巨桉种源/家系综合选择研究

为选择巨桉(Eucalyptus grandis)优良种源,对其13个种源177个家系性状进行遗传分析。结果表明,22月生巨桉除生长量在区组间差异显著外,其他性状在种源、家系和区组间均存在极显著的差异;50月生时各性状差异均达极显著水平。50月生时,单株材积位于前四的种源分别是2号(来自昆士兰州Copperlode)、3号(来自昆士兰州Ravenshoe)、1号(来自昆士兰州N W Townsille)和11号(来自四川省黑龙滩)。50月生时,有78个家系的单株材积增长量超过总体家系平均值(0.08 m3),位于前三的家系是分别为2号(来自2号种源)、156号(来自福建天马东溪的10号种源)和93号(来自昆士兰州Bambaroo的8号种源)。50月生巨桉的胸径、树高、单株材积、干形、分枝和冠幅的遗传力分别为0.56、0.91、0.73、0.67、0.64和0.76;这些性状的表型变异系数分别为26.64%、29.37%、64.41%、17.58%、15.26%和45.80%;遗传变异系数分别为25.94%、24.30%、60.97%、28.59%、26.07%和42.96%。相关性分析表明,冠幅和分枝呈较小的负相关,其余各性状间均呈正相关性。结合生长指标和形质指标,最终筛选出4个优良种源和18个优良家系。     

纳米二氧化钛对生菜的生长效应分析

为了阐明纳米二氧化钛颗粒(TiO₂NPs)对生菜(Lactuca sativa)生长的影响，采用自行设计的水培装置探究不同浓度TiO₂NPs (300~1 200 mg/L)下，生菜生长和生理生化指标的变化。结果表明，300 mg/L TiO₂NPs能促进生菜幼苗的根长、茎长、叶表面积、鲜重和干重；随着TiO₂ NPs浓度增大，生菜的生长指标呈现下降趋势，但仍优于对照组。生菜体内的抗氧化酶(SOD、POD)在低TiO₂ NPs浓度(300 mg/L)时，活性明显下降；随着TiO₂ NPs浓度增大，这两种抗氧化酶活性逐渐增强。因此，生菜对TiO₂NPs胁迫具有浓度依赖性，表现为“低促高抑”，且能够通过抗氧化酶系统来减轻TiO₂NPs伤害。     

米老排种源家系生长性状变异分析及早期选择

为分析米老排生长性状在种源和家系间的变异规律,筛选出速生的米老排优良种源和家系。以来自8个米老排地理种源的116个家系为研究对象,对米老排生长性状进行种源间和家系间遗传变异分析和育种值综合评分。结果表明：不同米老排种源间和家系间生长性状的差异均达到极显著水平。生长量最高的GXPX种源的平均树高、胸径和单株材积分别为9.50 m、13.40 cm、0.079 9 m³,是最差种源GXFC的1.28、1.42和2.30倍;生长最快家系是PX01,其平均树高、胸径和单株材积分别为9.86 m、15.31 cm和0.101 6 m³,其株材积是最差家系FC01的4.01倍,是家系群体均值的1.94倍。通过单性状选择对种源进行选择,初步选出2个优良种源,其树高、胸径和单株材积的预期遗传增益分别达到8.87%、11.79%和34.70%;运用育种值综合评分法对家系进行选择,初步选出12个优良家系,其树高、胸径树高和材积的预期遗传增益分别达到11.57%、17.35%和52.06%。GXPX和GXLZ 2个种源,PX01、LZ03、PX02、DB08、PX10、PX04、PX09、DB07、DB16、LZ05、JX16和PX05等12个家系是选出的综合生长表现最好的优良种源和家系,可作为米老排良种材料进行申报并推广。     

巨桉家系主要产量性状遗传相关分析

遗传相关分析表明,巨桉家系各性状间相关极显著,胸径与材积的遗传相关比树高与材积之间的遗传相关更密切。遗传相关系数大于表型相关系数,以遗传相关系数进行间接选择较科学。通径分析进一步揭示,胸径是构成巨桉单株材积的最主要因素。     

南亚热带尾巨桉人工林土壤种子库特征研究

为了解桉树人工林土壤种子库特征,对不同林龄尾巨桉(Eucalyptusurophylla×E.grandis)人工林种子库的储量、垂直分布特征及与林下植被的相似度进行了分析。结果表明,土壤活力种子储量最高的为1～2 a生桉林,显著高于其他林型;其次为3～4 a生桉林和马尾松(Pinus massoniana)林;最低的为杉木(Cunninghamia lanceolata)林,显著低于其他林型。随林龄增加,尾巨桉林土壤种子库储量快速下降。土壤种子库中植物种类最为丰富的是杂木林和马尾松林,显著大于其他林型。随林龄增加,尾巨桉林土壤种子库植物种类先增后降。所有林型中,0～5 cm土壤种子库的密度均显著高于5～10 cm土层。杂木林种子库和林下植被共存植物种类最多,其次是马尾松林,杉木林最少。尾巨桉人工林随林龄的增加,共存植物种数呈先升高后下降趋势,土壤种子库Jaccard (CJ)和Sorensens (CS)相似系数也呈先升后降的趋势。因此,在速生桉人工林经营中适当间种(保留)乡土树种,可增加森林生态系统的生物多样性和生态功能的稳定性。     

尾巨桉化学成分的研究

运用多种色谱手段分离纯化尾巨桉的化学成分,并通过波谱法对分离到的化合物进行结构鉴定。结果表明：从尾巨桉叶和根中分离并鉴定了5个化合物,分别为鞣花酸(ellagic acid,1)、3-O-甲基并没食子酸(3-O-methylellagic acid,2)、3,3′-O-二甲基鞣花酸(3,3′-di-O-methylellagic acid,3)、3-O-甲基鞣花酸4′-O-α-L-吡喃鼠李糖苷(3-O-methylellagic acid 4′-O-α-L-rhamnopyranoside,4)、反式对羟基肉桂酸((E )-p-hydroxy-cinnamic acid,5)。其中,化合物2~5为首次从该植物中分离得到。     

巨桉碳含量的空间结构特征研究

依据永安市巨桉人工林调查的基础,对巨桉碳含量空间结构特征进行了研究,结果表明:巨桉不同胸径个体地上部分各器官的碳含量在42.30%～55.07%之间,地上部分各器官碳含量大小顺序为:叶>枝>干,方差分析表明不同胸径标准木之间碳含量没有达到显著水平,而地上部分各器官碳含量差异显著,采用邓肯新复全距法和q检验法对其进行多重比较,两种方法检验结果均表明巨桉枝和干的碳含量之间没有显著差异,叶和枝以及叶和干之间差异显著;不同高度层叶碳含量之间不存在明显差异,把巨桉单株林木的树冠分为上下两部位,方差分析表明上下两部分叶碳含量也不存在明显差异;不同大小根的碳含量大小顺序为:细根>中根>粗根>根兜;巨桉不同粗细枝的碳含量存在一定的差异,枝越细碳含量的值越高;各器官碳含量中,叶的碳含量较高,为51.86%,果的碳含量最低,为46.62%,排列顺序为:叶>根>枝>干>果。     

红松半同胞家系变异分析及选择研究

为评价和筛选优质红松种质资源,以吉林省三岔子林业局国家红松良种基地的53个28年生红松子代半同胞家系为材料,对其生长性状(树高、地径、胸径、三米径、枝下高和第六轮枝高)及形质性状(分枝角、通直度和轮枝数)进行测定。方差分析结果表明,除部分形质性状外,大部分生长性状在各变异来源间均达极显著差异(P<0.01);各性状表型变异系数变化范围为6.97%~37.39%,遗传变异系数变化范围为1.76%~26.75%;各性状家系遗传力变化范围为0.136~0.746;单株遗传力变化范围为0.031~0.827,个别性状遗传力较低。相关性分析结果表明,除分枝角外,其余各性状间大部分呈极显著正相关(r>0.073)。一般配合力分析结果表明,不同性状一般配合力高的家系差异较大,难以进行联合筛选,需进一步进行分析。主成分分析结果表明,三个主成分的累计贡献率达72.31%,表明三个主成分包含了供试家系生长及形质性状的大部分信息。树高、地径、胸径、三米径和材积对主成分Ⅰ的贡献较大,且描述红松的生长性状,因此可作为选择优良家系的评价指标。利用多性状综合评价法对家系及单株进行选择,以家系材积现实增益超过35%为标准,可筛选出5个优良家系,入选率为10%,入选的优良家系树高、地径、胸径、三米径和材积平均值分别为7.90m、25.02cm、19.21cm、16.23cm和0.1074kg·m-3,现实增益分别为3.94%、14.71%、17.26%、19.34%和39.48%。对优良家系内的单株进行选择,按单株材积遗传增益超过100%为标准,可筛选出6株优良单株,入选率为4%,入选单株树高、地径、胸径、三米径和材积平均值比总平均值分别高1.60m、8.54cm、7.04cm、6.69cm和0.097kg·m^-3,遗传增益分别为5.99%、29.92%、35.53%、37.06%和102.04%。所选优良家系及单株可为良种审定提供基础,也可以为种子园的营建、改建提供材料。     

水肥胁迫对尾叶桉无性系生长及叶片变异的影响研究

为选择尾叶桉(Eucalyptus urophylla)优良无性系,以20个尾叶桉无性系为材料,采用2因素(水分、养分)3水平完全随机区组设计,对水肥胁迫半年后尾叶桉苗木生长和叶片性状变异进行分析和评估。结果表明,尾叶桉的叶尖角、叶长、叶宽、叶周长和叶面积在不同水肥处理下差异显著,表明水分和养分会影响叶片的大小。苗木生长和叶片性状间大多数呈显著或极显著正相关,少数呈显著负相关或一定的负相关性。13种性状可综合为4个主成分,其累计贡献率达98%,说明这些性状具有极强的代表性。除地径的水分×养分互作不显著外,生长性状在水分、养分及水分×养分互作上达显著和极显著的水平。无性系在树高、地径和冠幅上的方差分量为2.19~149.59,重复力为0.16~0.45。以20%入选率,采用基因型值筛选出4个优良无性系:LDUA10、ZQUA9、ZQUA8和LDUA24,他们的树高、地径和冠幅比对照分别高出5.0%、12.8%和14.5%,为后续骨干亲本选择及优良无性系推广提供依据。     

尾巨桉胚状体诱导及愈伤组织差异研究

以尾巨桉优良无性系无菌苗茎段为外植体,通过对多种不同浓度生长调节剂组合的优化,进行胚状体诱导研究;并对胚性与非胚性愈伤组织进行形态解剖学观察、相关生理指标检测以及相关基因荧光定量PCR分析,以揭示尾巨桉胚性愈伤组织非胚性化发生的机理,为建立尾巨桉体细胞胚胎再生体系提供参考。结果表明:(1)胚性愈伤组织在MS+0.1mg/L NAA+0.01mg/L TDZ培养基中诱导得到胚状体,外植体经过0.5mol/L蔗糖处理12h有助于胚性愈伤组织产生胚状体,胚状体最高发生率为16.7%。(2)尾巨桉胚性与非胚性愈伤组织石蜡切片观察发现,两者的细胞形态特征存在明显的差异,胚性愈伤组织细胞体积小,排列紧密,表现出典型的胚性细胞特征,而非胚性细胞比较大,排列疏松,细胞呈不规则形状。(3)生理生化指标检测结果表明,非胚性愈伤组织中蛋白质含量、SOD、PPO及CAT活性均显著低于胚性愈伤组织,非胚性愈伤组织中木质素、可溶性糖含量以及PAL和POD活性要高于胚性愈伤组织,二者的反肉桂酸4-单加氧酶基因、淀粉磷酸化酶基因、谷胱甘肽硫转移酶基因、葡萄糖-1-磷酸腺苷酸转移酶基因、葡萄糖六磷酸异构酶基因、分支酸合酶基因以及苯丙氨酸解氨酶基因表达差异也达到显著水平。     

巨桉BRI1基因的克隆和表达分析

为了解BRI1基因在巨桉中的功能,采用PCR技术克隆了EgrBRI1基因,分析了EgrBRI1的生物信息学和亚细胞定位,并对EgrBRI1基因响应激素和胁迫的差异表达进行了分析。结果表明,EgrBRI1基因全长3 893 bp,编码1 197个氨基酸。EgrBRI1蛋白稳定,空间结构复杂,存在3个motifs,主要定位于细胞膜。茉莉酸甲酯和油菜素内酯(BR)处理后,EgrBRI1基因在叶片中的表达上升,而水杨酸处理则没有明显的变化。盐胁迫和冷胁迫下,EgrBRI1基因表达表现为先下降后上升的趋势。因此,EgrBRI1基因能快速对外施激素做出响应,并在巨桉抗逆方面发挥重要作用,这可能是通过对BR信号的响应来实现的。     

16个粗皮桉种源遗传特征分析及选优

为选择优良种源及家系,对广西东门林场不同种源8 a生粗皮桉(Eucalyptus pellita)生长和与纸浆材相关的材性性状的遗传特征进行研究.结果表明,粗皮桉的木材平均纤维长度为590.9μm,平均纤维宽度为28.9μm,纤维长宽比为20.34,扭结指数为0.29,边材纤维的长宽比、扭结指数比心材的大.胸径与树高,...     

巨桉EgrGBF1基因的克隆和表达模式分析

G-box结合蛋白(GBF)是一类能够识别并结合G-box的转录因子,广泛参与植物基因响应外界刺激的表达调控。通过巨桉(Eucalyptus grandis)初生生长到次生生长的转录组测序筛选出差异表达基因EgrGBF1,为探讨其在桉树生长发育中的功能,从巨桉中克隆了该基因,并进行了结构和进化分析。结果表明,EgrGBF1编码区长度为984 bp,编码327个氨基酸, 存在2个转录本,分别命名为EgrGBF1α和EgrGBF1β。实时荧光定量PCR结果表明,EgrGBF1α和EgrGBF1β在不同组织中,不同激素、胁迫处理下的表达模式不同,EgrGBF1α主要在茎尖表达,沿节间向下表达量逐渐降低,而EgrGBF1β在韧皮部高表达,在节间的表达量无显著差异。在水杨酸和缺硼处理下,EgrGBF1α和EgrGBF1β的表达趋势相反。EgrGBF1α在缺磷处理168 h的表达量最高,而EgrGBF1β在处理6 h的表达量最高。因此,EgrGBF1在桉树生长发育以及响应胁迫中发挥着重要作用,且转录本EgrGBF1α和EgrGBF1β可能具有不同的功能。     

丛枝菌根真菌响应桉树茄科雷尔氏菌侵染进程基因的筛选与鉴定

【背景】桉树(Eucalyptus)青枯病危害严重,丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)与桉树共生影响桉树对青枯病的抗性,而AMF响应桉树青枯菌侵染的机制仍不清楚。【目的】探索AMF响应桉树茄科雷尔氏菌(Ralstonia solanacearum)的侵染机制。【方法】以非菌根化和异形根孢囊霉(Rhizophagus irregularis)菌根化巨桉(Eucalyptus grandis)分别受茄科雷尔氏菌侵染0、24、48和96 h接种后(hour post-inoculated, hpi)的根系组织为研究对象,基于转录组测序筛选和鉴定菌根化巨桉根系中异形根孢囊霉响应茄科雷尔氏菌侵染的基因信息。【结果】与对应非菌根化桉树受茄科雷尔氏菌侵染的时间点相比,菌根化桉树中异形根孢囊霉响应青枯菌侵染显著差异表达基因为3 382–5 989个,随青枯侵染时间进程的增加,异形根孢囊霉特异性响应茄科雷尔氏菌侵染差异表达基因数量逐渐增多。茄科雷尔氏菌侵染24 hpi时,异形根孢囊霉显著富集共生体生长、孢子形成和凋亡信号通路、铁载体等相关基因;茄科雷尔氏菌侵...     

巨桉和天竺桂幼树对不同浓度SO2的光合生理响应

二氧化硫是大气主要污染物之一,可对植物的关键生理过程光合作用产生重要影响。利用密闭环境控制室熏气处理,研究不同浓度(自然状态下浓度、0.5mg·L-1、1.5mg·L-1、3.0mg·L-1)SO2对盆栽巨桉和天竺桂幼树叶绿素含量、光响应曲线、光合特征参数、光合日变化及硫含量的影响。结果表明:(1)SO2胁迫显著减少了巨桉叶绿素a、b含量,且叶绿素a/b值显著降低,而天竺桂在SO2胁迫下叶绿素a、b含量显著增加,叶绿素a/b值无显著影响。(2)SO2胁迫显著抑制了两树种的净光合速率(Pn);在SO2胁迫下巨桉气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)和蒸腾速率(Tr)显著上升,而天竺桂的Gs和Tr显著被SO2抑制,Ci随SO2浓度的增加先升高后降低。(3)巨桉表观量子效率(AQY)、暗呼吸速率(Rd)、光补偿点(LCP)和光饱和点(LSP)及天竺桂Rd和LCP均随着SO2浓度的增加而先升高后降低,而天竺桂的AQY和LSP逐渐降低。(4)一天中,SO2胁迫显著提高了巨桉Pn、Gs和Tr,而对天竺桂Pn无显著影响,较低浓度SO2胁迫显著促进了天竺桂Gs和Tr,高浓度SO2胁迫则显著抑制其Gs和Tr;SO2胁迫显著抑制了两种植物的Ci。(5)SO2胁迫下,巨桉和天竺桂幼树叶片硫含量均显著增加。研究认为,巨桉对较低浓度的SO2胁迫有一定的适应能力,但对高浓度SO2胁迫的抗性不如天竺桂强,这可能与二者不同的叶片形态及生理特性有关。     

巨桉扩展蛋白EgrEXPA8和EgrEXPA10基因的克隆和表达特性分析

为探讨扩展蛋白在桉树生长发育中的作用,以在桉树初生生长到次生生长转换转录组测序中筛选出的差异表达基因EgrEXPA8和EgrEXPA10为基础,从巨桉(Eucalyptusgrandis)中克隆了2个扩展蛋白基因EgrEXPA8和EgrEXPA10,分别编码249和244个氨基酸,属于亲水蛋白,但Egr EXPA8稳定性高于Egr EXPA10。q RT-PCR分析表明,Egr EXPA8和Egr EXPA10基因均在幼叶和茎尖组织中表达量较高,在木质部和韧皮部表达量较低;且在茎顶端初生生长阶段表达量较高,而在下部次生生长节间表达量较低,可能其主要参与巨桉的初生生长或者负调控次生生长;另外在盐胁迫、茉莉酸甲酯处理下其均被抑制表达;而在水杨酸、缺硼、缺磷处理下均上调表达。这说明EgrEXPA8和EgrEXPA10在巨桉响应逆境胁迫时起到重要作用,且呈现出相似的调控方式。     

尾巨桉液流特征分析

目前尾巨桉( Eucalyptus urophylla × E. grandis)在南部大面积种植,尤其是在广西,其水分利用效率对森林可持续发展和水资源管理的影响越来越受到关注,因此了解其水分利用特征具有一定的意义。该文通过Granier热扩散探针法(TDP)对广西黄冕国有林场4~5年生尾巨桉人工林液流密度(SFD)的年变化规律、不同个体变化及其与环境因子的关系进行了研究。结果表明：尾巨桉年平均日液流密度为830.1 L.m-2.d-1;从尾巨桉日液流密度的年变化来看,最大值不超过2000 L.m-2.d-1,与相似研究比较,该研究得到的结果偏低。不同直径尾巨桉SFD具有相似的变化趋势,胸径相近其液流密度也大致相同,但胸径相差很大时,其液流密度相差也大,相差最大可达1300 L.m-2.d-1,这主要与不同生长状况的植物根系从土壤吸收水分能力不同有关。相关研究表明光合有效辐射和水汽压亏缺是树木冠层蒸腾的主要动力,该研究也发现树干液流密度与水汽压亏缺( VPD)、光合有效辐射( PAR)在年变化上有很好的同步性,主要表现出夏秋季节较高、春冬季节较低的现象。 SFD与PAR的关系比较显著,与VPD、空气温度( AT)、土壤温度( ST)有一定的关系,但与空气相对湿度( RH)和土壤湿度( SM)没有呈现规律。环境因子和植物生物学特征是树干液流密度主要的影响因素,进一步探讨尾巨桉如何响应这些因子的变化显得尤为重要。     

巨桉不同状态叶片浸提液对萝卜幼苗形态和抗性生理特性的影响

以珍珠岩作为基质,选择4年生巨桉(Eucalyptus grandis)嫩叶(T1)、老叶(T2)、表层凋落叶(T3)、腐解凋落叶(T4)4种状态的叶片,每种状态叶片设置3个浸提液浓度水平[分别称取风干叶片30g、15g和7.5g加入900mL蒸馏水进行浸提,以蒸馏水为对照(CK)],采用水培法研究了不同状态叶片浸提液对萝卜(Raphanus sativus)幼苗形态生长和抗性生理特性的影响。结果显示:(1)巨桉不同状态叶片浸提液显著抑制了萝卜幼苗的根长,其中嫩叶的抑制作用最强,腐解凋落叶抑制作用最弱。(2)各状态叶片浸提液处理后萝卜幼苗中过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)的活性均呈现升高趋势,嫩叶各浓度处理以及其他状态叶片的高浓度处理下超氧化物歧化酶(SOD)活性升高,而其余浓度处理的SOD活性降低。(3)各状态叶片浸提液处理萝卜幼苗的丙二醛(MDA)含量在低浓度处理时低于CK,其余处理下则高于CK。(4)嫩叶各浓度处理萝卜幼苗的可溶性糖(SS)含量显著高于CK,且随着老叶和表层凋落叶浸提液浓度的升高,幼苗SS含量先升后降,腐解凋落叶各浓度处理下则呈渐增的趋势;而可溶性蛋白(SP)含量则随浸提液浓度的增加而升高,且T2和T3两种状态叶片的各浓度处理与CK差异显著。研究表明,巨桉不同状态叶片浸提液对萝卜幼苗生长和抗性生理产生了强烈的抑制作用,其中以嫩叶最强,老叶和表层凋落叶次之,腐解凋落叶最弱。     

巨桉连栽对土壤微生物生物量和数量的影响

为探讨巨桉连栽对土壤微生物生物量和数量的影响,采用时空互换法,研究了马尾松(Pinus massoniana)林和不同连栽代次的巨桉(Eucalyptus grandis)人工林的微生物生物量、数量与土壤理化性质的关系。结果表明,巨桉一代林的土壤微生物生物量碳、生物量氮和土壤真菌、细菌数量与马尾松林的差异不显著,放线菌数量则显著增加。随巨桉连栽代次增加,土壤微生物生物量碳、生物量氮和土壤细菌、放线菌、真菌数量均递减。回归分析表明,土壤全磷能独立解释微生物生物量氮、细菌和真菌数量71.7%、86.1%和63.0%的变异,与总孔隙度共同解释微生物生物量碳87.9%的变异,与全氮共同解释放线菌数量89.6%的变异。可见,土壤全磷较大程度解释了微生物的变化。