红皮云杉与嫩江云杉RAPD和ISSR分子标记反应体系优化和特异性检测

以红皮云杉和嫩江云杉为材料,采用现代分子标记技术-RAPD和ISSR标记研究红皮云杉与嫩江云杉间在基因组水平上的遗传差异。通过正交试验设计筛选RAPD和ISSR反应程序和反应体系。从近100个引物中筛选出3个RAPD引物和一个ISSR引物用来区分红皮云杉和嫩江云杉,它们分别是OPN07、OPA17、S25和ISSR67。用这4个引物扩增两种云杉基因组DNA,分别在1 000,950,1 500,2 000 bp处嫩江云杉有特异性谱带而红皮云杉没有。研究表明,采用RAPD和ISSR分子标记可以将红皮云杉和嫩江云杉在分子水平上加以区分,为今后进一步阐明云杉的系统进化,物种鉴定和种间杂交育种提供了理论依据。

嫩江云杉扦插繁殖技术

通过露天网棚对分别来自于嫩江云杉和红皮云杉的嫩枝进行了扦插繁殖，试验结果表明：嫩江云杉可以通过扦插方式进行无性繁殖，其平均生根率为27．9％，插穗平均不定根数为6．2条；就插穗平均不定根数而言，嫩江云杉与红皮云杉无显著差异。但是，来自于40—59a生嫩江云杉树下的子代幼树的插稳的扦插生根率与红皮云杉相比较，达到显著水平，具有较高的扦插生根率；而60-99a生的嫩江云杉N-T的幼树的插穗的扦插生根率与红皮云杉相比较，无显著差异，表现出明显的年龄效应，即随着母树年龄的提高，其扦插生根率随之降低。

干旱胁迫对红皮云杉和嫩江云杉渗透调节及抗氧化系统的影响

以3年生红皮云杉及其变种嫩江云杉苗木为试验材料,探究其在控水(停止供水)2,4,6,8 d后的水分变化规律及主要渗透调节物质和抗氧化系统对不同程度干旱胁迫的响应。结果表明:随着干旱胁迫程度的增加,两种云杉水势(Ψw)、渗透势(Ψs)及饱和渗透势(Ψs100)均成下降的趋势,控水8 d后嫩江云杉和红皮云杉Ψs处理组与对照组的比值分别是1.323、1.168;可溶性糖、可溶性蛋白和游离脯氨酸质量分数在轻、中度干旱后上升,在重度干旱后下降。丙二醛(MDA)质量摩尔浓度、超氧阴离子自由基(O-2)产生速率和相对电导率(REL)均随着干旱胁迫程度的增加而增加,且红皮云杉的变化趋势更加明显。控水4 d后,过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)活性上升,控水8 d后两种酶活性下降,而过氧化物酶(POD)活性则表现为先下降后上升,且嫩江云杉的3种抗氧化酶活性均高于红皮云杉。因子分析表明嫩江云杉较红皮云杉具有更强的抗旱能力。

嫩江云杉造林特性及叶片形态特征研究

通过对高峰林场嫩江云杉(抚育及未抚育)林木蓄积量调查、红皮云杉和嫩江云杉2a生幼苗苗高、地径分析、4种苗木(落叶松、红松、红皮云杉、嫩江云杉)造林成活率的统计,以及对红皮云杉和嫩江云杉叶片形态特征的观察,研究了红皮云杉变种——嫩江云杉在生态适应性上的变化。结果表明:由于嫩江云杉在物候期、叶片形态产生的变化以及其生态适应性,使其较东北地区的其它乡土种生长更迅速,更耐旱,更抗污染,造林成活率更高。但与其它乡土种相比,嫩江云杉虽然耐荫蔽条件,但喜光照,造林后的抚育管理更有利于其生长。

嫩江云杉与红皮云杉幼苗生长及物候期观测

以嫩江云杉和红皮云杉的2年生和6年生播种苗为研究对象,苗木移植到大棚后定期进行物候期观察和苗木生长测定,并对其叶的形态特征进行观察。结果表明:嫩江云杉2年生苗的苗高生长和地径生长均比红皮云杉快;在生长季,2年生和6年生嫩江云杉的苗高生长均比红皮云杉快;大棚里幼苗叶芽萌动期较自然条件下萌动的更早一些,红皮云杉在4月18日就已经开始萌动,而嫩江云杉则相对晚一些。红皮云杉的芽开放期和展叶期也比嫩江云杉略早几天。红皮云杉与嫩江云杉新生叶叶长没有明显的差异。红皮云杉叶沿叶棱两侧各有1条白点线,无错位,有规律排列,排列较稀疏;嫩江云杉叶沿叶棱线两侧各有2条白点线,且有错位,排列紧密,二者叶的横切面均为四棱形,但前者较扁。

水分胁迫对云杉光合特性的影响

比较研究了3年生红皮云杉和嫩江云杉苗木在不同水分条件下的光合特征,并探讨其对水分胁迫的适应机制。研究结果表明,不同光强下两种云杉的最大光合速率(Pmax)随土壤含水量的降低而逐渐下降,且嫩江云杉的降幅较小;表观量子效率(AQY)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)也都呈下降的趋势。暗呼吸速率(Rd)和水分利用率(WUE)在逐渐干旱的过程中先上升后下降,而胞间CO2浓度先下降,后随上升。这表明在水分胁迫较为严重时,光合速率的降低主要是非气孔限制造成的。比较上述指标的变化情况可以看出,嫩江云杉对干旱的适应性要强于红皮云杉。

东北云杉属一新变种

发表了东北产云杉属变种 ,即嫩江云杉 (PiceakoraiensisNakaivar.nenjiangensisS .Q .NieetX .Y .Yuan)

亚硫酸钠和亚硫酸氢钠混合液对2种云杉某些生理指标影响的比较

八年生嫩江云杉和红皮云杉苗木，经喷施20、50、100mmol·L^-1Na2SO3和NaHSO3（摩尔浓度为3：1）的混合液后第3、11、20天测定多个生理指标的结果显示，喷后第3天，2种云杉的净光合速率（Pn），光系统II（PSII）的最大光能转换效率（Fv/Fm），光化学量子效率（ФPSII），叶绿素a（Chla）、叶绿素b（Chlb）和类胡萝卜素含量均下降；相对电导率上升；苗木受到胁迫的程度随着Na2SO3和NaHSO3混合液浓度的提高而增大。喷后第8-20天各种生理指标开始恢复。气孔导度（Gs）和胞间CO2浓度（G）变化不显著。红皮云杉对胁迫的敏感度高于嫩江云杉，但其在重度胁迫后的修复能力强于嫩江云杉。

干旱胁迫下云杉内源激素的响应及其气孔调节

为给抗旱性的深入研究提供理论依据,采用盆栽法比较了3年生红皮云杉和嫩江云杉苗木在不同水分条件下几种内源激素的变化。结果表明:随着土壤含水量的降低(40%～12%),2种云杉根、茎、叶中的ABA含量都有上升的趋势,可达到对照的2～5倍,且嫩江云杉的上升幅度大于红皮云杉。在轻度甚至中度干旱时,红皮云杉IAA的含量有所上升,在严重干旱时IAA含量出现下降;嫩江云杉IAA含量基本呈下降趋势。2种云杉GA含量在干旱的过程中是下降的,但下降的幅度不大,干旱时仍可达到对照的90%以上,说明干旱对GA的影响不显著。2种云杉中的ZR含量在干旱的过程中显著下降,最低可降至对照的30%左右。对各种激素与气孔导度的相关分析结果表明,ABA、ZR和ABA/ZR在气孔调节中起到重要的作用。