不同家系马尾松对持续干旱的响应及抗旱性

【目的】了解持续干旱对不同家系马尾松幼苗生长和生理特征的影响,初步揭示马尾松的抗旱机制及抗旱遗传效应,比较不同家系的抗旱能力,为马尾松抗旱优良家系选育提供理论依据。【方法】以3个来自广西和贵州的2年生马尾松家系(GX01、GX02和GZ01)幼苗为试验材料,采用随机区组设计,温室土培盆栽模拟干旱环境,研究持续干旱胁迫对马尾松幼苗生长、渗透调节和抗氧化系统的影响。【结果】随干旱胁迫程度的加重,3个家系马尾松的SOD活性均呈先升后降趋势,各家系在胁迫0~10天存在显著差异(P<0.05);POD活性亦呈先升后降趋势,但家系间差异不显著(P>0.05);MDA含量变化中GX01呈先升后降趋势,GX02和GZ01呈先降后升趋势,各家系在胁迫5~20天以及第30天存在显著差异(P<0.05);脯氨酸含量变化中GZ01呈持续上升趋势,GX02和GX01呈先升后降又再升高的趋势,各家系在胁迫20~30天存在显著差异(P<0.05)。连续干旱限制马尾松苗期的生长,3个家系马尾松的苗高和地径的生长以及干物质积累均受到抑制,家系间的苗高生长、地径生长、干物质积累等均存在显著差异(P<0.05);连续干旱导致GX01和GX02的根冠比显著高于对照,GZ01亦高于对照,但差异不显著。隶属函数分析得出3个马尾松家系幼苗抗旱性GX01>GX02>GZ01;灰色关联分析发现,根冠比、苗高与抗旱性关联度最大,其次为MDA和脯氨酸含量,可作为评价抗旱性的主要指标。【结论】马尾松幼苗在轻度干旱胁迫下通过增加保护酶活性抵御干旱;在中、重度干旱胁迫下通过增加渗透调节物质抵御干旱逆境伤害;极重度干旱胁迫下,保护酶活性显著下降,MDA含量显著上升,膜质过氧化伤害严重。干旱胁迫下,马尾松幼苗通过增加地下部分生长、减少地上部分生长以适应干旱逆境。马尾松抗旱性受遗传因素控制,不同家系间抗旱性的差异可能与其不同地理环境长期驯化所形成的遗传差异有关。

不同居群不同部位头花蓼总黄酮含量研究

以原产贵州、四川的10个头花蓼收集系为材料,采用紫外分光光度法,研究了各头花蓼收集系植株不同部位总黄酮含量的变异,以便找出总黄酮含量较高的头花蓼收集系及其头花蓼植株上总黄酮含量较高的部位,为头花蓼药业提供指导。结果表明,不同部位头花蓼总黄酮含量差异很大,其含量大小依次为老茎>花>嫩叶>老叶>嫩茎。头花蓼老茎、花中总黄酮含量在不同居群间差异显著,其它部位差异不显著。四川都江堰居群老茎总黄酮含量最高,达2.761%,显著高于其它收集系。

基于马尾松干旱转录组的抗旱功能SSR位点分析

[目的]了解马尾松干旱胁迫转录组序列的功能分布和SSR位点分布特征,并探索与干旱关联的SSR位点。[方法]对马尾松幼苗进行持续干旱胁迫,选取干旱10、15、25 d及正常供水对照的马尾松针叶样品,通过总RNA提取、Illumina测序、raw reads去冗、Trinity拼接获得unigenes。利用Blast比对,对Unigene序列进行GO、KOG、KEGG功能注释及分类;利用Misa软件进行SSR位点批量搜寻,primer 3. 0软件进行规模化SSR引物设计;利用GOSeq(1. 10. 0)、KOBAS(v2. 0. 12)软件对差异表达的含SSR位点Unigene进行GO、KEGG显著性富集分析。[结果]马尾松转录组194 821个Unigene中,101 806个Unigene获得注释,包含64 943个GO功能注释、35 880个KOG功能注释及30 882个KEGG注释。搜寻到6 728个SSR位点,分布于6 367个Unigene中,SSR出现频率为3. 45%;重复类型以单、三、二核苷酸为主,分别占总SSR的35. 82%、33. 03%和25. 22%;重复基序以A/T、AT/AT、AG/CT、AGC/CTG、AAG/CTT为主;基序长度以10 20 bp的短序列SSR为主;基序重复次数以5～10次重复占优势;批量设计13 338对SSR引物。422个含SSR位点Unigene具有差异表达; KEGG富集分析发现,有11个含SSR位点的差异Unigene参与了光合作用、植物激素信号传导及类胡萝卜素合成等3个与干旱响应相关的代谢途径。[结论]从较高质量的马尾松转录组中获得101 806个具有注释的Unigene;从6 367个Unigene中挖掘出6 728个SSR位点; 422个含SSR位点的差异表达Unigene中筛选出11个与干旱关联的SSR功能位点,为抗旱功能基因定位及马尾松抗旱分子机制研究奠定基础。

不同种源马尾松ISSR遗传结构及影响因素分析

应用ISSR分子标记技术,对来自广西、贵州3个种源的马尾松开展遗传多样性、遗传结构及遗传距离等研究。结果表明：从100条引物中筛选出12条引物,共扩增出92个条带,86条具有多态性。 POPGENE分析显示：马尾松群体水平上的Nei’ s基因多样性指数的变化范围为0.1824~0.2065,Shannon遗传多样性指数的变化范围为0.2818~0.3178,3个群体的多态性水平差异不大；物种水平上的多态性百分率为93.48％, Nei’ s基因多样性指数为0.2842,Shannon信息指数为0.4381；表明马尾松在物种水平上具有较高水平的遗传多样性。遗传结构分析显示：马尾松的基因分化系数（ Gst）为0.3153,表明遗传变异主要来源于群体内；基因流Nm为1.0853,表明不同群体间存在一定的基因流动。 AMOVA分析显示：马尾松的遗传分化指数（ Fst）为0.246（ P＝0.001）,表明群体间已出现明显的遗传分化。 UPGMA聚类和Mantel检测结果显示：每个群体内的个体均能很好地首先聚集为一个分支,群体间的遗传距离与地理距离之间存在显著相关性（ r＝0.972, P＝0.001）。这说明马尾松在裸子植物界中具有较高水平的遗传多样性,遗传变异主要分布于群体内,群体间已出现了明显的遗传分化,这种分化并非由遗传漂变引起,可能与地理生境的差异有关。

淫羊藿植物种内杂交和自交亲和性研究

对原产贵州、四川的15个种、38个居群淫羊藿属植物进行种内杂交、自交结实率统计分析研究。结果显示,该属所有的种类自交结实率普遍较低,最低为0%,最高为22.2%,与种内杂交结实率存在着明显的差异。说明大多数淫羊藿种内自交不亲和,是异花授粉植物,有性繁殖方式可能以风媒授粉为主。

贵州和四川头花蓼居群的RAPD多态性研究

运用随机扩增多态DNA（RAPD）方法研究了来自贵州、四川10个头花蓼（Polygonum capitatum）居群的遗传多样性。结果表明：由6个引物扩增得到74条带。其中，有11条RAPD谱带是所有材料共有的。各居群间相似系数介于0．622～0．892之间。UPGMA法聚类分析表明，供试材料可分为2类，类Ⅰ包含四川都江堰和贵州施秉居群，具有独特的一条带S53-650，并缺少其它居群共同具有的两条带S53-400和S67-790。类Ⅱ有四川马尔康和贵州的其它7个居群，它们彼此间遗传变异较小。

淫羊藿属植物杂交F_1代植株形态和种间系统演化研究

淫羊藿属植物多数种类在形态分类性状上存在连续过渡的形态变异现象,导致种间的鉴别困难。本研究对粗毛淫羊藿、巫山淫羊藿、天平淫羊藿,3个物种合计29个居群之间的种间杂交F1代植株及其亲本形态学进行了比较研究。结果表明:AC×MY、AC×WU、WU×MY 3种组合杂交F1代的叶片形状表现为双亲过渡形态,控制淫羊藿花瓣距短于内萼片的基因可能是部分显性,E.acuminatum的花瓣和内萼片颜色属于显性遗传。所得结果为淫羊藿属植物分类学、种间系统关系及其起源与进化研究提供了新的资料和线索。

贵州马尾松天然林蓄积相关因子的主成份分析

利用第八次国家森林资源连续清查贵州省第六次复查(2010年)资料,从中提取223块马尾松(Pinus massoniana)天然林样地数据,通过主成份分析和多元回归分析其林分蓄积的相关因子。结果表明:中心区特征值大于1的有2个公因子,累积贡献率71.645%,第一公因子方差贡献率为42.204%,包括平均胸径、平均树高、平均年龄,定义为林分基本因子,第二公因子方差贡献率29.441%,包括郁闭度和林分密度,定义为林分密度因子;一般区特征值大于1的有3个公因子,累积贡献率81.620%,第一、二公因子的定义与中心区一致,其方差贡献率分别为35.997%和28.003%,第三公因子为土壤类型,定义为立地条件因子,其方差贡献率为17.620%;多元回归建模并对其进行T检验发现,中心区结果与因子分析结果一致,一般区与因子分析结果有差异。综合表明,中心区和一般区林分蓄积的相关因子均是平均胸径、平均树高、平均年龄、郁闭度和林分密度,其他因子对林分蓄积的影响较小。

喀斯特地区阔叶混交林蓄积的相关因子研究

利用两期贵州森林资源连续清查数据资料（2000~2010年）,通过主成份法和多元回归研究贵州阔叶混交林林分蓄积与各因子的相关性。结果表明：非喀斯特林区特征值大于1的有2个公因子,累积贡献率66.392%;第一公因子贡献率为48.255%,包括平均胸径、平均树高、郁闭度、坡度、海拔,定义为林分及环境因子;第二公因子是林分密度,定义为密度因子,贡献率18.137%。喀斯特林区特征值大于1的有2个公因子,累积贡献率63.708%;第一公因子贡献率为45.675%,包括平均胸径、平均树高、郁闭度、坡度、林分密度,定义为林分因子;第二公因子土壤类型,定义为土壤因子,贡献率为18.034%。多元回归建模和T检验结果表明,喀斯特或非喀斯特阔叶混交林的蓄积相关因子均包括平均胸径、平均树高、郁闭度和林分密度;此外,非喀斯特区林分蓄积相关因子还包括海拔、坡度。该结论为贵州阔叶混交林区资源保护和管理提供了一定的依据。

淫羊藿属植物种间杂交亲和性研究

对原产贵州、四川的14个种、38个居群淫羊藿属植物进行种间杂交结实率统计分析研究。结果显示,淫羊藿属植物种间杂交多数组合有较好的可杂交性,但是不同组合之间有较大的变异。E.wushanense、E.lishihchemii是广亲和的花粉受体,种间杂交中适合作母本。E.myrianthum是广亲和的花粉供体,种间杂交中适合作父本。E.acuminatum、E.pubescense是广亲和的花粉供体兼受体,种间杂交中作为母本或父本都有很高的可杂交性。可确定的生物学物种:大花种类E.pauciflorum、E.acumi-natum、E.chlorandrum,小花类群种类E.sagittatum、E.myrian-thum、E.ecalcaratum、E.pubescense。该结果对于该属进一步的杂交研究、品种改良及该属系统关系研究等都具有一定的参考价值。

贵州杉木人工林蓄积相关因子的主成分分析

利用第8次国家森林资源连续清查贵州省第6次复查(2010年)的数据资料,从中提取杉木人工林样地321块,通过主成分分析和多元回归分析研究林分蓄积的相关因子。结果显示:中心区特征值大于1的有3个公因子,累积贡献率68.012%;第1公因子包括平均胸径、平均树高、平均年龄、郁闭度和林分密度,定义为林分因子,贡献率为37.353%;第2公因子包括枯枝落叶、土壤厚度、腐殖质层,定义为土壤因子,贡献率17.606%;第3公因子为海拔,定义为环境因子,其方差贡献率为13.052%。一般区特征值大于1的有2个公因子,累积贡献率66.151%;第1公因子的定义与中心区一致,其方差贡献率分别为47.772%;第2公因子包括海拔、土壤厚度,定义为环境因子,其方差贡献率分别为18.378%。多元回归建模并对其进行t检验发现,中心区、一般区的回归方程与其因子分析结果均有差异。综合表明,中心区和一般区林分蓄积的相关因子均是平均胸径、平均树高、平均年龄、郁闭度和林分密度;此外,中心区林分蓄积相关因子还包括海拔。

银染法对荞麦等6种粮食作物种子蛋白亚基指纹研究

利用SDS-PAGE和银染检测技术,对我国苦荞、甜荞、小麦、玉米、糯稻米、籼稻米等6种常见粮食粉的种子蛋白亚基进行比较研究,为其鉴别提供经济、快捷、有效的方法。结果发现:甜荞品种间种子蛋白亚基丰富,并显示高度变异性;苦荞种子蛋白质亚基不如甜荞丰富,各品种蛋白亚基变异性不高;荞麦在种子蛋白亚基指纹上与小麦、玉米、糯稻米、籼稻米等粮食粉均有显著差异,可以作为不同粮食作物种子粉鉴别的依据。

不同林龄杉木人工林植物-凋落叶-土壤C、N、P化学计量特征及互作关系

以贵州8年、16年、28年生杉木人工林为研究对象,分析植物-凋落叶-土壤的C、N、P化学计量特征及其内在联系,探讨林龄对杉木人工林生态化学计量的影响,为杉木人工林可持续经营提供参考。结果表明:(1)杉木人工林植物-凋落叶-土壤均呈高C低N、P元素格局,两两组分间差异显著(P<0.05);成熟叶C/N(38.58)、C/P(376.67)偏低,其养分利用效率较低;与成熟叶相比,凋落叶N、P偏低,C/N、C/P偏高;土壤C/P、N/P偏低,C/N较高,说明土壤P素分解较快而N保存较好,反映了凋落叶分解不利。(2)成熟叶C、P以及根、凋落叶、土壤的C、N、P、C/N、C/P、N/P均受林龄的显著影响;从8年到28年,C、N、P含量在植物体呈先增后减趋势,而在土壤中相反,呈先减后增趋势,但在凋落物中C、P显著减小,且C/P,N/P显著增加,反映杉木林早期对养分需求旺盛,随年龄增大需求减小,凋落物分解受制于P素,加剧中幼期杉木生态系统养分供需矛盾。(3)成熟叶与凋落叶N、C/N、N/P之间显著正相关,凋落叶养分源自成熟叶;成熟叶重吸收率P(0.518—0.645)>N(0.292—0.488),即对P的利用效率高于N。凋落叶与土壤C、C/N之间显著负相关,表明土壤C、N来源于凋落叶分解,但凋落叶分解缓慢,导致大量元素滞留于凋落叶,土壤损耗元素得不到补给,两者间养分循环缓慢。土壤与根C、P、C/N、C/P、N/P之间均显著正相关,土壤与成熟叶的C、N、P均不相关,表明土壤养分是杉木生长养分的主要来源,但土壤C、N、P含量对成熟叶C、N、P含量影响不大。

贵州省森林植被碳储量、碳密度及其分布

利用2006年贵州省森林资源二类清查数据,运用优势树种(组)生物量扩展方程以及平均生物量法,结合不同树种的含碳率,估算了贵州省森林植被的碳储量、碳密度,并分析其地域分布特征。结果表明,贵州森林植被总碳储量为177.235 TgC,平均碳密度20.36 MgC·hm^(-2);其中,碳储量依次为:乔木林>灌木林>四旁树>竹林>疏林>散生木。林分碳储量为153.143 TgC,占森林总碳储量的86.41%,林分平均碳密度为23.84 MgC·hm^(-2);林分以针叶林为主,杉木和马尾松的碳储量最高,2种林分碳储量合计71.010 TgC,占林分总碳储量的46.36%,阔叶林碳密度大于针叶林;幼、中龄林的碳储量占林分总碳储量的81.83%,碳密度随年龄增长而增加。全省以黔东南州的碳储量和碳密度最大,黔中部地区碳储量和黔西部地区碳密度为最小,研究认为,气候因素是造成全省碳储量和碳密度分布不均的重要因素。通过对现有森林加强抚育和管理,贵州森林碳储量将大幅提升。

海拔及土壤环境对贵州中龄期杉木蓄积量的影响

为杉木林资源的保护、利用及苗木培育提供科学依据,利用第8次国家森林资源连续清查贵州省第6次复查(2010年)数据资料,采用一元材积表法对128个中龄期杉木人工林固定样地蓄积量进行计算,通过T检验、多重比较、通径分析及回归分析等,研究海拔及土壤环境对中龄期杉木蓄积量的影响。结果表明:中心区杉木蓄积量与海拔呈线性负相关,海拔对其产生的影响>腐殖质层,土壤厚度、枯枝落叶层无明显影响;一般区杉木蓄积量与枯枝落叶层呈线性负相关,枯枝落叶层对其产生的影响>土壤厚度,海拔、腐殖质层无明显影响;而全省杉木区的影响因子依次为海拔>土壤厚度>腐殖质层,枯枝落叶层无明显影响。

贵州省杉木中龄林蓄积量与立地因子的关系研究

利用2010年贵州森林资源连续清查数据资料,采用一元材积表法对贵州省杉木蓄积量进行估算。分析贵州中心产区和一般产区杉木中龄林蓄积量在不同立地因子下的变化规律。结果表明:中心产区或一般产区的杉木单位面积蓄积量在不同立地条件下均有差异,地貌、坡位对杉木蓄积量有显著影响,坡向、坡度对其影响不显著。初步认为在中心产区与一般产区,不同气候类型是引起杉木生长差异的重要因素之一。

淫羊藿属植物的RAPD遗传多样性研究

淫羊藿为小檗科(Berberidaceae)淫羊藿属(Epimedium)植物,目前记载有55种,80%为中国特有种,贵州、四川、湖北等为淫羊藿属植物的变异中心。本研究对主要来自于四川、贵州的17种淫羊藿植物进行了较系统的RAPD标记研究,建立了淫羊藿植物DNA标记系统关系图。研究结果表明,该属植物遗传关系与其地理分布关系密切,并支持了将中国种类划分为大花类群和小花类群。

膳食纤维研究进展

论述了膳食纤维的定义和测定方法,介绍了膳食纤维的理化特性及生理功能,对膳食纤维的研究进行了展望。我国居民膳食纤维摄入量不足,应充分利用我国膳食纤维资源丰富的优势,大力推动膳食纤维产业的发展。

淫羊藿植物DNA指纹图谱的构建

[目的]建立淫羊藿植物的DNA指纹图谱。[方法]对来自贵州、四川等的17种淫羊藿植物进行RAPD标记研究。[结果]从80个引物中筛选出13个谱带清晰、多态性好的引物,共扩增得到263条谱带,多态性条带259条,多态性百分率为98.5%,建立了17种淫羊藿植物的DNA指纹图谱。[结论]每个物种均有各自特异的共有谱带、特有谱带、缺失谱带,这些谱带可用于淫羊藿的物种鉴定。

贵州省1995—2015年森林碳储量时空变化研究

根据贵州省1995—2015年5期森林资源连续清查数据,采用材积源生物量法,研究贵州省森林碳储量的时空变化,为森林增汇及喀斯特植被生态恢复提供参考。结果表明:1995—2015年,贵州省森林面积净增长275.52×10^(4) hm^(2);森林碳储量增长显著,由1995年的76.89 Tg C增至2015年的253.65 Tg C,年增长率达11.49%,表现出较好的碳汇集作用,其主要原因是森林面积及乔木林质量的大幅提升,尤其针叶林是森林增汇的主要贡献者;森林碳密度增长显著,由1995年的23.57 C·hm^(-2)增至2015年的32.59 Mg C·hm^(-2),但仍处于全国较低水平,其主要原因是固碳能力弱的中幼林比例过大;森林碳储量、碳密度地区间分布不均,均为东南、北部较高,中、西部较低,其空间分布格局随时间变化不明显。以上分析表明,加强针叶林抚育管理将有利于森林增汇,对喀斯特植被恢复具有重要的意义。