修枝对复合农林系统内作物光合特性及生长的影响

以论证修枝作为复合农林系统优化措施的可行性为目的,对复合农林系统内的杨树进行4种不同强度的修枝处理,分别为P1(修掉树冠高度的1/6)、P2(修掉树冠高度的2/6)、P3 (修掉树冠高度的3/6) 、P4(修掉树冠高度的4/6),以CK(不修枝)为对照,研究了修枝对复合农林系统内冬小麦、夏玉米的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、细胞间隙CO2浓度(Ci)、气孔限制值(Ls)等光合生理特性以及农艺性状、产量构成因素的影响.结果表明:(1)修枝能有效增加作物光合速率、蒸腾速率,同一时刻修枝强度越大光合速率、蒸腾速率越大,下午时这种促进作用小于上午与中午.(2)修枝能显著促进小麦、玉米增高、增粗、增重,且越到后期修枝对作物生长的促进作用越明显.另外,修枝对玉米生长的促进作用大于小麦.(3)修枝能使林下作物大幅增产;修枝后玉米主要通过增加穗数,小麦主要通过增加粒重和穗粒数增产;修枝后玉米增产幅度大于小麦,小麦产量表现优于玉米,小麦比玉米更适合复合农林系统.     

采收方式对云南红豆杉药用原料林枝构件种群特性的影响

以云南省马关县6年生云南红豆杉药用原料林为研究对象,比较采收主干及其上部枝条、保留主干采收其上部枝条、保留主干采收其下部枝条3种采收方式3个采收强度(1/4、2/4、3/4树冠长度)下枝条收获量,分析不同的枝条采收方式与强度对云南红豆杉枝构件种群生长的影响。结果表明:采收强度的增大促进了枝构件种群的生长,3/4树冠长度的枝条采收强度使老枝萌新枝比例、新枝数量、新枝长度与体积均显著或极显著高于对照;从当年生的新枝长度和新枝体积大小来看,采收树冠上部枝条对枝构件种群的促进作用远大于采收下部枝条;采收主干更有利于去除顶端优势,且在植株剩余的树冠上生长出更多的萌枝。为获取尽可能多的枝条,同时保证药用原料林的长期可持续利用,建议将采收主干及上部3/4树冠长度的枝条采收处理作为最佳枝条采收方案。     

林龄对毛白杨功能性状和林下土壤理化性质的影响及其耦合关系

为了揭示毛白杨(Populus tomentosa)人工林对环境的适应策略,并为更好地营林提供科学依据,以鲁西黄泛平原区域内10、20、35年生毛白杨人工林为研究对象,测定枝条及叶片功能性状共10个指标,分析毛白杨功能性状随林龄的变化规律,阐明影响功能性状变化的主要指标,辨析功能性状与环境因子之间的关系。结果表明(：1)在不同林龄下,枝条密度变异系数最小,为10.431,叶氮磷比变异系数为94.243,表明叶氮磷比受林龄的影响较大,枝条密度则较为稳定。3个林龄的叶片氮磷比显著低于14,表明毛白杨生长主要受氮限制。(2)随着林龄的增加,土壤环境得到改善,土壤全氮与土壤速效钾都呈增长趋势,土壤容重呈减小趋势,这些变化都有利于毛白杨更好地生长。(3)在各环境因子中,林分密度、土壤速效钾、土壤容重和土壤含水量是显著影响毛白杨人工林生长的环境因子。研究证明,在不同林龄下,毛白杨的功能性状在兼顾生长与环境的变化中表现出较强的适应性,该区域毛白杨生长主要受氮限制,可以适当施以氮肥以利于其生长。     

干旱胁迫下新疆杨树冠不同高度叶片水分状况与非结构性碳动态北大核心CSCD

水力结构调整及非结构性碳动态对于认知干旱胁迫下植物生存前景和死亡风险至关重要。该研究以新疆杨(Populus bolleana Lauche.)为对象,通过干旱处理分析树冠不同高度叶片水力性状、光合生理特性、不同功能器官间的可溶性糖、淀粉及非结构性碳水化合物(NSC)含量变化,以甄别树冠不同高度叶片对干旱胁迫的生理响应和适应差异。结果表明:(1)在干旱胁迫下,树冠上部的叶水势、叶含水量、枝条含水量普遍低于下部,饱和膨压渗透势及膨压损失点水势在不同树冠高度间差异不显著;(2)干旱处理组植株净光合速率随树冠高度的增加而降低,叶绿素SPAD值在树冠的上部显著低于下部,而水分利用效率在树冠的上部却高于下部;(3)干旱处理组比叶面积在各树冠高度下显著低于对照组,而胡伯尔值在中部及上部高于对照组但差异不显著;(4)干旱处理组,树冠上部叶片淀粉含量显著高于下部,枝条可溶性糖及NSC含量在树冠上部显著高于下部,韧皮部的可溶性糖、淀粉及NSC含量在不同树冠高度间无显著差异,细根的可溶性糖、淀粉及NSC含量在对照组与干旱处理组间的差异不显著。研究发现,干旱处理下,树冠高度的增加会加剧新疆杨枝叶的干旱胁迫,致使树冠上部枝条木质部发生栓塞的风险大于下部,并导致NSC在不同器官间的分配和组分产生差异,但新疆杨植株可通过水分利用效率和形态上的适应性调整减缓干旱胁迫。     

应用~(15)N示踪法研究两种杨树叶片对PM_(2.5)中NH_4~+的吸收

NH4+等水溶性无机离子是细颗粒物(PM2.5)中的主要组成部分。本实验以毛白杨(Populus tomentosa)和欧美杨(Populus deltoids×Populus nigra)苗木为试材,应用15N示踪法研究2种表面结构不同的叶片对NH4+的吸收以及叶片吸收氮素后的运转和分配。结果表明:2种杨树在吸收叶面的15NH4+时存在明显差异,最大吸收速率均发生在处理后6 h,但毛白杨的最大吸收速率约为欧美杨的3倍;2种杨树叶片15N含量均在处理后24 h时达到峰值,而毛白杨叶片的15N含量约为欧美杨的4倍;叶片施用15N标记的硫酸铵溶液还可以显著增加2种杨树叶片氮素水平,处理7 d后毛白杨和欧美杨叶片全氮含量分别达到对照的1.26和1.36倍;植株各器官的氮素分配率(Ndff)值显示,功能叶吸收的氮素向植株上部和下部均有运输,毛白杨主要积累于茎部,而黑杨则将氮素运输至根系;处理7 d后叶片标记溶液的施用在不同程度上增强了2种杨树叶片的净光合速率,但对叶片的气孔导度无明显影响。     

造纸废水灌溉对毛白杨苗木生长及养分状况的影响

为了探讨工业造纸废水用于杨树人工林灌溉的可行性,以三倍体毛白杨(triploid Populus tomentosa)1年生盆栽苗木为对象,研究了不同浓度造纸废水(分别稀释到12.5％ (IF7Q)、16.7％ (1F5Q)、25％(1F3Q)、33.3％ (1F2Q)、50％ (1F1Q))灌溉对苗木生长及养分状况、土壤化学性质的影响.结果表明:造纸废水灌溉对土壤pH值、速效P含量无显著影响(P＞0.05),但能显著提高土壤有机质、全N及碱解N的含量(P＜0.05).适当稀释的废水灌溉能促进三倍体毛白杨的苗木生长,提高土壤和植株养分水平:灌溉后1F5Q地径、苗高生长量分别为10.5 mm和97.3 cm,较CK分别显著增加102％和47％ (P＜0.05);1F5Q和1F3Q处理苗木总生物量为247 g和230 g,分别较CK显著提高19％和11％(P＜0.05);废水灌溉可显著提高植株根、叶N含量和茎P含量(P＜0.05),但对植株叶、根P含量和茎N含量影响不大(P＞0.05).造纸废水通过一定处理后,可应用于苗木灌溉并促进其生长,提高地力.对于三倍体毛白杨,将废水稀释到16％-25％能起到较好的灌溉效果.     

杨树枝条不同施用方式对沙化土壤养分及植物生长的影响

学者们利用林木枝条改良土壤方面已做了大量研究,但林木枝条不同施用方式对土壤养分特别是微量元素的影响鲜见报道。以宁夏银川腹部沙地土壤为研究对象,以当地杨树(Populus alba)枝条为土壤改良材料,设置了土表覆盖粉碎的杨树枝条(CM)、土表覆盖未粉碎的杨树枝条(BM)、土壤中添加质量分数为5%的粉碎杨树枝条同时土表覆盖未粉碎杨树枝条(CI+BM)及土壤中分别添加质量分数为2%、5%、8%和11%的粉碎杨树枝条,以无任何添加或覆盖枝条的土壤为对照(CK)。试验采用嵌入土壤中的PVC管模拟土壤自然环境且种植了春小麦,在春小麦抽穗期测定了土壤养分及植物生长状况。研究结果显示,与对照相比,所有施用林木枝条处理均显著降低了土壤碱解氮含量(p <0.05),而且所有施用林木枝条处理亦均具有降低土壤有效铜含量的趋势。其他元素变化不同于土壤碱解氮和有效铜,即所有添加处理具有增加土壤有效磷、速效钾、有效锰、有效铁和有效锌含量的趋势,而所有覆盖处理却具有降低这些元素含量的趋势。此外,杨树枝条覆盖及添加总体上对春小麦的生长均具有促进作用,以CM和CI+BM效果最为显著(p <0.05),但春小...     

地下滴灌下土壤水势对毛白杨纸浆林生长及生理特性的影响

在6、7年生三倍体毛白杨(triploid Populus tomentosa)纸浆林中研究了地下滴灌(SDI)下不同土壤水势(-25、-50、-75kPa,即灌溉起始阈值)对林木生长及生理特征的影响。结果表明:与不灌溉(CK)相比,SDI使6、7年生林分的生产力分别平均提高24%和28%;其中,-25 kPa使6年生林分的生产力达到39.90 m3hm-2a-1,较CK极显著提高43.5%(P<0.01)。各水势处理间,-25 kPa的生产力在林分6年生时分别较-50和-75 kPa极显著提高20%和31%(P<0.01),在7年生时分别提高13%和14%(P>0.05)。能在毛白杨速生期内(4—7月)大幅提高土壤含水率(20和50 cm处分别平均提高35%和27%)、树干日平均液流速率(46%,SFmean)、黎明前叶水势(41%,ψpd)是SDI促进林木生长的重要机制。灌溉起始水势阈值的差异对毛白杨SFmean和ψpd无显著影响(P>0.05)。3个水势处理中,-25 kPa的平均SFmean和ψpd均最高,且其能使根系活动剧烈的表土层(0—20cm)的水分有效性有最大幅的提高,这可能是其对林木生长有最大促进作用的主要原因。综上,应在毛白杨纸浆林培育中大力推广SDI,并在应用时可将距滴头10cm、地下20 cm处的土壤水势达到-25 kPa作为灌溉起始阈值。另外,在与试验地环境相似地区栽植毛白杨时,应于4—7月灌溉,8—10月一般可不灌溉。     

Physiological responses of two poplar species to high boron stress

 近年来国外学者发现杨树(Populus spp.)对硼表现出很强的富集能力和极强的耐受能力, 但其耐硼胁迫的生理机制和种间差异仍不清楚。该研究通过两年的硼梯度控制试验, 探讨了硼胁迫对欧洲黑杨杂交种俄罗斯杨(Populus russkii)和银白杨变种新疆杨(P. bolleca)的生长和生理指标的影响。结果表明, 新疆杨的耐高硼能力高于俄罗斯杨, 其高硼伤害阈值(EC10)为35 mg·kg^–1, 俄罗斯杨为19 mg·kg^–1。两种杨树的过氧化氢酶(CAT)和愈创木酚过氧化物酶(Gu-POD)活性随硼浓度升高而升高, 超过EC10后显著下降。尽管两种杨树的叶绿素含量和光化学效率在硼胁迫下降低, 但抗硼胁迫能力较强的新疆杨仍然保持了较高的叶绿素a/b值和热耗散能力(非光化学淬灭升高), 因此有效地保护了该树种的光合能力。两种杨树的可溶性糖含量随硼胁迫加重而适应性升高, 以维持其抗渗透能力, 但其叶片可溶性蛋白含量仅在中低强度的硼胁迫条件下有所升高。该研究明确了两个富集硼的杨树种对高硼胁迫的生理响应及其种间差异。     

插穗因素对闽楠扦插苗生根、生长及相关酶活性的影响

选择40年生无病虫害闽楠植株半木质化枝条为插穗,采用L_8(2~7)正交试验方法,设置插穗来源(枝条顶部、枝条中部)、枝条长度(10cm、15cm)和留叶数(保留1片和2片全叶)3个插穗因素,研究插穗因素对闽楠扦插苗生根、生长及理化性质等方面影响,筛选适宜插穗处理方式,揭示插穗调控扦插苗生根和生长机理。结果表明:(1)闽楠插穗来源、长度及留叶数显著影响扦插苗的生根、生长及理化特性。(2)闽楠扦插最适合的插穗处理是取长度为10cm的中部枝、保留2片叶。(3)影响闽楠扦插生根率的最主要因素是插穗来源,关键生理指标是根系PPO和POD活性;影响闽楠扦插苗新梢生长最主要的因素是插穗的留叶数,关键生理指标是根系IAAO活性和MDA含量。研究表明,各插穗因素显著影响着闽楠扦插苗的生根及生长,并以长度10cm、保留2片的中部枝为插穗最佳;该研究结果为闽楠扦插繁殖技术制定和推广应用提供理论与技术指导。     

沟灌水氮耦合对毛白杨林木生长及水氮吸收利用的影响

为探索沟灌水氮耦合对幼年生毛白杨林木生长及水氮吸收利用的影响,以4年生砂地三倍体毛白杨为对象,研究3个灌溉水平(W₂₀、W₃₃、W₄₅,即沟渠正下方40 cm土壤水势分别达到-20、-33和-45 kPa时灌溉),4个施N水平(N₁₂₀、N₁₉₀、N₂₆₀、N₀,即施肥量为120、190、260和0 kg·hm^-2·a^-1)和自然条件(对照,CK)下幼年生毛白杨林木生长和水氮吸收利用规律,并结合林木生长状况,分析4年生三倍体毛白杨的最佳沟灌水氮耦合策略。结果表明:W₂₀N₁₂₀(高水低肥;土壤水势-20 kPa,施N量120 kg·hm^-2·a^-1)处理对三倍体毛白杨的林地生产力提升最为显著,其林地生产力最高可达33.37 m³·hm^-2·a^-1,仅有树高和总株生物量受到水氮耦合交互作用的显著影响。增加灌溉量或施N量都会提高林木吸氮量,但吸氮量主要受施N量影响;W₂₀N₂₆₀处理总株吸氮量最高,达112.17 kg·hm^-2·a^-1,较CK增加74.0%。各处理中,W₂₀N₁₂₀氮吸收效率和氮肥偏生产力最高,且显著高于其他处理,其总株、地上部、地下部氮吸收效率可达36.8%、28.5%、6.4%,总株氮肥偏生产力可达221.4 kg·kg^-1。不同水氮耦合处理灌水量对灌溉水的利用效率影响显著,其中,W₄₅N₂₆₀灌溉水利用效率最高,达13.66 g·kg^-1;而W₂₀N₁₂₀吸水量和水吸收效率最高,分别为13268.28 t·hm^-2和129.4%。为达到较大的收益,在三倍体毛白杨的幼年生长期间,应保持充足的水分灌溉(-20 kPa)和相对偏低的施氮量(120 kg·hm^-2·a^-1)促进幼年生毛白杨的生长发育。     

泽兰实蝇寄生状况及其对紫茎泽兰生长与生殖的影响

泽兰实蝇(Procecidochares utilis)作为天敌控制紫茎泽兰(Eupatorium adenophorum)已经在国内外得到广泛的应用,但关于它对紫茎泽兰控制的有效性和防治现状的研究尚不深入。该文通过对攀西地区紫茎泽兰入侵危害严重的路域生态系统中泽兰实蝇寄生状况的抽样调查,初步研究了泽兰实蝇对紫茎泽兰生长,特别是生殖能力的影响。寄生率的调查采用随机取样法,分别从植株寄生率和枝条寄生率两方面进行,并比较不同生境下及不同年龄植株枝条寄生率的差异;选取相同数量、相同部位的各年龄植株寄生和非寄生枝条(对照),分别调查其花枝量、头状花序数及结实量,进行分析比较。研究结果表明:1)植株寄生率与枝条寄生率有显著差异(p<0.05),分别为71.67%和17.30%,前者显著高于后者;样方调查结果,成熟群落中枝条寄生率为17.48枝·m^-2;1虫瘿·枝条^-1的枝条占所有寄生枝条的92.30%;2)湿润生境下紫茎泽兰的枝条寄生率为20.27%,显著高于干旱生境下的枝条寄生率(9.33%)(p<0.05);3)不同年龄植株枝条寄生率有差异,0~1年生植株枝条寄生率分别为36.36%和21.56%,显著高于2~4年生的植株枝条寄生率,分别为13.50%、8.82%和12.16%(p<0.05);4)在目前的寄生强度下,泽兰实蝇对紫茎泽兰枝条的直径、花枝量、头状花序数及结实量均无显著影响(p>0.05)。     

不同浓度酚酸对欧美杨I-107苗木生长和光合特性的影响

模拟杨树人工林根际土壤酚酸累积,以杨树人工林二代连作土壤中酚酸含量为参考值(X),对欧美杨I-107(Populus×euramericana ‘Neva’)一年生盆栽苗木进行不同浓度酚酸(0X、0.5X、1.0X)处理,通过比较不同浓度酚酸对杨树苗木生长和生理生化特性的影响,来揭示酚酸胁迫对杨树生长的抑制作用和机理。结果表明:随酚酸浓度增加,杨树苗木净光合速率(P_n)、气孔限制值(_Ls)、蒸腾速率(T_r)、水分利用效率(WUE)、最大净光合速率(P_(nmax))、表观光合量子效率(Φ)、暗呼吸速率(R_d)、最大荧光(F_m)、光系统Ⅱ(PSⅡ)实际光化学效率(Φ_(PSⅡ))、PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)、叶绿素(Chl)荧光光化学淬灭(qP)、表观光合电子传递速率(ETR)、Chl含量和苗木总生物量显著降低,杨树苗木胞间CO_2浓度(C_i)、光补偿点(LCP)、叶绿素初始荧光(F_o)、非光化学淬灭(NPQ)、丙二醛(MDA)含量和苗木根茎比明显增大。结论:酚酸显著抑制杨树苗木的光合作用、蒸腾作用和呼吸作用,且酚酸浓度越大,抑制作用越强;随着酚酸浓度的增加,杨树苗木有机物积累明显降低,叶片细胞受到显著伤害。光合机构通过增加热耗散实施光保护,光合产物更多的向苗木地下部分分配,是杨树适应酚酸胁迫的生理对策。     

科尔沁沙地退耕杨树人工林生态系统C、N、P储量和分配格局

土地利用/覆被变化是影响陆地生态系统C、N、P循环过程的重要因素之一.退耕还林作为一种重要的土地利用/覆被变化,受到国内外研究人员的广泛关注.以科尔沁沙地农田、5年生杨树人工林和10年生杨树人工林为研究对象,开展了退耕还林对生态系统C、N、P储量和空间格局影响的研究.结果发现:(1)与农田相比,退耕5年杨树人工林生态系统总的C、N、P储量下降,然而10年生杨树人工林生态系统总的C、N、P储量升高,其中植物生物量的C、N、P储量占生态系统总储量比例随着退耕还林年龄的增加逐渐增大;(2)与5年生杨树人工林相比,退耕还林10年的杨树人工林树叶、树枝、树干、树根和凋落物的C、N、P储量均显著增加(P<0.05),不同元素(C、N、P)储量在退耕5和10年的杨树人工林各器官空间分配格局不同;(3)与农田相比较,退耕还林5年杨树人工林土壤C、N、P储量在不同土层(0～10 cm、10～20 cm、20～40 cm 和40～60 cm)均表现出下降趋势,而10年生杨树人工林土壤C、N、P储量在不同土层表现出增加趋势,不同生态系统类型(农田、5年杨树人工林和10年杨树人工林)土壤C、N、P储量在各土层分配格局不同.上述结果充分表明,在我国科尔沁沙地将农田退耕为杨树人工林能够显著改变生态系统C、N、P储量和空间分配格局.     

钩梢强度对麻竹生物量分配和生理特性的影响

以不钩梢为对照,对笋期内麻竹进行轻度、中度、重度钩梢处理,研究各钩梢处理立竹构件生物量分配、当年生枝条和商品叶生长,以及净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、水分利用效率(WUE)和叶片水势(LWP)等的变化,分析麻竹对营林措施中钩梢强度的适应机制和生存策略.结果表明: 与对照相比,钩梢处理对麻竹生物量及分配影响显著,3个处理麻竹立竹的叶/枝、叶/秆、枝/秆生物量比均显著高于对照.轻度钩梢和中度钩梢处理当年生枝条数量、基径、长度均显著大于对照,其中,中度钩梢处理当年生枝条基径、数量、长度和商品叶数量分别比对照增加43.0%、53.3%、29.8%和39.5%.各钩梢处理麻竹P_n、T_r、WUE、LWP在笋期内大小为出笋盛期>末期>初期;钩梢后麻竹的P_n、T_r和WUE显著提高,其中,各处理出笋盛期和末期的P_n大小为中度钩梢>轻度钩梢>重度钩梢>对照,且出笋盛期和末期的P_n分别是对照的1.4和1.3倍.各处理出笋初期、盛期和末期的T_r均为重度钩梢>中度钩梢>轻度钩梢>对照.中度钩梢处理对麻竹立竹的生物量分配、商品叶产量和生理特性均有明显优势,并能有效提高麻竹立竹的水分可获得性.     

菌根真菌提高杨树抗溃疡病生理生化机制的研究

以107速生杨(Populus×euramericana cv.'74/76')幼苗为材料,考察了接种丛枝菌根真菌(AMF)和外生菌根真菌(ECMF)幼苗在受到溃疡病菌侵害后生理生化指标和抗病相关蛋白的变化,初步探讨菌根真菌诱导植物抗病性的可能机制.结果表明,两种菌根真菌都能够显著降低杨树幼苗溃疡病的感病指数和发病率,显著提高杨树叶片叶绿素、树皮可溶性蛋白含量和根系活力强度;两种菌根真菌都可以显著降低杨树感病部位的丙二醛含量和提高游离脯氨酸含量,增强杨树超氧化物歧化酶(SOD)和苯丙氨酸解氨酶(PAL)的活性;丛枝菌根真菌能显著诱导提高杨树感病部位几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶活性,而外生菌根真菌则不能诱导或效应较低,且丛枝菌根真菌诱导杨树提高抗病性的相关指标均优于外生菌根真菌,而苗木感病指数和发病率均低于外生菌根真菌,其在幼苗期接种提高杨树抗溃疡病的效果较好.可见,在杨树受到溃疡病菌侵染时,菌根真菌可促进杨树对营养物质的吸收和生长,提高菌根苗体内保护酶活性和抗性相关化合物的含量,促使产生大量几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶来诱导杨树产生二次防卫反应,从而补偿病害所带来的损伤,增强抗病性.     

黄土高原灌丛对人工油松幼树生长的影响

为探讨灌丛对人工油松幼树生长的影响,以黄土高原灌丛边缘、灌丛中和砍伐释放区3种生境中的9年生同龄油松(Pinus tabuliformis)幼树种群为研究对象,分析了人工油松幼树的冠形特征以及当年主干、枝条和针叶的生长状况。结果表明:(1)人工油松幼树的株高在灌丛边缘、灌丛中和砍伐释放区间差异不显著,冠幅、树冠率、着生绿叶年限、基径表现为灌丛边缘砍伐释放区灌丛中,而枝下高与其相反。幼树的冠形特征在砍伐释放区与灌丛中差异不显著。(2)高出灌丛的油松幼树当年生长量与灌丛边缘个体差异不显著;当人工油松幼树低于灌丛时,灌丛不利于油松幼树当年主干及枝叶的生长;砍伐释放(人工抚育措施)减小了灌丛对油松幼树生长的不利影响。(3)灌丛中的油松幼树通过对树冠下层枝叶的自然整枝来减少不必要的营养消耗,进而改变植株的冠形特征。(4)当灌丛对人工油松幼树产生遮阴效应时,幼树将大部分干物质用于主干和枝条长度的生长,在枝条水平上增大叶的生物量比例,增大比叶面积,以适应弱光环境。     

不同冲洗液对毛白杨和油松枝条水力导度和抵抗空穴化能力测定值的影响

植物通过木质部管道系统进行水分运输, 木质部的水分运输效率和抗空穴化能力等水力结构特征对于植物物种的分布、抗逆能力等方面起关键性作用。目前, 国内外学者一般采用“冲洗法”进行木质部水力结构研究, 然而在该方法中使用的不同冲洗溶质可能对植物木质部水力结构等产生较大影响, 因此该文研究了3种溶质的冲洗溶液对毛白杨(Populus tomentosa)和油松(Pinus tabulaeformis)枝条的水力导度和抵抗空穴化能力的影响。实验结果表明: 相对于去离子水, 用0.01 mol·L^-1的草酸和0.03 mol·L^-1KCl溶液作为冲洗溶液, 均导致毛白杨木质部导管和油松管胞的水力导度测定值的增大。KCl导致毛白杨和油松木质部抵抗空穴化能力测定值的提高, 草酸导致杨树抵抗空穴化能力测定值增强, 但导致油松抗空穴化能力显著(p<0.01)减弱。小枝水平上, 毛白杨和油松的水分运输效率和抗空穴化能力之间没有显著相关性。另外, 在截枝实验中发现, 毛白杨小枝木质部水力导度随长度增加变化不大, 而油松枝条的木质部水力导度有逐渐增大的趋势。以上的实验结果表明不同溶质下毛白杨和油松枝条的木质部水力导度和抵抗空穴化能力不同, 草酸和KCl可能对木质部管道系统及纹孔处的果胶等产生作用, 从而使毛白杨和油松的水力结构发生变化。毛白杨与油松水力结构在去离子水、草酸和KCl的作用下的不同结果及两物种截枝试验下水力导度的不同变化趋势表明, 导管运输系统和管胞运输系统可能具有不同的水分运输影响因素。     

截干及修枝整形对有效枝条萌发能力及其对紫胶虫产紫胶的影响

为了研究紫胶虫的寄主植物久树抚育对紫胶产量的影响,通过对云南元江和红河干热河谷区中的久树分别进行截干和修枝整形处理,调查有效枝条的萌发能力和紫胶产量。结果表明,截干高度及截干处的平均直径对有效枝条的总长度和数量无显著影响,但截干位置的分支数量与有效枝条的总长度和数量显著正相关。保留12支左右枝条的中度模式的修枝整形较轻度和重度模式中有效枝条的长度、直径和表面积更加有利于紫胶生产;截干的高度和截干处平均直径对紫胶产量无显著影响,但截干位置的分支数量、萌发的有效枝条总长、数量和着胶枝长与紫胶产量显著正相关,中度模式的修枝整形亩产和单数紫胶产量最高。截干和修枝整形能够影响紫胶的产量,对寄主植物合理的抚育有助于提高紫胶产量。     

应用CRISPR/Cas9技术在杨树中高效敲除多个靶基因

CRISPR/Cas9系统是一种广泛应用于细菌、酵母、动物和植物中的基因组定点编辑技术。本课题组在前期工作中利用该系统在毛白杨(Populus tomentosa Carr.)中率先实现了对内源基因—八氢番茄红素脱氢酶(Phytoene dehydrogenase, PDS)基因的定点敲除。为研究靶点的设计和选择对该系统介导的杨树内源基因敲除效率的影响,本文分析了不同单向导RNA(Single-guide RNA, sgRNA)结合毛白杨PDS(PtPDS)靶基因DNA序列后对突变效率的影响。结果发现sgRNA与靶基因间的碱基错配会导致突变的效率降低,甚至不能突变,其中3′端的碱基配对更为重要。进一步测序分析发现,该系统能同时敲除杨树基因组上两个同源的PDS编码基因(PtPDS1和PtPDS2),突变率分别达86.4%和50%。研究证明该系统可快速高效地敲除两个以上的内源基因,获得多重突变体杨树株系。利用该技术,本课题组已获得多个杨树转录因子及结构基因的敲除突变体株系,为将来开展基因功能研究和杨树遗传改良奠定了基础。