基于SSR标记的新疆野杏群体遗传多样性及遗传结构

利用27对SSR分子标记对新疆4个野杏群体遗传多样性和遗传结构进行分析,评价新疆野杏遗传多样性水平和分化程度,为新疆野杏合理保护与利用提供科学依据。结果显示：（1）27对SSR引物共检测到431个等位基因（N_a）,各位点平均等位基因数（N_a）和多态性信息含量（PIC）分别为15.96和0.84;物种水平上Shannons信息指数（I）和期望杂合度（H_e）分别为2.21和0.78。（2）群体水平上等位基因数（N_a）、有效等位基因（N_e）、Shannons信息指数（I）、期望杂合度（H_e）和观察杂合度（H_o）分别为10.98、5.85、1.92、0.79和0.55;其中新源县野杏群体遗传多样性最丰富,巩留县群体遗传多样性最低。（3）基于F统计量分析的遗传分化系数（F_st）为0.05,基因流（N_m）为5.26;分子方差分析显示新疆野杏群体大部分遗传变异来自群体内（95.4%）,群体间的遗传变异仅占4.6%。（4）新疆野杏群体遗传距离为0.06~0.49,平均为0.24;遗传相似度为0.61~0.94,平均为0.80;遗传相似度的聚类分析和遗传距离的主坐标分析结果一致,均将供试4个群体划分为两组;Mantel检测显示,新疆野杏群体遗传距离与地理距离无显著相关（r=0.332,P＝0.16）。研究表明,新疆野杏资源具有丰富的遗传多样性,群体遗传分化程度较低,群体间遗传距离较小,这与新疆野杏群体的大小和悠久的演化历史以及群体间频繁的基因交流相关。     

天然林生态系统稳定性与病虫害干扰——调控与被调控

如何评价天然林中原生的昆虫、病原的生态功能是制定病虫害防治措施首先要明确的问题之一。依据天然林生态系统稳定性与病虫害干扰之间关系的最新研究进展,系统阐述了当前有关天然林调控病虫害爆发的多样性-稳定性假说和联合抗性假说,指出联合抗性假说的不确定性以及多样性-稳定性假说的局限性。昆虫、病原在天然林演替过程对系统整体结构、健康、稳定以及可持续性上不但发挥着重要的生态调控功能作用,在有些情况下甚至加速或改变系统的演替途径。这种生物干扰目前在林业发达国家的天然林管理策略中被视为有益的干扰元素,由此提出将模拟自然干扰作为今后天然林管理策略一项指导方针。同时指出我国对此的认识不仅较国外林业发达国家晚,而且在实践中也未能有效地整合在森林生态系统健康管理的实践中,因此这种对天然林生物干扰的新认识有助于未来我国天然林病虫害生态控制治理决策的制定。     

基于叶绿体DNA ndhA和nrDNA ITS序列变异分析栽培柿及其近缘种亲缘关系

以柿属植物（Diospyros spp.）中与柿近缘的8种共30个基因型为试材,进行核糖体DNA(nrDNA)内转录间隔区（ITS）和叶绿体DNA ndhA序列变异分析,并通过软件计算两个序列及合并后的进化模型,依据进化模型采用ML法(maximum likelihood method)分析进化关系。为进一步弄清柿属植物种间亲缘关系和供试柿（Diospyros kaki Thunb.）种内分子差异提供了理论依据。结果表明：（1）ndhA序列长度变异范围在1 492~1 511,14个信息位点;ITS序列长度变异范围在660~761,56个信息位点。ITS、ndhA和ndhA+ITS（ndhA和ITS合并）最适碱基进化模型分别为（TrN+I+G）、（F81+I）和（GTR+I+G）。综合ITS和ndhA序列分析表明：柿与油柿和云南野毛柿亲缘关系最近,与美洲柿和乌柿最远。（2）21份柿品种材料的ITS长度均为730,包括4个变异位点,据此4个变异位点对供试柿种内21个品种进行聚类分析。研究认为,ndhA和ITS能较清楚解释了柿与其近缘种间的亲缘关系,并通过柿品种ITS的差异位点分析鉴别出栽培柿种内的差异。     

内蒙古西伯利亚杏群体遗传多样性和遗传结构分析

利用27对SSR分子标记对内蒙古地区13个西伯利亚杏群体的遗传多样性和遗传结构进行分析,评价其遗传多样性水平和分化程度,为内蒙古西伯利亚杏资源的合理保护与利用提供理论依据。结果显示:(1)27对SSR引物共检测到512个等位基因(Na),各位点平均等位基因数(Na)和多态性信息含量(PIC)分别为19和0.84;物种水平上Shannons信息指数(I)和期望杂合度(He)分别为2.25和0.73。(2)群体水平上的等位基因(Na)、有效等位基因(Ne)、Shannons信息指数(I)、期望杂合度(He)和观察杂合度(Ho)分别为6.95、4.48、1.60、0.76和0.56;其中科左后旗群体遗传多样性最丰富,克什克腾旗群体遗传多样性最低。(3)基于F统计量分析的遗传分化系数(Fst)为0.12,基因流(Nm)为1.86;分子方差分析显示内蒙古西伯利亚杏群体大部分遗传变异来自群体内(92%),群体间的遗传变异仅占8%。(4)内蒙古西伯利亚杏群体遗传距离为0.04~0.67,遗传相似度为0.33~0.83;遗传相似度的聚类分析、遗传距离的主坐标分析和遗传结构分析(Structure)均将供试13个群体划分为4组。Mantel检测显示,内蒙古西伯利亚杏群体遗传距离与地理距离呈显著相关关系(r=0.453,P0.01)。研究表明,内蒙古西伯利亚杏资源具有丰富的遗传多样性,这一特性与其群体的大小、悠久的演化历史以及自身生物学特性相关;内蒙古西伯利亚杏群体间存在中等程度的遗传分化,这可能源于自然地理隔离以及近期人类活动引起的生境片段化。     

土壤水分胁迫对拉瑞尔小枝水分参数的影响

采用压力室法在土壤水势为-0.021、-0.121、-0.698、-0.968 MPa 4种情况下对大田种植的1年生Larrea tridentata的小枝水势进行测定,并绘制PV曲线,通过PV曲线求解各水分参数,用以判定土壤水分胁迫对L.tridentata生理特性的影响。研究结果表明:供水良好的情况下,L.tridentata水势日变化呈双峰曲线,随着土壤水分含量的减少,峰值逐渐变得不明显。在土壤水分胁迫条件下,L.tridentata有一定的渗透调节和保持膨压的能力,它一方面通过细胞壁弹性和拥有较高的束缚水含量来保持膨压,另一方面原生质具有较强的忍耐脱水的能力。随着土壤干旱胁迫的逐渐加重,其耐脱水能力提高,保持膨压的能力逐渐减弱。通过对其在不同土壤水分胁迫条件下渗透调节和维持膨压能力的综合评价,得出其在4种土壤水分状况下的综合抗旱指数分别为0.25、0.17、0.933、0.657,说明随着土壤水分含量的逐渐减少,L.tridentata能逐渐提高自身抵御干旱的能力以适应干旱;通过抗旱模型的判定得出L.tridentata属于高水势延迟脱水型耐旱树种。     

内蒙古居群抗寒西伯利亚杏繁殖生态学研究

对内蒙古居群抗寒西伯利亚杏的12个种源同一树龄的102株进行雌蕊败育率、花粉量、花粉活力、柱头可授性及自交不亲和性进行研究,以明确西伯利亚杏主产地资源的花期生物学特性和繁殖特性,为杏杂交育种和资源利用提供理论依据。结果表明:(1)有86.27%的西伯利亚杏雌蕊败育率低于90%;73.53%的西伯利亚杏单朵花花粉量在1×104～5×104之间;86.27%的西伯利亚杏花粉活力低于50%,且寿命较短。(2)花苞在将开未开时,柱头已经具备一定的可授性,开花后1～4d内柱头可授性保持较高水平,第5天开始有下降趋势。(3)荧光显微观察结果显示,授粉后16h时,96.08%的杏花花粉管在花柱上部;授粉后24h时,74.51%的杏花花粉管仍在花柱上部;授粉后48h时,35.29%的杏花花粉管到达花柱中部;授粉后80h时,花粉管到达花柱下部的杏花约50%,但受精胚珠数为0。研究认为,西伯利亚杏基本为自交不亲和。     

赤松纯林林分特征对昆嵛山鳃扁叶蜂发生量的影响

为探讨昆嵛山鳃扁叶蜂的发生与天然赤松纯林的林分特征及其自然分布的关系,依托昆嵛山森林生态定位研究站所设立的40块永久性样地,比较了群落自然演替13 a的赤松种群特征以及林内灌草多样性指数,并分析了虫口密度与赤松林分特征的关系。结果表明,13 a自然生长,赤松种群的径级分布和高度结构出现显著变化。赤松种群中占总数60%的林木径级为5 cmDBH≤25 cm,比1996年高51%;而约占67%的赤松个体高度在2 m到10 m之间,比1996年高57%。同时种群密度从1996年的平均超过13000株/hm2降到了2008年的平均2377株/hm2。赤松林内灌草Shannon多样性指数(H)和均匀度指数(JS)分别为2.50和0.79,分别低于1996年的(H)2.69和(JS)0.85,暗示赤松纯林生物多样性有降低的趋势。昆嵛山鳃扁叶蜂的虫口密度与赤松林分的郁闭度和赤松分布的海拔高度呈极显著相关关系、相关系数分别为R=0.931、P=0.002和R=0.924、P=0.003;与林分密度(R=0.780,P=0.038)、林木胸径(R=0.816,P=0.025)呈显著相关关系,而与树高以及树龄关系不显著。昆嵛山鳃扁叶蜂虫口密度的分布格局似乎非常符合"资源集中"假说。     

树种组成决定联合抗性或易感性:以昆嵛山腮扁叶蜂发生为例

以昆嵛山天然赤松(Pinus densiflora)林和寡食性食叶昆虫-昆嵛山腮扁叶蜂(Cephalcia kunyushanica)为研究对象,对比树种组成类型、多样性、立地和林分因子对昆嵛山腮扁叶蜂种群密度的影响,分析了2009-2011年昆嵛山腮扁叶蜂在不同林分类型中种群年度波动变异系数.结果表明:林分类型是影响昆嵛山腮扁叶蜂虫口密度最重要的解释变量,随着赤松与混交亲缘关系越远,虫口密度越小.不同林分类型中,Shannon指数和赤松株虫口密度存在差异,但两者变化趋势完全不同.赤松纯林中赤松株虫口密度均为最高,与赤松-同属混交林没有显著差异,显著高于赤松-同目和阔叶树种组成的混交林;赤松纯林和赤松-同属混交林中昆嵛山腮扁叶蜂种群年度波动大于其他两种林分类型.表明相比树种多样性,树种组成对昆嵛山腮扁叶蜂种群的影响更为重要,赤松与其亲缘关系较近树种混交,昆虫种群稳定性较差,赤松与相邻树种形成对昆嵛山腮扁叶蜂联合易感作用,而与其他亲缘关系较远的树种混交,使害虫种群稳定性增强,进而形成联合抗性作用.     

白花泡桐种源的遗传多样性和遗传分化研究

利用ISSR技术对白花泡桐38个种源的遗传多样性和遗传分化进行分析。结果显示：（1）从100个ISSR引物中筛选出9个能扩增出清晰带型并具多态性的引物,共扩增出95个条带,其中88条具多态性,多态位点比率为92.63%。（2）在物种水平上,有效等位基因数（N_e）、Nei’s基因多样性指数（H）、Shannon’s信息指数（I）的平均值分别为1.391 0、0.242 4、0.376 5;种源的多态位点比率在32.63%（江西抚州）~56.84%（广西梧州和江西九江）之间,平均为47.16%;基因流（N_m）为0.912 7,种源间遗传分化系数（G_st）为0.353 9,反映出种源间遗传变异占总遗传变异的35.39%,且遗传变异主要来源于种源内的个体间。（3）遗传一致度在0.39~0.82之间,反映出白花泡桐的遗传基础较宽。UPGMA法聚类分析将38个种源分为3组,主坐标分析(PCoA)将其大致分为4组,两种聚类方法的结果有一定的差异,本文做了相关讨论。研究还表明种源间的遗传距离与地理距离相关不显著。     

中型景观尺度下杨树人工林林分特征对树干病害发生的影响——以河南省清丰县为例

首次利用景观病理学原理和方法对河南省清丰县一个中型景观下杨树人工林干部病害发生特征开展了研究,目的是解析在大尺度下杨树人工林病害发生与寄主本身及其群体特征间的关系。在100 km²的调查区域,杨树人工林的平均发病株率在不同林龄、不同密度及不同郁闭度下均存在极显著的差异,且发病株率与林龄(1-12 a)及林分密度呈极显著的正相关关系、并随着林分郁闭度升高而增高。以种植方式和林分类型划分斑块类型,分析显示发病株率在不同斑块间差异显著:农田间作斑块的林木发病株率显著低于孤立斑块、纯林斑块、混交林等斑块的发病株率;但发病株率在孤立斑块、纯林斑块及混交林等斑块间无显著差异。不同品种、不同树龄个体的发病指数(即病害严重程度)差异极显著,所有品种的发病指数均在10-12 a时达到最大;其中三倍体毛白杨的平均发病指数最高,达10.48％,显著高于其他所有品种。总体看,林分密度及林龄对发病株率、发病指数起到关键作用。因此,分龄期间伐以调节林分密度有可能成为预防杨树人工林病害在林分及景观水平上发生、流行与爆发的关键;确立不同用途的人工林栽培模式也是预防病害发生的一个有效途径,如采用密植技术并以2-4 a为采伐周期、以收获生物量为目的的短周期作物林,可以避免到生长后期发病株率和发病指数升高的问题。根据发病指数的差异,I-69杨和三倍体毛白杨不适宜在这个区域培育大径级用材;因此,景观病理学能够帮助判别不同栽培品种在同一景观区域内的适应性,尤其是在气候条件一致以及土壤条件基本一致的情况下。