西南地区古杨树遗传多样性的SSR分析

采用SSR分子标记技术,对采集于中国西南地区的7种15个群体共226株杨树古树的遗传多样性进行分析,以揭示杨树古树的遗传变异水平及其遗传关系,为该区域杨树古树资源的合理保护与利用提供依据。结果显示:(1)7对SSR引物组合共扩增出80个多态性位点;以有效等位基因数为标准,7种杨树之间的遗传多样性水平依次为:西南杨>昌都杨>康定杨>藏川杨>乡城杨>川杨>德钦杨;杨树种内群体间的遗传多样性依次表现为:乡城杨的稻城群体>乡城群体>雅江群体,西南杨的理塘群体>乡城群体>稻城群体,德钦杨的香格里拉群体>德钦群体,昌都杨的芒康群体>贡觉群体>昌都群体,藏川杨的德钦群体>芒康群体。(2)乡城杨和西南杨群体内近交系数(F_(is))分别为-0.024 6和-0.253 5,藏川杨、德钦杨和昌都杨的Fis分别为0.205 4、0.240 1和0.029 2;乡城杨、西南杨、藏川杨、德钦杨和昌都杨群体间的遗传分化系数(F_(st))分别为0.156 1、0.253 5、0.128 8、0.182 0和0.177 3;除西南杨群体间基因流N_m小于1外,乡城杨、藏川杨、德钦杨和昌都杨群体间的基因流N_m均大于1。(3)7种杨树古树的遗传相似系数介于0.089 0~0.691 0,平均为0.402 0;UPGMA及Bayesian聚类结果均显示,7个树种可以分为3个大组,即川杨与康定杨聚为一组,乡城杨与西南杨聚为一组,藏川杨、德钦杨和昌都杨聚为第3组;5种杨树古树的群体UPGMA聚类结果显示,除西南杨的理塘群体与乡城杨聚为一组外,各杨树古树种与群体间的聚类关系较为紧密。研究表明,西南地区杨树古树具有较为丰富的遗传多样性,且其遗传变异主要均存在于群体内不同个体之间,任何个体的丧失均会导致杨树古树遗传多样性的降低或丧失,故需要加强对该区域现存古树资源的保护。

马缨杜鹃不同完整性居群遗传多样性的AFLP分析

采用选择性扩增片段多态性（AFLP）技术对马缨杜鹃5个不同完整性居群的遗传多样性进行检测和分析。结果表明：筛选出的7对引物组合共扩增出527条带，其中多态带382条，多态带百分率为72.49%；5个居群间的多态性百分率在52.23%～69.64%之间，居群平均多态性百分率为57.80%；Nei’s基因多样性变化范围在0.1139～0.1738之间，Shannon信息指数为0.1868～0.2777；居群间遗传分化系数Gst为0.1688，表明83.12%遗传变异发生在居群内，居群间基因流为2.4624，足以维持居群间现有的遗传结构；AMOVA分析结果表明，18.34%的遗传变异存在于居群间，81.66%的遗传变异存在于居群内；基于UPGMA聚类结果，可将5个马缨杜鹃居群分为3组，紫溪山和板凳山居群、马雄山和小营地居群之间各为一组，老湾地居群独自一组。研究表明，该物种有些居群虽遭受严重的人为破坏，但居群的遗传多样性仍然较高。

昆明西山林场火烧迹地自然更新植物群落物种组成及多样性

本研究以昆明西山林场火烧迹地4年自然更新的植物群落为研究对象,分析植物群落的物种组成、区系成分、植物群落分布、群落物种多样性与环境因子的关系。结果表明:(1)样地内有物种78种,分属36科,67属;灌木层主要以杜鹃花科的碎米花杜鹃、卵叶南烛为优势,草本层主要是菊科、禾本科和蕨科的物种,其中以灰苞蒿、毛蕨菜、刺芒野古草和紫茎泽兰重要值较高;植物区系成分以温带成分为主,其中尤以北温带分布的属为多。(2)CCA排序将样地大致分为四类,同时CCA排序也反映了植物群落的环境梯度变化;CCA排序第一轴与坡度、海拔相关性较高,CCA排序第二轴与土壤水解氮相关性最高,而CCA排序第三轴与土壤速效钾相关性最高。(3)灌木层的Gleason丰富度指数与土壤水解氮极显著负相关,与土壤全钾和土壤速效钾显著正相关;Simpson多样性指数与土壤全磷、土壤有效磷和土壤速效钾显著相关;Shannon多样性指数与土壤全磷和土壤速效钾极显著相关,与土壤全钾、土壤水解氮和土壤有效磷显著相关;Pilou均匀度指数与海拔和土壤全磷呈极显著相关,与土壤有效磷和土壤全氮显著相关。(4)草本层的Gleason丰富度指数与11个环境因子相关性不显著;Simpson多样性指数与坡向极显著相关,与坡度、土壤有机质和土壤全氮呈显著相关;Shannon多样性指数仅与坡向显著相关;Pilou均匀度指数与坡向(ASP)呈极显著正相关,与坡度、土壤有机质和土壤全氮显著相关。

思茅松天然林林分直径大小多样性研究

【目的】研究思茅松天然林林分直径大小多样性,分析林分直径大小多样性与环境之间相关关系和变化趋势。【方法】调查了云南省普洱市45块思茅松天然林样地,选用Shannon指数(H)、Simpson指数(D)和断面积Gini指数(G)对思茅松样地总体、思茅松和其他树种的林分直径大小多样性进行量化,并分别分析林分直径大小多样性随气候、地形、土壤、林分因子的变化规律,并采用除趋势对应分析方法 (DCA)分析了林分直径大小多样性随环境因子的综合变化规律。【结果】(1)样地内其他树种的直径多样性指数变动幅度比样地总体和思茅松大,样地总体和思茅松的指数变动范围比较一致,样地内直径大小多样性为样地总体≥思茅松>其他树种;(2)H_t、H_s、D_t和D_s随气候(年均温和年降水)、地形(海拔和坡向)、土壤(全氮和速效钾)和林分(地位指数和林分密度指数)因子的变化趋势在各因子上基本一致,H_o和D_o随各环境因子变化趋势一致,断面积Gini指数的变化趋势规律性不强;(3)DCA排序第一轴解释了32.5%的环境信息,H_t、H_s、H_o、D_t、D_s和D_o与DCA排序第一轴呈现显著相关,且均随DCA第一轴呈现逐渐增大的趋势;所有气候因子与DCA排序第一轴相关性均不显著,而地形因子中海拔、林分因子中的林分优势高和林分平均高、土壤因子全钾、水解氮和速效钾与DCA排序第一轴具有显著相关性,且相关系数大于0.5。【结论】思茅松天然林林分直径大小多样性受到地形、土壤和林分因子综合影响。

滇杨侧芽萌动时表达基因多样性的cDNA-AFLP分析

为探讨滇杨分枝特性差异的分子机理,以采集于四川省和云南省的59个滇杨优树无性系3a苗木为研究对象,采用cDNA-AFLP技术,分析苗木侧芽萌动时表达基因的多样性。研究结果显示,筛选出的7对引物组合共扩增出了577条带,其中差异性条带数为318条,差异性条带比率为55.11%,Nei’s基因多样性指数为0.097 8,Shannon信息指数为0.172 1,基因分化系数为0.016 7,居群间的基因流为29.42,表明居群间的遗传分化程度较低。AMOVA分析显示,居群间的差异占2.13%,居群内差异占97.87%,且居群间和居群内均差异极显著。表明滇杨侧芽萌动时基因表达较复杂,使进一步开展分枝相关基因的研究工作难度较大。聚类分析结果显示,在亚分枝单元或最小分枝单元,无性系能够以分枝性状相聚,说明应用cDNA-AFLP技术进行滇杨分枝性状相关基因的定位、分离及鉴定是可行的。

依托省部级重点实验室的创新教育平台构建

以西南林业大学国家林业局西南地区生物多样性保育重点实验室为例,从面向学生的开放共享平台、学生开放创新实验实践平台、学生创新教育教学活动实践、学生创新教育实验实训平台建设,阐述了依托省部级重点实验室的高校大学生创新教育平台构建途径,以及在创新教育平台上取得的科研、教学成果,为林业类高等院校开展林业大学生创新教育实践提供了实例参考。

滇杨侧芽休眠期基因表达多样性的cDNA-AFLP分析

为探讨滇杨分枝特性差异的分子机理,对采集于四川省和云南省的59个滇杨优树无性系3a生苗木进行了cDNA-AFLP差异研究,分析了苗木侧芽休眠时基因表达的多样性。结果表明:筛选出的7对引物组合共扩增出了总条带608条,其中有353条差异性条带,Nei’s基因多样性指数为0.1061,Shannon信息指数为0.1856,遗传分化系数为0.0123,居群间的基因流为40.28,表明居群间的遗传分化程度较低。分子生物学方差分析(AMOVA)结果表明,居群间的差异仅为0.99%,差异不显著(P=0.052),居群内差异占99.01%,差异极显著;表明滇杨侧芽在休眠期个体之间基因表达的复杂性;聚类分析结果显示,在亚分枝单元或最小分枝单元,大部分无性系能够以分枝性状相聚。该研究结果为进一步开展滇杨分枝相关基因的筛选及克隆等工作奠定了前期研究基础。

滇杨遗传多样性的SRAP分析

采用SRAP标记分析滇杨的遗传多样性和遗传结构。用筛选出的7对引物组合分析来自7个居群共208个样本,共扩增得到条带146条,多态性条带73条,多态带百分率为50%。滇杨物种水平上的观测等位基因数(Na)为1.500 0,有效等位基因数(Ne)为1.230 9,Nei’s基因多样性指数(H)与Shannon’s信息指数(I)分别为0.136 6与0.210 0。遗传分化系数(Gst)为0.529 4,基因流(Nm)为0.444 4,表明居群间的遗传变异大于居群内,其基因交流处于中等水平。AMOVA分析也表明居群间的变异占总变异的55.61%。UPGMA、PCo A和Bayesian聚类分析结果一致,均显示丽江与曲靖居群、楚雄与昭通居群的亲缘关系较近。Mantel test结果表明滇杨居群间的遗传距离与地理距离不相关。

思茅松天然林林分胸径多样性的区域差异研究

以云南省普洱市思茅松天然林为研究对象,选取3个区域45块样地,使用Shannon指数(H)、Simpson指数(D)和断面积Gini系数(G)3个多样性指数分别计算样地总体、样地内思茅松、样地内其他树种的林分胸径多样性,使用单因素方差分析及Tukey检验分析区域差异,并采用典范对应分析(CCA)对林分胸径多样性随气候、地形、土壤、林分4类环境因子变化的规律进行分析。结果表明:3个区域(M、P、L)的林分胸径多样性在一定程度上存在差异;地形、土壤、林分因子是造成差异的主要原因。因此,区域间的林分胸径多样性存在差异,区域环境异质性对区域内样地的林分胸径结构存在影响。

AFLP引物组合数对准确分析马缨杜鹃遗传多样性的影响

利用5、7、9、11和13对AFLP引物组合对4个居群马缨杜鹃遗传多样性进行分析,探讨不同引物组合数量对其遗传多样性参数指标的影响。结果表明:随着引物组合数量的增加,紫溪山居群遗传多样性的各参数指标变化趋势一致,5对引物组合检测结果略高于其他引物组合数,但差异不显著,其余3个居群的变化规律不明显;不同引物组合数量对居群间遗传距离无显著影响,UPGMA聚类结果完全相同。由此可见,选用5对引物组合对马缨杜鹃进行遗传多样性分析就能够提供较为准确的结果。

不同瓣型腾冲红花油茶的遗传多样性与遗传结构分析

采用荧光AFLP标记技术,对采集于腾冲的3个自然类型90份腾冲红花油茶样本进行遗传变异分析,结果显示:7对AFLP引物扩增出697条带,多态性条带百分率(PPB)为100%,有效等位基因数(Ne)为1.3614,基因多样性指数(H)为0.2576,Shannon’s信息指数(I)为0.4215,腾冲红花油茶具有较为丰富的遗传变异。在自然类型水平上,基因多样性指数(Hnfp)和Shannon’s信息指数(Infp)分别介于0.2418~0.2558和0.3959~0.4132之间,遗传多样性水平为单瓣类型>半重瓣类型>重瓣类型。3个自然类型之间的遗传分化系数(Gst)为0.0345,与AMOVA分析结果一致(Φst=0.056),表明自然类型内不同个体的遗传差异是腾冲红花油茶遗传多样性的主要来源,需要对现存个体加强保护。基于Nei’s遗传距离的UPGMA聚类分析,将3个自然类型分为2个大组,其中单瓣类型独自构成一组,半重瓣类型与重瓣类型构成另一组。而基于单株之间Nei’s遗传距离的UPGMA聚类结果,将90个个体主要聚分为3个大组,较清晰地将3个自然类型分开,并表明半重瓣是单瓣和重瓣类型的过渡类型,且3种自然类型具有各自特有的遗传物质基础。因此,腾冲红花油茶划分为3种自然类型具有一定的科学性和合理性。

永仁县云南松天然林林分直径大小多样性

为云南松林业资源的管理保护和可持续发展供理论支撑,以云南省永仁县92块云南松天然林样地为研究对象,选用Shannon指数、Simpson指数和Pielou均匀度指数对云南松林分直径大小多样性进行量化,利用相关性和逐步回归分析环境因子对林分直径大小多样性的影响。结果表明:永仁县云南松的径阶级数比较丰富,径阶分布悬殊较大,林分水平结构复杂,云南松的林分直径大小多样性较为丰富;林分平均胸径、林分优势高、林分密度、海拔和坡向对多样性指数有显著影响;林分平均胸径、坡度、海拔和坡向与多样性指数密切相关,林分平均胸径是影响多样性指数的主要因子。

空间效应及其回归模型在林业中的应用

介绍了空间自相关及空间异质性,综述了空间滞后模型(SLM)、空间误差模型(SEM)、混合效应模型(MEM)和地理加权回归模型(GWR)等空间回归模型在林业中的应用,分析了空间回归模型在不同尺度的林业问题中的应用情况,并针对空间回归模型在林业研究中应用所存在的问题进行探讨。

思茅松天然林林分生物量混合效应模型构建

本研究以云南省普洱市的思茅松天然林为对象,调查了3个位点45块样地的林分地上、根系和总生物量。以幂函数模型为基础构建林分生物量的基本模型;采用混合效应模型技术,考虑区域效应随机效应,选择基本混合效应模型,并分析模型的方差和协方差结构,分别构建3个维量的区域效应随机效应的混合效应模型;考虑林分因子、地形因子和气象因子固定效应,构建含环境因子固定效应和区域效应随机效应的林分生物量混合效应模型。所有模型均采用拟合指标和独立检验指标进行评价。结果表明:1)从模型拟合情况看,考虑区域效应的随机效应模型均能显著提高一般回归模型的精度;在3类含环境因子固定效应模型中,含地形因子固定效应的区域混合效应模型均具有最低的AIC和BIC值,表现最好;2)就模型独立性检验看,除地形因子固定效应的林分根系混合效应模型外,其余模型均优于一般回归模型;考虑环境因子固定效应的混合效应模型与普通区域效应混合模型相比,各个维量模型的独立性检验指标表现不一,但总体上差异不大;3)综合考虑模型拟合和独立性检验结果,除林分根系生物量选择普通区域效应混合模型外,另2个维量均选择含地形因子固定效应和区域效应随机效应的混合效应模型。

思茅松天然林单木生物量地理加权回归模型构建

通过调查云南省思茅区思茅松天然林63株思茅松单木的地上部分干、枝、叶生物量数据,并测定其中30株的根系生物量数据。基于普通最小二乘模型选型,采用地理加权回归的方法构建思茅松单木树干生物量、树枝生物量、树叶生物量和地上部分生物量,以及根系生物量和整株生物量模型。结果表明:(1)地理加权回归模型(GWR)的决定系数(R2)大于普通最小二乘(OLS)模型,且GWR模型拟合的R2值除树叶生物量模型外,其余生物量维量模型均大于0.950;Akaike信息指数(AIC)值小于普通最小二乘(OLS)模型,平均相对误差(EE)和平均相对误差绝对值(RMA)的绝对值除树枝生物量外均小于OLS模型,说明GWR模型拟合效果优于OLS模型;(2)地理加权回归模型拟合在一定程度上克服了OLS在拟合生物量模型中存在的异方差问题。

基于森林小班的香格里拉市高山松生物量遥感建模

以小班为研究单位,基于香格里拉市2006年TM影像、森林资源二类调查数据,利用随机选取的小班样地遥感因子平均值建立数据集,筛选出78个样地数据(60个训练数据和18个验证数据)及14个遥感因子,通过蓄积计算森林生物量,建立了基于遥感因子的高山松生物量估测的逐步回归模型和偏最小二乘模型。结果表明:逐步回归模型的精度(R=0.518、RMSE=34.265 t/hm^2、rRMSE=47.046%)要高于偏最小二乘模型的精度(R=0.514、RMSE=35.320t/hm^2、rRMSE=48.494%)。研究结果可为高海拔地区遥感生物量建模、生态环境保护与规划提供参考依据。

10种观赏植物查尔酮合成酶基因生物信息学分析

运用分子生物学软件对金花茶、菊花、杜鹃、荷花、金银花、贯叶金丝桃、牡丹、龙胆、桃树、兜兰10种观赏植物的查尔酮合成酶基因(CHS)进行核酸序列预测和分析,采用邻接距离矩阵法构建了系统发育树,并进行系统发育分析,结果表明,(1)观赏植物查尔酮合成酶基因所编码蛋白质为稳定的疏水性单链蛋白质,以α-螺旋和无规则卷曲为主;(2)可能在游离核糖体上合成后不经蛋白转运,直接在细胞质基质的特定部位中行使催化功能;(3)查尔酮合成酶的作用机制可能与组织特异性和发育阶段以及对外界不同刺激敏感程度相关;(4)查尔酮合成酶基因具有超基因家族,CHS基因在进化中存在基因重复与分歧,其保守性好,除桃树有2个外显子,其余植物只有1个外显子,且几种植物的CHS外显子剪切位点不同;(5)龙胆与其他植物的关系较远,杜鹃与金花茶、牡丹与菊花的关系都较近。

森林生物量模型研究综述

从单木和林分两个水平系统综述了森林生物量模型特点及其构建方法,总结了单木生物量模型的基本特点及其构建方法,重点阐述了相容性森林生物量模型构建;从林分生物量模型、林分生物量因子模型及林分生物量遥感估测模型三个方面对在林分水平森林生物量模型进行了总结探讨。提出了新模型技术在森林生物量模型构建中的应用、整合环境因子的高精度森林生物量模型研究、森林生物量遥感模型构建的不确定性、基于相容性模型的主要树种生物量数表的编制研究展望。

森林生物量扩展因子研究进展

森林生物量是研究森林生态系统结构和功能的重要基础数据,生物量因子(Biomass factors,BEs)法是估测森林生物量的主要方法之一,生物量扩展因子则是其中重要的估测参数,它主要用于树干生物量与林木总生物量以及各维量生物量之间的转换。从生物量扩展因子的定义以及生物量扩展因子与森林类型、林木大小、林分密度等因素之间的变化规律等方面进行综述,分析了国内外对生物量扩展因子的研究现状,指出在生物量扩展因子的研究中存在的方法与定义不一致、缺乏生物量扩展因子影响的系统研究以及数据的适用性较差等问题,并对生物量扩展因子的研究进行展望。

宜良县云南松林生物量遥感估测方法研究

利用landsat5影像和通过蓄积量-生物量转换方法获得的样地生物量数据,从宜良县云南松林遥感特征、地形特征、郁闭度等方面选取自变量,采用随机森林回归和偏最小二乘法进行生物量遥感估测建模。结果表明:随机森林回归估测模型调整决定系数R2为0.881,模型估测精度为82.3%;偏最小二乘模型的调整决定系数R2为0.753,模型估测精度为78.43%。随机森林回归在模型拟合效果和检验精度上均优于偏最小二乘模型。