辽宁青龙河国家级自然保护区虎榛子群落调查与生态评价

辽宁青龙河国家级自然保护区,为生态系统类型自然保护区,2020年8月对虎榛子群落等进行了专项调查,根据调查结果系统分析研判灌丛群落的稳定性、珍贵稀有性、树种的抗逆性、生态作用、生物多样性影响等,对自然资源保护提供技术支撑。

虎榛子几种菌根苗抗旱机制的研究

选用6个外生菌根菌株为接种体,分别对2个月龄虎榛子实生苗进行接种,培养4个月菌根感染率均超过40·8%。测定各处理苗木生物量、膜透性、SOD活性、MDA含量、叶绿素含量等指标,结果表明:彩色豆马勃、土生空团菌是以提高植物组织水势、SOD活性、降低MDA含量、减轻膜伤害程度、增加根冠比等机制来增强苗木的抗旱性,从而推迟苗木的萎蔫时间与延长干旱临界致死时间;厚环粘盖牛肝菌及点柄粘盖牛肝菌是通过提高苗木SOD活性和脯氨酸含量、降低MDA含量等机制来提高苗木的抗旱性;而卷边桩菇则是通过促进苗木的生长、增强苗木的生长势、降低苗木膜伤害程度、提高SOD活性和脯氨酸浓度、降低MDA含量等多种机制提高苗木的抗旱性。

内蒙古大青山油松、虎榛子根际土壤酶活性研究

试验以内蒙古大青山油松(Pinus tabulaeform is)、虎榛子(Ostryopsis davidiana)不同林型根际土壤为材料,进行了土壤酶活性的研究,目的是了解油松与虎榛子不同林型内土壤酶活性的变化规律,最终为内蒙古大青山极度退化生态系统中油松与虎榛子和谐共存机制提供科学依据。试验采用对硝基苯磷酸二钠比色法测定磷酸酶活性,采用3,5-二硝基水杨酸比色法测定蔗糖酶活性,邻苯三酚比色法测定多酚氧化酶活性,苯酚-次氯酸钠比色法测定脲酶活性。酶活性单位均以单位风干土重在培养时间内生成物的量表示。结果表明:油松、虎榛子不同林型内土壤酶活性强弱总排序为:油松、虎榛子混交林(虎榛子纯林(油松纯林。

油松和虎榛子不同林型根系分泌物组分及化感效应

采用气质联用(GC/MS)技术,分别对油松Piuns tabulaeformis纯林和虎榛子Ostryopsis davidiana纯林及两者混交林根际土壤中根系分泌物组分进行分析。在此基础上,应用外源法选择邻苯二甲酸、ρ-香豆酸对油松盆栽幼苗进行了化感效应测试。结果表明:根际中检测到的化合物包括有机酸类、酯类和酚酸类。其中有机酸是数量最多且比例最大的一类化合物,在油松纯林、虎榛子纯林及混交林中有机酸所占比例分别为63.82%,71.05%和69.12%;酯类分别占8.38%,12.65%和14.42%;酚酸类分别占整个组分的27.80%,16.30%和16.46%;酚酸类化合物检测到7种,包括羟基肉桂酸、ρ-羟基苯甲酸、4-羟基苯甲酸、邻苯二甲酸、3,4-二羟基苯甲酸、3,5-二羟基苯甲酸和ρ-香豆酸,混交林中没有检测到羟基肉桂酸。油松纯林中,7种酚酸的含量显著高于另外2种林型,除3,4-二羟基苯甲酸外,其余酚酸含量均为混交林的2.5倍以上,ρ-香豆酸达到8倍;与对照相比,应用外源ρ-香豆酸和邻苯二甲酸在质量浓度2.5 mg·L-1时对油松苗高和生物量均具有促进作用,化感响应指数为正值。随着2种化合物质量浓度的增大,抑制作用加强,但ρ-香豆酸的抑制作用小于邻苯二甲酸。因此,混交林根际根系酚酸含量的降低可能是其生长优于纯林的重要原因之一。

鹅耳枥和虎榛子(桦木科)雌性生殖器官的形态发生

为了进一步理解类群之间的系统发育关系 ,在扫描电镜下 ,对桦木科植物鹅耳枥 (CarpinusturczaninowiiHance)和虎榛子 (OstryopsisdavidianaDecne .)的雌花序、小花序和雌花的原基形成和发育过程进行了观察。两种植物均具单性花 ,雌雄同株。其雌花序为复合的穗状花序 ,每两朵小花构成一个小聚伞花序 ,多个这样的小花序螺旋排列在一个总花序轴上。小花序由 5枚苞片组成 ,1枚初级苞片 ,4枚次级苞片。后者分别由两个半环状的共同原基发育而来。鹅耳枥的近轴面次级苞片生长缓慢 ,远轴面的生长较快 ,成熟时呈扩展的叶片状 ;虎榛子的近轴面和远轴面次级苞片均生长较快 ,成熟时靠合呈囊状。花被原基为环状 ,花被随着子房的发育而逐渐长大包围子房并与之愈合。研究对前人有关小花序的苞片数目和两个二心皮子房的定位方式等方面的认识作了澄清或纠正。每个小花序的苞片数目不像Abbe观察的那么多 ;二心皮子房定位方式在鹅耳枥属是互成直角 。

土生空团菌与虎榛子形成的菌根及其对虎榛子生长的影响

Ostryopsis davidiana is a special species in China, and is also advantagous shrub of Daqing Mountains weak ecological system; Cenococcum geophilum (Fr.) spread widly in the world and have strong adaptability. C.geophilum (Fr.) applied to experiments can be isolated from O.davidianas thin roots. It can be proved by seedling back-inoculation to O.davidiana that inoculated mycorrhizae infectious rate reaches to 67.2, and that formed mycorrhiza is the same as wild mycorrhiza. It was found that the typical sclerotium organs in seedling back-inoculation substrate. The experiments prove that C.geophilum(Fr.) has no obvious affect on O.davidianas overground parts, however, it has apparent promotion to growth of ground iameter and roots. Inoculation disposal root/shoot ratio is 2.18 times more than comparative disposal one. This may be the reason that O.davidiana can grow normally while other plants on Daqing Mountain become degraded and extinct.

油松、虎榛子不同林型根际土壤微生物多样性研究

为了了解油松、虎榛子不同林型中微生物区系的变化及功能多样性变化规律,揭示在自然森林生态系统中虎榛子的存在对油松促生作用机制,笔者以油松、虎榛子不同林型根际土壤为研究对象,采用传统分离方法和BIOLOG分析技术对其不同林型根际土壤微生物进行分离、鉴定,以及功能多样性的测试分析。结果表明:油松、虎榛子混交林根际土壤微生物数量最多、分布较均匀,稳定性最好;油松、虎榛子混交林根际土壤功能多样性指数显著高于2种纯林。

虎榛子外生菌根合成与筛选的研究

在实验室条件下,对虎榛子幼苗接种5种外生菌根真菌(6个菌株)。通过对接种幼苗菌根形态观察,以及菌根感染率、生物量的测定,结果表明,接种这些外生菌根真菌后虎榛子均能形成菌根,菌根感染率最低可达40.8%以上,对照无菌根感染现象。并且这些菌种能够明显促进虎榛子的生长,其中卷边桩菇对虎榛子促生效果最佳,生物量为对照的2 1倍。通过对菌根石蜡切片观察,接种处理在皮层细胞间均能形成典型的哈蒂氏网结构,不同菌种哈蒂氏网结构有一定的差异,未接种的苗木无哈蒂氏网形成。

虎榛子组织培养及其菌根化技术研究

为了获得大量的虎榛子组培幼苗,并对其进行瓶内菌根合成试验研究,以虎榛子带腋芽的茎段为外植体,进行外植体的灭菌,基础培养基的筛选,增殖培养和生根培养并对虎榛子组培幼苗进行瓶内菌根化研究。结果表明:经75%酒精处理30s,5%NaClO处理7min,虎榛子成活发芽率达到66%;WPM为最佳基础培养基;诱导虎榛子芽增殖的最佳培养基为WPM+6-BA0.5mg/L+NAA0.03mg/L,增殖率达到436.7%;最佳生根培养基为WPM+NAA0.2mg/L,生根率达到100.0%。对生根10天的虎榛子幼苗进行瓶内菌根合成试验,结果显示:接种土生空团菌[Cenococcum geophilum Fr.(Cg)]CgO5后虎榛子组培苗各项生长指标均显著提高,试验结果将为虎榛子幼苗快繁及其组培苗菌根化技术提供依据。

虎榛子根际真菌对油松幼苗的化感作用

对分离自虎榛子根际的几株真菌,通过液体纯培养法获得其代谢产物,设计不同浓度后施加到播种60天后的油松苗基质中,探讨虎榛子根际真菌对油松的化感效应。结果表明:拟青霉菌属的菌株(P3)和葡萄穗菌属菌株(S1)对油松幼苗生长具有显著的促进效应,并随着浓度的增大其作用增强;相反,青霉菌属的菌株(P1)对油松苗具有显著的抑制作用;胶帚霉属菌株(G1)和青霉菌属的菌株(P2)表现出低浓度促进、高浓度抑制的效应。有促进作用的菌株(P3、S1)均含有较高的油酸甲酯、9-油酸(E)、9,12-十八碳二烯酸(Z,Z)、9-十八烯酸酰胺、六氢化吡咯并(1,2-α)吡嗪-1,4-二酮等化合物,而具有抑制作用的P1菌株则含有较高的番茄黄素和大戟二萜醇。

大青山虎榛子生物量变化规律研究

大青山生态系统近些年来遭到严重破坏,森林逐渐减少,荒漠化加剧。为了恢复大青山生态系统,防止大青山进一步荒漠化,对能防风固沙抗旱性好的虎榛子生物量的分布规律进行研究,结果表明:虎榛子的地上生物量以干枝为主,花、叶只占较小部分。地下生物量主要分布在20cm深度之内,40cm深度分布较少,40cm以下几乎没有。而虎榛子总生物量与基径、枝长有较大关系,其中又以基径影响较大。虎榛子干枝生物量与基径、枝长有较大关系,尤其基径对生物量影响较大,生物量均随基径﹑枝长增大而增大。

虎榛子小孢子发育与雄配子体形成研究

采用石蜡切片法研究了虎榛子小孢子发育与雄配子体的形成过程,以探讨桦木科植物的属间胚胎学关系.结果显示:(1)虎榛子从小孢子母细胞到雄配子体形成约经历6个月,其间以小孢子母细胞的形式越冬,次年4月中旬花药成熟,花粉粒散粉.虎榛子花药2室;花药壁为基本型,最外层是表皮1层,其内部分别是药室内壁1层、中层2～3层和绒毡层1层.绒毡层在花粉发育过程中原位消失,为腺质绒毡层.(2)小孢子母细胞减数分裂为同时型,四分体呈四面体形.(3)花粉粒通常具有3个萌发孔,少数具有4个萌发孔,孔处外壁不加厚.成熟花粉粒多数为二细胞型,极少数三细胞型.(4)虎榛子较白桦的雄蕊数增多,四分体形式趋向统一化.结果表明,广义桦木科的概念更合理,虎榛子属和桦木属的进化路线不同,同时桦木科植物越冬休眠形式可以作为它们属间分类的一个新依据.

虎榛子光合特征变化及其与主要影响因子的关系

本文以大青山南坡山区虎榛子(Ostryopsis davidiana Decaisne)为材料,使用LI-COR6400便携式光合仪、AP4动态气孔计测定系统实地测定了其7月～10月叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、水分利用效率(WUE)等日进程变化。结果表明虎榛子Pn日变化呈双峰型曲线,Tr呈单峰曲线,第一峰都出现在10:00。水分利用效率日变化与光合速率、蒸腾速率变化趋势相反,月变化趋势与光合速率一致与蒸腾速率相反,呈现高温干旱7月份WUE较高的特点,该月具有较高的光合速率、较低的蒸腾速率。对其光合作用生理因子和环境因子进行线性回归分析表明虎榛子Pn、Tr等变化主要受光照、大气水分亏缺和气孔导度的影响。Pn月变化表明,在虎榛子年生长最大月份7月和8月,受干旱的影响其光合速率呈现不规律变化,明显与叶绿素含量相关。

虎榛子愈伤组织对土生空团菌菌丝生长的影响

新研究表明植物不能形成菌根的障碍是缺失一种植物形成菌根的信号物质,这种信号物质可以诱导菌根真菌菌丝的生长和分枝,为下一步研究植物与外生菌根真菌互作的生化机制和互作过程中的信号传导途径提供理论基础,建立虎榛子愈伤组织与其外生菌根真菌的共培养体系,在纯培养条件下采用干重法,测定虎榛子愈伤组织、愈伤组织匀浆液和愈伤组织分泌物对2株土生空团菌[Cenococcum geophilum Fr.(Cg)]菌株生长的影响。结果表明,供试Cg菌株与宿主的愈伤组织共同培养可以明显地促进菌丝的萌发和生长,而愈伤组织匀浆液和愈伤组织分泌物也可促进菌丝体早期生长,其中共培养法培养促生作用最强,尤为突出,2菌株单菌落的生物量分别达到63.5mg和45.2mg。初步研究表明,虎榛子愈伤组织与菌根菌共培养可以明显促进菌丝生长,证明虎榛子愈伤组织细胞在生长的过程中会分泌一类生化物质对外生菌根真菌菌丝的生长有促进作用,但究竟有哪些物质在起作用,是进一步研究的内容。

用虎榛子灌丛根际土壤作为接种体合成油松菌根苗试验

用分布于大青山前山半阴坡天然虎榛子灌丛根际土壤作为接种体,在实验室内开放条件下进行油松菌根人工合成试验。幼苗在光照室内经过6个月培养,接种幼苗全部形成菌根,菌根感染率为2.4%～67.4%。苗高、地径及生物量分析结果显示,接种幼苗分别比对照提高了23.67%、68%和101.72%。

虎榛子叶片挥发性成分HS-SPME&GC-MS分析

为探明虎榛子Ostryopsis davidiana叶片挥发物的组成及其相对含量,以长势优植株为研究对象,利用固相微萃取-气相色谱质谱法(HS-SPME&GC-MS)分析其叶片挥发性物质,通过面积归一法计算各成分的相对含量。结果表明,从虎榛子叶片中共鉴定出39种化学成分,其中5种绿叶气味物质,占75.61%;6种芳香化合物,占1.30%;9种萜烯类化合物,占5.04%;19种脂肪族化合物,占17.76%。该结果可为其寄生昆虫栎黄枯叶蛾的植物源引诱剂开发奠定基础。

治沙优良植物虎榛子的栽培技术

虎榛子树皮及叶含鞣质,可提取栲胶;种子含油,供食用和制肥皂;枝条可编农具,经久耐用,同时是耐旱耐瘠薄耐盐碱的优良固沙植物。阐述了虎榛子的生物学特性、生长发育习性和扦插繁殖、栽植管理、病虫害防治等优质栽培技术,为利用虎榛子防风固沙造林及其开发提供了良好的参考价值。

虎榛子碳储量回归模型研究

对内蒙古东部地区广泛分布的山杏进行植被碳储量研究,利用株高(H)与虎榛子地上碳储量进行回归分析,构建最优地上碳储量预测模型。结果表明:天然和人工山杏最优地上植被碳储量回归方程为幂函数方程,检验指标RS小于20%、RMA小于30%,拟合精度在70%以上,构建的预测模型可应用于估算山杏地上碳储量。

内蒙古地区虎榛子群系的群落特征

虎榛子(Ostryopsis davidiana)灌丛是温带地区重要的山地中生落叶阔叶灌丛类型,分布范围广。调查虎榛子灌丛的分布、群落特征有助于为蒙古高原的生物多样性保护、生态屏障建设提供支持。2016–2020年在内蒙古自治区内调查37个样地,共记录到维管植物300种,隶属于52科158属;其中被子植物298种,隶属于50科156属;蕨类植物2种,隶属于2科2属。生活型谱以多年生草本为主,占73%;水分生态类型以中生植物为主,占65%;区系地理成分以温带成分为主,其中东古北极分布种最多,其次是东亚成分;大多数植物为偶见种。对内蒙古区域内虎榛子群系物种组成、生态特征和群落分类进行了详细描述和研究,后将内蒙古区域内虎榛子群系划分为3个群丛组、17个群丛。

晋西黄土高原三种灌木的根构型研究

采用三维坐标体系追根挖掘法对晋西黄土高原半阴坡虎榛子、黄刺玫和三裂绣线菊3种灌木根构型进行了研究。研究结果表明，3种灌木根系水平分布范围较广，垂直分布范围较窄，虎榛子主要集中分布在0～60cm土层中，黄刺玫集中分布在0～40cm土层中，根系空间构型表明虎榛子和黄剌玫以水平根和斜生根为主，无明显主根，7a生三裂绣线菊根系错综复杂，根系中有一定数量的2～3级分枝根，表现出了较其他两种灌木较强的适应性。