PV技术的计算机处理及其在树木水分关系研究中的应用

ＰＶ技术的计算机处理及其在树木水分关系研究中的应用刘建伟,刘雅荣,王世绩（中国林业科学研究院林业研究所,北京１０００９１）ＣｏｍｐｕｔｅｒＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇｏｆＰＶＣｕｒｖｅＡｎａｌｙｓｉｓａｎｄＩｔｓＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｎｔｈｅＲｅｓｅａｒｃ...     

黄土高原丘陵区不同生境小叶杨人工林物种多样性及其群落稳定性分析

通过样地调查,对黄土高原丘陵沟壑区处于阴坡、半阴坡、半阳坡、阳坡4种生境条件下,经过30年发育的小叶杨人工林物种多样性,群落结构动态和土壤水分养分效应进行了系统研究,结果表明:(1)不同生境小叶杨人工林总体上物种丰富度、多样性指数和均匀度指数均呈现出阴坡>半阴坡>半阳坡>阳坡的趋势,且林内物种多样性指数表现为:草本层>灌木层;(2)不同生境条件下的小叶杨人工林年龄结构分析表明,尽管阴坡小叶杨长势相对较好,但更新幼苗数量相当有限,很难实现种群的自我更新,不适合作为人工林培育;(3)土壤含水量和养分因坡向不同而呈现出明显的差异,尽管阴坡和半阴坡的水分、养分条件相对较好,但也出现了枯梢、病虫害等衰老特征,因此阴坡、半阴坡的生境对小叶杨来说也不合适.未来应该对现有林地在保护的前提下,间伐衰老个体,补植和引入乡土物种,进行天然化培育.     

小叶杨DREB同源基因内SSR的发现及群体结构分析

利用基因特异的PCR引物从小叶杨(Populus simonii)经干旱胁迫后构建的cDNA文库中扩增得到长度为671 bp的PsDREB cDNA克隆。该基因内部含有完整的且大小为543 bp的开放阅读框, 可编码181个氨基酸残基。在此基础上, 对36株小叶杨基因型个体的DREB基因进行了克隆和序列分析, 发现其内部存在以CAC为基本单位的4次(A)、5次(B)、7次(C)、8次(D)、9次(E)、10次(F)和11次(G)7种类型的简单重复序列(SSR)。以该重复序列为扩增对象设计引物, 对我国11个省16个群体528株小叶杨进行了群体遗传结构分析。结果表明, 在检测群体中各位点等位基因频率大小顺序依次为: D＞C＞F＞E＞A＞G＞B; 平均有效等位基因数为3.167 0, 平均观察和期望杂合度分别为0.468 5和0.531 5, 且在多数群体中存在一定程度的近交效应和显著偏离Hardy-Weinberg平衡; 而Ewens-Watterson中立性检验表明, 除山西宁武、辽宁朝阳和河南伊川外, 其它多数群体均属于中立性选择。研究结果将为利用候选基因内SSR标记来评价林木育种资源的遗传多样性以及保护和利用这些资源提供科学的理论依据。     

杨树生理生态指标与环境因子之间相关性分析

为了揭示杨树生理生态指标与环境因子间综合复杂的关系,找出重要指标,在适宜土壤水分、中度干旱和严重干旱3种土壤水分条件下研究水分胁迫对杨树生理生长变化的影响;在人工控制条件下,研究叶片净光合速率(Pn)、叶片气孔导度(Gs)随光合有效辐射(PAR)和CO2浓度变化的反应关系;在中度干旱条件下,通过直接相关和综合相关分析,揭示各指标间相互影响的复杂关系。结果分析表明,水分胁迫对杨树生理生长变化有显著影响,是主要因子。在中度干旱条件下,对杨树有重要影响的因子依次为:光合有效辐射(PAR)、CO2浓度、大气温度(Ta);能够反映杨树生理生态特性的重要指标依次为:耗水量、蒸腾速率(Tr)、呼吸速率(R)和净光合速率(Pn).由此获得基本结论:杨树的生理生长变化受土壤水分、光合有效辐射(PAR)、大气CO2浓度和大气温度等多个环境因子的综合影响极其显著,其生理生长变化特征也宜采用多个指标来反应。直接相关分析不足以反映它们间的复杂关系,综合分析优于直接相关分析,分析方法科学合理,值得研究推广。     

张北地区退化杨树防护林的水分利用特征

在张北地区,以杨树为主的防护林出现不同程度的退化现象,水分是干旱区植物生存的主要限制因子,为揭示水分与防护林退化的关系,本文基于稳定氢氧同位素技术,通过对比小叶杨枝条水与潜在水源的同位素值,探究不同退化程度下小叶杨的水分来源及其对各水源的利用比率.结果表明:不同退化程度的杨树林水分来源不同,随退化程度的加深,小叶杨的水分来源从深层逐渐向表层转移.无退化的小叶杨主要利用320~400 cm的土壤水,利用率为25.1%;轻度退化的小叶杨主要利用120~180、180~240和240~320 cm的土壤水,对这3层的利用率总和将近50.0%,而对其他土壤水利用较少;中度退化的小叶杨主要利用20~40、40~60和60~80 cm的土壤水,对这3层土壤水每层利用率在17.5%~20.9%范围,对120 cm及其以下的土壤水利用率均低于10.0%;而重度退化的小叶杨主要利用0~20 cm的表层土壤水分,利用率为30.4%,明显高于其他水源.杨树防护林在衰退过程中的水分来源逐渐变浅,而林地浅层土壤较低的土壤含水量无法满足杨树的正常水分需求,加速了杨树林的退化和死亡.     

Plants Regenerated from Mesophyll Protoplasts of Cottonwood New Clone

Poplar NL-80106 (Populus deltoides×P, simonii) mesophyll protoplasts were isolated from leaves of 30 days-old sterile shoot, with 4 × 107/g fr. wt of protoplast yield after purification. The protoplasts were cultured in KM8p and MS liquid media containing 2 mg/L 2, 4-D, 0. 5 mg/L NAA and 0.5 mg/L KT. Higher plating density and lower osmatic pressure (0.45 mol/L) were proved to be favourable to division of protoplast-derived cells. The first division initiated 5 days after culture, and the division frequency reached 4.5 % on the 10th day. A number'of cell colonies and microcalli was formed in 12 weeks. Using organic nitrates and glucose in protoplast culture medium was beneficial to increase division frequency and plating efficiency. The calli were allowed to grow to 4--6 mm in height with red colour and compact structure on the gelrite-sohdified NLZ1 proliferation medium in 3 weeks and were transferred onto NLF differentiation medium where the frequency of shoot formation could reach 100%. The 3 cm high shoots were then cut off from the callus and rooted on 1/2 MS medium.     

黄土丘陵区人工小叶杨生长空间差异及其土壤水分效应

小叶杨是黄土高原主要水土保持树种之一,但营造坡位和方式的不同,其生长的空间差异显著。研究表明,坡下部小叶杨平均地径、胸径、枝下高和冠幅等参数都明显优于坡中部和上部,以沟谷地带的小叶杨生长为基点,则坡下部、中部和上部的小叶杨的树高和胸径生长潜力分别为沟谷地带小叶杨的77.53%、34.88%、31.88%和75.59%、39.51%、33.36%;小叶杨(+沙棘)混交林,其林分的平均树高、地径、胸径及冠幅等生长参数都明显高于纯小叶杨林,混交小叶杨林比纯小叶杨林有更好的稳定性。小叶杨林地土壤水分变化规律:坡下>坡中>坡上,随坡位升高,其差值逐步增大;混交比纯林模式对深层土壤水分的消耗更大;在100～500cm土层的小叶杨林地普遍存在低于凋萎湿度的土壤干层,即使通过雨季降水的补充也难以恢复。     

基于稳定同位素和热扩散技术的张北杨树水分关系差异

利用稳定氢同位素和热扩散技术研究张北防护林杨树的水分来源和蒸腾耗水,分析确定未退化与退化杨树的水分关系差异.结果表明:在生长季节中退化杨树主要利用0～30 cm土壤水分,未退化杨树主要利用30～80 cm土壤水分,两者的水分来源不同.旱季时,未退化杨树利用深层土壤水分和地下水的比例明显高于退化杨树.雨季中,杨树对0～30 cm土壤水分的利用比例增加,退化杨树增加幅度明显高于未退化杨树,对30～180 cm土壤水分的利用比例均减少.未退化杨树的液流速率大于退化杨树,不同天气中液流速率表现出相似的变化趋势,但未退化杨树液流的启动时间比退化杨树早.相关分析表明,未退化和退化杨树液流速率与土壤温度、风速、太阳辐射、相对湿度、空气温度均呈极显著的相关关系.退化杨树液流速率与土壤温度和空气相对湿度呈极显著负相关,与其他因素呈显著正相关,而未退化杨树仅与空气相对湿度呈极显著负相关,与其他因素均呈显著正相关关系,表明退化和未退化杨树蒸腾耗水易受环境条件的影响.退化杨树液流日累计量明显小于未退化杨树,表明其蒸腾耗水量较少;退化杨树水分来源浅,蒸腾耗水的减少并不能阻止林分退化.     

小黑杨花药培养植株转化胆碱氧化酶基因提高耐盐性

以小黑杨（Populus simonii×p．nigra）花药培养植株无菌苗叶片为外植体,通过根癌农杆菌（Agrobacterium tumefaciens）介导法将胆碱氧化酶基因（codA）导入小黑杨中,共获得4株转化株系,PCR扩增和Southern杂交检测结果全部呈阳性,表明codA基因已整合到小黑杨花药培养植株基因组中。荧光定量RT-PCR检测证明,codA基因在小黑杨花药培养植株中获得表达。耐盐实验结果显示,各转基因株系在0．6％的NaCl浓度下能够生长,而非转基因对照小黑杨受盐害严重,说明codA基因的导入提高了转基因植株的耐盐性。