不同树龄橡胶林土壤水分和细根生物量

采用根钻法,分析了橡胶幼树期(5 a)、初产期(9 a)和旺产期(16 a)林下土壤水分特征及橡胶树细根生物量.结果表明:橡胶树龄越大,土壤含水量越高,而橡胶树细根生物量越少;不同树龄橡胶林0～60 cm土壤含水量随着土层深度的增加而升高,年内变化则呈"双峰"型;不同树龄橡胶树细根生物量最大值均出现在10 cm土层,且随着土层深度的增加而减少,细根生物量年内变化同样呈"双峰"型,但不同树龄细根生物量峰值的出现时间不一致.土壤含水量和土层深度是橡胶树细根生物量的主要影响因子.     

树木细根养分内循环

养分内循环是树木减少养分损失,提高养分利用效率的重要途径。树木细根寿命短、周转快．每年大量凋落死亡,因此,近20多年来树木细根养分内循环的研究逐渐受到人们的重视。关于树木细根养分内循环目前的研究结论比较复杂。本文从细根在树木地下部分养分内循环中的重要地位、细根养分内循环对树木减少养分损失的重要性、细根中各养分元素内循环的研究现状以及细根养分内循环研究方法存在的问题等方面综合论述了国内外的进展情况,并对今后的研究趋势进行了展望。     

柠条人工林细根不同分枝根序寿命估计

植物细根在发育结构上表现的形态特征和生理功能异质性影响细根寿命的准确估计,因此了解分枝根序细根寿命差异对于深入认识细根的周转过程和陆地生态系统碳分配具有重要意义。采用微根管(Minirhizotron)技术对晋西北黄土区的五年生柠条(Caragana Korshinskii Kom.)人工林细根的生长过程进行了为期3a(2007—2009年)的追踪观测,分析了不同因素(土层深度、季节变化、空间位置)对一级根和高级根寿命的影响。结果表明:(1)在各土层深度处,一级根的中值寿命均低于高级根中值寿命,其中一级根中值寿命表现随土层深度增加而增加趋势,而高级根除表层0—20 cm中值寿命较短外,各土层间变化趋势不明显,40—60 cm、80—100 cm土层高级根在观测期结束时其累积存活率仍在50%以上;(2)不同季节出生一级根和高级根的中值寿命季节性表现为:秋季夏季春季,并且在各个季节均表现,高级根寿命显著大于一级根寿命(P0.01);一级根仅夏季与秋季差异性不显著(P0.05),而高级根仅春季与秋季存在极显著差异(P0.01);(3)一级根和高级根距树干基部0 cm处细根中值寿命均大于50 cm处一级根和高级根细根的中值寿命。同一位置处高级根寿命要大于一级根寿命。在距树干基部0 cm处和50 cm处,一级根和高级根的寿命均存在极显著差异(P0.01),但高级根却在距树干基部0 cm和50 cm处差异不明显,而一级根却表现极显著差异(P0.01)。     

桢楠种源幼苗细根形态和生物量研究

为了解桢楠(Phoebe zhennan)不同种源细根形态和生物量分配的差异,采用全根调查的方法,对桢楠自然分布区13个种源2.5年生幼苗的细根形态和生物量进行了研究。结果表明,桢楠种源间各级细根的平均直径、总根长和表面积差异显著,在种源内细根的平均直径随根序的增加而增加,但根序间总根长和表面积差异规律不明显。根序生物量分配随根序增加而增加,1~4级根生物量分配分别为6.33%、14.47%、25.03%和54.17%。通过综合评价,以HT、LF、ES和WC种源的根系最优,具有较高的生长潜力。     

水曲柳和落叶松细根形态及母根与子根比例关系

细根（直径〈2mm）的分枝是根系重要的结构特征,不同根序等级的细根在养分和水分吸收、C的消耗和寿命方面具有较大的差异,定量研究各根序等级之间的比例关系对认识细根死亡的顺序具有重要的理论意义。根据Pregitzer等2002年提供的方法,研究了17年生水曲柳（Fraxinus mandshurica Rupr．）和落叶松（Larix gmelinii Rupr．）人工纯林1-5级细根的直径、长度、比根长、生物量和数量。结果表明,两树种细根中1级根序的数量占总根系数量80％-90％,它们直径小、长度短、比根长高。随着根序等级（1级-5级）的增加细根直径增粗和长度增加、比根长减小。细根的数量和生物量在上下土层的分布受土壤资源有效性的影响。水曲柳5级根序-2级根序之间母根与子根的数量关系是1：3,落叶松是1：2-3。2级根序与1级根序之间母根与子根的数量关系,水曲柳是1：10—12,落叶松是1：8。如果当年生长的1级细根当中保持1：3的比例,将有65％-75％的1级细根死亡,占根系总数的55％～65％,总长度的40％-50％,以及总生物量的20％-30％。     

细根对降水变化响应的meta分析

细根对土壤水分含量变化十分敏感, 增加和减少降水直接影响土壤水分含量。为探索细根对降水变化的响应, 该文从48篇已发表的国内外研究论文中搜集到202组数据, 通过meta分析的方法揭示细根生物量、生产量、周转率、根长度密度、比根长及细根分解对增加和减少降水的一般响应规律, 用加权响应比评价降水对细根各指标的影响效应, 降水变化对细根分解的影响用土壤微生物生物量碳的响应比衡量。结果表明: 1)不同类型植物的细根对降水变化的响应程度不同, 灌木细根的响应强于乔木。2)细根各指标对降水变化的响应存在土层空间异质性, 并且降水变化量为50%时细根响应最显著。降水增加50%时, 显著增加20-40 cm土层的细根生物量和0-10 cm土层的细根比根长, 降水减少50%时, 显著减少20-40 cm土层的细根生产量和增加0-10 cm土层的细根根长度密度。3)降水变化实验持续时间的长短会影响细根的响应程度, 短期实验中细根通过形态适应对降水变化做出应对, 而长期实验中细根通过重新分配生物量对降水变化做出响应。4)增加降水促进了细根养分归还, 致使土壤微生物得到了充足的底物资源, 提高了自身活性, 使细根分解加快。     

国外对树木细根的研究动态

森林生态系统的研究已经深入到了生态系统的各个层次,但无论是在哪一层次上的研究,其重点往往是树木的地上部分,而对地下部分——根系的研究相对较为薄弱。主要原因是对根系的生态学作用认识不足以及根系研究的困难。近来,随着对根系特别是细根在养分循环及能流中的重要作用的认识,细根的研究已成为森林生态系统研究的一个热点。根系中粗根(直径>5mm)虽然占总生物量的20%左     

毛竹细根分布特征研究

为了解毛竹(Phyllostachys edulis)细根的分布规律,对不同水平距离和土层深度0~1 mm和1~2 mm细根的生物量、比根长、组织密度和根长密度进行了分析。结果表明,随着毛竹年龄的增加,细根生物量和根长密度先上升后降低,根组织密度先降低后升高,比根长呈降低的趋势。细根生物量和根长密度以距竹秆60 cm处最大,根组织密度以20 cm处最大,比根长在40 cm处最大,但他们在距竹秆不同距离间的差异不显著。细根生物量以10~20 cm土层最大,根组织密度以20~30 cm土层最大,细根生物量、比根长、组织密度和根长密度在不同土层间的差异不显著。与1~2 mm细根相比,0~1 mm细根生物量和根组织密度更小,比根长和根长密度更大。因此,毛竹年龄对细根生长具有显著的影响,1年生毛竹有最大的比根长和较大的根组织密度,具有更强的资源利用率。毛竹细根在一定的土层范围内呈均匀分布状态,可更有效地利用特定区域的水肥资源。     

杉木,火力楠纯林及混交林细根周转的研究

系统研究了杉木、火力楠纯林及混交林细根生物量、生产力及年周转率。结果表明,杉木、火力楠纯林及混交林活细根生物量分别为８８０、３０３５和１５６０ｋｇ．ｈａ＾－１;死细根生物量为２３５、３９８和５６５ｋｇ．ｈａ＾－１;细根年周转率为１．２９、１．４２和１．４０;年生产量为１１３７、４３１８和２１７９ｋｇ．ｈａ＾－１;年死亡量为４９７．５９５和１１４９ｋｇ．ｈａ＾－１,分别相当于林分枯枝落叶年凋落量为３     

樟子松人工林细根寿命估计及影响因子研究

细根寿命的估计是了解细根生产和死亡的关键, 对了解陆地生态系统碳分配格局和养分循环具有重要意义。该研究采用微根管(minirhizotron)技术, 以23年生樟子松(Pinus sylvestris var. mongolica)人工林为研究对象, 对细根生长和死亡过程进行了连续两年的观测。细根寿命的估计采用Kaplan-Meier方法, 计算细根的平均寿命(mean longevity)、中值寿命(median longevity)和累积存活率(cumulative survival rate), 用对数秩检验(log-rank test)比较单一因素, 包括细根直径、根序、出生季节和土层以及菌根侵染对细根寿命的影响。采用Cox比例风险回归分析方法, 同时分析上述因素对细根存活的影响程度。结果表明, 樟子松细根的生产和死亡具有明显的季节性, 春末和夏季(6月和7月)为生产高峰; 而死亡高峰出现在夏末至秋末, 以及冬季。樟子松细根的平均和中值寿命分别为(322 ± 10)天和(310 ± 15)天, 对数秩检验表明, 仅考虑单一因子时, 细根直径、根序、出生季节和土层以及菌根侵染均对细根寿命有显著影响。Cox回归分析表明, 菌根侵染、细根直径和土层是影响樟子松细根寿命的重要因子。细根直径每增加1 mm, 细根死亡危险率就降低99%, 即相当于寿命延长99%; 细根出生土层每增加1 cm, 其寿命延长5%; 而菌根侵染后, 会导致细根死亡危险率增加175%; 但根序和出生季节的影响不显著。这些发现证实: 林木细根寿命受到内在与外在因素的共同控制, 而多变量回归分析的方法有助于我们全面揭示细根寿命变异的潜在机制。     

不同树龄橡胶(Hevea brasiliensis)林细根生物量的垂直分布和年内动态

用根钻法对幼树期(5a)、初产期(9a)和旺产期(16a)3个树龄橡胶树细根( <2 mm)生物量变化、垂直分布及动态变化进行研究.结果表明:5、9、16a橡胶林0～60cm土层内细根总生物量分别为2056.18、1557.42、1174.90kg · hm-2.细根的生物量与橡胶树不同生长或生产期有密切的关系,但幼龄橡胶树细根生物量还容易受环境的影响而改变.橡胶树细根总生物量80%左右分布在0～40cm土层,细根生物量随着土层深度的增加而减少,回归模型分析以指数方程y＝a · ebx(a、b均为常数)拟合效果较好.通过不同月份细根生物量比较,发现橡胶树细根生物量年动态变化呈"双峰型",5a、9a橡胶树峰值分别出现在4月份和8月份;16a橡胶树则出现在6月份和10月份,对环境因子的响应具有一定的滞后性.不同树龄橡胶树表层细根生物量年内变化不一致,其它土层细根生物量年内变化也呈"双峰型",土层越深,变化越趋于缓慢.     

云南保存橡胶树魏克汉种质资源亲子系谱分析

对“农业部景洪橡胶树种质资源圃”（云南景洪）保存的290份魏克汉种质资源进行了亲子系谱分析。结果表明,无性系GT1、PR107、PB86、RRIM600、云研277-5、PB5/51、IAN873的后代为210份,占72.41%。从表型看,魏克汉种质资源群体变异丰富,实际上遗传基础很窄。本文以GT1、PR107、PB86、RRIM600、云研277-5、PB5/51、IAN873为主线建立了亲子系谱图,并对部分种质资源的性状进行了分析,获得一些性状的传递遗传规律,供育种工作者参考。     

巴西橡胶树HbAIH基因的克隆及表达分析

鲱精胺亚胺水解酶(Agmatine iminohydrolase,AIH)是植物通过精氨酸途径合成多胺过程中的重要酶之一。本研究首次从巴西橡胶树中克隆了AIH基因HbAIH。序列分析结果表明HbAIH全长1 462 bp,开放阅读框长为1 137 bp,编码378个氨基酸。预测 HbAIH 蛋白的分子量是42.28 kD,等电点为5.09,是一个亲水性蛋白。氨基酸相似性比对结果表明HbAIH与大戟科木薯MeAIH、蓖麻RcAIH和麻风树JcAIH等具有很高相似性,且含有植物AIH中高度保守的与酶活性位点形成和参与底物结合的11个氨基酸位点。qRT-PCR 分析表明,HbAIH表达无组织特异性,在雌花中表达量最高,树皮、茎尖、胶乳、叶片和雄花中表达量依次降低。HbAIH在不同发育时期叶片中的表达存在变化,稳定期表达量最低,淡绿期最高,说明HbAIH可能参与橡胶树叶片发育过程。此外,低温、干旱、高盐、过氧化氢、乙烯利、茉莉酸甲酯处理以及橡胶树死皮的发生均能引起HbAIH表达变化。这些结果说明HbAIH可能参与了橡胶树生长发育、产排胶调控及逆境应答过程。     

橡胶树魏克汉种质群体结构分析

群体结构是引起关联分析假阳性的最主要因素。本研究基于25个EST-SSRs位点,分析了283份橡胶树魏克汉种质群体的哈迪-温伯格平衡和群体分层情况。结果表明,在被检查的25个位点中13个位点偏离哈迪-温伯格平衡;在共祖系数为50%、60%、70%和80%时,283份种质中具有明确亚群归属的分别只有155份、110份、61份和22份,分别占总种质的54.78%、38.87%、21.55%和7.78%。同时,25个多态位点共形成了300个位点组合,20个位点组合(6.67%)呈显著的连锁不平衡状态,其中5个位点组合(1.67%)达到极显著连锁不平衡。由上可知283份橡胶树魏克汉种质所构成的群体具有一定的群体分层,但分化程度较小,可用于关联分析。     

巴西橡胶树转基因研究现状与展望

由于存在遗传背景狭窄、高度杂合化、育种周期长等特点,巴西橡胶树育种进展非常缓慢。转基因技术为拓展其的遗传范围、加速育种进程提供了契机。在过去20年里,橡胶树转基因研究取得了很大进展：成功应用的转化技术包括基因枪法和农杆菌介导法,受体材料包括花药和内珠被愈伤,育种目标涉及到提高胶乳产量、抗死皮和作为生物反应器等。但同时也存在组培程序不够成熟、转化技术和外植体比较单一、转化效率低下等问题。最后,对以后转化体系的优化、转基因育种方向进行了分析和展望。     

Interactive effects of phenolic acid and nitrogen on morphological traits of poplar (Populus × euramericana ‘Neva’) fine roots

Aims The relationship between rhizosphere process and fine root growth is very close but still obscure. In poplar plantation, phenolic acid rhizodeposition and soil nutrient availability were considered as two dominant factors of forest productivity decline. It is very hard to separate them in the field and they might show an interactive effect on fine root growth. The objective of this study is to examine the influence of phenolic acids and nitrogen on branch orders of poplar fine roots and to give a deeper insight into how the ecological process on root-soil interface affected fine root growth as well as plantation productivity. Methods The cuttings of health annual poplar seedlings (I-107, Populus × euramericana ‘Neva’) serve as experiment materials, and were cultivated under nine conditions, including three concentration of phenolic acids at 0X, 0.5X, 1.0X (here, X represented the contents of phenolic acids in the soil of poplar plantation) and three concentration of nitrogen at 0 mmol·L^-1, 10 mmol·L^-1, 20 mmol·L^-1, based on Hoagland solution. The roots were all separated from poplar seedlings after 35 days, and 30 percent of total fine roots of every treatment were taken as fine root samples. These fine roots were grouped according to 1 to 5 branch orders, and then the morphological traits of each group of fine roots were scanned via root analyzer system (WinRHIZO, Regent Instruments Company, Quebec, Canada) including total length, surface area, volume and average diameter. Meanwhile, the dry mass of fine root samples of every order was measured to calculate specific root length (SRL), root tissue density (RTD). All data were analyzed via SPSS 17.0 software, and interactive effect of phenolic acids and nitrogen on roots was analyzed through univariate process module. Principal component analysis (PCA) and redundancy analysis (RDA) were conducted via Canoco 4.5 software. Important findings Under the conditions without phenolic acids application, the fine roots growth was significantly inhibited in deficiency and higher nitrogen treatments, especially for 1-3 order roots. Only specific root length appeared decreased with nitrogen level, and other traits of fine roots did not demonstrate linear relationship with nitrogen concentrations. Compared to 0.5X phenolic acids treatment, 1.0X phenolic acids significantly promoted the diameter and volume of 1-2 order roots (p < 0.05). Both phenolic acids and nitrogen demonstrated influence on poplar fine root traits. However, the diameter and volume of 1-2 order roots were significantly affected by phenolic acids, while the total length and surface area of 4-5 order roots was affected by nitrogen. Two way ANOVA showed that phenolic acids and nitrogen made a synergistic or antagonistic effect on morphological building of fine roots. Furthermore, PCA and RDA indicated that the interactive effects of phenolic acids and nitrogen led to significant differences among 1-3 order, 4th order and 5th order of poplar fine roots. The PC1 explained about 60.9 percent of root morphological variance, which was related to foraging traits of roots. The PC2 explained 25.3 percent of variance, which was related to root building properties. The response of poplar roots to phenolic acids and nitrogen was closely related to root order, and nitrogen played more influence on poplar roots than phenolic acids. Thus, phenolic acids and nitrogen level would affect many properties of root morphology and foraging in rhizosphere soil of poplar plantation. But nitrogen availability would serve as a dominant factor influencing root growth, and soil nutrient management should be critical to productivity maintenance of poplar plantation.     

橡胶树AFLP银染体系的建立和优化

目的:扩增片段长度多态性(AFLP)为遗传图谱的构建及育种的辅助选择提供了有力的工具。建立一套适合橡胶树的AFLP技术优化体系。方法:以197个GT1×IAN873橡胶树杂交群体为材料,通过对影响AFLP的多种关键因素如模板DNA质量、酶切连接体系、酶切连接反应时间、预扩增体系、选择性体系的分析进行研究。结果与结论:找出一套适于热带植物基因组DNA提取及橡胶树AFLP技术。用改进的CTAB法,经多次抽提纯化,用细玻璃棒挑出DNA得到高质量的模板DNA;酶切连接时DNA模板为250ng,反应体系采用各3U的EcoRⅠ/MseⅡ/T4连接酶,反应时间为9h;预扩增模板为稀释1/2的酶切连接产物,用量为1μL;选择性扩增要用稀释至1/20的预扩增产物。     

一种快速、高效的橡胶树胶乳总RNA提取方法

胶乳是橡胶树（Hevea brasiliensis）乳管中特殊的细胞质,主要由橡胶粒子、黄色体、F-W粒子和普通细胞质成分构成,其中橡胶粒子占20％-40％,蛋白含量高达1％-2％。由于高比例橡胶粒子和蛋白质的干扰,目前使用的胶乳RNA提取方法都具有步骤繁琐、胶乳需求量大、操作技巧性强不易掌握等缺点。为快速、高效地获取高质量的胶乳RNA,我们在现有方法的基础上摸索出一套步骤简单、容易操作、快速、高效提取橡胶树胶乳总RNA的简易方法,获得了较好的实验效果。紫外分光光度计、RT-PCR和RACE分析结果表明,使用该方法提取的胶乳RNA质量完全能够满足相应的分子操作,但所需时间仅为目前常用方法的50％,RNA获得率提高了2-3倍,操作难度大大降低。     

Seasonal changes of photosynthetic characteristics of Alpinia oxyphylla growing under Hevea brasiliensis

利用农林复合模式发展生态农业可提高资源利用效率, 橡胶(Hevea brasiliensis)-益智(Alpinia oxyphylla)间作模式是橡胶园最主要的农林复合模式。该研究通过野外原位定位实验, 研究不同季节橡胶林下环境因子对益智光合作用的影响, 并进一步分析益智光合作用与主要环境因子的关系。结果表明: (1) 3月益智净光合速率日变化为“V”形曲线, 14:00降到最低值; 而6月、9月和12月益智净光合速率日变化趋势为10:00达到最大值, 随后缓慢降低; 在雨季(6月和9月)蒸腾速率的日平均值和日最高值均显著高于旱季(3月和12月)。表明林下益智在不同季节均能维持植株正常生长, 且表现出了较强的适应能力。3月土壤水分亏缺造成益智叶片气孔导度降低, 使其净光合速率维持在较低的水平。(2)通过光响应曲线修正模型计算出益智叶片各光合响应参数, 发现3月最大净光合效率和光饱和点显著低于6月、9月和12月; 而光补偿点和暗呼吸速率却显著高于6月、9月和12月, 表明3月土壤水分亏缺导致益智光合酶活性降低, 而表现出光抑制现象, 同时呼吸强度加剧, 光合能力显著下降。(3)采取相关分析发现, 3月气温与净光合速率显著负相关, 空气湿度与净光合速率显著正相关, 高温和低湿度共同限制了益智的光合作用; 而9月和12月, 林下光合有效辐射是益智光合作用的限制因子。