新疆杨树干液流的径向变化及时滞特征

利用热扩散技术,对绿洲农田防护林新疆杨(Populus alba L.var.pyramidalis)大树边材5个深度处(1、2、3、5 cm和8 cm)的液流速率(Js)开展了连续两年的监测,结果表明:(1)以标准长度2 cm的探针测得的液流速率(Js-2)为参照,形成层下1、3、5、8 cm处的液流速率(Js-1,Js-3,Js-5,Js-8)与Js-2间具有显著的相关性,回归系数分别为0.24—0.27、1.18—1.61、0.81—1.64和0.38—0.75,液流速率最大的位点在形成层下3—5 cm处,液流速率最小的位点在最外侧(1 cm)或最内侧(8 cm)处,径向差异明显。边材不同深处的液流传输具有较一致的日变化过程。(2)在同步观测的5项气象要素中,大气水汽压亏缺(VPD)和太阳辐射(Ra)与Js的回归系数均较大,是驱动液流进程的主导气象要素。大气蒸发潜力(ET0)集合了多种气象要素的信息,具有与Ra一致的日变化进程(启动、峰值时刻相同),可作为分析液流昼、夜过程的综合气象变量。(3)新疆杨边材中五个深度处Js的峰值时刻基本相同(Js-1的峰值较其它层次提前4—123 min),均明显滞后于Ra(时滞)并提前于VPD,在7月份的晴天,ET0、Js和VPD峰值出现的时刻分别大致在12:30、14:00和15:00。新疆杨时滞的大小存在有规律的季节变化,从6到10月份,Js与ET0峰值的时滞(ΔJ-E)逐渐增加,变化在70—110 min(2011)、70—128 min(2012)之间,但VPD与Js峰值的时滞(ΔJ-V)逐渐降低,变化在73—20 min(2011)、63—8 min(2012)之间,这表明在生长季的早期,热量因子(Ra)对新疆杨液流变化的驱动较强,而在生长季的末期,大气水汽因子VPD的驱动效应更突出。

新疆杨高效遗传转化系统的建立

选择新疆杨(PopulusalbaL.var.pyramidalisBge.)为遗传转化受体材料,为建立根癌农杆菌介导新疆杨高效遗传转化系统,从预培养时间、侵染时间、共培养时间、添加乙酰丁香酮(AS)的时机、共培养培养基中添加乙酰丁香酮浓度、侵染菌液的制备方法、外植体继代方式等7个方面优化筛选。结果显示较合适的转化系统为:预培养8h,农杆菌菌液(OD600=0.4)侵染15min,共培养5d,侵染菌液的最优制备方法是液体培养活化农杆菌2次加离心收集菌体重悬,共培养培养基中添加乙酰丁香酮80μmol/L。新疆杨叶盘转化频率可达38.10%。

一株能拮抗3种土传病害病原真菌的长枝木霉

为了丰富生防木霉菌(Trichodermaspp.)种资源,在园林植物八宝景天(Sedum spectabile)根际土壤中分离得到一株优势木霉。根据该菌株菌落的形态特征、形态学显微观察、菌株rDNA-ITS序列分析以及邻接法同源性比对等结果判定木霉菌株种类。采用平板对峙法将该菌株与3种土传病害病原菌[(Sclerotinia sclerotiorum)、立枯丝核菌(Rhizoctonia solani)和细链格孢菌(Alternaria alternata)]进行对峙培养。并用该木霉诱导山新杨(Populus davidiana×P.albavar.Pyramidalis)组培苗,观察离体叶片抵抗细链格孢菌侵染的能力。结果表明,此木霉为长枝木霉(Trichoderma longibrachiatum),命名为Tl-70。该菌株对3种土传病害病原真菌均有较明显的拮抗作用。对核盘菌的抑菌率最高为77.71%,显著高于对细链格孢菌和立枯丝核菌的抑制率(P<0.05);对立枯丝核菌的抑菌率为58.56%,显著高于对细链格孢菌的抑制率(P<0.05);对细链格孢菌的抑菌率最低,为53.32%。并且,该木霉能提高山新杨组培苗叶片拮抗细链格孢菌侵染的能力。说明此菌株是具有潜力的生防菌株。

豇豆胰蛋白酶抑制剂 (CpTI)抗虫转基因新疆杨的获得

利用根癌农杆菌介导法将广谱抗虫基因豇豆胰蛋白酶抑制剂 (CpTI)基因导入新疆杨 (Populusal bavar pyramidalis) ,经筛选获得了大量转基因植株。对转基因植株经PCR鉴定、PCR Southern和点杂交分子检测结果证实CpTI基因已整合进杨树基因组中。部分转基因植株的饲虫实验表明 。

新疆杨不同混交模式对天牛危害和林木生长的影响

为验证多树种合理配置抗御杨树天牛灾害的效果,在宁夏新华桥种苗场的试验林内,选取受光肩星天牛危害的3种配置模式的林分为样地,通过对新疆杨标准木做树干解析。比较3种配置模式中新疆杨的单株总生长量,结果除胸径外,树高和材积的总生长量均存在显著差异;单株材积总生长量大小顺序为新疆杨和复叶槭混交林>新疆杨和合作杨混交林>新疆杨纯林,即混交林中天牛对新疆杨危害不同程度地小于新疆杨纯林。比较3种模式林分在单位面积上的总材积生长量,结果为新疆杨和复叶槭混交林>新疆杨纯林>新疆杨和合作杨的混交林。同时考虑目标树种的单株材积生长量和该配置模式单位面积上的总材积生长量,新疆杨和复叶槭混交林是3种模式中最理想的。

利用时域核磁共振研究木材干燥过程水分状态变化

以新疆杨幼龄材为研究对象,以水分子中的H质子为探针,利用时域核磁共振技术探究木材干燥过程中水分状态变化与迁移。通过对干燥过程中水分变化的自由感应衰减曲线(FID)和横向弛豫时间(T2)进行测定与分析,探究木材内部水分状态变化及迁移过程。结果表明:利用时域核磁共振技术测得新疆杨的理论含水率(71.90%)与实际含水率(73.74%)相差1.84%。通过T2分布描述木材干燥过程中水分的迁移,例证在木材干燥的初始阶段结合水也有缓慢减少的现象。通过不同组分水的T2弛豫时间对应的峰面积定量计算出新疆杨幼龄材中不同状态水的含量。对干燥过程中的自由水、结合水及木材总含水量的变化建立相应的数学模型。

河北杨和新疆杨离体叶片诱导不定芽研究

对河北杨和新疆杨离体叶片诱导不定芽的方法进行了研究。结果表明，适合河北杨和新疆杨离体叶片不定芽诱导的最适培养基为：1／2MS＋0．25mg／L 6-BA＋0．01mg／LTDZ＋0．25mg／L IAA;在此培养基中，叶片分化率河北杨可达70％，新疆杨可达52％；平均分化芽数河北杨为6．84个，新疆杨为5．32个。6-BA单独使用对叶片不定芽诱导没有效果，NAA作用不明显。叶片刻伤方式对两种杨树叶片诱导不定芽影响显著，沿中脉横切效果优于去除叶边缘，诱导的不定芽数前者比后者约多3个。光照显著影响叶片不定芽产生的时间，不定芽在3～5d暗培养后转至16h／d光照下培养比全程16h／d光培养发生早15d左右；光照对分化率和平均分化芽数无显著影响。

新疆杨不同成熟度叶片在碱胁迫下的生理响应

【目的】了解碱胁迫下不同成熟度杨树叶片的生理响应差异,为揭示干旱地区木本植物耐碱机制提供理论依据。【方法】以新疆地区分布面积较大的树种银白杨变种新疆杨为材料,进行碱处理(土壤pH8.5~9.0,100 mmol·L^(-1)Na+),分析碱胁迫下新疆杨不同成熟度叶片的离子含量(Na+,K+,Na+/K+,Mg^(2+),Ca^(2+))变化及分配规律、光和色素[叶绿素和类胡萝卜素(Car)]响应和抗氧化生理指标[过氧化氢酶(CAT),超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、丙二醛(MDA)]的变化【结果】与未成熟幼叶相比,对照条件下新疆杨老叶含有较高的Na十含量和较低的K十含量,有较高的Na+/K+;碱胁迫下新疆杨的Na+含量和Na+/K+在成熟老叶中进一步大幅度升高,而在幼叶中无明显变化,K+含量在老叶和幼叶中受碱胁迫均无明显变化;相反,二价离子(Ca^(2+)和Mg^(2+))含量在对照条件下主要在老叶中积累,碱胁迫下Ca^(2+)和Mg^(2+)在成熟老叶中下降而在幼叶中升高。新疆杨老叶的光合色素含量(叶绿素a,叶绿素b和类胡萝卜素)在对照条件下显著高于幼叶,但是碱胁迫下老叶的光合色素含量大幅度下降并低于幼叶含量;而幼叶的叶绿素(a,b及总叶绿素)维持不变,类胡萝卜素甚至显著升高。同时老叶膜脂过氧化水平(丙二醛含量)显著升高,在幼叶中仍然维持了较低水平。老叶内抗氧化酶活性如CAT、SOD,POD碱胁迫下均大幅度升高,幼叶中上述抗氧化酶除SOD酶稍微下降外均没有显著变化,保持较低水平。【结论】碱胁迫下新疆杨叶片多余的Na十几乎完全进入了老叶这种离子分配策略使老叶受到严重氧化胁迫;面对盐碱敏感的幼叶可避免离子危害且受到良好的保护。这种有利于幼叶的离子分配方式是新疆杨抵抗碱胁迫的重要生存策略对其在荒漠地区的生存具有重要意义。

不同土壤盐分条件下新疆杨可溶性盐离子含量变化的研究

对2种含盐量土壤条件下新疆杨可溶性盐离子含量的研究结果表明,退水渠土壤各盐离子含量均高于灌渠土壤,且二者除HCO3-和K+外,其余盐离子含量差异显著;但2种含盐量土壤同龄新疆杨地上部可溶性盐离子含量差异不显著,仅根内Cl-、Mg2+、Na+和K+含量差异显著,说明新疆杨对土壤中较高浓度盐离子有一定排斥作用,并将对树木产生毒害的Cl-、Na+控制在根系中,限制其向地上部输送;新疆杨根系对SO24-和Ca2+有较强的选择吸收性,并将过多的SO2-和Ca2+排除其体外,而对Cl-、Mg2+和Na+的选择吸收性较小。

新疆杨胰蛋白酶抑制剂基因的克隆与表达

杨树受损伤后能诱导一些基因的表达,其编码的蛋白质可能在杨树的防卫反应中起一定作用。用PCR方法从新疆杨叶片中克隆出一个损伤诱导型Kun itz胰蛋白酶抑制剂基因PaTI1。序列分析表明:此基因不含内含子,其翻译起点上游具有‘TATA’和‘CCAAT’等转录控制元件,包含的阅读框架能编码一个长为213个氨基酸的多肽。此多肽与克隆自美洲山杨的PtTI2和PtTI1氨基酸序列同源性最高,分别为95%和80%,其N端存在一长度为27个氨基酸的信号肽。将此基因以融合蛋白的形式在大肠杆菌中进行表达,纯化后的融合蛋白对胰蛋白酶的活性有抑制作用,每8.5μg融合蛋白可完全抑制1μg牛胰蛋白酶的活性。W estern b lot分析表明融合蛋白与PtTI2特异的抗体之间有明显的血清学反应。

RAPD标记鉴定银白杨×新疆杨杂交后代

利用RAPD标记对银白杨（♀）×新疆杨（♂）杂交后代及其亲本进行DNA多态性鉴定。结果表明，8对引物共扩增出46条带，平均每对引物扩增出5．75条带，多态性带占扩增总带数的41．3％，扩增片段大小在300～3000bp之间。父母本的特异性条带在子代中出现的频率分别为51．25％和46．88％。杂交后代的带型分为叠加型、缺失型和特异型。父母本之间的遗传相似系数为0．6522，子代8与父本遗传相似系数最高为0．9130，子代6与母本遗传相似系数最高为0．8478。本研究从分子水平鉴定杂交种，为开展分子标记辅助杨树杂交亲本选配和杂种子代表现预测奠定了基础。

新疆杨对盐分离子吸收选择性和运输选择性的研究

本文研究两组同龄新疆杨(Populus alba L.var.pyramidalis)(一组土壤含盐量较低,树木长势良好,另一组土壤盐分高,树木长势差)对盐分离子的吸收选择性系数和从根至边材,从边材至叶的运输选择性系数,结合盐分离子在树体各部位的分布状况,探讨新疆杨对长期盐胁迫的生理反应。主要结论为:盐胁迫下新疆杨通过选择性吸收K+,抑制过多Na+进入根系,新疆杨对盐分离子的运输选择性主要体现在根向边材的运输中,新疆杨根系对Na+具有较强的截留作用,对Cl-和SO42-也有一定截留作用。

梯田埂坎杨树的根系分布研究

用三维坐标根系全部挖掘法对 2种杨树的根系进行了研究。研究发现 ,2种杨树根系水平分布范围较大 ,垂直分布幅度较小 ,主要根系均集中在 0～ 60 cm土层中 ,基本无垂直根 ,根系以水平根和侧根为主 ,对梯田作物产量会产生较大不利影响 ;因其根系较浅的特性 ,无法利用深层土壤中的水分和养分 ,不适宜作为梯田埂坎的造林树种 ,建议采用其它深根型。

额济纳绿洲新疆杨硬枝扦插技术研究

本文探索了在额济纳绿洲 ,PH值为 8.55～ 9.0 2 ,地下水埋深 1 .5m的土壤条件下 ,新疆杨硬枝扦插技术及其效果 ,扦插成活率高达 85.81 %。分析认为采用 2 % TC保水剂和 3%的抗旱剂处理插穗效果不明显 ,而采用 1 0 0 ppm ABT1号处理 2 0小时效果为最好 ,比对照提高54.1 2 % ;插穗直径在 0 .8～ 2 .0 cm范围内 ,扦插效果没有明显差异。并分析了覆膜扦插效果不好的原因与技术改进方面。

小网格防护林影响土壤蒸发机理及节水、减盐效应

采用热平衡法研究新疆杨防护林林网内外的土壤蒸发量、蒸发效能及相关气象因子,用主成分分析探讨小网格防护林影响土壤蒸发的主要因子为空气温度因子、空气湿度因子、近地层风速因子和太阳辐射平衡值;分析新疆杨防护林对主导因子的影响程度;推算林网内表层土壤减盐量。

不同盐分土壤条件下新疆杨体内矿质元素的分布

测定土壤盐分不同的灌渠(盐分较低)和排渠(盐分较高)上生长的同龄新疆杨K+、Na+、Ca2+、Mg2+含量,比较二者叶、枝、边材和根部的K+、Na+、Ca2+、Mg2+含量的分布状况,结果表明:(1)两渠道新疆杨K+和Na+在不同器官中的分布规律是不同的,尤其在根中出现了相反的分布趋势。(2)两渠道新疆杨各器官对K+和Ca2+的积累量较高,地上部器官对Na+的积累量较低,而根中Na+的积累量要远高于地上部分,尤其排渠新疆杨根中Na+的积累量表现的最明显。(3)土壤中盐分含量的高低对新疆杨根系和边材中矿质元素的积累影响较大。

侧柏等3树种光合、水分生理生态特征的研究

应用225MK3红外气体分析仪和压力室测定了侧柏、沙棘、新疆杨3树种离体小枝在不同脱水状况下的净光合速率、蒸腾速率、水势和饱和亏缺,分析了它们在年生长发育过程中光合生理生态特性变化及其对水分胁迫的反应,结果表明:(1)随着水分亏缺程度的加剧,其净光合速率呈下降趋势,可用方程y=a+b(1-EXP(-kx))来表述(2)净光合速率为零时的饱和亏缺有随其年生长发育时期变化的年进程变化。(3)3树种相对蒸腾速率与其饱和亏缺的关系曲线呈倒“S”型曲线,可用方程Y=K/(1+a*(-b*X))来表述(4)相对蒸腾速率最大变化率也有随其年生长发育期而变化的特征。在嫩枝生长初期其变化率较大,生长末期较小。

新疆杨组织培养技术的研究

试验结果表明 :将新疆杨茎段接入 1/ 2MS +NAA0 2培养基 ,3～ 5周后 ,茎段皮孔和基部愈伤化 ,侧芽展叶。将新发叶片、叶柄转接 ,形成愈伤组织 ,再转入新的培养基。 4～ 5周后 ,表面形成类似小芽状的突起 ,后在 1/ 2MS +BA0 2 +NAA0 0 5培养基中继代培养两次。两周后 ,将叶芽苗丛进行分株 ,植入 1/ 2MS +NAA0 0 5中生根。 3周后出现不定根 ,根长为 1cm时可移栽。较好的诱导途径是外植体 -愈伤组织 -不定芽或胚性细胞 ,侧芽诱导不易取得成功。

银新杨组织培养快繁技术的研究

以银新杨萌发芽为外置体进行组培快繁技术研究，结果表明，初代培养阶段适宜的培养基为附加6-BA0．1mg·L^-1的改良MS培养基；继代与增殖培养阶段适宜的培养基为附加6-BA0．1mg·L^-1以＋IAA0．5mg·L^-1的培养基，增殖倍率为12～18倍；生根培养阶段，以1／2MS＋NAA0．01mg·L^-1组合效果最好，15d根系基本形成。

两种杨树农田防护林综合效益评价

本文以河套灌区两种同龄的新疆杨(P.albavarpyramidalis)和小美旱杨(P.popularis,)防护林网为研究对象,从动力效应、热力效应、水文效应等方面确定评价指标,并用灰色局势决策方法计算两种防护林各阶段综合效果测度值,对两种杨树防护林综合效益进行评价,为灌区农田防护林建设提供依据。综合评价结果表明:小美旱杨防护林网的主要防护效益优于新疆杨防护林网。