基于SSR标记分析31份甘薯品种(系)的遗传多样性

为了解不同甘薯资源材料之间的亲缘关系,以收集保存的31份甘薯品种(系)为研究对象,采用SSR标记分析不同材料之间的遗传多样性。结果表明,基于筛选获得的多态性较好的21对SSR标记,共检测到405个多态性等位位点,平均每对引物等位位点数为19.3个。31份甘薯材料遗传相似性系数在0.2829~0.9758之间,平均值为0.430419,说明遗传多样性丰富。聚类分析表明,在遗传距离为0.638时,可将31份甘薯品种(系)分为四个类群。

不同有机肥对甘薯产量、品质及土壤肥力的影响

为探究施用不同有机肥对甘薯产量、品质以及土壤肥力的影响。以甘薯品种黔薯6号为试材,设置5种不同有机肥处理,以不施肥为对照。结果表明:施用有机肥能有效促进甘薯藤蔓生长及块根的膨大,其中产量以上蚕力有机肥(T4)最高,较对照增加了19.9%。不同有机肥对甘薯营养品质的影响差异较大,而对干物质的累积不明显。另外,种植甘薯显著降低了土壤的养分含量,而施用不同有机肥可以补充甘薯对养分的部分需求,但对土壤pH的影响不明显。施肥均显著增加了土壤微生物量碳(MBC)和微生物量氮(MBN)的含量。同时显著增加了土壤脲酶(URE)、酸性磷酸酶(ACP)、N-乙酰葡萄糖苷酶(NAG)和纤维二糖酶(CBH)活性,明显降低了硝酸还原酶(NR)和β-葡萄糖苷酶(BG)活性,而对其他酶活性影响有升有降。相关性分析表明,有机肥中不同成分对甘薯块根产量和品质的影响差异较大,肥料的pH及有机质投入量主要影响块根的品质,而纯氮投入量则与块根产量和品质均密切相关。土壤理化性质主要受有机肥的pH、有机质及纯氮投入量的影响,而与纯磷和纯钾的投入量相关性较小;同时,有机肥与土壤MBC、土壤URE、ACP、NR、PPO和LAP的相关性强于土壤微生物量氮(MBN)、N-乙酰葡萄糖苷酶(NAG)、纤维二糖酶(CBH)和多酚氧化酶(PPO)。综上,不同有机肥在一定程度上促进了甘薯的生长,提高了甘薯产量,增加了土壤的养分含量,改变了土壤的微生物环境,因此可根据指标的相关性分析结果为甘薯生产提供参考依据。

川西亚高山森林土壤有机层碳、氮、磷储量特征

同步研究了川西亚高山云杉林、冷杉林和白桦林生态系统土壤有机层(OL)和矿质层(MS)的有机碳、全氮及全磷储量特征.所有土壤剖面上的有机碳和易氧化有机碳含量均随土壤深度增加而降低,即未分解层<半分解层<完全分解层<腐殖质层<淀积层<母质层.云杉林、冷杉林和白桦林土壤有机层的有机碳储量分别为29.38(±1.28)thm-2、22.70(±1.20)thm-2和8.63(±0.95)thm-2,矿质土壤中分别为17.84(±1.92)thm-2、19.74(±1.76)thm-2和14.92(±1.64)thm-2.冷杉林和白桦林土壤剖面上的全氮和全磷含量大小顺序为半分解层<完全分解层<腐殖质层,但腐殖质层>淀积层>母质层.云杉林、冷杉林、白桦林土壤有机层的全氮储量分别为0.85(±0.11)thm-2、0.68(±0.06)thm-2和(0.36±0.03)thm-2,全磷储量分别为0.29(±0.03)thm-2、0.22(±0.03)thm-2和0.06(±0.02)thm-2.

季节性冻融期间亚高山森林凋落物的质量损失及元素释放

季节性冻融期间的凋落物分解对季节性冻土区的森林生态系统过程可能具有重要的影响,但已有的研究报道很少。因此,采用凋落物分解袋法研究了岷江冷杉(Abies faxonianaRehder&E.H.Wilson)林和白桦(Betula platyphyllaSukaczev)林凋落叶的分解。一个季节性冻融期间,冷杉林和白桦林凋落物的质量损失率分别为(19.4±2.0)%和(21.5±3.5)%,约为1a中凋落物分解的64.5%和65.6%,表明季节性冻融对亚高山森林凋落物分解影响显著。冷杉凋落物中C、N、P、K、Ca和Mg的释放率为(15.0±1.0)%、(34.1±3.6)%、(17.0±0.9)%、(22.8±5.9)%、(20.1±0.1)%和(36.3±2.1)%,白桦凋落物中C、N、P、K、Ca和Mg的释放率为(20.7±0.1)%、(29.4±3.4)%、(15.7±1.3)%、(16.8±5.1)%、(21.3±1.8)%和(20.5±2.8)%。结合叶凋落物产量可以推断,冷杉林凋落物在一个季节性冻融期间释放到土壤的N、P、K、Ca、Mg为(10.17±1.14)kg.hm-2、(0.68±0.08)kg.hm-2、(4.08±0.46)kg.hm-2、(0.46±0.05)kg.hm-2、(0.09±0.01)kg.hm-2,白桦林为(5.61±1.12)kg.hm-2、(0.34±0.07)kg.hm-2、(1.21±0.24)kg.hm-2、(0.300±0.059)kg.hm-2、(0.051±0.010)kg.hm-2,这对于春季亚高山森林植物生长具有重要的生态学意义。

季节性冻融期间亚高山森林凋落物的质量变化

凋落物质量是影响凋落物分解的重要生物因子,其在季节性冻融期间的变化可能对亚高山森林生态系统过程产生显著的影响。因此,采用凋落物分解袋法,研究了岷江冷杉(Abies faxoniana)和白桦(Betula platyphylla)凋落物质量在一个季节性冻融期间(2006年10月至2007年4月)的变化。季节性冻融期间,岷江冷杉和白桦凋落物的木质素(L)和纤维素的降解率为全年降解的70%-75%,岷江冷杉和白桦凋落物的C/N、L/N和纤维素/N均显著增加,而纤维素/P均有所降低。岷江冷杉凋落物的C/P和L/P有所增加,但白桦凋落物的C/P和L/P有所降低。可见,季节性冻融期间,亚高山森林凋落物的质量发生了较为显著的变化,其显著影响了亚高山凋落物分解过程。

国内外火龙果研究进展及产业发展现状

为给我国火龙果的生产和科研提供参考和依据,综述了国内外火龙果研究进展及产业的概况,阐明了火龙果的应用及发展前景,并对火龙果研究和产业发展中存在的问题和未来研究方向提出了建议。

亚高山针叶林土壤有机层有效氮动态及其对外源C、N增加的响应

为了解川西亚高山针叶林土壤有机层有效N的动态及其对外源C、N增加的响应,2005年4～10月采用人为施加C、N的控制实验方法,研究了川西亚高山紫果云杉(Picea purpureaMasters)林和岷江冷杉(Abies faxonianaRehder&E.H.Wilson)林下土壤有机层(OL)的半分解层(FL)和完全分解层(HL)及矿质土壤层(MS)有效氮(NH4+-N+NO3--N)动态及其对外源C、N的响应。云杉和冷杉林FL和HL的有效氮含量均显著高于MS。云杉林FL、HL和MS的NH4+-N分别为总有效氮含量的77.4%、72.4%和76.6%,而冷杉林分别为65.2%、57.6%和67.2%。有效氮和NH4+-N含量均以10月份最高,而NO3--N含量以8月份最高。外源C输入使云杉林土壤FL、HL和MS有效氮含量提高了14.6%、21.2%和28.0%,使冷杉林提高了16.7%、25.3%和5.2%。外源N输入使云杉林土壤FL、HL和MS有效氮含量提高了53.9%、11.6%和13.2%,冷杉林提高了14.2%、23.8%和50.5%。OL对外源C、N输入的响应比MS更敏感,且云杉林大于冷杉林。处理时间越长,外源C、N输入对OL和MS有效氮含量的影响越大。

火龙果幼苗矿质营养元素的分布及累积特点

为了对火龙果幼苗期的肥水管理提供科学依据,对1年生火龙果幼苗进行了树体营养分析。结果表明,根系中各营养元素含量大小表现为N>K>Ca>P>Mg>Fe>Mn>B>Cu>Zn,主干中各元素含量表现为Ca>K>N>P>Mg>Fe>Mn>B>Zn>Cu,幼茎中各营养元素含量表现为K>Ca>N>P>Mg>Fe>Mn>B>Zn>Cu。不同矿质元素的累积量大小均表现为幼茎>主干>根系,且各部位的矿质元素累积量差异显著。矿质元素的累积与各部位的生物量大小、矿质元素本身的含量和特性密切相关。

火龙果树体主要矿质营养元素的分布特征

为给火龙果的科学施肥及水肥管理提供依据,采用整株枝解法分析了5年生紫红龙和晶红龙火龙果的根系、枝条、花、果中矿质元素的分布特征。结果表明:不同生长期,树体各部位的矿质元素分布差异明显。在盛花盛果期,根系中的K、Mg元素都在不断积累,到果实采收末期,根系中的大部分Fe元素已被消耗掉或转移到树体其他部位,其含量仅为现蕾前的2.5%(紫红龙)和1.8%(晶红龙)。另外,火龙果基部枝条的矿质元素含量与顶部枝条差异较为明显,与中部枝条的矿质元素含量差异较小。2个火龙果品种的花中的矿质元素具有相似的变化规律,而果实中矿质元素的变化规律完全不同。

^(60)Coγ射线辐照和EMS处理对火龙果成活率及幼苗生长的影响

采用不同剂量的^(60)Coγ射线辐照火龙果枝条,结果表明,枝条的成活率随辐照剂量的增加而降低,白肉火龙果枝条的适宜辐照范围为5446.6～6060.1Rad,红肉火龙果枝条的适宦辐照范围为4444.1～4981.7Rad,粉红火龙果枝条的适宜辐照范围为5069.1～5601.0Rad;辐照处理抑制了火龙果幼苗的生长,且辐照剂量越大,对火龙果幼苗的生长抑制作用越明显。采用不同浓度的EMS溶液处理火龙果嫩芽,结果发现,芽的成活率随EMS浓度增加和处理时间延长而逐渐减小,适宜EMS诱变的浓度范围为0.34～0.41mol/L;随EMS浓度增加和处理时间的延长,火龙果幼苗的高生长也明显受到抑制。

长江上游生态安全的关键科学问题

长江上游生态安全在国家生态安全和国民经济社会中具有十分重要的和不可替代的作用和地位,但脆弱的生态环境与严重的水土流失、长期的植被破坏与生态系统功能持续下降、生物多样性丧失严重、水体污染加剧、频繁的自然灾害以及全球变化等正在威胁着该区的生态安全。因此,生态与增产增收双赢共建、水环境综合治理、生物多样性保育、生态补偿机制、全球变化减缓与适应及跨省(市)的大跨度多学科交叉整合研究被认为是构建长江上游生态安全屏障的最为关键的科学问题。

马铃薯套种苦荞对土壤养分、酶活性和微生物的影响

为分析马铃薯套种苦荞下不同时期土壤中的养分、土壤酶活性和微生物生态在苦荞不同生长时期的变化。结果表明,与马铃薯净作区相比,马铃薯套种苦荞区的土壤pH值在苦荞各个生长时期整体均显著上升。在马铃薯净作区,与2020年相比,2021年不同生长时期各土壤营养指标、土壤酶活性具有显著差异,但是对于马铃薯套作苦荞区,不同生长时期的土壤营养指标和土壤酶活性无显著差异,表明套作苦荞可显著缓解马铃薯连作对土壤的影响。在2020年,与净作区相比,马铃薯套作苦荞区在幼苗期的土壤全碳、速效磷含量显著下降,有机质含量显著上升。在苦荞开花期,土壤全碳、全氮、全磷、碱解氮磷含量显著降低,全钾和有机质含量则显著上升;在苦荞成熟期,土壤全碳、全氮、全磷、碱解氮含量显著下降,全钾、速效钾、速效磷含量则无显著变化,有机质含量显著上升;在苦荞幼苗期、开花期与成熟期,土壤脱氢酶活性均显著上升,其他土壤酶活性的变化均不显著;2021年各指标的变化趋势与2020年一致。由结果可知,幼苗期的苦荞需要从土壤中吸收部分碳肥、磷肥,开花期的苦荞需要从土壤中吸收部分碳肥、氮肥、磷肥,成熟期的苦荞需要从土壤中吸收部分碳肥、氮肥。但在上述3个时期,土壤脱氢酶活性的提升可以促进有机质代谢,从而提升有机质含量。另一方面,马铃薯套作苦荞可以降低真菌总数、提升细菌总数,尤其是部分具有生防作用的放线菌总数。综上,苦荞套作模式可稳定土壤pH值,促进苦荞合理利用土壤中的营养成分,并提升有机质、钾肥含量,同时改善土壤微生物生态系统,降低病害发生率,以缓解马铃薯连作对土壤的影响,因而对马铃薯、苦荞而言均是有益的选择。

成年火龙果植株茎段愈伤组织诱导、增殖及分化研究

【目的】为建立和优化火龙果的再生体系。【方法】以成年植株茎段作为外植体,研究了不同表面灭菌方法、不同取样时间及取样部位对外植体污染、褐化的影响,以及不同植物生长调节剂浓度及配比、培养条件等对茎段愈伤组织诱导、增殖及分化的影响。【结果】适宜幼嫩茎段表面灭菌的方式为75%酒精消毒30 s+0.1%HgCl_2消毒6～8 min,适宜成熟茎段表面灭菌的方式为75%酒精消毒30 s+0.1%HgCl_2消毒12～15 min;以春季萌发的10～20 cm枝条诱导愈伤组织效果较好,最适愈伤组织诱导的培养基为MS+TDZ 0.4 mg/L+KT 0.8 mg/L,暗培养7 d,再转入光照培养,愈伤组织为黄绿色、致密状,外表有颗粒状突起。愈伤组织增殖培养基以MS+TDZ 0.4 mg/L+KT(或ZT) 0.8 mg/L效果较好,增殖系数在8倍以上。在愈伤组织分化过程中,添加20%～30%的椰子水对不定芽的形成具有一定促进作用,但分化率较低。【结论】以成年火龙果植株茎段建立的再生体系,愈伤组织分化率总体表现较低,最高分化率仅13%,因此还有待进一步加强和完善。

火龙果幼苗离体辐射诱变及其对低温胁迫的生理响应

为探讨火龙果幼苗离体辐射诱变及其对低温胁迫的生理响应机理,以‘紫红龙’无菌苗为试材,通过^(60)Coγ进行辐照处理,以20 mmol/L的羟脯氨酸(HYP)为选择压,筛选出拟变异植株,并对其进行初步的抗寒性生理检测。结果表明,低辐照强度(≤15 Gy)对无菌苗的成活及分化无明显影响,随着辐射剂量的增大,无菌苗的成活率和分化率显著降低,且对其生长的抑制作用越明显。以半致死剂量(LD_(50))和临界致死剂量(LD_(40))确定火龙果无菌苗辐照的适宜剂量范围为38.5~42.4 Gy。经过LD_(50)(38.5 Gy)辐射及20 mmol/L的HYP筛选成活的无菌苗,其相对电导率(REC)和丙二醛(MDA)含量均随低温处理时间的延长而逐渐增加,但增幅远低于对照;可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸(Pro)含量随时间延长呈先增加后降低的变化趋势,且显著高于对照;超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)及抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性与可溶性糖等渗透调节物质含量的变化规律相似,整个低温锻炼过程中,不同酶活性较对照分别升高了7.9%~61.5%、7.7%~47.1%、16.1%~28.4%和6.4%~63.7%。综上表明,经辐射诱变和HYP筛选的材料可能产生了一定的变异,其抗寒能力较对照大大提高。

模拟大气CO_2浓度和温度升高对亚高山冷杉(Abies faxoniana)林土壤酶活性的影响

采用控制环境生长室研究了川西亚高山森林生态系统中与C、N、P循环有关的土壤转化酶、脲酶、硝酸还原酶和酸性磷酸酶活性的月动态及其对模拟大气CO2浓度增加、温度升高以及交互作用的动态响应。在一个生长季节内,土壤有机层和矿质土壤层的转化酶、脲酶、硝酸还原酶和酸性磷酸酶的活性高峰均出现在温度较高的夏季。其中,土壤有机层的转化酶活性高峰出现在6月份,但土壤矿质层的转化酶活性高峰出现在7月份,土壤有机层和矿质土壤层的脲酶和酸性磷酸酶的活性高峰均出现在7月份,而硝酸还原酶的活性高峰均出现在8月份。升高大气CO2浓度处理(EC)对土壤有机层和矿质土壤层的转化酶、脲酶、硝酸还原酶和酸性磷酸酶活性没有显著影响。升高温度处理(ET)显著增加了土壤有机层和矿质土壤层的酶活性,并且土壤有机层的转化酶、硝酸还原酶和脲酶活性增加更显著。大气CO2浓度增加和温度升高之间的交互作用(ECT)对土壤有机层和矿质土壤层酶活性的影响主要是温度升高引起的。

火龙果成年植株茎段直接诱导不定芽快繁体系建立

【目的】为建立高效的火龙果快繁体系及保存母本优良性状。【方法】以成年火龙果植株茎段作外植体,研究不同生长调节剂及配比、基本培养基浓度、外植体类型等对茎段不定芽诱导的影响,筛选适宜不定芽增殖、生根及移栽等的最佳培养条件。【结果】火龙果茎段上保留刺座并带小刺和绒毛的外植体,其不定芽诱导率最高(85.1%),显著高于带刺座但未保留小刺和绒毛的外植体,而不带刺座的外植体不定芽诱导率为0;适宜火龙果不定芽诱导的培养基为MS+6-BA 2.0 mg/L+NAA 0.1~0.2 mg/L;不定芽增殖系数最高的培养基为MS+6-BA 0.5 mg/L+NAA 0.2 mg/L+Tryptone 500 mg/L;适宜不定芽生根的培养基为6-BA 1.0 mg/L+NAA 0.1~0.2 mg/L+CCC 0.5~1.0 mg/L+AC 0.03%~0.05%,生根率在98%以上;移栽成活率高、长势较好的基质是珍珠岩+腐殖土(2∶1)或蛭石+腐殖土(1∶1)。【结论】利用带完整刺座(包括小刺和绒毛)的火龙果成年植株茎段直接诱导不定芽的成功率较高,培养周期较短,生根移栽较易,为火龙果的工厂化育苗及快速推广应用奠定基础。

氮磷钾肥配施对火龙果产量及品质的影响

为火龙果生产上的合理施肥提供科学依据,采用3414试验设计,研究了氮、磷、钾肥配施对火龙果产量及品质的影响。结果表明:不同氮、磷、钾肥的配施水平均可显著提高火龙果的产量,但处理15(常规施肥区)与处理9(3414试验的最高产量)的产量无显著差异;不同施肥处理对火龙果果实的可溶性固形物、总糖、总酸及矿质营养元素的影响程度各不相同,果实中的N、P、K元素含量并不随氮、磷、钾肥用量的增加而提高,可能与火龙果的生长特性和植株对养分的分配需求密切相关。

不同贮藏温度对火龙果采后生理和品质的影响

为了探索适宜的贮藏温度,为火龙果贮藏技术的发展与应用提供理论指导,以火龙果新品种晶红龙为试材,从火龙果贮藏期果实的呼吸强度、失重率、腐烂率、可溶性固形物、还原糖、可滴定酸及Vc等各项生理生化指标着手,研究了不同温度贮藏对火龙果贮藏生理及品质的影响。结果表明,(10±0.5)℃恒温冷库贮藏与室温(20～30℃)贮藏相比,可显著降低火龙果的呼吸强度,抑制果实水分缺失、腐烂,并可抑制可溶性固形物、还原糖的增加,减缓火龙果果实整个贮藏期可滴定酸和Vc含量的下降,从而延缓果实的成熟衰老。

1-MCP对火龙果果实采后生理特性的影响

为探明1-甲基环丙烯(1-MCP)在火龙果果实保鲜过程中的抗衰老作用机理,为火龙果保鲜提供理论依据,以白肉火龙果新品种晶红龙为试验材料,分别研究了1-MCP处理对火龙果低温贮藏期的果实硬度、呼吸强度、POD、CAT、PG、PE、水溶性果胶和不溶性果胶的影响。结果表明,1-MCP熏蒸处理减缓了火龙果贮藏后期果实硬度下降,对火龙果果实的呼吸作用具有一定的抑制作用;贮藏前期(第24天前)可延缓火龙果果实衰老,但是在贮藏后期却加速了果实的衰老。

CaCl_2处理对火龙果低温贮藏期品质的影响

以白肉火龙果新品种晶红龙为试验材料,研究了3种不同浓度的CaCl2溶液处理对低温贮藏期火龙果品质的影响。结果表明,CaCl2处理对火龙果呼吸作用的抑制作用不明显,但对降低火龙果的腐烂率有一定的作用,以2%CaCl2处理效果较好,而6%CaCl2处理可延缓果实的腐烂;2%CaCl2处理可降低火龙果果实的水分蒸腾率;火龙果果实在整个贮藏过程中,各处理间的营养品质变化差异不显著。3种钙浓度处理中以2%CaCl2溶液浸果效果较好。