青藏高原20种灌木抗旱形态和生理特征

该研究以青藏高原地区采集的柠条锦鸡儿(Caragana korshinskii)等20种灌木树种为研究对象, 将其二年生幼苗移栽至苗圃培育, 通过田间试验测定三年生苗木生物量根冠比(RSR)、叶片蒸腾速率(T_r)、瞬时水分利用效率(WUE_i)、稳定碳同位素组成(δ¹³C)、叶片解剖结构特征和根系特征(长度、表面积、体积和根尖数)指标, 综合分析其抗旱性能差异, 为青藏高原干旱地区灌木树种抗逆性(耐旱)评价指标的建立、优良抗逆性树种的筛选及各种灌木树种的合理立地配置提供必要的理论依据。研究结果表明: 所选20种灌木为适应长期的干旱逆境, 不同植物种具有不同的抗旱策略。研究中将灌木抗旱机制划分为6个类型: 根系特征抗旱型、叶片旱生结构型、叶片旱生形态型、生物量分配型、节水型、高水分利用效率型。不同属和同属不同种灌木抗旱性有所差异, 沙棘属(Hippophae)植物总体抗旱性不佳, 而金露梅(Potentilla fruticosa)、豪猪刺(Berberis julianae)、树锦鸡儿(Caragana arborescens)、绣线菊(Spiraea salicifolia)和蒙古沙棘(Hippophae rhamnoides ssp. mongolica)综合抗旱性能较好, 总体上属于根系和叶片抗旱特征明显、低耗水、高生产效率的抗旱性强树种, 可以在青藏高原地区植被恢复树种筛选时优先考虑。根系特征值之间存在极显著正相关关系, 叶片结构特征指标之间也存在不同程度的相关关系, 但RSR、T_r、WUE_i和δ¹³C与根系特征值和叶片解剖结构特征指标之间总体上相关性不显著。主成分分析结果显示灌木全根和细根的长度、表面积、体积、根尖数和叶片栅栏组织厚度、海绵组织厚度、瞬时水分利用效率因子载荷较高, 能较好地反映青藏高原灌木树种抗旱性差异相关信息。此外, 灌木树种原产地与抗旱性也存在一定的联系, 青海西宁地区采集的灌木树种总体抗旱性优于甘肃天水和西藏拉萨地区。     

欧洲云杉的扦插基质选择和穗条效应研究

以欧洲云杉6年生母树为采穗母株,系统研究了不同插穗条件对生根和幼苗生长的响应,同时观测了网袋容器基质配比对扦插幼苗生长的影响.结果表明:扦插后20 d愈伤组织开始形成,37 d时根尖开始出现,50～65 d是生根的高峰期和根系发育期,65 d时扦插苗根系基本形成.不同基质对欧洲云杉插穗生根率影响达到极显著水平,1份泥炭...     

楸树无性系离体培养特性差异研究

对选育的5个楸树无性系(004-1、1-3、2-6、015-1、1-4)进行组织培养比较研究,以明确楸树无性系再生芽增殖和生根培养中遗传因素及外界条件的影响。结果表明:楸树不同无性系是影响瓶苗生长的主要因素,继代培养无性系间的方差分量在93.89%～98.16%,芽增殖系数、增殖芽数、芽长、叶数、茎段基部愈伤组织横向膨大、茎段基部愈伤组织纵向膨大在不同无性系间达到极显著水平;生根率、生根数和根长无性系间差异极显著,方差分量分别为92.97%、88.75%、96.25%。5个无性系生长性状以004-1表现最好,增殖系数为10.74,生根率为61.11%,移栽成活率为74.44%,无性系1-4最弱。     

指数施肥对楸树无性系生物量分配和根系形态的影响

为探求楸树不同无性系生物量分配和根系形态的差异,2011年3-8月在甘肃省天水市小陇山林科所,以2年生楸树无性系1-4、7080和015-1组培苗为试验材料,设置了CK、6、10、14 g尿素/株4个处理,研究指数施肥对楸树无性系生物量分配和根系形态的影响.结果表明:(1)同一无性系中,10 g尿素/株的根、茎、叶生物量及总生物量、根长、根表面积、根体积和根平均直径均高于其它处理.无性系015-1的生物量和根系形态参数整体上高于无性系1-4和7080.无性系015-1在10 g尿素/株的根、茎、叶生物量及总生物量分别为89.44 g、61.30 g、79.97 g、230.71 g,是CK的1.48、1.52、2.09、1.66倍;根长、根表面积和根体积为22667 cm、6260 cm2、578.14 cm3,是CK的1.94、1.54、2.43倍.(2)指数施肥和无性系的遗传差异明显影响楸树不同无性系生物量的分配格局.适量施氮明显促进3个楸树无性系生物量的积累,而氮素缺乏或过量均不利于生物量的积累.8月同一无性系的根冠比均随施氮量的增加而降低;同一处理下无性系7080的根冠比高于无性系1-4和015-l.无性系1-4和7080的生物量主要向叶和茎分配,而无性系015-1主要向叶分配.(3)指数施肥在6月和7月主要促进细根根长和根表面积的增加;指数施肥在8月主要促进细根、中等根和粗根体积的急剧增加,分别比7月高达36.88％、124.96％、154.79％.这利于根系在中后期吸收更多养分,从而引起生物量分配格局的变化.(4)生物量参数和根系形态参数关系密切.根生物量、地上生物量、总生物量分别和根长、根表面积、根体积、根平均直径极显著正相关;根冠比和根长、根表面积、根体积、根平均直径极显著负相关;比根长和地上生物量、总生物量显著正相关,和根冠比极显著负相关.     

粗枝云杉胚性愈伤组织增殖后期的体细胞胚发生方式转变

粗枝云杉愈伤组织在增殖后期体细胞胚的分化能力显著降低,转变愈伤组织增殖方式和体细胞胚分化培养方式有利于体细胞胚发生能力的提高。采用液体悬浮增殖取代半固体增殖更有利于胚性的保持。在增殖后期,首选的体细胞胚发生方式为＂液体增殖-滤纸分化＂,其次为＂块状增殖-块状分化＂,最后是＂块状增殖-滤纸分化＂。     

月季花发育过程中花色变化的生理生化研究

以月季‘仙境’为材料,观测其正面和反面花瓣在开花过程中6个阶段的颜色和其花色的L*、a*、b*、C*、h*值变化,花瓣组织结构,以及pH值、花色素含量、类黄酮含量、可溶性糖和可溶性蛋白含量,探讨月季花色的呈色机理。结果显示:(1)半开期时,花瓣正面红色最深,花色苷、类黄酮、可溶性糖含量最高,而可溶性蛋白含量则在盛开期时达到最高。(2)pH越小时,花瓣红色越深,而且pH值小范围内的变动,就能导致花色的改变。(3)花色素大部分集中分布在上表皮,并且上表皮呈圆锥形小突起、下表皮为扁平状,故上表皮花色深于下表皮,亮度小于下表皮。(4)a*正面与pH值、花色苷和可溶性糖含量呈正相关关系;a*反面与L*正面、L*反面、b*反面呈正相关关系;L*正面与b*正面、L*反面与b*反面呈极显著负相关关系。(5)众多影响花色呈现的因素中,正面(反面)花色主要是受到花色素苷(L*反面)的直接作用,其他因素则通过影响花色素苷(L*反面)间接影响花色的呈现。     

灰楸不同流域种质变异与多样性研究

通过对灰楸4个流域的137份种质资源的1年生嫁接苗10个表型性状的变异与多样性分析,结果表明:10个表型性状在流域间、流域内均达极显著差异。流域间10个表型性状平均变异系数、遗传变异系数分别为15.81%、29.08%;遗传方差分量都约在70%及以上,说明10个表型性状的差异主要为遗传因素,从流域内变异看,叶部指标和皮孔数在泾河流域和汾河流域变异较大,生长指标和比叶重、含水量、在渭河流域和嘉陵江流域变异较大。总的Shannon-Weaver指数为6.995,趋势是嘉陵江流域>泾河流域>汾河流域>渭河流域。基于表型性状的聚类分析把4个流域的种质在遗传距离为3.65处分为3类。第1类包含来自渭河流域的28份种质和嘉陵江流域的46份种质,第2类是汾河流域的24份种质,第3类是来自泾河流域的39份种质,叶长、叶宽、叶柄长、叶面积、生长量5个表型性状变异随海拔的升高具有一定的连续性。     

水肥耦合效应对楸树苗木叶片δ~(13)C的影响

以楸树(Catalpa bungei)无性系004-1苗木为研究对象,采用三因素五水平二次回归通用旋转组合设计进行盆栽试验,通过测定6、7和8月份20个处理楸树苗木叶片碳同位素组成δ~(13)C、总氮含量和总磷含量,建立数学模型,分析土壤水分、施氮量和施磷量的主因子效应、单因素效应及其耦合效应对叶片δ~(13)C的影响,以及叶片碳同位素组成δ~(13)C与其总氮含量和总磷含量的关系。结果表明:(1)楸树苗木叶片δ~(13)C存在明显的月动态变化特征,总体上呈现出6月份高于7、8月份的趋势,20个处理苗木叶片δ~(13)C平均值(6~8月)变化范围介于-29.12‰~-26.60‰之间;(2)土壤水分对叶片δ~(13)C有显著负效应,施氮量对叶片δ~(13)C有显著正效应,并且施氮量主效应大于土壤水分主效应,但施磷量对叶片δ~(13)C无显著主效应;单因素效应分析表明,楸树苗木叶片δ~(13)C随土壤水分或施氮量的增加均呈先增加后减小的"抛物线型"关系;土壤水分×施N量对楸树苗木叶片δ~(13)C有显著耦合负效应,土壤水分和施氮量耦合效应图表明,叶片δ~(13)C随土壤水分降低、施氮量增加而逐渐增加;(3)6月、7月和8月份楸树苗木叶片δ~(13)C与其叶片总氮含量均呈显著正相关关系(P0.05;n=100),但叶片δ~(13)C与总磷含量无显著相关关系(P0.05;n=100)。研究认为,楸树苗木叶片碳同位素组成δ~(13)C随生长期表现出动态变化特征,它受到土壤水分、水氮耦合的显著负向影响,以及施氮量的显著正向影响,可以通过合理水肥配施措施大幅提高楸树苗木δ~(13)C。     

基于引物“随机组合”构建观赏桃SSR指纹图谱

近年来,我国观赏桃新品种日渐繁多、名称混乱、市场难以监管,同时用以区分品种的SSR指纹图谱的构建方法在研究界无统一的科学标准,尤其是构成最终引物组合的核心引物的确定,具体操作流程层出不穷、五花八门。为探索筛选SSR指纹图谱核心引物的科学方法,同时构建观赏桃SSR指纹图谱,该研究选用35对已报道的SSR引物对22份观赏桃种质进行试验。结果表明:通过PCR扩增与分析,多态性较高的8对引物——候选引物总共扩增出31个多态性条带,变幅为3~5个,PIC值变幅为0.458~0.668,MI值变幅为1.374~3.340。采用"随机组合"法对8对引物进行C_8~1、C_8~2、C_8~3…依次分析,得到区分能力最强的3种不同的最少引物组合方式——候选组合,并能区分出18份种质,从中发现区分能力最强的3种引物组合方式并不都是由引物PIC值、alleles数量或MI值等多态性指标最高的引物组成,而是由互补性最强的引物组成。选用组合内各引物多态性条带总数最多的组合方式"4-3"(BPPCT001+BPPCT015a+BPPCT017+BPPCT025)为22份观赏桃种质构建了指纹图谱。基于此,通过常规多态性指标筛选候选引物可以确定出单对引物鉴别能力最强的少量引物;通过"随机组合"筛选候选组合可以进一步确定出引物之间互补性最强的几种组合方式;根据组合内各引物的多态性条带总数确定最终核心引物可以确定出可扩容性最大的引物组合。该研究最终建立了候选引物——候选组合——核心引物组合"三步法"确定SSR指纹图谱核心引物组合的科学方法,不仅为22份供试观赏桃种质构建了SSR指纹图谱,也为其它作物SSR指纹图谱的构建提供了新的思路。     

水肥耦合效应对楸树苗期叶片净光合速率和SPAD值的影响

以楸树无性系004-1苗木为研究对象,采用三因素五水平二次回归通用旋转组合设计,通过盆栽试验测定不同处理下楸树苗木叶片净光合速率(Pn)和SPAD值,并建立其与土壤水分(W)、施氮量(N)和施磷量(P)回归模型,分析土壤水分、施氮量和施磷量的主因子、单因素及耦合效应对楸树苗木叶片Pn和SPAD值的影响。研究结果表明:(1)W和N对楸树苗木叶片Pn和SPAD均有显著正效应,并且N主效应大于W,而施磷量主效应不显著;(2)单因素效应分析结果表明,楸树苗木叶片Pn和SPAD值随着N的增加均呈现出先增大后减小的变化趋势,与N类似,叶片Pn和SPAD值对W的响应曲线也呈现出类似的"抛物线式"变化趋势;(3)W×N对楸树苗木Pn和SPAD值均存在显著耦合正效应,但Pn和SPAD值与W×N的响应曲面关系图有所不同:随着土壤水分和施氮量的同时增加,叶片Pn逐渐增加,而叶片SPAD值呈现出先增加后减小的变化趋势;(4)楸树苗木叶片Pn与SPAD值呈现出极显著正相关关系(P0.0001)。总体而言,与土壤水分和施磷量相比,楸树生长更容易受土壤施氮量限制,此外,通过合理水肥配施措施,能一定程度提高楸树苗木的光合生产力和叶片SPAD值。