基于遗传效应和气候变量的日本落叶松微纤丝角预测

【目的】分析遗传效应和气候变量对日本落叶松木材微纤丝角的影响,建立预测模型,预测终端收获木材的质量,旨在提高遗传材料的选育效率和促进目标材种的定向培育。【方法】以20个日本落叶松无性系为研究对象,通过木芯取样测定了林龄从4年到15年连续12个年轮的微纤丝角,分析了微纤丝角与林龄和年轮宽度的关系,建立了微纤丝角基础预测模型,然后对微纤丝角和气候变量进行相关性分析,采用混合效应模型构建了含有遗传效应和气候变量的日本落叶松微纤丝角预测模型。【结果】(1)微纤丝角随着林龄的增加呈减小趋势,随年轮宽度的增加呈增加趋势,不同无性系间微纤丝角变化规律明显不同。(2)含有林龄和年轮宽度的基础模型确定系数(R^(2))为0.43,均方根误差(RMSE)为4.391;加入平均年降水量和冬季平均降水量后模型R2为0.54,RMSE为4.039;采用混合模型建立的含遗传效应和平均年降水量、冬季平均降水量的微纤丝角预测模型R^(2)为0.81,RMSE为3.061。(3)平均年降水量和冬季平均降水量增加会增大日本落叶松微纤丝角,两个气候变量解释了微纤丝角变异的11%;遗传效应对日本落叶松微纤丝角变异有重要影响,可解释微纤丝角变异的27%。【结论】相较于平均年降水量和冬季平均降水量,遗传效应对木材微纤丝角影响更大。而且不同无性系的微纤丝角对气候因素变化的响应不同,无性系I6-7-075、I8-4-30和J28-6对于气候变化更钝化,是生态适应性更强的无性系,适合进一步在日本落叶松适生区推广应用。

日本落叶松内源GUS基因鉴定及其酶活性分析

[目的]研究日本落叶松内源β-葡糖苷酸酶(GUS)基因及其酶活性,分析GUS作为报告基因的可靠性。[方法]利用pCAMBIA1301载体上的GUS基因序列在日本落叶松参考基因组中进行比对,鉴定并克隆出日本落叶松GUS(LaGUS)基因。在NCBI利用blastp查找其他物种中LaGUS的同源序列并构建进化树。利用已有的转录组数据和实时荧光定量PCR分析LaGUS基因在日本落叶松中的表达模式。利用组织化学的方法,以X-gluc作为GUS酶反应底物,检测日本落叶松体细胞胚胎发生过程中内源GUS的酶活性。[结果]在日本落叶松中鉴定到一个LaGUS基因,CDS长3435 bp,编码1144个氨基酸。25种植物中具有与LaGUS基因相似的序列。LaGUS基因的表达量在活动期高于休眠期,在体胚苗中高于在胚性愈伤组织和体细胞胚胎中。组织化学染色表明,日本落叶松胚性愈伤组织、体细胞胚胎和体胚苗在室温下染色6 d时均观察到蓝色,但体胚苗的染色程度高于胚性愈伤组织和体细胞胚胎。[结论]日本落叶松具有内源GUS活性,在基因工程中利用GUS作为报告基因可能存在一定干扰。

日本落叶松纸浆材优良家系多性状联合选择

以12年生日本落叶松自由授粉家系子代测定林为研究对象,对生长、干形和材性性状进行相关分析、通径分析及间接选择研究,利用综合选择指数法开展了日本落叶松纸浆材优良家系选择,并为湖北等亚热带高海拔山区筛选出一批生长、干形和材性兼优的家系,最后提出了日本落叶松纸浆材选育指标及优良家系利用途径。研究表明:生长性状与纤维长度之间存在显著正相关关系,与壁腔比之间存在显著负相关关系,与木材密度、1%NaOH抽出物、综纤维素含量间相关不显著;木材密度与主枝长之间,纤维长度与主枝长、主枝粗和新枝粗之间,晚材壁腔比与主枝粗、主枝长、皮厚、冠幅、新枝数之间,1%NaOH抽出物与主枝长之间存在显著正相关关系。各控制性状对单木材积直接作用的大小依次为:胸径、树高、主枝长、壁腔比、主枝粗、皮厚、冠幅、晚材纤维长和早材纤维长,其中胸径和树高2个性状对单株材积性状的直接作用占材积总变异的63%,虽然冠幅、壁腔比等性状对单木材积的直接控制作用很小,但这些性状通过胸径对单木材积具有很大的间接遗传控制作用,由这9个性状组成的控制系统可以说明单木材积变异的98.66%。

日本落叶松自由授粉家系纸浆材材性遗传变异的研究

对12年生日本落叶松自由授粉子代测定林纸浆材材质性状进行了遗传变异分析、遗传参数估计、相关分析及综合评价和选择。结果表明:家系间综纤维素含量、基本密度、早材和晚材纤维长度、早材和晚材壁腔比差异极显著或显著,10g·L-1NaOH抽出物差异也达10%水平显著。各性状受强度或中等强度的遗传控制,对日本落叶松进行家系水平的材性改良具有很大的潜力。木材密度与早、晚材壁腔比、10g·L-1NaOH抽出物呈显著正相关,与综纤维素含量呈显著负相关,与早、晚材纤维长度相互独立;晚材纤维长度与早材纤维长度存在紧密正相关,纤维长度与早材壁腔比存在显著负相关关系,与晚材壁腔比、综纤维素含量和10g·L-1NaOH抽出物相互独立;综纤维素含量与早材壁腔比呈显著负相关,与晚材壁腔比相关不显著;10g·L-1NaOH抽出物与综纤维素含量、早、晚材壁腔比均相互独立。根据对日本落叶松材质性状的综合评价结果,选出最适合作纸浆林培育的249、340、346、217和364号家系。

短轮伐期日本落叶松家系生长性状遗传参数的变化

以湖北省建始县长岭岗林场 15年生日本落叶松自由授粉家系子代测定林为研究对象 ,研究纸浆材轮伐期内不同年龄阶段生长性状的家系间遗传变异、早 -晚相关关系及主要遗传参数随时间变化的趋势 ,确定早期选择年龄及早期选择因子。结果表明 :各年龄胸径、树高不仅在家系水平上存在着极显著的变异 ,家系内个体间也存在着丰富的变异 ,具有很大的遗传改良潜力 ,家系和家系内个体选择是日本落叶松改良的主体 ;性状的方差分量、遗传力、变异系数在树木生长过程中一直处于动态变化中 ,并表现出一定的规律性 ;胸径、树高的早 -晚相关十分紧密 ,且这种相关关系主要受遗传因素制约 ;对胸径和树高进行家系早期选择的最适年龄为 6年生 ,进行家系内个体选择年龄为 8年生 ,胸径作为早期选择指标较树高更能准确地表达成熟时的信息。

生长调节剂对落叶松杂种生根和幼苗生长的影响

该文利用方差分析及多重比较的方法研究了不同生长调节剂、处理浓度对不同日本落叶松×长白落叶松杂交组合半木质化插穗生根能力及扦插幼苗生长的影响，并选配出了有利于提高插穗生根能力的最佳生根促进剂配方．研究表明：参试杂交组合间生根能力差异不显著，生长调节剂处理与杂交组合的交互作用也不明显；适宜的生长调节剂处理对促进落叶松杂种插穗生根有一定作用，尤其对促进根系发育、增加生根量和降低偏根率的作用十分显著；虽然不同浓度IBA处理（100-300mg／L）对苗期生长的影响未达显著水平，但经处理的生根插穗大田移栽成活率、苗高和地径均高于对照；较高浓度IBA处理（400mg／L）和生长调节剂配合处理对落叶松杂种半木质化插穗生根率、平均生根量和偏根率有明显的改善作用，其中添加少量维生素的L4配方插穗生根率高达93％，每穗平均生根量多达9．4条，偏根率下降到4．5％．

百合幼胚离体培养基的筛选

以切花百合品种间杂交获得的胚龄为30～50d的幼胚作为外植体 ,进行离体培养基的筛选。结果表明 :基本培养基对萌发率、成苗率、生长势的影响从好到差顺序为MS>N6>SH>LS>Monnier>DCR>改良White;碳源种类对萌发的影响从好到差顺序蔗糖、甘露醇、白糖、葡萄糖、果糖 ,胚的成活情况与渗透压密切相关 ;生长素(NAA)不同浓度对幼胚成活的影响从好到差顺序为0.001>0.01>0.1>1>0,细胞分裂素(6-BA)不同浓度对幼胚成活的影响从好到差顺序为0.001>0.01>0.1>1>0。采用正交试验设计对幼胚萌发率及生长情况进行分析得出最优组合培养基为:糖60g·L-1+6 -BA0.1mg·L-1+NAA0.001mg·L-1+CH和VB6,基本培养基为MS附加琼脂10g·L-1,pH值为5.

GC法同时测定麝香壮骨膏中樟脑、薄荷脑、冰片和水杨酸甲酯的含量

目的:建立同步测定麝香壮骨膏(樟脑、薄荷脑、冰片等)中樟脑、薄荷脑、冰片和水杨酸甲酯等4种成分含量的气相色谱方法。方法:挥发油测定器蒸馏制备供试液,以萘为内标物。PEG-20M为固定相的毛细管柱,氮气作为载气,FID检测器,采用程序升温,内标法测定样品中4种成分的含量。结果:麝香壮骨膏中的樟脑、薄荷脑、冰片(龙脑和异龙脑)和水杨酸甲酯及内标物萘等5种物质在同一色谱条件下获得良好分离,樟脑、薄荷脑、冰片和水杨酸甲酯的回收率依次为96.92(RSD=2.42),98.03(RSD=1.81),99.02(RSD=1.47)和98.15(RSD=1.59)。采用此方法对麝香壮骨膏的6个不同厂家的产品进行含量测定,均可取得满意的结果。结论:该方法简便、准确、分离度好,可用于控制麝香壮骨膏的质量。

落叶松种间及其杂种木材物理力学性质评价

落叶松（Larix spp.）是我国东北、西北、华北及南方亚高山区重要速生用材树种。据第七次全国森林资源清查数据,我国现有落叶松总面积1063万hm^2,其中人工林约286万hm^2,占全国人工林总面积的7.14%（贾治邦,2009）。由此可见,落叶松不仅天然林资源丰富,人工林后备资源也十分雄厚,具有很大的开发利用前景。但落叶松产区主要位于经济欠发达的边远山区或国有林区,

北亚热带高山区日本落叶松造林整地与抚育技术的研究

对“八五”期间在湖北省宜昌市大老岭林场按4×3析因设计的日本落叶松不同整地与抚育方式试验林15 a观测数据进行了分析,研究了不同整地方式、抚育方式及其交互作用对日本落叶松历年生长量的影响,并对经济效益进行了对比分析,为该区发展短轮伐期纸浆用材林提出了适宜的整地、抚育方式。研究结果表明:整地方式对日本落叶松生长和造林保存率有一定影响,尤其对造林次年高生长量影响显著,对15年生蓄积量的影响也达10%的显著水平,A1(60 cm×60 cm×35 cm)的造林次年高生长、15 a蓄积量均显著高于对照,15年生时A1的胸径、树高、单木材积和蓄积量分别比对照提高3.36%、3.61%、12.29%和38.98%。抚育方式对造林后第3年保存率的影响达10%的显著水平,B2(7月上旬挖坑除草1次,在8月中旬再全面割灌1次的抚育方式)的保存率显著高于B3(8月上旬全面割灌1次的抚育方式),但3种抚育方式对各年生长量的影响并不显著。尽管整地方式与抚育方式的交互作用对各年生长量的影响并没有达到统计意义上的显著水平,但整地抚育组合A1B2的各年生长量均高于其它组合,15年生时其胸径、树高、材积和蓄积量比A0(对照)B2分别提高12.56%、14.65%、53.13%和68.16%,且A1B2的净现值最高,资金利用效果也较好;而A3B3的盈利率最高,其净现值也高于平均水平。

生态工业园运行效率评价指标体系的研究

生态工业园是实现可持续发展的有效模式。在国内外生态工业园评价指标体系研究的基础上,对生态工业园运行效率的内涵进行了研究与界定,阐明了生态工业园运行效率的表现特征,围绕其表现特征,设置了包含经济运行效率、资源转化效率、污染减排效率、生态工业特征指标和园区管理效率5个准则层在内的指标体系,并对指标的选取、评价标准的制定进行了讨论,最终建立了包含27个具体指标的生态工业园运行效率评价指标体系。以烟台经济技术开发区生态工业园为例,采用层次分析法和距离函数模型等数学方法对园区的运行效率进行了评价,针对评价结果,从园区管理、生态工业特征等方面提出了开发区今后发展的对策与建议,也为其他生态工业园区的运行效率评价提供了有用的参考。

黄瓜穴盘育苗优化施肥技术研究

以草炭、珍珠岩为育苗基质,综合操作管理和施肥方面因素后得知,最佳的施肥方式是肥料与基质直接混合。在基质中施用100～200mg/L的有效磷即可满足黄瓜的苗期生长需要,但磷的施用量提高到500mg/L有助于根系的发育、干物质的积累和壮苗指数的提高,提高到1000mg/L时除根系发育外,其它方面的正面效果不明显。黄瓜幼苗植株中的磷浓度随磷肥用量的增加而增加,但高磷抑制幼苗对氮、钾的吸收。因此,在黄瓜穴盘育苗中,最佳的N,P2O5,K2O的施用量分别为200,100,200mg/L。

日本落叶松家系对树高生长模型参数的影响

以湖北省建始县长岭岗林场 15年生日本落叶松子代测定林为研究对象 ,研究了家系间优势高的生长变异 ,家系对树高生长模型参数影响的显著性检验 ,并构建了日本落叶松家系树高生长模型。研究表明 ,同一立地不同家系的树高—年龄关系为多形曲线 ,不仅渐近线存在显著差异 ,而且曲线的形状也发生改变 ,应采用不同的生长模式来描述其树高生长过程 ,优势高生长是环境差异和遗传变异的树木表现型的综合反映 ,树高生长潜力 (立地指数 )随着遗传改良材料的应用而增大 :Schumacher和Richards方程对模拟日本落叶松幼龄阶段不同家系的优势高生长过程均能达到令人满意的效果 :家系间优势高的差距随年龄而增大 ,且家系间连年生长速率也各不相同。

栎林内空气负离子变化特征与气象因子关系研究

为研究沈阳树木园栎林内空气负离子的时间变化规律及与气象因子的关系,对栎林内的空气正、负离子浓度、风速、空气温度和相对湿度进行了实测,结果表明:栎林内空气负离子浓度的日变化呈"双峰"趋势,一天中8:00和20:00空气负离子浓度最高,14:00时浓度最低。月变化以7月份负离子浓度最高,4月份最低。从季节上看,空气负离子浓度表现为:夏季>秋季>春季>冬季。空气质量的变化趋势同负离子含量变化趋势基本相同。各气象因子中,湿度(p<0.01)和风速(p<0.01)分别对负离子含量呈极显著正相关,温度(p<0.05)对负离子含量呈显著负相关。

日本落叶松×长白落叶松杂种组合间生根性状及幼林生长的遗传变异

对辽宁大孤家12个日本落叶松×长白落叶松混合授粉及单系授粉杂交组合及4个相应母本自由授粉家系进行扦插生根变异及其测定林3～5年生长变异的分析,研究父母本对组合间生根和生长性状变异的贡献,并在此基础上选出高生长量及生根力的杂交组合。研究表明:无论是生根性状还是幼林生长性状,日×长杂种组合间均存在着显著遗传变异,父、母本效应明显,组合间具有很大的选择潜力;生根性状间、生长性状间存在着紧密的相关关系,但生根与幼林生长性状之间相关不紧密,可以开展生根与生长性状的独立选择;利用隶属函数法选出了生根最优、生长与生根兼优的杂交组合(或家系),选出的4个生根与生长兼优的家系5年生平均树高、地径和保存率分别比4个母本对照家系的平均值提高24.7%、28.9%和55.6%,而生根性状与其基本一致。

应用RAPD标记对百合杂交种真实性鉴定的研究

应用RAPD标记对百合杂交种真实性进行了鉴定。研究表明:采用RAPD分子标记对百合杂交种进行早期鉴定是一种快速有效的方法。在本试验中杂种既具有相加性带型、单亲本带型,又具有融合双亲的特异带,并出现了新的带型。这样可以通过多个引物的应用,对杂交种进行早期鉴定。

长白落叶松人工林生长模型的研究

根据黑龙江省孟家岗林场、江山娇林场的固定标准地及吉林省松江河地区的团状枝解析样地调查数据，基于Ｋｏｒｆ生长方程，导出了落叶松人工林分自然稀疏模型和断面积生长模型，以此为核心构造了满足相容性原则的树高曲线动态预估模型、林分收获预估模型落叶松人工林生长模型系统。用由这４个模型构成的模型系统可模拟不同林分的平均胸径、每公顷株数、林分断面积及林分蓄积的生长过程，并与实际林分很接近。

不同生长素处理条件下杂种落叶松生根力的变异

Five 5.5-year-old hybrid families seedling ortets in larch nursery of Maojingba forest farm,Hebei Province,were used as regenerating materials in this experiment,the effect of IBA concentration and soaking time on rooting of semi-hardwood cuttings of hybrid larch and the response of different hybrid families to auxin treatment were systematically studied,and the genetic parameters of rooting under different auxin treatments were estimated. The results showed that suitable IBA treatment had an obvious effect on accelerating rooting and root development of hybrid larch cuttings. Rooting percentage increased with enhancing IBA concentration or extending soaking time,but decreased when reaching a certain concentration and soaking time. The root number increased with enhancing IBA concentration or extending soaking time,however,one-sided rooting percentage had reverse trend. Rooting percentage and root development of Larix kaempferi 73-2×Hybrid 93-16 were better than other hybrid families,the percentage of rooted cutting was up to 94% and mean root number per cutting was 5.3 by 200 mg·L-1 IBA soaked with 20 min. The following hybrid family was L. kaempferi 12 ×L.gmelinii 9,whose percentage of rooted cutting was up to 87% and mean root number per cutting was 4.8 by 400 mg·L-1 IBA soaked with 30 min. Genetic parameters of rooting traits changed greatly under the different auxin treatments,the trend of changes in the heritability of root number and rooting percentage with the IBA concentration and soaking time was similar to the root number and rooting percentage by the different auxin treatments.

落叶松种间及种内和种间杂种家系间的物候变异与早期选择

对造林后1~3年生7种（变种）落叶松和7个种内和种间杂种家系的9个物候期进行连续定株观察及生长量调查,利用方差分析方法研究落叶松种间、家系间物候期的变异,利用主成分分析方法划分落叶松种（家系）的物候群,利用典型相关分析方法确定物候期与幼林生长量之间的关系。结果表明：除侧枝芽膨大外,落叶松种间、家系间各物候期的变异均达极显著水平。同样,种内个体间、家系内个体间也存在一定的物候期变异,但同种家系内个体间的变异明显小于杂种家系内个体间的变异。兴安落叶松顶芽展叶、抽新梢时间明显早于其他种,封顶也最早;其次是长白落叶松和华北落叶松;朝鲜落叶松和欧洲落叶松的封顶时间比长白和华北落叶松还要迟半个月;日本落叶松顶芽膨大和展叶时间最晚,封顶时间也明显迟于其他种。以日本落叶松为母本的各种间杂种,在物候上多数表现出中间偏母本的特性,而在抗病能力方面较父本有所改善,在抗寒性方面却明显优于母本。日本落叶松生长最快,其次是长白和朝鲜落叶松,而日×长、日×兴杂种生长量超过母本,表现出超亲杂种优势,表明在东北地区落叶松杂种利用潜力巨大。根据主成分聚类结果,可将14份遗传材料分为4个物候型。除侧枝芽开始展叶、完全展叶和抽新梢以外的其他物候因子与生长量之间相关紧密。物候因子对生长量有相当好的预测能力,即顶芽萌动、展叶越早,封顶越迟,生长期越长,对树木的生长越有利。

镉胁迫对白三叶萌发种子生理特性的影响

通过水培的实验方法，研究镉（Cd）胁迫对白三叶（Trifolium repens L．）萌发种子生理特性的影响。结果表明：随Cd浓度增加，白三叶萌发种子生物量逐渐下降，MDA含量上升，超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）和过氧化氧酶（CAT）仍保特较高活性。Cd浓度在10～50μmol／L时，其MDA含量略微上升，SOD活性显著升高。Cd浓度在1250μmol／L时，MDA含量显著上升，SOD活性下降但仍高于对照。抗坏血本过氧化物酶（APX）在Cd浓度为10—250μmol／L时保持较高活性，1250μmol／L时，其活性与对照相比有所下降。Cd处理下，白三叶萌发种子SOD、POD和CAT协同合作，有效清除其体内的活性氧（ROS），使MDA在一定Cd浓度范围内保持相对稳定，在减少其膜质过氧化损伤和增强其抗性等方面起重要作用，同时也说明白三叶在城市Cd污染土壤修复中具有良好的应用前景。