红花尔基不同龄级天然樟子松外生菌根真菌群落结构特征

红花尔基被誉为樟子松Pinus sylvestris var. mongolica的故乡,樟子松是我国北方主要的造林树种之一,也是典型的菌根依赖型树种。研究樟子松根围外生菌根真菌（ectomycorrhizal fungi,ECMF）群落结构特征对红花尔基沙地樟子松生态系统的保护具有重要意义。本研究以红花尔基天然樟子松根围土壤为研究对象,采用Illumina MiSeq测序技术研究了4个龄级（<10、11-20、21-30和31-40年,分别称作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ龄级）天然樟子松根围土壤ECMF群落结构特征。结果表明：（1）测序共获得87 516条ECMF序列,划分为177个OTUs（operational taxonomic units,OTU）,隶属于2个门,4个纲,12个目,26个科,43个属。（2）Ⅳ龄级中Ace丰富度指数和Shannon-Wiener多样性指数均显著高于Ⅰ龄级（P<0.05）。（3）不同龄级根围ECMF优势属占比不同,Ⅰ龄级中占比最大的为Inocybe（42.55%）;Ⅱ和Ⅲ龄级中占比最大的均为Tricholoma,分别为31.64%和27.69%;Ⅳ龄级中占比最大的为Cortinarius（28.80%）。（4）冗余分析表明,土壤pH值对ECMF的影响程度最大,其次为速效钾和碱解氮;同时,不同理化因子对群落中优势属的影响也存在差异。     

基于实地监测的城市林木调控PM2.5能力研究

随着城市的不断扩张,PM_(2.5)污染凸显,引起广泛关注。研究表明,城市林木为城市环境提供了重要的生态保障,在调控、缓解、降低城市PM_(2.5)污染危害等方面发挥极其重要的作用,通过筛选树种、优化配置结构、提高林木质量等方面进行城市林木前瞻性布局。然而,结合前期研究基础如何进一步深入研究并研究突破城市林木调控PM_(2.5)污染机制与机理,实现调控PM_(2.5)效应的最大化、最优化,依然是一个亟待解决的难题,这迫切需要在多尺度、多维度进行调控PM_(2.5)效应研究,并在不同尺度、不同维度进一步进行结合、延伸。对基于实地监测的城市林木调控PM_(2.5)能力研究现状相关文献进行归纳总结,并从林木单位叶面积与形态特征、配置结构特征、气象条件以及其他因素等方面归纳城市林木调控PM_(2.5)机制,同时从城市林木调控PM_(2.5)效应的时间变化特征、水平距离和垂直变化特征、内外变化特征等方面总结城市林木调控PM_(2.5)时空特征。最终提出研究城市林木调控PM_(2.5)效应目前存在的主要问题以及未来研究展望。     

植物种群空间分布格局测定的新方法：摄影定位法

 在种群空间分布格局研究中,取样方法至关重要。受点格局分析方法及地理信息系统原理与方法的启示,该文论述了一种新的测定方法：摄影定位法,即在典型草原恢复样地中选取10 m×10 m的群落片段,用竹签将其分成400个50 cm×50 cm的亚样方,应用摄影技术将这400个亚样方内所有的物体按一定的顺序拍摄下来,借助地理信息系统技术准确地确定每株（丛）植物的着生点位置,实现种群格局的测定,并通过威尔柯克森符号秩检验,表明该种方法可行。在使用此法进行种群格局测定时,工作效率大幅度提高, 且在典型草原群落种群格局测定中得到很好的效果。应用该测定方法对种群格局进行动态监测,不仅可以测定每个种群的格局动态变化过程,而且可以监测每株植物的生死过程以及种间的相互关系,进而从种群格局角度去认识演替过程,从而把演替的群落、种群尺度监测细化到个体水平。     

外源茉莉酸诱导的青杨叶片保护性酶活性变化及其对舞毒蛾幼虫生长发育的影响

为探讨外源茉莉酸对青杨Populus cathayana的诱导抗性及其对舞毒蛾Lymantria dispar的影响, 室内对青杨扦插苗喷施不同浓度的茉莉酸（对照为0.17%丙酮）, 分别在喷施后1, 5和10 d采集叶片分析其保护性酶活性的变化, 并接舞毒蛾幼虫于青杨苗木上观测其长发育情况。结果表明： 0.1 和0.001 mmol/L两种浓度的茉莉酸（JA）处理均使青杨叶过氧化物酶（POD）、 多酚氧化酶（PPO）、 苯丙氨酸解氨酶（PAL）、 胰凝乳蛋白酶抑制剂（CI）和胰蛋白酶抑制剂（TI）活性较对照增加(P<0.05)。取食茉莉酸诱导的青杨苗木后, 舞毒蛾幼虫的发育历期延长, 体重降低。0.1 mmol/L茉莉酸诱导的青杨苗木5 d后接虫, 使舞毒蛾幼虫的发育历期显著延长, 较对照长8 d; 接虫21 d后称重时, 取食茉莉酸诱导的青杨叶片的幼虫体重较对照组降低了50%~100%, 该结果说明外源茉莉酸诱导青杨产生了对舞毒蛾明显的抗虫性。     

植物腺体的萜类代谢工程

植物所产生的气味都是从其表皮细胞特化形成的特定结构中即毛状体释放出来的。这些气味一般都是属于次生代谢过程中的单萜类化合物。产生这些气味目前认为是通过细胞质和细胞质体两种途径来合成的。而关于合成这些气味的基因调控以及基因转化工程都有了初步的研究及探索,并取得了一定的进展。     

额济纳绿洲胡杨林更新及群落生物多样性动态

研究额济纳绿洲胡杨群落演替中的生物多样性指数与胡杨林年龄、密度、地下水埋深、地表土壤含水量的相互关系,及胡杨更新中的根蘖株数、实生株数与胡杨林年龄、密度相互关系。结果表明:胡杨种群在更新过程中根蘖株数与胡杨年龄、密度相关显著,根蘖性随胡杨年龄增长而加强,随密度增大而减弱,实生株的分布与胡杨年龄相关显著,而与密度、遮萌度相关不显著,实生苗只出现在中龄林中,而在老龄胡杨林和幼龄胡杨林中均无胡杨实生苗;胡杨群落演替过程中生物多样性与群落的土壤含水量、地下水埋深和林冠遮萌度相关不显著,而与胡杨的年龄、密度相关显著,胡杨群落在演替过程中生物多样性和均匀度增高,个体数量却减少,胡杨在种群发育过程不仅表现出自疏现象,并在群落演替过程中表现明显的排斥异种现象。一个观点:逆境生存的建群植物种个体繁殖的最大收益性导致群落演替出现间断现象。由于极端环境胁迫下,胡杨在繁殖对策选择上,在胡杨林内胡杨种群更新选择以无性繁殖为主,而在胡杨林外的其它生境中胡杨种群更新以有性繁殖为主。针对上述观点,胡杨保护和更新在不同的生境中以不同的更新方式进行。     

生物质炭对土壤性质及温室气体排放的影响

生物质炭是指生物质如作物残体、畜禽粪便以及其他任何形式的有机物质,在高温缺氧下裂解形成的物质。生物质炭有很多环境效应,最主要的是将碳长期固存在土壤中,缓温室效应,遏制全球气候变暖。生物质炭施入土壤后,能有效改善土壤结构,促进植物对土壤养分的吸收,提高作物产量,可以有效降低温室气体的排放。但大规模的生物质炭施用还存在很多的不确定性,包括工业生产的成本核算、原料的有效性以及生物质炭施用的长期效应的不确定等。本文综述了不同条件下制得的生物质炭的性质差异,生物质炭施入后对土壤物理、化学、微生物性质以及对地-气主要温室气体通量的影响,对水稻产量及稻田温室气体排放的影响,森林火灾发生后产生木炭的一些环境效应。     

菌根分子生物学研究进展

随着分子生物学的快速发展,分子生物学技术在菌根研究领域中的应用越来越广泛。本文通过总结国内外相关文献,从如下方面综述了近期菌根分子生物学研究进展:菌根真菌的DNA条形码、基因组测序;菌根形成过程中基因表达;菌根营养吸收过程相关蛋白的变化;共生体受逆境胁迫时水孔通道蛋白和SOD酶的响应机制和菌根分子生物学发展的限制因素。未来菌根分子生物学研究应关注以下三方面工作:筛选适用于菌根研究的模式植物和突变体、优化AM真菌离体培养技术和加大高通量测序技术的运用。     

臭柏叶绿体基因组结构与系统进化分析

以臭柏为研究材料,利用高通量测序技术对臭柏的叶绿体基因组进行测序,分析了臭柏叶绿体基因组结构特征及系统进化关系。结果表明:(1)臭柏叶绿体基因组由大单拷贝区、小单拷贝区和2个反向重复区构成,但反向重复区只有261bp;基因组全长157 739bp,包含119个基因,即82个蛋白编码基因、4个rRNA基因和33个tRNA基因,其中trnI-CAU和trnQ-UUG基因有2个拷贝,其他基因均为单拷贝,且多拷贝基因中仅trnQ-UUG位于反向重复区。(2)生物信息学分析表明,臭柏叶绿体基因组共有42 579个密码子,其中编码亮氨酸Leu的数量最多,相对同义密码子使用度最高的为AGA/UUA;在臭柏叶绿体基因组中共预测到47个SSR位点,单核苷酸、二核苷酸和三核苷酸数目分别为38、1和3个;臭柏与其他刺柏属植物相比较,其基因组大小、基因组成及GC含量相近。(3)采用RAxML软件最大似然法对杨柳科、松科、蔷薇科和柏科等共31种植物构建的系统进化树表明,臭柏与刺柏属内Juniperus bermudiana亲缘关系相对较近,整个刺柏属植物分支为单系类群。该研究丰富了臭柏的遗传信息,为臭柏种质资源评价和保育、分子育种、SSR分子标记的开发、遗传多样性和群体谱系地理研究等奠定了理论基础,同时也为构建柏科植物的系统进化提供了支持。