落羽杉根系有机酸与NSC代谢对三峡消落带水位变化的响应

为探究三峡库区消落带水位变化下落羽杉根系有机酸和非结构性碳水化合物(NSC)的响应特征,以适生木本植物落羽杉为对象,在消落带原位环境中设置对照-SS(海拔175 m,试验期间无水淹)、MS(海拔170 m,中度水淹胁迫)和DS(海拔165 m,深度水淹胁迫)3个处理,分别于海拔170 m和165 m退水时采集样品,测定并分析根系有机酸和NSC的变化。结果表明:(1)库区水淹对落羽杉基径无显著影响,仅有DS组明显抑制了高生长,落羽杉生长能较积极地响应库区水淹。(2)库区水淹对落羽杉侧根和总根有机酸的影响一致,侧根有机酸代谢作用优于主根。与SS组相比,MS组根系有机酸含量增高,DS组根系有机酸含量降低,除部分根系酒石酸、苹果酸、柠檬酸变化达到显著水平外,其余有机酸均无显著变化。(3)库区不同强度水淹对落羽杉根系NSC有不同程度的影响。与SS组相比,MS组可溶性糖无显著变化,淀粉、NSC含量显著增加,但总根NSC在水淹前与水淹后无明显差异;形成鲜明对比的是,DS组显著降低了可溶性糖、NSC含量,对淀粉无显著影响,且水淹后总根NSC显著低于水淹前。(4)相关分析表明,主根、总根草酸、苹果酸、柠檬酸及侧根、总根莽草酸分别与淀粉、NSC间表现出显著相关性(P0.05)。研究结果表明,在三峡库区消落带水淹胁迫下,落羽杉根系有机酸与NSC代谢联系紧密。通过维持一定的根系淀粉含量,保持植株正常的有机酸代谢水平,较好地适应三峡库区消落带生境。     

落羽杉与墨西哥落羽杉3个杂交后代品系的生长和杂种优势分析

以落羽杉〔Taxodium distichum(Linn.)Rich.〕和墨西哥落羽杉(T.mucronatum Tenore)及其3个杂交后代品系'中山杉405'('Zhongshansha 405')、'中山杉406'('Zhongshansha 406')和'中山杉407'('Zhongshansha 407')2年生盆栽扦插苗为研究对象,对株高和地径的年增长量、总叶面积、株高和地径的增长量动态变化、株高和地径的生长期进行了比较分析,并根据地径增长量分析了3个杂交后代品系的杂种优势.结果表明:3个杂交后代品系的年株高增长量介于父本与母本之间但无显著差异,而三者的年地径增长量和总叶面积则明显高于父本和母本.墨西哥落羽杉与3个杂交后代品系的株高和地径生长期均一致,分别为5月11日至10月5日和6月1日至11月9日;而落羽杉的株高和地径生长期分别为5月11日至8月10日和6月8日至11月16日.5月份至10月份,墨西哥落羽杉的株高持续增长,而3个杂交后代品系的株高不连续增长,落羽杉的株高则在8月10日之后停止生长;生长初期和生长末期,3个杂交后代品系的地径增长量均高于父本和母本;秋季3个杂交后代品系均能快速进行地径生长,而此时父本和母本的地径增长量均下降.除夏季的少数时间段外,'中山杉405'在整个生长季都表现出明显的杂种优势,而'中山杉406'和'中山杉407'在整个生长季总体上表现出杂种优势,且它们的杂种优势最大值均出现在生长后期,说明供试的3个杂交后代品系在秋季也能快速生长.研究结果显示:供试的3个杂交后代品系均遗传了落羽杉地径生长迅速和墨西哥落羽杉株高生长期长的特性,秋季3个杂交后代品系的地径和株高增长量总体上均高于父本和母本,表现出明显的杂种优势.     

云南中新世杉科化石木研究

利用光学显微镜和扫描电镜首次对云南省楚雄州晚中新世石灰坝组石鼓村层的钙化木材进行了解剖学研究.鉴定出两种类型的木材:柳杉型落羽杉型木(Taxodioxylon cryptomeripsoides Schonfeld)和杉木型落羽杉型木(Taxodioxylon cunninghamioides Watari).二者分别与现代柳杉属和杉木属具有最接近的亲缘关系.根据这两种杉科化石木现存最近亲缘种的生态环境,并综合其他资料,推测该地区在晚中新世为温暖湿润的亚热带气候环境.     

落羽杉属树木基因组总DNA的提取及SRAP反应体系的优化

本文针对落羽杉属植物组织中多糖、多酚等次生物质含量高的特点,对其基因组DNA提取方法进行研究,比较了SDS法、CTAB法提取落羽杉属植物基因组DNA的效果,结果表明:CTAB法提取效果较佳.在此基础上,利用正交设计法,对SRAP反应体系中的各个主要影响因子Mg2+、dNTP、引物、Taq DNA聚合酶进行了优化筛选,确立了适合落羽杉属植物SRAP-PCR反应的最佳体系,即10 μL体系中含有1 μL10×PCR buffer,Mg2+ 2.0 mmol/L,dNTP 100 μmol/L,引物0.3 μmol/L,Taq DNA聚合酶0.5 U和50 ng模板DNA.利用该优化体系,通过48对SRAP引物组合对2个落羽杉属植物(落羽杉和墨杉)及4个杂交后代进行SRAP扩增,结果发现,SRAP引物及优化后的反应体系能够有效地用于落羽杉属植物种质资源鉴定及遗传多样性分析等研究.     

3个中山杉杂种无性系及其亲本的光合特性比较

对‘中山杉405’(Taxodium‘Zhongshanshan 405’)、‘中山杉406’(T.‘Zhongshanshan 406’)和‘中山杉407’(T.‘Zhongshanshan 407’)及其母本墨西哥落羽杉(T.mucronatum Tenore)和父本落羽杉〔T.distichum(L.)Rich.〕在7月份、9月份和10月份的光合参数进行了测定,并比较了3个无性系净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)和水分利用效率(WUE)的杂种优势。结果显示:不同月份3个无性系及其亲本的Pn值有明显差异,导致光响应曲线明显不同,但3个无性系的光响应曲线基本一致;3个无性系的Pn值在不同月份都高于落羽杉,且‘中山杉405’的Pn值高于另2个无性系。3个无性系及其亲本的光补偿点总体上表现为7月份最高、10月份最低,其中7月份墨西哥落羽杉的光补偿点显著高于3个无性系及落羽杉(P<0.05);3个无性系和墨西哥落羽杉的光饱和点则为9月份最高、7月份最低,而落羽杉的光饱和点为9月份最高、10月份最低。7月份3个无性系与其亲本的Pn日变化曲线均呈不规则型,低谷出现在中午12:00左右;9月份和10月份3个无性系和墨西哥落羽杉的Pn日变化曲线均呈单峰型,峰值出现在上午10:00;落羽杉的Pn值从上午8:00开始呈持续降低的趋势,且全天都明显低于其他树种。不同月份3个无性系的Pn、Gs、Tr和WUE的杂种优势有明显差异,总体上看,‘中山杉405’的Pn、Gs和Tr在3个月份中均保持较高的杂种优势率,而‘中山杉406’9月份的杂种优势率最高,‘中山杉407’则在7月份杂种优势率最高;3个无性系的WUE仅在10月份有明显的杂种优势,且‘中山杉405’和‘中山杉406’的杂种优势率远高于‘中山杉407’;‘中山杉405’各项指标的杂种优势率总体上高于另2个无性系。研究结果表明:3个中山杉无性系的光合能力接近其母本墨西哥落羽杉、高于父本落羽杉,其中‘中山杉405’杂种优势明显。     

基于SRAP标记的墨西哥落羽杉优良单株的遗传多样性分析

采用SRAP标记方法,分析了原产地及种植地不同的18个墨西哥落羽杉(Taxodium mucronatum Tenore)优良单株的遗传多样性,并根据遗传相似系数、采用UPGMA法对它们的遗传关系进行了聚类分析.结果显示:用7对引物组合从18个单株的总DNA中共扩增出87条带,其中多态性条带71条,多态性条带百分率为81.6％.按照原产地和种植地可将18个单株分为4组,它们的总体Nei's基因多样性指数、Shannon信息指数和基因分化系数分别为0.229、0.355和0.479 9,而基因流仅为0.542,说明各组间的基因交流较少.18个单株间的遗传相似系数为0.632 2～0.919 5,平均值为0.753 9.聚类分析结果显示:18个单株可分为3组,其中18号和14号单株分别单独成组,其余16个单株聚为1组.后者可进一步分为8个亚组:1号、7号、12号和15号单株各自单独成亚组;2号、3号、5号、9号、11号和13号单株聚为1个亚组;4号和6号单株、8号和17号单株、10号和16号单株分别聚为3个亚组.研究结果表明:18个优良单株间存在丰富的遗传变异,但它们的遗传关系与原产地及种植地明显不相关.     

落羽杉属种类、栽培变种及杂种的外部形态变异及亲缘关系研究

根据树冠形状、针叶形状、脱落性小枝在侧枝上的排列与着生方式、针叶在脱落性小枝上的排列与着生方式、生长期叶色、秋冬叶色、干色、生长特性和是否结球果等9类定性指标以及脱落性小枝长度和宽度、针叶长度、叶夹角角度和脱落性小枝上每厘米的叶片数等5个定量指标,对27个落羽杉属(Taxodium Rich. )树种(包括种类、栽培变种及杂种)外部形态特征的变异状况进行了观察和比较,在此基础上进行了聚类分析,并根据外部形态特征编制了供试27个树种的检索表.研究结果表明,不同杂种的外部形态特征既综合了亲本的形态特征,也表现出一定程度的变异,其中,9类定性指标中,秋冬叶色和生长特性等指标变异较大,针叶形状及脱落性小枝在侧枝上的排列与着生方式等指标变异较小.27个树种的5个定量指标差异均极显著(P<0.01),脱落性小枝长度为4.68～11.19 cm、宽度为0.59～2.38 cm;针叶长度为0.84～1.84 cm;叶夹角的角度为24.1°～52.9°;脱落性小枝上每厘米的叶片数为6.3～16.0片.通过聚类分析可将27个树种分成5组:落羽杉[T. distichum (L. ) Rich. ]、墨西哥落羽杉(T. mucronatum Tenore)和中山杉9分别各自独立成组,池杉(T. ascendens Brongn. )、池杉栽培变种'Nutans'、中山杉91、中山杉102和中山杉401聚为一组;落羽杉栽培变种'Pendens'和'Fastigiata'、中山杉1、中山杉24、中山杉27、中山杉46、中山杉86、中山杉118、中山杉136、中山杉140、中山杉146、中山杉149、中山杉302、中山杉405、中山杉406、中山杉407、中山杉501、中山杉502以及中山杉503聚为一组.研究结果显示,基于外部形态变异的聚类分析结果能在一定程度上反映落羽杉属种类、栽培变种及杂种间的亲缘关系.     

水位变化对三峡库区消落带落羽杉营养特征的影响

三峡大坝建成蓄水后,其独特的水位调度节律对水库消落带植物的生境造成巨大干扰。为了解落羽杉在消落带特殊生境下的生理生态过程,探究其水淹耐受机制,在三峡库区消落带植被修复忠县示范基地建立3 a后,对试验样地内种植于消落带海拔175—165 m范围的落羽杉进行叶片、根系样品采集,并调查其生长情况,测定分析落羽杉营养元素含量及其与植株生长和土壤养分间的关系。结果表明:(1)水位变化对适生树种落羽杉营养元素吸收造成了明显影响。随着淹水深度和淹水时间的延长,落羽杉根系能量代谢受阻,根系功能紊乱,营养元素吸收与运输受到抑制,落羽杉N、P、K、Ca、Zn吸收减少;水淹导致土壤中Fe~(2+)、Mn~(2+)含量升高,落羽杉Fe、Mn吸收增加。(2)相关性分析表明,落羽杉株高与N、K、Mg含量呈极显著正相关关系,与P含量呈显著正相关关系,而与Fe、Cu含量呈极显著负相关关系,与Mn含量呈显著负相关关系;落羽杉冠幅与植株N、P、K、Mg含量呈极显著正相关关系,而与Fe、Cu含量呈极显著负相关关系;落羽杉营养元素含量与土壤元素含量无显著相关性。(3)消落带不同海拔落羽杉营养元素的积累量均不低于植物正常生长水平,未见严重的缺素状况。研究结果表明,落羽杉对三峡库区消落带水位变化具有很好的适应能力,能够对水位变化做出积极的响应,平衡各元素的积累量,维持植株正常生长。     

中山杉302和墨西哥落羽杉及其回交一代的同工酶分析

落羽杉属有落羽杉〔Ｔａｘｏｄｉｕｍｄｉｓｔｉｃｈｕｍ (Ｌ .)Ｒｉｃｈ .〕、墨西哥落羽杉 (Ｔ .ｍｕｃｒｏｎａｔｕｍＴｅｎｏｒｅ)和池杉 (Ｔ .ａｓｃｅｎｄｅｎｓＢｒｏｎｇｎ .) 3个种 ,该属是世界重要的园林及用材树种 ,墨西哥落羽杉是其中较耐盐碱的树种 ,它的引种选育历来受到广泛重视。中山杉 30 2 (Ｔ .‘Ｚｈｏｎｇｓｈａｎｓｈａ 30 2’)是江苏省·中国科学院植物研究所于 2 0世纪 80年代从落羽杉×墨西哥落羽杉杂交后代中选育出来的优良品种 ,具有生长快和耐盐碱等特性[1 ] 。本实验从中山杉 30 2×墨西哥落羽杉回交一代中选…     

中山杉与池杉,落羽杉和水杉对比造林的调查和评价

用中山杉３０２、４０１、３０１和“三杉”（池杉、落羽杉、水杉）在江苏北部盐碱地进行多点对比造林,并在造林后６～８、１０和１３年分别进行调查和分析,结果表明：在土壤ｐＨ８．０～９．５,含盐量＜０２％的立地条件下,中山杉３０２综合生长表现最优,４０１次之,３０１、落羽杉、水杉表现中等,池杉表现最差,由此可见,３０２和４０１可作为常规“三杉”造林的更新树种或在低洼碱土和轻盐碱土速生丰产林基地建设中加以发展。