指数施肥对白桦容器苗生物量及形态特征的影响

采用常规施肥、指数施肥、1/2指数施肥、2倍指数施肥以及不施肥(对照)5种不同施氮肥处理,研究其对白桦1年生播种苗生物量动态变化及苗木形态的影响。研究结果表明:(1)苗木达到生长高峰期时,生物量净增速率顺序为:2倍指数施肥>指数施肥>1/2倍指数施肥>常规施肥>对照。(2)生长结束后,2倍指数施肥处理苗木年单株生物量为13.32 g,显著高于其他处理。(3)在苗木生长高峰期(施肥后第10周)测定苗木叶面积,指数施肥和2倍指数施肥处理对苗木叶面积增加效果最为明显,达到53.36、53.39 cm2。(4)在苗木生长结束后,2倍指数施肥处理苗木最高为98.89 cm;而指数施肥处理苗木地茎最大,达到7.53 mm。指数施肥处理为最佳施肥方式,有效促进了白桦播种苗生长,改善了苗木形态结构。

控制光照条件下华北山地4个混交树种幼苗幼树的形态响应和可塑性

在华北山地次生林中,白桦和华北落叶松、华北落叶松和白杄以及油松和白桦混交林是重要的森林类型,这几种混交林的林下更新是林冠干扰后维持混交状态长期存在的基础。为了更好地揭示混交林的发育和演替规律,本研究以白桦、油松、华北落叶松和白杄1年生幼苗和4年生幼树为材料,在大田环境控制试验条件下,以自然光为基础设置3种透光率(分别为全光照的100%,18.7%和7.2%),进行为期1个生长季的观测及形态指标和存活率的测定,探讨这4个树种在幼苗和幼树2个发育阶段对遮荫的响应是否存在差异。结果表明:遮光处理后,白桦和油松1年生幼苗的生物量积累、分配和存活率未受影响,白桦4年生幼树茎生物量积累、冠根比和存活率下降;油松幼树叶生物量和冠根比增大,存活率无变化;遮光导致华北落叶松和白杄幼苗存活率升高,华北落叶松幼苗茎生物量积累和白杄幼苗的地下生物量分配增加,而华北落叶松和白杄幼树的根及总生物量积累随光强减弱而增大,其他形态和存活率指标未变化;在7.2%的相对透光率下,4个树种幼苗的存活率与茎生物量显著负相关,幼树的存活率与生物量分配显著相关;在幼苗阶段,白桦和油松的形态可塑性小于华北落叶松和白杄,但此趋势在幼树阶段逆转。这4个树种在幼苗、幼树2个发育阶段的形态和存活率上表现出对遮光的不同响应以及形态可塑性差异的结果说明:树木的光适应机制不仅与树种相关,也会随着树木的发育而变化,从而产生不同的形态响应;其次,华北落叶松在幼苗阶段的形态响应与阳性树种白桦和油松相近,但存活率响应和形态可塑性与阴性树种白杄相近,在幼树阶段的存活率和形态光响应模式则与白杄趋同,说明华北落叶松发育早期的耐荫特性应该是华北山地华北落叶松-云杉混交林群落大面积存在的内在原因之一。

四倍体白桦木材纤维性状比较及优良母树选择

为选出不仅生长速度快而且木材纤维性状表现优良适于制浆造纸的四倍体白桦母树。以制种园中31株四倍体白桦为研究对象,测量其胸径生长指标,测定木材密度、纤维长度、纤维宽度以及木质素、纤维素、综纤维素含量等木材品质指标,并对其进行了方差分析和多重比较。结果显示:各性状在母树间的差异均达到极显著水平(P<0.01),在31株四倍体母树中24株的纤维长显著高于二倍体对照。有13株母树综纤维素含量大于70%,12株母树纤维素含量高于50%,说明白桦染色体加倍后对木材纤维性状影响显著,在四倍体母树中可选出用于纸浆材的优良母树。参试母树胸径生长量为2.00或2.00 cm以上的有8株母树,并且均为四倍体白桦;根据胸径生长量及材性指标,采用隶属函数法对参试母树进行综合评价,表现最优的7株母树均为四倍体母树,说明染色体加倍可提高白桦的生长量及木材品质。虽然四倍体在树干通直度方面表现较差,仅有42%母树通直度为Ⅱ级或Ⅰ级,但作为纸浆材对该性状的要求可适当放宽,最后初步选出19株母树生长和材性均表现优良,其中5株兼具生长、材性、干型最优。在种子园中,生长及材性性状表现均较差的5株四倍体母树将被淘汰。

立地类型对长白山天然白桦林生态系统碳储量的影响

利用相对生长方程与碳/氮分析法,对比分析长白山天然白桦林在7个立地类型(阳坡上、中、下部与阴坡上、中、下部及谷地)上的生态系统碳储量(植被与土壤)、净初级生产力与年净固碳量,揭示立地类型对温带白桦林生态系统碳库与固碳能力的影响规律。结果表明:1长白山天然白桦林植被碳储量(45.61 87.22 t·hm-2)呈阴坡上、中部与谷地>阳坡上、中部与阴坡下部>阳坡下部变化趋势,且高立地型显著高于低立地型50.8%91.2%(P<0.05),中立地型高于低立地型20.4%44.4%(P>0.05);2土壤碳储量(66.71 158.51 t·hm-2)呈阳坡上部、阴坡中部与谷地>阳坡中、下部与阴坡下部>阴坡上部变化趋势,且高立地型显著高于低立地型99.3%137.6%(P<0.05),中立地型高于低立地型40.7%67.0%(P>0.05);3生态系统碳储量(139.44 231.12 t·hm-2),呈阴坡中部与谷地>阳坡上部与阴坡下部>阳坡中、下部与阴坡上部变化趋势,且高立地型显著高于低立地型35.6%65.7%(P<0.05),中立地型高于低立地型5.8%34.7%(P>0.05);4植被净初级生产力(4.92 11.25 t·hm-2·a-1)和年净固碳量(2.32 5.32 t·hm-2·a-1)均呈阴坡上、中部>阳坡上、下部与阴坡下部及谷地>阳坡中部变化趋势,且高立地型显著高于中、低立地型42.5%128.7%和45.2%129.3%(P<0.05),中立地型高于低立地型10.6%56.3%和14.2%53.4%,但仅阴坡下部提高显著。因此,长白山白桦林生态系统碳库与固碳能力均受到立地类型的强烈影响,故对其碳汇功能评价应考虑其立地分异规律性。

白桦雌花发育的形态相关性

以20年生白桦的雌花序为材料,研究了白桦雌花发育时序特征和形态相关性,测量了不同发育时期种子的纵径、横径、横径(含种翅)及花柱长。纵径、横径和横径(含种翅)随着发育进程呈现逐渐增长趋势。减数分裂之前的4月底至5月中旬期间,纵径与横径处于缓慢增长状态,5月15日到5月28日,减数分裂和配子体形成期间二者增长幅度较大,5月29日以后又趋于平稳。花柱的长度变化不大,纵横径比值呈缓慢平稳增长趋势,而花柱长与纵径的比值变化则较大,呈迅速下降趋势。横径(含翅)与横径相比,其增长幅度在5月21日之后更大,说明种翅在此期间增长较快。白桦花发育各时期的形态特征较明显,因此,根据花外部形态变化大致判断其生殖发育状态是可行的,能在一定程度上利于相关研究的适时取材问题。

硝普钠(SNP)和茉莉酸甲酯(MeJA)诱导的白桦Ty1-copia类逆转座子的克隆及分析

利用Tvl—copia类逆转座子逆转录酶（RT）的保守区域设计引物，优化了扩增条件后利用RT—PCR从白桦愈伤组织中得到了1条逆转录酶序列。利用硝普钠（SNP）和茉莉酸甲酯（MeJA）诱导后分别扩增克隆了11条和9条逆转录酶序列。这2l条逆转录酶序列（命名Bprtl-21）变化范围为205—290bp，一致性为71．93％，异质性为1．1％。50．9％，翻译成氨基酸的异质性为0～57．1％。经SNP和MeJA处理的样品中，获得的逆转录酶序列基本是分别聚类．初步证明不同的Tvl-copia类逆转座子能够分别响应不同的信号而被转录激活。分析所获得的21逆转录酶序列和苹果中19务逆转录转座子序列（DQ410748-DQ410766）进化关系发现．逆转录酶基本各自聚类。但是Bprt9、Bprtll和OQ4m750进化关系比较接近，Bprt15、Bprt19、DQ410751和DQ410753聚为一类，证明逆转座子存在水平传递。

白桦木聚糖内糖基转移酶XET基因序列及表达

从白桦(Betula platyphylla Suk.)形成层相关组织cDNA文库中获得一个木聚糖内糖基转移酶XET基因全长cDNA序列,其ORF全长882 bp,编码由293个氨基酸残基组成的多肽,编码蛋白的分子质量为33.1 ku,理论等电点为5.49。运用生物信息学方法对该蛋白进行理化性质分析及保守区预测,确定其属于糖基水解酶16超家族;进一步模拟蛋白空间结构,得到了可靠的分子生物学模型;利用sqRT-PCR分析白桦组培苗不同器官内XET基因的表达情况,结果显示XET在发育中的根茎叶内都有较高的表达水平。

白桦花芽蛋白质双向电泳技术的建立

目的:初步建立白桦花芽蛋白质组研究的双向电泳(2-DE)技术,以提高其分辨率及重复性。方法:以白桦花芽为实验材料,对关键环节如样品处理、上样量和染色方法等进行一系列优化。结果:蛋白上样量为50～60μg、银染剂中采用0.16%的AgNO3染色12min,即可获得蛋白点的形态规则、稳定性高、重复性好的2-DE图谱。结论:建立了适合多糖、醌类等次生代谢物质含量较多的白桦花芽蛋白提取方法,为开展白桦发育生物学研究奠定了基础。

3年生不同倍性白桦家系生长性状变异分析及优良家系的选择

杂交子代生长性状的测定以及优良家系的选择是研究林木育种的重要环节。为了选择优良的白桦杂交子代,本研究以3年生21个不同倍性的白桦家系为材料,对其树高、胸径和材积进行变异分析,结果表明:各性状在不同家系间差异均达极显著水平(P<0.01);且各性状家系遗传力均高于0.75,属于高度遗传;家系311-15在树高、胸径和材积方面均表现最优,其树高、胸径和材积分别高于其他家系均值的9.09%、11.25%和40.46%;家系311-9、311-25和211-7、211-2、211-3、211-6、211-1等表现较好,其树高、胸径和材积与家系311-15相比差异未达显著水平。运用隶属函数综合评定法,以20.00%的入选率对参试家系进行选择,311-15、311-9、211-7、211-2等4个家系入选,这4个家系的树高、胸径和材积的遗传增益分别为5.24%、7.18%和19.72%。在进行优良家系选择的同时,以材积平均值+2倍标准差为标准,共筛选出52株优良单株。研究结果为白桦优良家系及优良单株在辽宁省西南部的推广提供参考,也为高世代三倍体制种园的改建提供依据。

《山海经》三大神木的植物学考订

《山海经》中有太阳东出扶桑、日中建木、西归若木的传说,长期以来一直存疑,争论不休,直到四川广汉三星堆遗址出土了青铜神树,才证明了传说的真实性。我们结合《山海经》等相关典籍,从植物学角度对扶桑、建木、若木的原植物进行探讨,基于典籍描述、考古资料、植物形态特征、生态习性和地理分布等,初步考订扶桑的植物原型为桦木科白桦(Betula platyphylla),建木的植物原型为杉科杉木(Cunninghamia lanceolata),若木的植物原型为木棉科木棉(Bombax ceiba)。