锥低磷胁迫响应基因的功能及代谢通路分析

磷是限制南亚热带常绿阔叶林植物生长的关键营养元素,研究森林群落中优势木本植物对低磷胁迫响应的内在分子机制具有重要意义。该文以鼎湖山20 hm²固定监测样地常绿阔叶林中优势种锥(Castanopsis chinensis)为研究对象,利用高通量测序技术结合生物信息学软件对锥基因组序列进行深入分析。结果表明:(1)完成了锥基因组参考序列的草图拼接,结合大样地土壤有效磷数据,共筛选出37个显著性磷响应基因,并对筛选出的锥磷响应基因进行GO功能注释分析,发现29个GO注释分类中属分子功能类的基因数最多,共有13条,所涉及的预测功能包括磷脂酶D活性、细胞色素c氧化酶活性、光电子传递、过氧化物酶活性等。(2)对锥磷响应基因进行KEGG富集分析,发现显著性富集的1条代谢通路为psbD基因参与调控的植物光合代谢途径。在锥生长期中,有众多基因与磷代谢相关,并参与调控多种生物途径。其中,psbD基因作为锥叶片主要的磷响应基因可通过调控光合作用来调节植物生长,但其功能有待今后进一步验证。     

南岭小坑小红栲-荷木群落的地上生物量

采用皆伐法对南岭小坑800 m²小红栲 荷木次生群落(24 a)的生物量进行实测,并建立了生物量回归模型,分析群落地上部总生物量(AGB)在森林各层次、各树种及乔木层各器官中的分配规律.结果表明: 在亚热带次生常绿阔叶林,构建混合树种生物量模型的标准木数量最好在12株以上.基于伐倒实测265株阔叶乔木树木的群落混合阔叶树种地上生物量模型为:AGB=0.128D^2.372和AGB=242.331(D²H)^0.947,并且获得小红栲、荷木和萌条杉木单个树种的生物量模型.群落地上部总生物量为115.20 t·hm^-2,其中,乔木层和下木层分别为111.25和1.01 t·hm^-2,层间植物0.36 t·hm^-2,凋落物层2.58 t·hm^-2.小红栲和荷木分别占乔木层地上部总生物量的39.1%和28.7%.树干和枝叶生物量分别占乔木层地上部总生物量的81.0%和19.0%.     

格氏栲天然林与人工林凋落叶分解过程中养分动态

通过对中亚热带格氏栲天然林 (natural forest of Castanopsis kawakamii, 约150a)、格氏栲和杉木人工林 (monoculture plantations of C. Kawakamii and Cunninghamia lanceolata,33年生) 凋落叶分解过程中养分动态的研究表明,各凋落叶分解过程中N初始浓度均发生不同程度的增加后下降;除格氏栲天然林中其它树种叶和杉木叶P浓度先增加后下降外,其它均随分解过程而下降;除杉木叶外,其它类型凋落叶的Ca和Mg浓度呈上升趋势;凋落叶K浓度均随分解过程不断下降.养分残留率与分解时间之间存在着指数函数关系xt=x0e-kt.凋落叶分解过程中各养分释放常数分别为N(kN) 0.678～4.088;P (kP) 0.621～4.308;K(kK) 1.408～4.421;Ca (kCa) 0.799～3.756;Mg (kMg) 0.837 ～ 3.894.除杉木叶外,其它凋落叶分解过程中均呈kK>kP>kN>kMg>kCa的顺序变化.各林分凋落叶的年养分释放量分别为N 10.73～48.19kg/(hm2·a),P 0.61～3.70kg/(hm2·a),K 6.66～39.61kg/(hm2·a),Ca 17.90～20.91kg/(hm2·a),Mg 3.21～9.85kg/(hm2·a).与针叶树人工林相比,天然阔叶林凋落叶分解过程中较快的养分释放和较高的养分释放量有利于促进养分再循环,这对地力维持有重要作用.     

格氏栲自然保护区常绿阔叶林群落特征

在11000m²样地调查材料的基础上,分析了福建三明格氏栲自然保护区常绿阔叶林群落的种类组成、乔木种群的重要值、群落外貌、物种多样性、水平结构和垂直结构特征。该群落计有维管植物223种,隶属于80个科159属,其中单种属占总属数的80.5%,包括藤本在内的高位芽植物占总种数的85.2%。重要值高的乔木种群是格氏栲、木荷、米槠、马尾松、刮槠和山黄皮。主要乔木种群均服从聚集分布。群落垂直结构复杂,可分为乔木层、灌木层和草本层。生活型谱和物种多样性指数介于南亚热带季风常绿阔叶林和中亚热带常绿阔叶林之间。     

武夷山甜槠林水文学效应的研究

对武夷山甜槠林成熟林水文学效应的研究结果表明：观测期间,年大气降水量２６７８．７８ｍｍ,林内雨量２１８２．０４ｍｍ,林冠截留量为４９６．７４ｍｍ;林内雨中,穿透雨量２０８２．０８ｍｍ,树干茎流９９．９６ｍｍ;到达甜槠林地作用面的林内雨量中,被地表枯枝落叶层截留的雨量为１５９．８４ｍｍ,地表径流量１１．６ｍｍ,地下渗流量１０９．３２ｍｍ,其余林内雨量形成土壤含水量增量并由地表物理蒸发、根系吸收以及植物蒸腾所消耗;甜槠林地０～２０ｃｍ土层水分初渗率７８．６ｍｍ·ｍｉｎ－１,稳渗率１５．５ｍｍ·ｍｉｎ－１,达到稳渗历时４５ｍｉｎ,地表枯枝落叶最大持水量５．２ｍｍ,土壤蓄水量１５４．０ｍｍ。与国内其它地区不同类型的森林相比较,武夷山甜槠林具有较强的水文学效能。     

广州红锥-马占相思林物种组成与多样性研究

为了解广州市龙眼洞林场红锥(Castanopsis hystrix)-马占相思(Acacia mangium)阔叶混交林的群落结构,对其物种多样性进行了分析.结果表明,红锥-马占相思阔叶混交林的物种丰富度依次为乔木层>灌木层>草本层>层间植物层.乔木层的Simpson和Shannon-Wiener指数分别为0.945和...     

南岭小坑藜蒴栲群落地上部分生物量分配规律

采用皆伐法对南岭小坑750m2天然藜蒴栲群落的生物量进行了实测,该群落有43个树种,其中藜蒴栲为优势种,获得了胸径2.0 cm以上的267株树的树干、枝、叶烘干重数据以及实测的胸径（D）、树高（H）数据。揭示了该森林群落地上部分总生物量(AGB)在森林各层次、各树种及乔木层各器官中的分配规律,并建立了该群落的生物量模型。结果表明,南岭小坑流域藜蒴栲群落地上部分总生物量是131.149 t.hm-2,其中乔木层是129.895 t.hm-2,下木层是1.563 t.hm-2,层间植物是0.267 t.hm-2,凋落物层是2.424 t.hm-2。树干、树枝、树叶生物量分别是乔木层地上部分总生物量的85.0%、10.6%和4.4%。优势树种藜蒴栲和小红栲生物量是乔木层地上部分总生物量的46.3%和9.8%,这说明在早期演替的森林群落中生物量主要集中分布在少数的几个优势种。乔木各径阶（DBH<5,5~10,10~15,15~20,20~25,≥25cm）的生物量占乔木层地上部分总生物量的百分比分别是1.0%, 13.1%,52.2%,26.4%,4.6%和2.7%。天然次生藜蒴栲群落以D为自变量的模型是Wtagb=0.116D2.384,R2=0.934,模型估算值比皆伐实测值低5.0%;以D2H为自变量的总生物量模型是Wtagb=184.274(D2H)0.881,R2=0.952,模型估算值比皆伐实测值低6.9%;这说明针对天然藜蒴栲群落,采用以D为自变量的总生物量模型更为实用。     

格氏栲天然林土壤养分空间异质性

采用地统计学与GIS技术相结合方法对格氏栲天然林土壤养分和pH值空间异质性进行了研究,结果表明:pH值为弱变异,土壤养分为中等变异,变异强度为有效磷＞速效钾＞水解性氮＞全氮＞全钾＞全磷＞pH值.半方差最优模型拟合分析表明,pH值、全钾、有效磷符合指数模型,全氮符合高斯模型,全磷、水解性氮符合球状模型,速效钾符合线状模型;全钾、速效钾、pH、全氮、全磷、水解性氮和有效磷的有效变程依次为1806、549、267、130、120、182 m和117m;从空间结构特征看,pH值、全氮、全磷、水解性氮、有效磷表现出强烈的空间自相关,其空间异质性主要受结构性因素影响;全钾具有中等强度的空间自相关,其空间异质性是随机性因素和结构性因素共同作用的结果;速效钾具有微弱的空间自相关,其空间异质性主要受随机性因素影响.土壤养分空间分布特征:全氮、全磷由南向北递增;全钾含量呈环状分布,向南北分别呈递增趋势;pH值由东北到西南递增,呈条带状分布;水解性氮从东北向西南递减;有效磷从东南到西北逐渐递增;速效钾分布较均匀,在西北和东南角各有一个高值区,从西南到东北表现为先增加后减少的规律.其结果为区域尺度上土壤养分的空间内插、制图和取样设计提供参考,也为土壤可持续利用、格氏栲天然林的恢复与重建提供科学依据.     

提高CO2浓度对两种亚热带树苗光合作用的影响

鼎湖山季风常绿阔叶林的主要优势乔木树种裂壳锥（Ｃａｓｔａｎｏｐｓｉｓｆｉｓｓａ （Ｃｈａｍ ｐ．ｅｘ Ｂｅｎｔｈ．） Ｒｅｈｄ．ｅｔＷｉｌｓ．）和荷木（Ｓｃｈｉｍ ａ ｓｕｐｅｒｂａ Ｇａｒｄｎ．ｅｔＣｈａｍ ｐ．）幼苗,盆栽于自然条件（ＣＯ２ 浓度３５０ μＬ·Ｌ－ １）或高ＣＯ２ 浓度为５００ μＬ·Ｌ－ １和空气ＣＯ２（３５０ μＬ·Ｌ－ １）的半开顶式气罩中。在生长最旺盛的６～９ 月份,高浓度ＣＯ２ 条件下生长的叶片,其光合速率比在自然条件下生长的提高７９％ ～９５％ 。当叶片在３５０ μＬ·Ｌ－ １和５００ μＬ·Ｌ－ １的ＣＯ２ 浓度下测定时,其光合速率无明显差异。高浓度ＣＯ２ 下生长的叶片其光合速率－ＣＯ２ 浓度响应曲线比对照（３５０ μＬ·Ｌ－ １）高,叶绿素和类胡萝卜素含量低,但叶绿素ａ 和ｂ 的比值及类胡萝卜素和叶绿素的比值不变。高浓度ＣＯ２ 下生长的叶片气孔导度明显降低。两种植物在８５ ｄ 的高浓度ＣＯ２ 的生长过程中,并未出现光合速率下调现象     

红锥基因组RAPD反应体系的建立和优化

以红锥(Castanopsis hystrix A.DC.)嫩叶为材料,应用改良的CTAB方法成功提取了红锥基因组DNA,并对影响随机扩增多态DNA(RAPD)反应的各因素进行了优化,建立了红锥RAPD的优化反应体系及程序.在25μl反应体系中,模板DNA 0.8 ng μl-1,10×Buffer 2.5 μl,Mg2 2.0 mmol/L,Taq DNA聚合酶0.8 U,dNTPs 0.35 mmol/L,随机引物S42 0.28 μmol/L.PCR循环程序为:94℃预变性3 min,然后94℃ 30 s,39℃ 1 min,72℃ 2 min,35个循环,最后72℃延伸10 min,4℃保存.