不同土壤水分条件下107杨幼苗(Populus×euramericanacv.“74/76”)秋季光响应研究

在北京地区，利用Li-6400便携式光合仪的Li-6400-02B红蓝光源设定从O～2000μmol·m^-2·s^-1的光强，通过人工控水的方法取得3个不同的水分梯度，对秋季107杨（Populus×euramericana cv．“74／76”）1a生扦插苗木的各生理生长参数的光响应规律进行研究。结果表明，土壤含水量分别为13．249，6～17．65％、17．65％～22．06％时，107杨1a生扦插苗净光合速率能维持较高水平，当土壤含水量低于13．24％时，其净光合速率受气孔限制作用明显降低，苗木生长受到影响。

杨树溃疡病和杨树生长对修枝的响应

为了探索修枝对杨树溃疡病发病及其生长的影响,以3年生和5年生107杨(Populus×euramericana‘74/76’)为研究对象,从2010—2013年在河南省清丰县分别开展了修枝季节(冬季和夏季)、修枝强度(1/3H,2/3H)对树木生长和溃疡病发病状况影响的研究。结果表明:5年生杨树修枝后经过3 a生长,夏季修枝显著降低了树木的高生长和径生长,并且导致发病指数显著高于冬季修枝和对照组,而冬季修枝对林木的高生长、径生长以及发病指数无显著影响;3年生杨树修枝后经过1个生长季,不同强度的修枝均对林木的高生长和径生长产生了负效应,并且修枝强度间的发病指数差异显著。经过修枝处理,2个林龄组的枝下高均显著高于对照组,不同季节的修枝处理间枝下高无显著差异,而不同修枝强度的枝下高差异显著。相关分析结果显示,林木发病指数与胸径呈极显著的负相关。因此,本研究揭示:修枝时树木胸径不宜太小,应选择在树木速生期时开展修枝抚育,同时修枝管理宜在不削弱树势的前提下,并适当结合杨树人工林的培育目标进行;未来急需开展针对不同杨树栽培品种的最佳修枝年龄、最佳修枝胸径等方面的研究。

腐殖酸与无机肥配施对I-107欧美杨养分和土壤肥力的影响

腐殖酸是一种廉价无污染的有效肥料基质,广泛存在于褐煤、风化煤、泥炭和草炭中。腐殖酸具有多种活性基团,有利于土壤团粒结构形成,改善土壤结构,提高土壤保墒能力,还可增强土壤阳离子交换能力,调节土壤pH值,

欧美杨107杨木材纤维形态分析

对5年生和16年生人工林欧美杨107杨(Populus×euramericana cv.‘74/76’)木材纤维长度、纤维宽度、纤维壁厚、纤维腔径、纤维长宽比和壁腔比等形态特征指标进行了测试。结果表明,5年生107杨在径向上,木材纤维长度、纤维壁厚、长宽比的变异均是自髓心向外逐年增大;纤维宽度自髓心向外逐年增大,至第4年达最大值,此后再减小;纤维腔径总体变异趋势与纤维宽度相一致;壁腔比变化幅度不大。与16年生107杨相比较可得出,纤维长度、纤维宽度和纤维壁厚均随树龄的增长而增大,而纤维腔径随树龄的增长而减小。

杨树农田防护林带单木叶面积的变化

研究豫东平原5,7年生欧美杨107杨农田防护林带单木比叶面积、叶面积的变化,建立预测林带单木叶面积的异速生长模型。结果表明:5,7年生单木比叶面积平均分别为136.6,138.2 cm2.g-1,两者差异不显著;叶面积平均分别为45.4,85.8 m2,两者差异显著。冠层位置对比叶面积、叶面积均有显著影响,从树冠的上层到下层,比叶面积显著增加;而叶面积在两林龄中垂直层次表现出差异性,在水平层次,由内层到外层,叶面积均显著增加。不同林龄林带具有不同级别的枝,各级别枝的叶面积间均有显著差异。异速生长关系表明:树高、胸径、冠长因子都能可靠地预测林带单木叶面积,相比而言,胸径和单木叶面积之间的异速生长模型在测算单木叶面积及其指数时较可靠、方便。

107杨次生木质部PAL基因的RT-PCR扩增及其鉴定

A fragment of PAL (phenylalanine ammonia_lyase) gene was amplified by RT_PCR from poplar (Populus×euramericana cv. “74/76”) developing second xylem mRNA. It was cloned into pGEM-T Easy vector and identified by restriction enzyme, PCR amplification and sequencing. The sequence of the amplified DNA fragment was 565 base pairs. Alignment with the P. kitakamiensis PAL cDNA sequence retrieved from EMBL nucleotide acid database (accession number D30656) showed that the first 400 base pairs in both sequences were almost identical. Therefore the fragment was part of PAL gene. And both of sense and anti-sense expressional vectors were constructed.

欧美杨107耐盐转基因植株的试验

以欧美杨107(Populus×euram ericanacv.“74/76”)叶片为试材,采用根癌农杆菌介导法进行了胆碱单加氧酶(CMO)基因转化,获得了耐盐转基因植株。试验结果表明,15 mg.L-1卡那霉素(Km)可作为筛选转化细胞的选择压;在农杆菌工程菌液中添加200μmol.L-1的乙酰丁香酮(As)可以显著提高抗性芽诱导率;PCR及Southern检测证明CMO基因已整合进抗性植株基因组;组织培养条件下的植株耐盐性测定及离体叶片电导率测定结果证明,转基因植株的耐盐性得到了提高。

地面滴灌对107杨人工林根系分布的影响

为了探索地面滴灌栽培107杨(Populus×euramericana cv.‘74/76’)人工林根系的生长和发育特征及分布规律,采用全挖法和分层分段挖掘法对北京市永定河故道沙地滴灌栽培和常规栽培的2年生杨树个体和林分根系进行了全面调查,系统分析了2种栽培条件下杨树个体和林分根系的数量、长度和生物量及其垂直和水平分布规律。结果表明:(1)滴灌栽培杨树的主根分布深度仅为1.3 m,而常规栽培杨树的主根分布深度达到4.5 m;滴灌栽培杨树根系行间方向分布范围是常规栽培的1.8倍,顺行方向分布范围是常规栽培的1.2倍;滴灌栽培杨树侧根数量是常规栽培的2.0倍。(2)滴灌栽培杨树个体根系总长和生物量分别是常规栽培的1.8倍和1.2倍,主根和Ⅰ级侧根的总长和生物量与常规栽培近乎相同,而Ⅱ级和Ⅲ级侧根的总长和生物量则远远大于常规栽培。(3)滴灌栽培杨树林分根系总长和生物量分别是常规栽培的2.0、1.1倍,径级在5≤D<10 mm、10≤D<15 mm和D≥15 mm的根总长和生物量与常规栽培相近,而径级在D<1 mm和1≤D<5 mm的根总长和生物量远大于常规栽培。(4)滴灌栽培和常规栽培杨树的根系均主要分布在0 40 cm的土层内,滴灌栽培4/5和常规栽培2/3的根系特别是吸收根(D<1 mm)分布在0 20 cm深的土层内。(5)滴灌栽培和常规栽培杨树林分的吸收根主要分布在距离树干基部0 1.0 m的范围内,滴灌栽培杨树林分的吸收根主要分布在株间方向(滴灌带铺设方向),常规栽培杨树林分的吸收根则相对均匀分布在树体四周。

转双抗虫基因欧美杨107杨中外源基因的表达

【目的】鉴定并分析转双抗虫基因(BtCryl Ac和API基因)欧美杨107杨(简称:转基因107杨)中外源基因的表达情况,并且筛选出对鳞翅目害虫美国白蛾和杨扇舟蛾具有高抗虫性的转基因107杨株系【方法】以10个转基因107杨株系2年生田间苗为试验材料,未转基因107杨为对照(CK),进行外源基因表达测定,包括PC R检测、绝对荧光定量PC R检测和毒蛋白检测以及鳞翅目害虫抗虫性对比试验【结果】PCR检测结果表明,10个转基因株系均检测到外源基因BtCryl Ac和API而对照未检测到,证明BtCryl Ac和API基因已稳定插入转基因植株基因组中。荧光定量PCR检测表明,8月份PB1,PB2,PB6,PB9和PB10这5个株系BtCryl Ac基因的转录丰度较高为1.72×10~8~7.91×10~9,PB1最高;PB3,PB7和PB8次之为1.03×10~7~2.35×10~7;PB4和PB5与对照一样未检测到BtCrylAc基因的转录表达。ELISA毒蛋白检测表明,CrylAc毒蛋白的表达量与转录丰度大小变化趋势一致,PBl最高,为665.11 ng·g^(-1),PB4和PB5与对照一样未检测到毒蛋白。室内饲虫试验证明转基因107杨对美国白蛾幼虫的杀虫效果高于杨扇舟蛾幼虫。8个表达毒蛋白的转基因株系对1-6龄美国白蛾幼虫的致死率均为100%,但致死时间存在一定差异,PB1和PB2对各龄幼虫的致死时间均较短;PB1,PB2,PB6,PB9和PB10对1~4龄杨扇舟蛾幼虫的致死率均为100%,其中PB1和PB2的致死时间较短,PB3,PB7和PB8对1~2龄杨扇舟蛾幼虫的致死率为100%,对3龄和4龄的致死率最高为22.22%。综合抗虫对比试验结果,可以将8个转基因株系划分为2个抗性水平:PB1,PB2,PB6,YB9和PB10为高抗株系对美国白蛾和杨扇舟蛾均表现高抗性;PB3,PB7和PB8为中抗株系,对杨扇舟蛾表现出中等抗性,但对美国白蛾表现出高抗性。【结论】通过对转基因107杨进行一系列分子检测及室内抗虫对比试验,证明外源基因已成功导入杨树基因组并稳定存在,并且有8个株系高效表达;抗虫试验证明转基因107杨对美国白蛾和杨扇舟蛾具有明显的抗性,筛选出的5个株系对2种害虫都具有高抗性,另外3个株系PB3,PB7和PB8对美国白蛾具有很高的抗性,而对杨扇舟虫我则表现出中低抗性。

欧美杨107杨正常木与应拉木木素结构的比较研究

采用紫外光谱、红外光谱、核磁共振波谱、凝胶渗透色谱和有机元素分析对从欧美杨107杨正常木与应拉木中提取的纤维素酶解木素的结构进行比较研究。结果表明:欧美杨107杨正常木与应拉木木素的芳香环结构都是紫丁香基含量最高,愈创木基次之,对羟基苯基较少;与正常木木素相比,应拉木木素中紫丁香基、脂肪族羟基、甲氧基含量较多,而愈创木基、对羟基苯基、酚羟基、β-5键含量较少;β-O-4醚键、β-β键和β-1键含量相近;含有一定量的缩合酚羟基和羧基。正常木与应拉木木素的经验式分别为C9H7.21O1.79(OH)0P.h21(OH)1A.l17(OCH3)1.55和C9H7.23O1.76(OH)P0.h18(OH)1A.l25(OCH3)1.62。正常木与应拉木木素的质均相对分子质量分别为8622和8801。

欧美杨107杨抗硫无性系的变异及其抗氧化保护系统对SO_2响应

系统比较欧美杨107杨抗大气SO2污染的无性系和普通欧美杨107杨在抗氧化体系差异,以及它们在生长和气体交换方面对SO2熏气的反应。抗硫无性系表现出显著更强的抗SO2能力。在SO2熏气条件下,抗硫无性系维持较强的光合速率和高存活率。在12mg.m-3SO2浓度下,普通107杨无性系下降了56%,而抗硫无性系的光合速率仅下降了13%。抗硫无性系比普通107杨无性系的SOD活性高出16%,GSH含量高出24%。和普通107杨相比,抗硫无性系气孔明显更大,但气孔密度变小;抗硫无性系叶片的角质层更厚实。结果表明:抗硫无性系中高的SOD活性和GSH含量对减轻SO2的毒害起到重要作用。

不同立地条件对欧美杨107材性及ASAM制浆性能的影响

对黑碱土和沙壤土两种不同立地条件的欧美杨107化学组成、纤维形态进行分析,并对其ASAM制浆性能进行研究。欧美杨107ASAM蒸煮最佳工艺条件:NaOH用量10%-11%,Na2SO3用量18%-20%,分散蒽醌用量0.06%,甲醇用量14%-18%,一次升温时间90-110min,液比1∶5.5,最高温度165℃,一次升温至140℃保温90min,二次升温50min至165℃保温60min。细浆得率高,卡伯值低,白度高。不同立地条件下的欧美杨107在得率、卡伯值和粘度上相差不大,但黑碱土欧美杨的白度更高,蒸煮效果较好一些。欧美杨具有较好的制浆性能。

杨树新品种‘朝霞杨’

‘朝霞杨’是欧美杨107杨的芽变品种。该品种苗干通直,树冠窄。春季叶片为紫红色,生长旺盛期叶色转为紫色,秋季渐转为浅紫色。叶片较‘欧美杨107杨’略小;叶芽为褐色,较欧美杨107杨小;苗木停止生长时间和落叶期较欧美杨107杨晚5-7天。朝霞杨成年树主干红褐色。

欧美杨107次生木质部纤维素合酶基因片段的克隆及序列分析

以欧美杨107次生木质部为材料提取总RNA,克隆得到了一个纤维素合酶基因片段。序列分析表明:该基因序列为883bp,与Populus tremula×Populus tremuloides木质部特异性纤维素合酶基因CesA1和Populus×canescens纤维素合酶基因的相似性均达到99%,与Populus tremuloides木质部特异性纤维素合酶基因CesA3的相似性达到98%。此片段拟表达的氨基酸序列具有纤维素合酶共有的锌指结构和一个不完全的高突变区,证明此DNA片段是纤维素合酶基因的片段,构建了重组质粒,并命名为pMD20-T-CesA1。

欧美杨107杨的修枝创伤与伤流溃疡病间的关系

为探讨修枝的伤口如何影响杨树伤流溃疡病的发生,以3 a生和5 a生欧美杨107杨（Populus×euramericana cv.‘74/76’）为对象,2010—2013年在河南省清丰县分别开展了修枝季节（冬季和夏季）、同一季节不同修枝强度（1/3 H,2/3 H）对树木伤流溃疡病发病影响的研究。结果表明,修枝会诱发伤流溃疡病的发生,特别是冬季修枝后5 a生杨树的发病率高达86.6%,3 a生亦高达62%;而夏季修枝后的发病率仅为6.25%,同期的对照组的自然发病率在3%以下。伤流溃疡病发生与修枝强度关系不大,而与修除的枝条基径间存在极显著的正相关关系。3 a生杨树修除的枝条平均基径为4.67 cm时,发病率达到20%,而5 a生杨树修除枝条基径〉5.5 cm时,发病率高达85.71%。主干横切圆盘显示,病害发生后,病灶处木材出现腐烂并造成了木材变色。建议杨树修枝的树龄在5 a前,枝条基径上限为3-5 cm,修枝时间应在夏季。

不同立地条件欧美杨107制浆性能的比较

本文主要对取自顺义、菏泽和廊坊三个地区的五年生欧美杨107试样进行了化学成分分析、纤维形态测定及制浆性能研究。结果表明,顺义地区沙土欧美杨107的木素含量较低为21.58%;综纤维素含量最高,为81.02%;在相同的AS-AQ法制浆工艺条件下,卡伯值和K/Y值均最低,分别为17.98和0.341;粗浆得率最高,为52.69%,黏度适中,1112mL/g;制浆性能优于其它欧美杨107试样。

107杨叶片叶绿素含量高光谱反演的研究

利用Field-Spec Pro测定107杨叶片光谱特征参数,研究不同叶绿素含量的107杨叶片的光谱特性、叶绿素含量与11种植被指数之间的关系以及107杨叶片叶绿素含量的光谱反演模式。结果表明：1）光谱反射率呈现典型的植物光谱特征,蓝紫谷位于350-500nm之间,其中多集中在350nm处;绿峰位于500-600nm之间,其中大部分集中在552nm处;红谷位于600-700nm之间,多集中在672nm处。700nm后进入近红外高反射平台,以762nm居多;2）107杨叶片叶绿素含量与11种植被指数之间均具有很强的相关性,其中mND705植被指数与叶片叶绿素含量相关性最强,R2为0.69;3）基于植被指数建立叶绿素反演模型,结果显示mND705植被指数的高光谱反演模型y=0.09x1.621 7反演精度较高,拟合R2和预测R2均达到最大,分别为0.812 4、0.703 5;均方根误差最小,为0.007 0,说明可以利用测量107杨叶片光谱的方法来监测叶片叶绿素含量。

盐胁迫下转复合多基因欧美杨107杨幼苗生长及生理响应

【目的】通过观测转复合多基因欧美杨107杨(转基因107杨)幼苗在不同浓度盐胁迫下生长性状,质膜透性、光合作用等各项指标,以及外源基因表达产物积累量的变化,综合评价转复合多基因杨树在盐胁迫下的适应能力。【方法】以转化成功且已经过验证的转基因107杨为试验材料,未转基因107杨为对照(CK),进行组培扩繁,在幼苗株高10 cm时定植在花盆中,置于人工气候室中培养。分别用0、3、6 g·L^(-1)的Na Cl溶液进行盐胁迫处理,胁迫25天后观测2个株系幼苗的生长指标、生理参数变化,以及甜菜碱与Bt毒蛋白的积累量。【结果】2个株系的生长指标观测结果表明:在低盐浓度处理下,转基因107杨幼苗株高增长量显著高于非转基因对照,转基因株系幼苗地径增长量与对照差异不显著;高盐浓度处理下,2个株系幼苗株高与地径均受到盐胁迫的显著影响。2个株系的生理参数观测结果表明:在低盐浓度处理下,转基因107杨幼苗质膜透性显著低于对照107杨,叶绿素含量有一定程度的增加,净光合速率与蒸腾速率显著高于对照,光系统Ⅱ实际光合效率Y(Ⅱ)小幅度降低但显著高于对照,光系统Ⅱ能够保持较高的电子传递速率;F_v/F_m增幅较高,具有较大光合作用潜力。在高盐浓度下,转基因株系幼苗叶绿素含量降幅较小,而质膜透性、净光合速率均显著降低,F_v/F_m、Y(Ⅱ)均呈现较大幅度下降,光系统Ⅱ电子传递速率受到较大影响,光合能力下降,变化趋势与对照相同,2个株系幼苗均受到较大程度的盐害。转基因株系中外源基因表达产物积累量的ELISA研究结果表明,随盐浓度的增加,Cry1Ac毒蛋白、Cry3A毒蛋白及甜菜碱含量都呈现增加趋势;在高盐浓度胁迫下外源基因产物积累量均显著增加。【结论】转基因107杨在低浓度盐胁迫下表现出良好的适应性,耐盐性优于对照107杨。在高浓度盐胁迫下转基因株系与对照107杨均受到较大影响,转基因株系并未显示其优势。盐胁迫可以诱导外源Bt基因、BADH基因表达加强,盐胁迫下转基因107杨表现出良好的耐盐和抗虫潜力。

欧美107杨砂培扦插苗对指数施肥的响应

运用指数施肥方法,采用4种施N水平(10、8、6、4 g/株)在砂培条件下对欧美107杨当年扦插苗进行施肥试验,探讨欧美107杨扦插苗木的需肥规律及最适施N量。结果表明:指数施肥各处理苗高和地径生长与对照ck之间均达到显著差异,并以N2处理(8 g/株)最优;将杨树扦插苗生长分为成活期、幼苗期(5-6月)、速生期(7-8月)和硬化期(9-10月)分析,速生期是苗木生长发育最快的阶段,此时是施肥的关键时期,由于肥效的滞后性,以在苗木生长高峰前15 d内施肥为宜;N2处理(8 g/株)能够使苗木达到较高的生长速率及养分积累水平,在硬化期其苗木生物量积累和苗木N含量达到最大,分别为147.102、2.700 g,显著高于其他处理。

欧美杨单株液流昼夜组成及其影响因素分析

【目的】分析欧美杨107杨昼夜液流特征,量化夜间液流对整日液流的贡献率,探讨昼夜液流对树形因子和环境因子的响应差异,为深入认识树木水分利用策略对环境的响应机制提供理论依据。【方法】以北京市顺义新城滨河森林公园内的树种欧美杨107杨为研究对象,在样地内选择8株35年生、长势良好的样木,于2018年7—10月采用热扩散探针对样木进行树干液流变化监测,并同步监测环境因子。【结果】1)欧美杨小、中、大径阶的液流速率呈“昼高夜低”单峰曲线,前半夜液流活动比后半夜活跃;2)各径阶整日液流量为39.04~94.96 g·cm^-2d^-1,夜间液流量为3.34~10.49 g·cm^-2d^-1,夜间液流对整日液流的贡献率在4.2%~16.2%范围内波动,整日液流量与日间液流量(去除夜间液流的日总液流)差异性达极显著水平(P<0.01);3)日间和夜间液流对树形因子的响应关系一致,冠幅与昼夜液流呈显著正相关(P<0.05),对昼夜液流的解释程度分别为80%和77%,树高和胸径对昼夜液流的影响不显著(P>0.05);4)饱和水汽压差(VPD)、太阳总辐射(Ra)、空气温度(T)和风速(W s)是影响欧美杨整日液流量的主要环境因子;影响日间和夜间液流速率的环境因子存在差异,VPD、Ra、T和Ws是影响日间液流速率的主要环境因子,而夜间液流速率主要受VPD和W s影响;W s对昼夜液流速率的影响具有两重性,具体表现为白天促进树干液流速率,夜间抑制树干液流速率;日间液流量与夜间液流量极显著正相关(P<0.01),小、中、大径阶的日间液流量对夜间液流量的解释程度分别为37%、48%和47%。【结论】欧美杨存在明显的夜间液流,估算欧美杨耗水量时,忽略夜间液流会低估日常需水量。液流速率对环境因子的响应存在昼夜差异,估算和模拟树木蒸腾量时,应分日间和夜间考虑环境因子对液流速率的影响。