Micropropagation of Taxodium hybrid(T.distichum×T.mucronatum)

This study was carried out to optimize the culture media for the micropropagation of Taxodium hybrid Zhongshanshan（ T. distichum × T. mucronatum）.Using the tender stems of Zhongshanshan 301 as the explants,the effects of NAA,6-BA,IBA and KT on the induction of differentiation,proliferation and rooting were evaluated on MS or 1/2 MS medium. The results showed that Zhongshanshan can be proliferated via tissue culture. The combined use of NAA and 6-BA in MS medium greatly promoted the differentiation of Zhongshanshan explants,and the optimal medium was MS ＋ 0. 2 mg/L NAA ＋ 0. 4 mg/L6-BA. The optimal medium for the proliferation of differentiated buds was MS ＋ 0. 3 mg/L NAA ＋ 0. 4 mg/L 6-BA,on which the proliferation rate was up to 3. 8. 1/2 MS medium was more conducive than MS medium to the induction of rooting. The optimal medium for the rooting of tissue-cultured Zhongshanshan shoots was 1/2 MS ＋ 0. 3 mg/L IBA ＋ 0. 2 mg/L NAA.

两种林龄中山杉(Taxodium hybrid 'Zhongshanshan')林地土壤质量评价

以江苏省靖江市牧城公园和东湖公园两种种植年限分别为5a和9a的中山杉（z缸。击umhybrid’Zhongshanshan’）人工林土壤和无林地为研究对象，对0—15cm、15—30cm和30一45cm深度土层土壤理化性质、养分含量和微生物生物量进行了分析。典型相关分析表明，土壤微生物生物量的变化是一个复杂的过程，是土壤各因子共同作用的结果，3种土壤U、V值均表现出层次性，随着土壤深度的增加逐渐降低；不同取样点相同深度土层U、V值为9a林〉5a林〉对照；单相关分析表明，土壤微生物生物量与速效磷、速效钾、有机质和全氮呈极显著正相关（P〈0．01），因此土壤微生物可以作为评价中山杉人工林在促进林地土壤质量改善过程中的重要生物指标；主成分分析表明，综合得分最高的9a林为2．993，其次是5a林为0．748，作为对照的无林地则为一3．742，说明9a林地土壤质量最高。可见，中山杉对林下土壤质量有显著提高作用。

高温热处理对中山杉木材物理力学性能的影响

中山杉(Taxodium hybrid‘Zhongshanshan’)是落羽杉属杂交选育出的优良无性系品种,但其木材存在尺寸稳定性差、力学强度低等缺点,限制了其开发应用范围。以中山杉木材为研究对象,使用过热蒸汽对其进行改性,研究了处理温度(175,195,215℃)和处理时间(1,2,4 h)对中山杉物理性质、化学成分和力学性能的影响。结果表明:处理温度的升高和处理时间的延长使木材表面材色逐渐向深褐色转变,其中处理温度对色度的影响更显著。热处理材的质量损失率随着处理温度升高和处理时间延长而增大,处理温度对质量损失率影响更显著。热处理材半纤维素的质量分数随温度的升高显著降低,温度达到215℃时,半纤维素的质量分数与未处理材相比下降近65%,而纤维素质量分数相对稳定,下降了11.47%。由于纤维素和半纤维素中具有吸水性的游离羟基数量减少,热处理材的饱水湿胀率和全干干缩率随温度升高而下降,抗胀(缩)率随处理温度升高逐渐增大,尺寸稳定性明显提升。但高温处理对木材的抗弯强度和抗弯弹性模量具有消极影响,尤其是处理温度影响显著。当处理温度达到215℃且处理时间为4 h时,热处理材抗弯强度和抗弯弹性模量分别下降了27.74%和31.45%。

Cr胁迫对‘中山杉406’幼苗生长和生理生化特性的影响

采用水培法模拟实验,以亲本落羽杉〔Taxodium distichum(Linn.)Rich.〕为对照,比较了不同浓度和处理时间Cr胁迫对‘中山杉406’(‘Zhongshanshan 406’)幼苗生长、抗氧化系统和光合系统的影响。结果显示:在中浓度(5.00μmol·L^(-1))和高浓度(20.00μmol·L^(-1))Cr处理28 d时,‘中山杉406’幼苗的相对生长速率和相对含水率以及叶片的相对电导率、叶绿素含量和丙二醛(MDA)含量的变幅均小于落羽杉。随着Cr浓度的增加和处理时间的延长,‘中山杉406’幼苗叶片的超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性总体呈升高的趋势,而落羽杉幼苗叶片的SOD和POD活性总体呈先升高后降低的趋势,‘中山杉406’在处理后期(28 d)能维持较高的抗氧化酶活性。与对照(0.00μmol·L^(-1)Cr)相比,在1.25和5.00μmol·L^(-1)Cr处理下,‘中山杉406’幼苗叶片的PSⅡ最大光化学效率(F_(v)/F_(m))、PSⅡ有效光化学效率(F_(v)′/F_(m)′)和PSⅡ实际光化学效率(Φ_(PSⅡ))总体变化不大,而落羽杉的这3个叶绿素荧光参数在5.00μmol·L^(-1)Cr处理下显著降低,且在20.00μmol·L^(-1)Cr处理28 d时的降幅明显大于‘中山杉406’;随着处理时间的延长,‘中山杉406’幼苗叶片非光化学猝灭系数(NPQ)总体呈升高的趋势,而落羽杉从处理14 d开始变化不大。Cr胁迫下2种植物相对生长速率与叶片的光合系统指标(叶绿素含量、F_(v)/F_(m)值、F_(v)′/F_(m)′值、Φ_(PSⅡ)值)以及抗氧化系统指标(SOD活性、POD活性和MDA含量)有较高关联度,Φ_(PSⅡ)值和叶绿素含量与抗氧化系统指标间有较强关联性。综上所述,‘中山杉406’和落羽杉对低浓度(1.25μmol·L^(-1))Cr胁迫有一定的生长适应性,‘中山杉406’对中、高浓度Cr胁迫的抗性更强。Cr胁迫下较强的PSⅡ光化学性能、抗氧化能力和PSⅡ热耗散能力是‘中山杉406’维持较高生长速率以及防御光抑制和光破坏的重要机制。

落羽杉属4个新品种

‘中山杉405’,‘中山杉406’,‘中山杉407’和‘中山杉502’是以墨西哥落羽杉为母本、落羽杉为父本通过人工授粉杂交选育所获得的优良无性系,具有速生、耐水湿、耐盐碱、树形挺拔、主干通直圆满,抗风力强,适应性广,景观价值高等优良特性,可在江苏、浙江、上海、重庆、云南等地区栽植。

不同水分条件对中山杉406生长与生理的影响

采用室内盆栽方式,以两年生落羽杉属杂交树种"中山杉406"(Taxodium‘Zhongshanshan 406’)为试验材料,设置土壤含水量为土壤田间持水量的70%(对照)、渍水(水面与土面持平)、淹水10 cm 3个处理,研究中山杉406的生物量,N、P等营养元素含量,以及超氧化物歧化酶(SOD)活性等生长与生理指标的变化。结果表明,与对照相比,渍水与淹水能显著增加中山杉406的地茎,降低植株的根冠比,而对植株的株高、鲜质量、株高增长率与鲜质量增长率无显著影响。淹水处理后,中山杉406根部P、K、Na、Mg含量显著高于对照。中山杉406叶片的叶绿素含量、SOD活性、过氧化物酶(POD)活性、丙二醛(MDA)含量以及根系活力在对照、渍水、淹水3个处理间无显著差异。此外,淹水处理中山杉406出现皮孔肥大以及长出气生根等对淹水的适应特征。可见,中山杉406具有良好的耐水湿特性,可应用于湿地的恢复与构建。

中山杉优良无性系302,118,405扦插生根能力比较

为了解分别选育于1979,1993,2004年的3期中山杉Taxodium‘Zhongshanshan’无性系的扦插生根能力差异,研究了清水对照(ck),1 000 mg·L-1吲哚乙酸、1 000 mg·L-1萘乙酸、2 000 mg·L-1吲哚乙酸、2 000 mg·L-1萘乙酸、1 000 mg·L-1吲哚乙酸和1 000 mg·L-1萘乙酸1:1混合液、2 000 mg·L-1吲哚乙酸和2 000 mg·L-1萘乙酸1:1混合液分别处理下中山杉302,118,405 Taxodium‘Zhongshanshan 302,118,405’的生根率、生根数量、最大根根长和最大根基茎。结果表明:1清水对照或2 000 mg·L-1吲哚乙酸处理下,中山杉302的生根率显著低于(P<0.05)中山杉118,405,其余5个处理下,3个无性系的生根率在0.01水平差异显著。1 000 mg·L-1萘乙酸、2 000mg·L-1萘乙酸、2 000 mg·L-1吲哚乙酸和2 000 mg·L-1萘乙酸1:1混合液处理下,中山杉302生根数超过4条的百分率显著低于(P<0.01)中山杉118,405。1 000 mg·L-1吲哚乙酸、1 000 mg·L-1吲哚乙酸和1 000 mg·L-1萘乙酸1:1混合液处理下,3个无性系生根数超过4条的百分率在0.05水平差异显著。21 000 mg·L-1萘乙酸、2 000 mg·L-1吲哚乙酸、2 000 mg·L-1萘乙酸、2 000 mg·L-1吲哚乙酸和2 000 mg·L-1萘乙酸1:1混合液处理下,3个无性系的生根率显著高于(P<0.05)对照;2 000 mg·L-1萘乙酸处理下,3个无性系生根数超过4条的百分率显著高于(P<0.05)对照。这些结果显示:13个中山杉无性系的扦插生根能力存在显著的差异。2植物生长调节物质处理可以提高3个无性系的生根率和生根数量。7个处理中,2 000 mg·L-1吲哚乙酸和2 000 mg·L-1萘乙酸1:1的混合液处理效果最佳。

水淹对三峡库区消落带中山杉生长的影响

基于野外实地栽植试验,对重庆市万州区消落带历经1 a、3 a、6 a水淹后的中山杉在各水淹高程的保存率及树高、胸径、地径和冠幅进行研究。结果表明:(1)1次水淹后,166~175 m高程段内中山杉的保存率为100%;3次水淹后,168~175 m高程段保存率为100%;6次水淹后,170~175 m高程段保存率为98%。(2)中山杉的树高、胸径、地径和冠幅总体上随高程的降低而变小;但在一定高程范围内,水淹胁迫程度变强反而会促进中山杉树高的生长。(3)水淹初期,水淹对中山杉生长的影响显著;随着水淹次数增多,水淹对中山杉的影响不显著。(4)中山杉在地势低洼地带的保存率明显降低,但在根系裸露的条件下仍能正常生长。(5)中山杉能够改善土壤理化性质,有利于防止消落带水土流失。

中山杉406ThSHR3基因的克隆、表达及蛋白互作研究

[目的]本研究在前期中山杉(Taxodium hybrid‘Zhongshanshan’)不定根转录组及蛋白组研究的基础上,克隆获得中山杉ThSHR3(SHORT-ROOT 3)基因,对其进行表达特性检测及相关功能分析,为深入研究ThSHR3基因在中山杉不定根发育过程中的调控机理提供理论基础。[方法]以中山杉406扦插苗不定根为材料,利用RACE技术克隆获得ThSHR3基因全长,并对其进行生物信息学分析。采用半定量PCR和荧光定量PCR分别对ThSHR3进行表达特性检测。通过原生质体瞬时表达检测ThSHR3蛋白的亚细胞定位情况,进一步使用双分子荧光互补(BiFC)技术验证ThSHR3的蛋白互作情况。[结果]ThSHR3基因的全长为2019 bp,其中,开放阅读框(ORF)为1446 bp,共编码482个氨基酸残基。ThSHR3蛋白C端较保守,具有LHRI、VHIID、LHRII、PFYRE和SAW等几个典型的蛋白结构域。系统进化分析表明:ThSHR3属于GRAS转录因子家族中的SHR亚家族。ThSHR3基因在中山杉不定根发育过程中呈逐渐上升的表达模式。原生质体瞬时表达实验表明:ThSHR3蛋白定位于细胞核。BiFC实验证明:ThSHR3蛋白和GRAS家族另一成员ThSCR蛋白存在着明显互作。[结论]中山杉ThSHR3和不定根发育密切相关,且在中山杉不定根的发育过程中发挥着重要作用。

中山杉406对富营养化水体营养物质去除效能的研究

采用室内盆栽方式研究中山杉406(Taxodium‘Zhongshanshan406’)在5 cm与10 cm两种淹水水平下对轻度、中度、重度富营养化水体营养物质的去除效能。结果表明,中山杉406在3种水体中生长良好,其对N的吸收量显著高于自来水的对照处理。中山杉对水体N、CODMn的去除率随着取样时间的延长而升高;且40 d时,3种水体中山杉处理的TN与CODMn去除率显著高于各自未种植物的空白处理,其中在轻度富营养化水体分别高出53%、7%,在中度富营养化水体分别高出10%、9%,在重度富营养化水体分别高出8%、16%。除中度富营养化水体10 cm淹水水平外,其余水体中山杉处理的TN质量浓度均低于国家地表水环境质量标准II类水质的标准限值(0.5 mg/L)。中山杉406的P含量在自来水的对照处理与3种富营养化水体之间没有显著差异;同样,种植中山杉406并没有显著影响3种富营养化水体P的去除率。可见,中山杉406对3种不同程度富营养化水体的N等营养物质有较强的去除能力。

水分条件对中山杉406光合特性的影响

采用室内盆栽方式,以两年生落羽杉属杂交树种"中山杉406"(Taxodium‘Zhongshanshan 406’)为试验材料,设置对照、渍水和淹水3种处理,研究了水分条件对中山杉406叶片的叶绿体色素、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)和胞间CO2摩尔分数(Ci)等光合特性的影响。结果表明,中山杉406的叶绿素a、叶绿素a+b和类胡萝卜素质量分数随土壤水分增加而逐渐降低,但处理间均无显著差异。同样,不同处理间的Tr、Gs和Ci等光合参数无明显规律。光合-光强响应曲线表现出明显的光饱和限制。不同光强下,对照与淹水处理的中山杉406叶片净光合速率高于渍水处理,但处理间没有显著差异。而光饱和在对照处理显著(P<0.05)高于渍水和淹水处理。在渍水和淹水下,中山杉406的光合特性没有发生明显变化,表明其具有良好的耐湿耐水特性,在湿地的恢复与构建方面有广阔的应用前景。

落羽杉属树种及其杂交后代亲缘关系的RAPD分析

利用随机引物扩增多态性DNA(RAPD)技术,对落羽杉属原种及其杂交后代共13个样本进行亲缘关系鉴定。从100个10bp的随机引物中筛选出13个扩增效果较好的引物,共扩增出92条带,其中72条为多态性带。根据扩增结果进行聚类分析,结果表明杂交F1代中山杉302(落羽杉×墨西哥落羽杉)与母本落羽杉更为接近。在回交后代(中山杉302×墨西哥落羽杉)中,BCF1118与BCF1140相似系数最大;BCF11与母本F1302亲缘关系最近;BCF1118与父本墨西哥落羽杉亲缘关系最近。

落羽杉属杂交良种‘落羽杉中山302’和‘中山杉118’

优良无性系‘落羽杉中山302’和‘中山杉118’分别于2002和2006年通过国家林业局林木良种审定委员会的审定和认定。这2个良种均为通过人工授粉杂交选育而成的优良品种,其生长快、树形挺拔、主干通直圆满、耐湿耐盐碱、抗风力强、适应性广,可在江苏、浙江、上海等地区栽植。

落羽杉新品种‘中山杉503’和‘中山杉703’

‘中山杉503’和‘中山杉703’是以墨西哥落羽杉为母本、落羽杉为父本通过人工授粉杂交选育所获得的优良无性系,具有速生、耐盐碱、耐水湿、树形挺拔、主干通直圆满,抗风力强,适应性广,景观价值高等特性。可在山东、江苏、上海、浙江、福建等沿海省(市)和安徽、江西、湖北、湖南、重庆、云南等内陆省(市)栽植。

用SRAP标记鉴定落羽杉属植物杂种

In this paper,the authenticity of 4 reciprocal progenies from Taxodium distichum and T.mucronatum was identified by SRAP(Sequence-related Amplified Polymorphism) markers.Firstly,48 SRAP primer combinations were randomly selected and polymorphism primers between two parents(T.distichum and T.mucronatum) were selected.As a result,all primers amplifid clear bands,and 29 primers had polymorphism bands of two parents,accounted for 60.4% of all primers,and 14 primer combinations with specific bands both two samples.Authenticity of 4 progenies from T.distichum and T.mucronatum was identified by 12 polymorphism primer combinations selected from above 29 polymorphism primer combinations.The results showed that 4 progenies were all identified to be true hybrids owing to their specific bands from male parent.Among the primer combinations,Me9+Em10 produced specific bands of both male parent and female parent in every progeny,that is to say,with this one primer combination alone,the status of 4 progenies can be identified.Efficiency of molecule identification were much improved.The results of hybrids identification provided a solid evidence for the hybrids further study and application.The experimental results also proved that SRAP molecular marker technology can be effectively applied in the researches on Taxodium.

长江三峡库区消落带中山杉耐淹试验

于2014年3月,通过对长江三峡库区消落带中山杉的保存率与生长状况进行调查,研究中山杉的耐淹性。结果表明：1）中山杉在163-174 m高程范围内的平均保存率为98.1%,消落带坡度对水淹后中山杉的保存率具有显著影响,消落带原土地利用类型对其保存率影响不显著;2）中山杉在各高程上的平均树高均超过3.5 m,平均胸径均超过4 cm,水淹深度对中山杉的高生长没有显著影响,对其胸径生长有显著影响;3）消落带坡度对中山杉树高和胸径生长存在显著影响,但消落带原土地利用类型对其树高和胸径生长没有显著影响。中山杉极强的耐淹性为生物治理长江三峡库区消落带奠定了基础。

中山杉407ThP5CS和Thδ-OAT的克隆及干旱胁迫下的表达分析

[目的]探究中山杉407(Taxodium mucronatum♀×T.distichum♂)(T.hybrid‘Zhongshanshan 407’)的Th P5CS和Thδ-OAT基因与植物耐旱性的关系,为落羽杉属植物抗性育种提供新的基因资源。[方法]利用RACE技术从中山杉407中分别克隆Th P5CS和Thδ-OAT基因c DNA全长,通过生物信息学手段分析预测其编码蛋白的结构和功能。基于干旱-复水试验,采用半定量和实时荧光定量技术研究中山杉407 Th P5CS和Thδ-OAT的表达特性。[结果]从中山杉407中克隆了编码P5CS和δ-OAT蛋白的基因,分别命名为Th P5CS和Thδ-OAT,其中,Thδ-OAT包含1个长度为1 494 bp的ORF,编码497个氨基酸,与樟子松(Pinus sylvestris L.)δ-OAT蛋白的序列相似性高达92%;Th P5CS包含1个长度为1 545 bp的ORF,编码514个氨基酸,与花烛属植物(Anthurium amnicola)P5CS蛋白的序列相似性为87%。半定量与定量PCR结果一致,在自然干旱和复水环境下,Th P5CS在中山杉407及其父本落羽杉(T.distichum)、母本墨杉(T.mucronatum)中均表现为先上调再下调的趋势,而Thδ-OAT在中山杉407及其父母本中相对表达量则存在差异。[结论]干旱胁迫下,Thδ-OAT和Th P5CS基因的正反方向调节是中山杉407及其亲本在干旱胁迫与恢复状态下控制脯氨酸水平的关键机制,其中,Th P5CS在中山杉407及其亲本脯氨酸的合成过程中起重要作用。

落羽杉与墨西哥落羽杉3个杂交后代品系的生长和杂种优势分析

以落羽杉[Taxodium distichum(Linn.)Rich.]和墨西哥落羽杉(T.mucronatum Tenore)及其3个杂交后代品系‘中山杉405’(‘Zhongshansha 405’)、‘中山杉406’(‘Zhongshansha 406’)和‘中山杉407’(‘Zhongshansha 407’)2年生盆栽扦插苗为研究对象,对株高和地径的年增长量、总叶面积、株高和地径的增长量动态变化、株高和地径的生长期进行了比较分析,并根据地径增长量分析了3个杂交后代品系的杂种优势。结果表明:3个杂交后代品系的年株高增长量介于父本与母本之间但无显著差异,而三者的年地径增长量和总叶面积则明显高于父本和母本。墨西哥落羽杉与3个杂交后代品系的株高和地径生长期均一致,分别为5月11日至10月5日和6月1日至11月9日;而落羽杉的株高和地径生长期分别为5月11日至8月10日和6月8日至11月16日。5月份至10月份,墨西哥落羽杉的株高持续增长,而3个杂交后代品系的株高不连续增长,落羽杉的株高则在8月10日之后停止生长;生长初期和生长末期,3个杂交后代品系的地径增长量均高于父本和母本;秋季3个杂交后代品系均能快速进行地径生长,而此时父本和母本的地径增长量均下降。除夏季的少数时间段外,‘中山杉405’在整个生长季都表现出明显的杂种优势,而‘中山杉406’和‘中山杉407’在整个生长季总体上表现出杂种优势,且它们的杂种优势最大值均出现在生长后期,说明供试的3个杂交后代品系在秋季也能快速生长。研究结果显示:供试的3个杂交后代品系均遗传了落羽杉地径生长迅速和墨西哥落羽杉株高生长期长的特性,秋季3个杂交后代品系的地径和株高增长量总体上均高于父本和母本,表现出明显的杂种优势。

不同栽培基质对4个杂交墨西哥落羽杉无性系扦插苗的影响

从20世纪70年代以来江苏省·中国科学院植物研究所开展了落羽杉属（Taxodium Rich．）种间杂交育种研究，并以落羽杉[zdistichum（Linn．）Rich．]为母本、墨西哥落羽杉（T.mucronatum Tenore）为父本培育出‘中山杉302＇；此后，又以‘中山杉302’为母本、墨西哥落羽杉为父本获得回交一代‘中山杉118＇，至今已累计扩繁出‘中山杉302’和‘中山杉118’苗木680×104株，造林示范面积达1．9×104hm2。

3个中山杉杂种无性系及其亲本的光合特性比较

对‘中山杉405’(Taxodium‘Zhongshanshan 405’)、‘中山杉406’(T.‘Zhongshanshan 406’)和‘中山杉407’(T.‘Zhongshanshan 407’)及其母本墨西哥落羽杉(T.mucronatum Tenore)和父本落羽杉〔T.distichum(L.)Rich.〕在7月份、9月份和10月份的光合参数进行了测定,并比较了3个无性系净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)和水分利用效率(WUE)的杂种优势。结果显示:不同月份3个无性系及其亲本的Pn值有明显差异,导致光响应曲线明显不同,但3个无性系的光响应曲线基本一致;3个无性系的Pn值在不同月份都高于落羽杉,且‘中山杉405’的Pn值高于另2个无性系。3个无性系及其亲本的光补偿点总体上表现为7月份最高、10月份最低,其中7月份墨西哥落羽杉的光补偿点显著高于3个无性系及落羽杉(P<0.05);3个无性系和墨西哥落羽杉的光饱和点则为9月份最高、7月份最低,而落羽杉的光饱和点为9月份最高、10月份最低。7月份3个无性系与其亲本的Pn日变化曲线均呈不规则型,低谷出现在中午12:00左右;9月份和10月份3个无性系和墨西哥落羽杉的Pn日变化曲线均呈单峰型,峰值出现在上午10:00;落羽杉的Pn值从上午8:00开始呈持续降低的趋势,且全天都明显低于其他树种。不同月份3个无性系的Pn、Gs、Tr和WUE的杂种优势有明显差异,总体上看,‘中山杉405’的Pn、Gs和Tr在3个月份中均保持较高的杂种优势率,而‘中山杉406’9月份的杂种优势率最高,‘中山杉407’则在7月份杂种优势率最高;3个无性系的WUE仅在10月份有明显的杂种优势,且‘中山杉405’和‘中山杉406’的杂种优势率远高于‘中山杉407’;‘中山杉405’各项指标的杂种优势率总体上高于另2个无性系。研究结果表明:3个中山杉无性系的光合能力接近其母本墨西哥落羽杉、高于父本落羽杉,其中‘中山杉405’杂种优势明显。