影响叶片膜脂过氧化、PSⅡ反应中心蛋白合成和PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)。根系ABA合成受抑制,显著增加盐胁迫下叶片Na⁺积累,加剧叶片膜脂过氧化,损伤PSⅡ反应中心蛋白,显著降低F_v/F_m,诱发PSⅡ光抑制。总之,盐胁迫下菊芋根系ABA信号诱导根系Na⁺外排,抑制Na⁺向地上部转运,有利于减少叶片Na⁺积累,防御PSⅡ氧化损伤。     

野皂荚对NaCl胁迫的生理响应及耐盐性

以盆栽野皂荚2年生实生苗为材料,设置土壤NaCl含量分别为0.053%（CK）、0.15%、0.3%、0.45%和0.6%的盐胁迫处理,研究不同浓度盐处理对苗木生长、细胞膜透性、细胞保护酶活性以及Na⁺和K⁺分布格局的影响,探讨了其耐盐阈值和机理.结果表明：随着NaCl浓度增加,苗木生长量逐渐降低,盐害指数逐渐升高;野皂荚可忍耐的土壤含盐量为0.42%.随着NaCl浓度增加,叶片相对电导率、氧自由基产生速率和丙二醛(MDA)含量均逐渐增大;超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性呈先上升后下降的变化趋势,在土壤含盐量0.3%或0.45%时达到峰值;高盐胁迫下,SOD、POD和CAT活性的增强可及时清除盐胁迫产生的氧自由基,进而缓解或避免膜脂过氧化作用对组织细胞的伤害.盐胁迫下根、茎、叶的Na⁺含量均逐渐增大,且呈现根>叶>茎的分布格局;K⁺含量和K⁺/Na⁺呈下降趋势,呈现叶>根>茎的分布格局;K⁺-Na⁺选择性运输系数(S_K⁺·Na⁺)随着土壤含盐量的增加逐渐升高,且叶S_K⁺·Na⁺高于茎S_K⁺·Na⁺.野皂荚耐盐机制是根系拒盐和叶片耐盐;盐胁迫下,根系Na⁺累积能力增强可控制Na⁺向地上运输以避免盐害发生,叶片K⁺选择性吸收和累积能力的显著提高可忍耐和补偿Na⁺对组织的伤害.     

亚麻响应盐、碱胁迫的生理特征

利用中性盐NaCl、Na₂SO₄和碱性盐NaHCO₃、Na₂CO₃混合模拟不同强度的盐、碱胁迫条件, 对亚麻(Linum usitatissimum)进行14天胁迫处理, 测定其地上部分和根生长速率、光合特征、离子平衡及有机渗透调节物质积累, 以探讨亚麻对盐、碱两种胁迫的生理响应特点。研究表明: 亚麻生长对盐、碱胁迫的响应存在差异, 在相同盐浓度下, 碱胁迫对亚麻的伤害大于盐胁迫。碱胁迫使地上部分中Na⁺浓度急剧增高, 造成叶绿体破坏、光合色素含量下降, 光合能力及碳同化能力也急剧下降。亚麻中Na⁺含量随着胁迫强度的增加而升高, 而K⁺含量呈下降趋势, 碱胁迫下的变化明显大于盐胁迫。因此, 碱胁迫导致Na⁺过度积累可能是碱胁迫对植物伤害大于盐胁迫的最主要原因。碱胁迫下Ca²⁺和Mg²⁺在根中下降明显, 可见高pH值阻碍根对Ca²⁺和Mg²⁺的吸收。Fe²⁺和Zn²⁺对渗透调节的影响不大, 因为它们的离子含量较低。盐胁迫促进阴离子(Cl^-、H₂PO₄^-和SO₄^2-)的积累来平衡大量涌入的Na⁺, 但是碱胁迫明显减少无机阴离子含量, 可能造成严重营养胁迫(如P和S不足)。亚麻在盐胁迫下积累大量可溶性糖来平衡大量的Na⁺, 但碱胁迫下积累大量有机酸来维持细胞内离子平衡和pH值稳定, 碱胁迫大量积累的有机酸也可能被分泌到根外调节根外的pH值, 这说明亚麻对两种不同胁迫的响应方式不同。研究证明高pH值会直接影响植物根系的生长发育, 影响植物矿质元素的吸收, 阻碍离子稳态重建, 有机酸代谢是亚麻碱胁迫下的关键适应机制。     

丛枝菌根真菌调控根系构型与矿质元素平衡提高西瓜植株耐盐性的研究

丛枝菌根（arbuscular mycorrhiza,AM）真菌可通过多种途径或机制来增强植物的耐盐性,进而促进植株的生长发育。本研究在盆栽条件下设西瓜Citrullus lanatus品种‘京欣四号’幼苗接种变形球囊霉Glomus versiforme和不接种以及施加和不施加100mmol/L NaCl共4个处理,测定植株根系菌根侵染状况、根系构型及其根茎叶中钾（K）、钙（Ca）、磷（P）、钠（Na）含量、K⁺/Na⁺、Ca²⁺/Na和植株生长状况等。AM真菌显著增加了盐胁迫下西瓜植株总根长度、根表面积、根体积和根尖数量,改善了根系构型;促进了西瓜根系对K、Ca和P的吸收,提高了茎Ca和P含量、根系K和P含量、K⁺/Na⁺和Ca²⁺/Na⁺,而降低了根Na⁺含量;茎P和Na⁺、叶K和Ca的含量显著高于其他器官相应含量。典范对应分析表明,根系K含量、K⁺/Na⁺和Ca²⁺/Na⁺与总根长度、主根长度、根表面积、根体积、根尖数量、根平均直径呈正相关;叶K⁺/Na⁺与主根长度呈正相关;根系Na⁺含量与根系总根长、根平均直径和根尖数量呈负相关。接种AM真菌改善了矿质元素平衡及其分配状况。盐胁迫后西瓜植株对菌根的依赖性增强。结果表明,K、Ca、P是AM真菌介导植物耐盐性的关键养分;K⁺/Na⁺和Ca²⁺/Na⁺是重要的矿质元素平衡指标,接种AM真菌能调控植物根系构型和矿质元素平衡状况,从而缓解盐胁迫对西瓜生长的抑制作用,提高植株的耐盐性。     

能源植物杂交狼尾草对NaCl胁迫的响应及其耐盐阈值

以能源植物杂交狼尾草(Pennisetum americanum × P. purpureum)为实验材料, 用沙培盆栽的方法, 分别用0、0.3%、0.5%、0.9%和1.2%的NaCl处理4周后, 测定植株鲜重、干重、含水量、株高、分蘖数和不同部位的离子含量, 以确定其耐盐阈值和耐盐方式。结果表明, 随着NaCl浓度的增加, 杂交狼尾草的鲜重、干重、株高和分蘖数都显著降低, 地上部分鲜重和干重分别在NaCl浓度为0.568%和0.570%时下降了50%, 1.2% NaCl处理的杂交狼尾草几乎全部死掉。表明杂交狼尾草的耐盐阈值为0.57%; 但植株含水量和功能叶的Na⁺含量变化不明显, 老叶Na⁺含量在NaCl浓度为0.9%时明显升高, 是对照的2倍; 随NaCl浓度的升高, 根中的Na⁺含量显著升高, 在NaCl浓度为0.9%时, 根中的Na⁺含量达到对照的3倍以上。Na⁺含量在功能叶, 老叶和根中含量依次升高; 随NaCl浓度的升高, 地上部分和根中的K⁺含量都无明显变化; 随NaCl浓度的升高, 根中的Na⁺/K⁺明显增加, 而地上部分Na⁺/K⁺只有当NaCl浓度为0.9%时明显增加。以上结果表明杂交狼尾草具有一定的耐盐性, 其耐盐方式为拒盐, 耐盐阈值为0.57% (约100 mmol·L^-1)。     

NaCl胁迫对4种豆科树种幼苗生长和K+、Na+含量的影响

以合欢、刺槐、国槐和皂荚4种豆科树种盆栽实生幼苗为试验材料,研究了NaCl胁迫下4个树种幼苗的生长、耐盐临界浓度和Na⁺、K⁺含量的变化,并对其耐盐性进行了比较.结果表明：NaCl胁迫抑制了4个树种幼苗的生长,苗木的干物质积累量减小、根冠比增大,尤其对合欢和皂荚的影响较大;以相对干质量降至对照组50%时的NaCl浓度作为生长临界NaCl浓度(C₅₀)指标,4个树种的耐盐强弱顺序为：刺槐(5.0‰)＞国槐(4.5‰)＞皂荚(3.9‰)＞合欢(3.0‰);随NaCl浓度的增加,各树种幼苗根、茎、叶中Na⁺含量逐渐增加,K⁺含量先增加后减小（合欢根除外）,而K⁺/Na⁺差异较大.相同浓度NaCl胁迫下,幼苗器官的Na⁺分布为根＞茎＞叶,K⁺因树种和NaCl浓度不同而各异,以叶片中较多,K⁺/Na⁺为叶＞茎＞根.NaCl胁迫下,刺槐的K⁺含量和K⁺/Na⁺较高,地上部分Na⁺含量较低,幼苗干物质量大,耐盐性较强;而合欢的K⁺/Na⁺较小,高浓度NaCl胁迫下地上部分的Na⁺含量较高,幼苗干物质量小,耐盐性较差.苗木地上部分对K⁺的积累和根部对Na⁺的滞留是影响豆科树种耐盐性能的主要因素.     

罗布麻对不同浓度盐胁迫的生理响应

利用网室盆栽实验, 研究不同浓度的NaCl(100–400 mmol·L^–1)胁迫对罗布麻(Apocynum venetum)生长及生理特性 的影响。结果表明, 100 mmol·L^–1NaCl处理显著降低了罗布麻植株的鲜重, 但对其干重影响不大; 随着盐浓度继续增加, 罗布麻鲜重和干重显著下降。在盐胁迫下, 罗布麻叶片内的丙二醛含量、电解质渗漏率、根部和地上部Na⁺的含量明显增加, K⁺的含量随着盐离子浓度的增加而降低。盐胁迫显著降低了地上部Ca²⁺的含量, 而对根部Ca²⁺的含量没有影响。植株K⁺/Na⁺和Ca²⁺/Na⁺比值随着盐胁迫强度的增加而降低。盐胁迫显著促进了罗布麻根部对K⁺和Ca²⁺的选择性吸收及对K⁺的选择性运输。当NaCl浓度小于或等于200 mmol·L^–1时, 随着盐离子浓度的增加, 罗布麻叶片内的脯氨酸和可溶性糖积累显著增加,而当NaCl浓度大于200 mmol·L^–1时, 这2种有机溶质含量显著下降。总体上, 罗布麻通过积累无机离子、合成有机溶质及维持较高的K⁺、Ca²⁺选择性吸收和运输来适应一定浓度(≤200 mmol·L^–1NaCl)的盐胁迫。     

外生菌根真菌通过调节离子平衡提高蒙古栎耐盐性

为探究盐胁迫对蒙古栎生长的影响以及外生菌根真菌(ECMF)对蒙古栎离子平衡的调节作用,对蒙古栎幼苗接种4种ECMF(铆钉菇、褐环乳牛肝菌、厚环粘盖牛肝菌和美味牛肝菌)后,以1年生非菌根化与菌根化幼苗为试验材料,进行36 d的NaCl胁迫(0、100、200、300 mmol·L^-1)处理,分析幼苗的菌根特征、生长量、叶伤害症状、叶片电解质渗透率及含水量、根茎叶离子含量的变化特征。结果表明: 4种ECMF均能与蒙古栎建立共生体系,菌根化幼苗的根系较非菌根化幼苗粗壮。盐胁迫下,蒙古栎幼苗的生长受到抑制并出现焦叶症状,其叶片质膜损伤和失水程度随盐胁迫浓度升高而加重。低盐胁迫时(100 mmol·L^-1),蒙古栎优先将Na⁺积累在根和茎中,中高浓度盐胁迫下(200～300 mmol·L^-1),根成为积累Na⁺的首要器官。ECMF通过增加根部的Na⁺水平和减少茎、叶的Na⁺积累,加强对K⁺和Ca²⁺的吸收以提高K⁺/Na⁺和Ca²⁺/Na⁺,进而调节蒙古栎的离子平衡。4种ECMF对蒙古栎盐毒害的缓解作用存在差异,铆钉菇作用效果最好,褐环乳牛肝菌次之,厚环粘盖牛肝菌和美味牛肝菌的作用相对较小。     

根茎在羊草响应短期NaCl胁迫过程中的作用

根茎是根状茎型克隆植物的特有结构,在养分储存、运输和分蘖茎的形成等方面起关键性作用。然而有关根茎生理学方面的研究却十分匮乏。为了探讨根茎在植物感应环境胁迫中的作用, 本文以羊草(Leymus chinensis)为实验材料,研究和比较了短期NaCl胁迫根、根茎、根和根茎3种处理方式下羊草对盐胁迫的响应。试验结果表明:200 mmol·L^-1 NaCl处理羊草根、根茎、根和根茎24 h,显著(p<0.05)降低羊草叶片净光合速率和蒸腾速率,增加叶片渗透浓度与脯氨酸含量;其中同时处理根和根茎叶片,蒸腾速率和净光合速率的降低程度显著高于分别处理根和根茎。在分别处理根与根茎的情况下,叶片含水量、脯氨酸含量、净光合速率、蒸腾速率均无显著性差异。不论单独胁迫根、根茎还是同时胁迫根和根茎,羊草根、根茎和叶片内Na⁺含量都显著高于对照,而羊草根、根茎和叶片内K⁺含量都显著低于对照。这些结果显示:1)根茎在羊草响应盐胁迫的生理过程中与根系具有类似的功能;2)羊草根茎在盐胁迫条件下能够有效地吸收Na⁺;3)鉴于根茎的生物量和表面积都明显地低于根系,在盐胁迫下羊草根茎吸收Na⁺的效率高于根系。     

水淹及盐胁迫对海滨锦葵生长及Na+、K+离子积累的影响

以具有3-4枚真叶的海滨锦葵小苗为处理材料, 在可控温室下研究了海滨锦葵苗期生长、生物量积累与分配和植株Na⁺、K⁺离子积累对盐、水淹和水盐协同胁迫的响应。研究结果表明, 盐胁迫处理对海滨锦葵株高、叶片数、主根粗、根系长及根系体积的抑制作用要明显于水淹胁迫处理(P<0.05)。水盐协同胁迫对株高、叶片数、根系体积和比叶面积的影响与盐处理没有显著差别(P>0.05)。盐和水盐协同胁迫显著降低了植株的相对含水量。水淹胁迫处理和对照相比没有显著影响根、茎和叶的生物量积累。同样, 盐胁迫处理和水盐协同胁迫对根、茎、叶生物量的影响也没有显著差别, 但都低于水淹处理和对照。各处理间对叶重比、茎重比、根重比和根冠比没有明显影响。水淹胁迫处理显著提高了植株的K⁺/Na⁺比, 盐和水盐协同胁迫处理则显著降低了K⁺/Na⁺比。结果表明, 海滨锦葵对水淹胁迫(与盐胁迫相比)有更强的适应能力。海滨锦葵通过稳定比叶面积、保持平衡的含水量、有效的生物量积累、均衡的生物量分配策略、K⁺促进吸收和保持高含量的K⁺/Na⁺比来提高对水胁迫的适应。     

杨属植物分类的研究进展和展望

自林奈建立杨属（Populus）以来,众多的学者对杨属的分类进行了研究,并建立了较多的分类系统。目前的国际杨属分类,总体上还停留在传统形态分类阶段,存在明显的地域和国别特征。尽管各国在主流上都采用“属—组—种”的分类阶元,但在种、亚种、变种的划分上,却存在很大的不同。中国和美国分别是细分派和聚合派的代表,两国的分类系统存在很大分歧,但各有优点和缺点。即使在国内,杨属分类也还有很多需要解决的问题。新兴的分子系统学研究,为杨属的分类修订提供了一些有益参考,但总体贡献不大。国际杨属分类的趋势和终极目标是建立基于系统发生的统一分类系统。这需要基于种群和综合物种概念,融合形态学、生态学、生物地理学、基因组生物信息学和进化生物学等的综合系统分类来实现。     

浑善达克沙地榆树疏林和小叶杨人工林碳密度特征及其与林龄的关系

榆树(Ulmus pumila)疏林是浑善达克沙地的地带性隐域植被, 小叶杨(Populus simonii)是该区域主要的防风固沙造林树种。该文通过测定两种森林生态系统乔木层(叶、枝、干、根)、草本层(地上植被和地下根系)和土壤层(0-100 cm)的碳含量, 比较了两种森林生态系统的碳密度及其分配特征, 并运用空间代替时间的方法, 阐明了乔木层、土壤层和总碳密度随林龄增加的变化特征, 估算了两种森林生态系统的固碳速率。结果表明, 榆树疏林乔木层和土壤层平均碳含量都低于小叶杨人工林, 榆树疏林生态系统总碳密度是小叶杨人工林的1/2。两种森林生态系统的总碳密度中, 乔木层碳密度和土壤层碳密度总占比98%以上; 土壤层与植被层碳密度的比值随林龄的增加而降低, 过熟林时该比值分别为1.66 (榆树疏林)和1.87 (小叶杨人工林); 榆树疏林和小叶杨人工林的乔木层、土壤层和生态系统的总碳密度随林龄的增加而增加, 其中乔木层碳密度及榆树疏林总碳密度与林龄均呈现出显著的线性正相关关系。小叶杨人工林乔木层的固碳速率约为榆树疏林的5倍, 榆树疏林生态系统和小叶杨人工林生态系统的总固碳速率分别为0.81 Mg C·hm^-2·a^-1和5.35 Mg C·hm^-2·a^-1。这一研究结果有利于估算沙地森林生态系统的碳储量, 为区域生态环境恢复和增加碳汇的政策制定提供依据。     

Effect of epiphytes on the extent of necrotic injuries of resistant and susceptible poplar clones infected with Dothichiza populea.

Poplar cuttings of a resistant clone, Populus ‘Grandis’, and susceptible clones, Populus nigra ‘Italica’ and Populus ‘Robusta’, were infected with the pathogenic fungus Dothichiza populea alone, or with the pathogen and one of five strains of epiphytes antagonistic towards it (in vitro), isolated from poplar bark. The extent of injury was examined for 28 days after infection by determining the length of necrotic patches and their area as expressed in per cent of the total area of a cutting or the area of necrotic injuries caused by the pathogen alone.

All the poplar cuttings of both the resistant and susceptible clones became diseased when infected with the pathogen alone. Surprisingly enough, however, the least affected clone was the susceptible P. ‘Robusta’, in which necrotic injuries covered 28% of the total area, as against 40% and 70% in the resistant P. ‘Grandis’ and the susceptible P. nigra ‘Italica’, respectively.

When the cuttings were infected simultaneously with Dothichiza populea and its antagonistic epiphytes, the diseased area in the resistant clone diminished by as much as two-thirds, and in the susceptible P. nigra ‘Italica’, by one-third in comparison with the area affected by the pathogen alone. In turn, in the susceptible P. ‘Robusta’ the introduction of three out of five epiphytes stimulated the growth of the pathogenic fungus producing on average a double increase in the necrotic area. The differences in the response of the pathogen to the presence of epiphytes recorded in the susceptible clones indicate a marked influence of the plant on the nature of interactions between its epiphytic microflora and the pathogen.     

Carbon density characteristics of sparse Ulmus pumila forest and Populus simonii plantation in Onqin Daga Sandy Land and their relationships with stand age

Aims
Sparse Ulmus pumila forest is an intrazonal vegetation in Onqin Daga Sandy Land, while Populus simonii has been widely planted for windbreak and sand dune stabilization in the same region. Our objective was to compare the differences in carbon (C) density of these two forests and their relationships with stand age.
Methods
We measured the C content of tree organs (leaf, twig, stem, and root), herb layers (above ground vegetation and below ground root) and soil layers (up to 100 cm) in sparse Ulmus pumila forests and Populus simonii plantations of different stand ages, and then computed C density and their proportions in total ecosystem carbon density. In addition, we illustrated the variation in carbon density-stand age relationship for tree layer, soil layer and whole ecosystem. We finally estimated the C sequestration rates for these two forests by the space-for-time substitution approach.
Important findings
The average C contents of tree layer and soil layer for sparse Ulmus pumila forests were lower than those for Populus simonii plantations. The total C density of sparse Ulmus pumila forests was half of that of Populus simonii plantations. The carbon density of soil and tree layers accounted for more than 98% of ecosystem C density in the two forests. Irrespective of forest type, the C density ratios of soil to vegetation decreased with stand age. This ratio was 1.66 for sparse Ulmus pumila forests and 1.87 for Populus simonii plantations when they were over-matured. The C density of tree layer, soil layer, and total ecosystem in both forests increased along forest development. There were significantly positive correlations between tree layer’s C density and stand age in both forests and between the total ecosystem C density of sparse Ulmus pumila forests and stand age. The C sequestration rate of tree layer was 5-fold higher in Populus simonii plantation than in sparse Ulmus pumila forest. The ecosystem-level C sequestration rate was 0.81 Mg C·hm^-2·a^-1 for sparse Ulmus pumila forest and 5.35 Mg C·hm^-2·a^-1 for Populus simonii plantation. These findings have implications for C stock estimation of sandy land forest ecosystems and policy-making of ecological restoration and C sink enhancement in the studied area.     

基于cas9/gRNA创制毛果杨PtrFLA31/34突变体

束状阿拉伯半乳聚糖蛋白（FLA）对植物生长发育都起着重要作用。基于生物信息学分析,我们识别毛果杨FLA家族有46个成员;进化分析显示毛果杨FLA家族分为A、B、C、D 4个亚族,且PtrFLA31和PtrFLA34处在进化树的一个小分支。半定量RT-PCR分析表明,PtrFLA31和PtrFLA34在毛果杨木质组织特异性、高水平表达。为了鉴定PtrFLA31和PtrFLA34在木材形成上的功能,我们用Cas9/gRNA技术敲除PtrFLA31/34,获得3株毛果杨fla31/34敲除双基因突变体材料。     

Root biomass distribution of triploid Populus tomentosa under wide- and narrow-row spacing planting schemes and its responses to soil nutrients

三倍体毛白杨(triploid Populus tomentosa)是我国华北地区主要纸浆林品种, 在该地区多采用宽窄行模式栽植。为基于根系结构特征制定该模式下毛白杨人工林高效水肥管理策略和明确影响其根系空间分布的主要因子, 在5年生林分中于8株样树周围挖取2106个土柱, 研究该栽植模式下毛白杨根系生物量的空间分布特征, 并分析了细根垂直分布对土壤有机质、速效磷和碱解氮等的响应。结果表明, 一维垂向上, 宽行内细根根重密度(FRBD)在0-30 cm土层中随深度增加而递减, 但在30 cm以下土层呈均匀分布(p = 0.079); 窄行内FRBD呈“双峰”分布, 即在0-20 cm (22%)和70-110 cm (31%)土层均有较多细根分布; 10-150 cm各土层中, 窄行FRBD较宽行高17%-148%。宽、窄行内, 随深度增加, 粗根根重密度(CRBD)均呈先增后减变化, 而细根粗根比(F/C)无显著变化(p > 0.05), 窄行平均F/C较宽行高60%。一维径向上, 宽、窄行内FRBD均呈近均匀分布, 而CRBD和F/C均随距离增加分别显著递减和增大。二维尺度上, FRBD在窄行内分布相对均匀, 但在宽行内主要集中在表土层且随距离增加细根浅层化程度增强; CRBD在树干两侧呈“不对称”分布; 垂向0-20 cm、径向160-300 cm范围是宽行内平均FRBD和F/C较高区域, 分别为宽行相应指标总平均的2.8和1.1倍。FRBD在0-30 cm土层中随土壤有机质、速效磷和碱解氮含量的增加而逐渐增大, 但在30 cm以下土层中无明显变化趋势。研究结果表明, 宽、窄行间毛白杨根系分布的差异性主要体现在细根一维垂直分布和细根、粗根二维分布上。土壤有机质、速效磷和碱解氮是0-30 cm土层中毛白杨细根垂直分布的重要影响因子, 但对下层土壤中根系分布无影响。对宽窄行栽植的毛白杨林分灌溉时, 灌溉水应供给到窄行区域; 施肥时, 缓释肥和速效肥应分别浅施在宽行中央附近和窄行内。     

杨树重金属相关异戊二烯化植物蛋白(HIPPs)基因的鉴定及表达分析

金属伴侣在植物的生理活动中发挥关键作用，负责结合金属离子并将其转运至靶蛋白以维持细胞的金属离子稳态。目前关于HIPP （heavy metal-associated isoprenylated plant protein）金属伴侣蛋白的特性和功能分析多集中于模式植物拟南芥。本研究在毛果杨（Populus trichocarpa）中鉴定了14个PtHIPPs蛋白，均具有两个保守的金属离子结合基序MXCXXC，氨基末端可以形成βαββαβ二级结构，羧基末端具有保守的异戊二烯化基序；一些PtHIPPs还具有赖氨酸和/或甘氨酸富集区。根据基因结构、蛋白质的保守基序和进化树分析，PtHIPPs蛋白可分为3个亚组。PlantGenIE的组织特异性表达数据及荧光定量PCR鉴定结果显示，毛果杨PtHIPPs基因及小黑杨（Populus simonii×Populus nigra）PnHIPPs基因具有特定的组织表达特异性且存在差异。此外，利用缺铜及过量铜离子处理小黑杨植株不同时间后，不同组织部位中PnHIPPs基因的表达模式发生改变。本研究为鉴定木本模式植物杨树HIPPs蛋白在维持铜离子稳态过程中发挥的作用提供了参考依据。     

中国35个城市行道树树种组成特征研究

明确城市森林树种组成是城市森林建设与管理的基础。以往研究多局限在特定城市或区域，难以准确揭示其普遍规律。本研究基于百度街景选取全国35个主要城市，共设置88 632个样点。并根据地理区域将这些城市划分为北方、南方、青藏和西北城市，比较不同区域城市行道树树种组成差异。结果表明：①基于街景调查我国常用行道树共99种，最常见的是杨树（Populus spp.）、柳树（Salix spp.）、香樟（Cinnamomum camphora）、雪松（Cedrus deodara）和国槐（Sophora japonica）；②我国南方城市行道树种多选用阔叶树如香樟，北方和西北城市行道树则以杨树、柳树和槐树为主，青藏地区行道树以杨树和针叶树为主；③依据10/20/30经验法则，仅有昆明和桂林城市行道树在种的水平上配置较为合理，其他城市植物配置均不合理，尤其克拉玛依市的杨树相对多度高达61.2%，长沙市和杭州市的樟树比例超过树种总数的50%，单个树种优势明显，4个区域行道树树种水平上配置均不合理。今后在行道树种选择时北方、西北和青藏区域城市应减少杨树、柳树、松树和槐树等的利用，南方地区应增加适宜本土生长的其他树木种类。本研究为我国合理规划城市行道树，系统开展多城市对比和综合提升生态服务功能提供了重要参数。     

杨树人工林连作与轮作对土壤解磷微生物类群的影响

采用宏基因组测序技术,研究了杨树人工林Ⅰ代林地和连作Ⅱ代林地根际土和非根际土、Ⅱ代林地主伐后轮作花生地和轮荒地土壤中解磷微生物类群特征及磷酸酶基因丰度变化.结果表明: 参与磷循环微生物共9属,芽孢杆菌属和假单胞菌属为优势菌群.土壤解磷微生物丰度大小顺序为轮荒地>轮作花生地>Ⅱ代林地>Ⅰ代林地;主伐更新后轮作花生地和轮荒地芽孢杆菌属和假单胞菌属丰度显著升高,节杆菌属、慢生根瘤菌属、链霉菌属丰度显著降低;但在人工林根际土壤中,与Ⅰ代林根际相比,Ⅱ代林根际土壤与此规律相反.在根际与非根际土壤中,芽孢杆菌属和假单胞菌属丰度为根际小于非根际,节杆菌属、慢生根瘤菌属、链霉菌属丰度为根际大于非根际.磷酸酶基因总丰度为Ⅰ代林地>轮荒地>Ⅱ代林地>轮作花生地,且在Ⅰ、Ⅱ代林中根际效应明显,但Ⅱ代林根际与非根际差异缩小且部分磷酸酶基因的根际丰度低于非根际丰度.解磷微生物数量与酚酸含量呈显著负相关,与pH值呈正相关.     

不同林龄杉木人工林土壤硝化和反硝化作用

对不同林龄杉木人工林(5、8、21、27和40年生)土壤硝化与反硝化过程及功能微生物丰度进行研究。结果表明: 土壤净硝化速率随林龄的增加波动变化,8、27年生杉木人工林土壤净硝化速率显著低于5、21和40年生。27年生杉木人工林土壤氨氧化古菌(AOA) amoA基因丰度显著低于40年生,其他林龄AOA amoA基因丰度之间无显著差异。不同林龄杉木人工林的氨氧化细菌(AOB) amoA基因丰度、反硝化功能基因丰度以及反硝化潜势均无显著差异。逐步回归分析表明,土壤氨氧化微生物AOA amoA基因丰度受土壤理化性质的影响不显著,土壤总碳和土壤pH是影响AOB丰度的重要因子。反硝化功能基因narG、nirK及nosZ随土壤pH的增加而增加,编码亚硝酸盐还原酶(NIR)的功能基因(nirK、nirS)受土壤总碳的影响。林龄可通过影响AOA amoA基因丰度影响土壤净硝化速率。林龄直接作用于反硝化潜势,或间接影响土壤微生物生物量碳、土壤pH及反硝化功能基因丰度(narG和nirK),进而影响反硝化潜势。相较于反硝化过程,土壤硝化作用及AOA amoA基因丰度对杉木林分发育更加敏感,可适当延长轮伐期以降低土壤硝化作用造成的氮流失风险。