濒危植物长序榆(Ulmus elongata)幼苗光合特性的初步研究

用Li-6400XT便携式光合作用仪对一年生和当年生濒危植物长序榆幼苗的光合日变化进行了观测,为科学保护提供理论依据和技术途径。结果发现,一年生和当年生长序榆幼苗的光合日变化均为单峰曲线,无"午休"现象。当年生的平均净光合累积量(5.64μmol.m-2.s-1)大于一年生的净光合累计量(5.05μmol.m-2.s-1)。胞间二氧化碳(Ci)浓度与光合日变化基本上是相反的。气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)没有明显的变化规律。光能利用率(LUE)中午12?00最低,水分利用率(WUE)13?00最高。一年生和当年生的光饱和点(LSP)分别为1 620.75μmol.m-2.s-1和1 123.07μmol.m-2.s-1,二者的光补偿点(LCP)均较低,分别为8.33μmol.m-2.s-1和8.89μmol.m-2.s-1,即长序榆幼苗是一光适应幅度较大的植物。偏相关分析表明光合有效辐射(PAR)和大气温度(Ta)是决定其净光合速率的主要环境因子。

濒危植物长序榆(Ulmus elongata)幼苗叶绿素荧光特性的初步研究

用Li-6400XT便携式光合作用仪对濒危植物长序榆幼苗的各叶绿素荧光参数的日变化和快速光响应曲线进行了测定。结果发现,光系统Ⅱ(PSⅡ)的实际光化学效率(ΦPSⅡ)、电子传递速率(ETR)在整个白天阶段较稳定,下午18:00显著下降。光化学淬灭(qP)先增大后减小。非光化学淬灭(NPQ)呈现出与光化学淬灭(qP)相反的变化趋势,中午最低,说明长序榆幼苗光能利用率较高。快速光曲线表明实际光化学效率(ΦPSⅡ)和光化学淬灭(qP)随着光合有效辐射(PAR)的增大而减小,电子传递速率(ETR)和非光化学淬灭(NPQ)随着光合有效辐射(PAR)的增大而增大。使用幂函数能够很好的拟合实际光化学效率(ΦPSⅡ)和电子传递速率(ETR)随光强的变化,而对数函数能较好的拟合实际光化学淬灭(qP)和非光化学淬灭(NPQ)随光强的变化。

锡盟沙地榆(Ulmus pumila L．var．sabulosa)遗传多样性的RAPD研究

应用随机扩增多态性DNA(RAPD)标记法对内蒙古浑善达克锡盟沙地榆6个居群和对照家榆4个居群的遗传多样性进行了研究,采用14条引物共获得118个位点,平均每个引物扩增条带数为8.4,个体水平上呈多态性的条带83条,占70.34%。根据遗传距离和聚类分析,锡盟沙地榆和对照家榆明显聚为两大类,表明经过漫长的进化,锡盟沙地榆产生并保留了较大的遗传变异,因此支持其作为家榆变种的结论。锡盟沙地榆各居群间遗传距离存在一定的差异,与其地理分布位置有极大的相关性,表明RAPD可用于锡盟沙地榆遗传多样性及系统学研究。

重金属镍对白榆(Ulmus pumila L.)种子萌发及幼苗生长的影响

以我国常见的树木白榆种子为材料,在实验室内研究了不同浓度镍对种子萌发及幼苗生长的污染效应。结果表明：1mg/L浓度的Ni 2＋能提升白榆种子的活力,但5,10mg/L浓度的Ni 2＋已经对胚根生长有了显著抑制。50,100mg/L浓度的Ni 2＋则对白榆种子中后期的发芽和生长明显产生了伤害,导致成苗率极低或无法成苗。表明低浓度的Ni 2＋促进白榆种子的萌发和生长,而高浓度的Ni 2＋则有抑制作用。发芽抑制的阈值范围在10mg/L左右,胚根伸长抑制的阈值在0~5mg/L范围内,胚轴伸长抑制的阈值在5~50mg/L范围内。白榆施肥后土壤镍浓度应不超过5mg/kg。

NaCl胁迫对不同白榆品系生物量及光合作用的影响

以3种一年生白榆品系(Y65、Y1、Y34)为试验材料,通过测定5种浓度NaCl处理(0、50、85、120、155 mmol/L)下其生物量、叶绿素含量及光合参数等指标的变化,探讨3个白榆品系的耐盐性差异及其光合参数的表征。结果表明:与对照相比,白榆品系生物量及叶绿素含量随NaCl胁迫增强逐渐降低,高NaCl胁迫(>85 mmol/L)会显著抑制生物量的累积及破坏叶绿素的合成。低NaCl胁迫(≤85 mmol/L)下,3个品系的光合机制以气孔限制为主,通过提高其气孔限制值而降低蒸腾作用,以提高水分利用效率(WUE)而适应盐分胁迫;而高NaCl胁迫(>85 mmol/L)下,则以非气孔限制为主,通过降低WUE而减少根系对地下水分与盐离子的吸收,以此来维持自身生长。3个白榆品系中,使非气孔限制转变为Pn下降主因的NaCl胁迫浓度不同,Y65、Y1的转折点为85 mmol/L,而Y34的转折点为50 mmol/L。结论:3个供试白榆品系中Y65的综合耐盐性较高,是盐碱地种植白榆品系的优先选择。

极小种群植物长序榆的迁地保育技术

长序榆为榆科榆属落的叶乔木,属于国家Ⅱ级重点保护野生植物,亦为国家120种极小种群保护植物之一。该物种为中国特有,天然下种的存活率较低,全国成年树不到100株。被列入《世界自然保护联盟濒危物种红色名录》。本研究针对陕西省镇坪县仅存的8株野生濒危树种长序榆进行了调查研究,开展了采种和繁育工作,探讨了长序榆的濒危机理及迁地保育技术,为该资源的下一步深入研究提供基础资料与实践参考。

利用AFLP标记研究银白杨×白榆的亲子关系

从形态性状上看,银榆杨是银白杨×白榆的科间杂种.为了进一步从分子水平上搞清楚银榆杨与其亲本银白杨及白榆的亲缘关系,该研究采用AFLP技术,用20对EcoRⅠ+MseⅠ引物对银榆杨、银白杨、白榆等10个样本进行了亲子关系分析.共获得2 040条可统计的谱带,其中1 470条带为多态性带,多态带百分率为72.06%.结果表明:①银榆杨中既含有银白杨的基因又含有白榆的基因,且出现了双亲不具有的新谱带;②银榆杨含有的银白杨基因成分比白榆基因成分多,从聚类分析(UPGMA)结果看出,银榆杨属于偏母本型的杂种;③辽宁产地的银白杨是银榆杨杂种的母本得到进一步证实.在所有白榆样本中,尽管方差分析结果表明各无性系间对银榆杨杂种子代的遗传距离没有显著差异,但辽宁产地的白榆2号(LP-2)与银榆杨杂种各无性系的遗传距离最小,它是银榆杨父本的可能性最大;④银榆杨中白榆的基因在4个白榆样本中的存在具有普遍性.但相对于辽宁产地的白榆而言,北京的白榆与银榆杨杂种的亲缘关系较远.该文还对银榆杨杂种的形成与遗传组成进行了分析讨论.

白榆无性系遗传多样性的AFLP分析

采用AFLP分子标记技术对57份白榆无性系进行遗传多样性和亲缘关系的分析。8对引物对57份白榆无性系扩增后检测出1092条谱带,其中有1065条多态带,多态带比例为97.53%,表明所试白榆材料具有丰富的遗传多样性。遗传相似性系数为0.4266～0.7989,平均值为0.6114,说明各无性系之间有一定的遗传分化。聚类分析将白榆种质分成11组,来源相同的无性系并未严格聚在一起,表明白榆无性系的变异与地理来源没有严格的相关性。该项研究为更为深入地了解白榆遗传背景和遗传结构提供了参考,也为白榆种质资源的利用提供了依据。

二倍体及多倍体白榆叶片形态与光合特性分析

白榆是我国重要的乡土树种之一。为促进我国多倍体白榆的人工杂交培育和选优,以二倍体、三倍体及同源四倍体白榆叶片为试材,测定叶片表型指标、显微差异及光合生理特性,比较分析不同倍体间的变异程度及基因倍性发生改变对白榆产生的影响。结果表明,三倍体及同源四倍体白榆叶长、叶宽、叶面积都显著高于二倍体白榆,可见白榆在叶长、叶宽、叶面积这些形态学特征方面表现出多倍化后的巨大化特征。通过显微镜观察发现四倍体及三倍体白榆叶片上下表皮厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度这些指标都高于二倍体白榆,巨大化特征表现十分突出,置于相同放大倍数视野下观察,出现了倍性增加气孔器密度稀疏的现象,可见气孔器密度与倍性有明显的相关性。三倍体及同源四倍体白榆的净光合速率(Pn)和蒸腾速率(Tr)都显著高于二倍体白榆,说明倍性的增加会使白榆的Pn及Tr增加。白榆叶绿素a (Chl a)含量高于叶绿素b(Chl b)含量,并且Chl a、Chl b及总叶绿素(Chl)含量随着倍性的增加而增大,表现出明显的多倍体植株的光合色素含量增加的特征。

大青山不同林龄榆树林的土壤酶和养分特征

为揭示大青山自然保护区榆树林土壤酶活性与土壤养分随林龄增加的变化趋势及其规律,以大青山3种不同林龄(10、25、40 a)榆树林为研究对象,测定0—10、10—20、20—30、30—40 cm土层土壤pH、速效氮、速效磷、速效钾、有机质、蔗糖酶、过氧化氢酶、多酚氧化酶共8个指标,分析不同林龄榆树土壤酶活性与土壤养分含量变化特征及其相互关系。结果表明,随林龄增加榆树林土壤有机质和速效钾含量呈上升趋势;速效氮、速效磷先升高后降低,土壤pH逐渐降低。随着土壤深度的加深,土壤有机质、速效氮、速效磷、速效钾含量均呈现较明显的表聚现象。过氧化氢酶活性随林龄的增加逐渐降低;蔗糖酶、脲酶活性呈现先增加后降低的趋势,随着土层深度的加深酶活性逐渐降低。土壤养分与酶活性之间存在一定的相关性,速效氮和速效磷与蔗糖酶和脲酶存在显著正相关(P<0.05);速效钾和有机质与过氧化氢酶存在显著负相关(P<0.05);主成分分析结果表明,25 a林龄0—10 cm土层土壤肥力最高。研究结果为榆树林可持续经营和土壤肥力提升提供科学依据。

濒危植物长序榆种群径级结构及其生命表分析

以浙江省松阳县三都乡水竹村长序榆Ulmus elongata野生居群为研究对象,通过典型样地调查,并编制生命表以及生存曲线,分析长序榆种群的分布格局及其径级结构特征。结果表明,长序榆群落乔木层中长序榆的重要值为57.91%,为该群落的绝对优势树种,重要值大于1%的乔木层树种还有杉木Cunninghamia lanceolata、红楠Machilus thunbergii、青冈Cyclobalanopsis glauca、柳杉Cryptomeria fortunei、南方红豆杉Taxus chinensis var.mairei、马尾松Pinus massoniana、鹅掌楸Liriodendron chinense、黄檀Dalbergia hupeana、香椿Toona sinensis、朴树Celtis sinensis和枫香树Liquidambar formosana等12种。长序榆种群空间上呈现集群分布格局,种群径级结构总体上呈倒“J”形。径级Ⅰ的幼树个体数量大,占种群个体总数的83.1%,但早期阶段死亡率高,径级Ⅰ~Ⅲ的个体死亡率均在68.4%以上,径级Ⅳ~Ⅶ个体的死亡率均低于35%,至径级Ⅷ时个体死亡率再次升高至50%,此后趋于稳定,种群最大生命期望值出现在径级Ⅸ。该种群自然更新状态较好,种群的存活曲线近于Deevey-Ⅲ型,属于增长型种群,但长序榆种群早期死亡率较高,是造成该种群成年植株稀少的主要原因。

榆树育苗及病虫害防治技术

甘肃省位于我国西北部,降雨分配不均,日照充足,气候干燥,地势高差大,地形复杂,适合种植一些耐寒、抗旱、适应多样环境的植物。榆树是我国较为常见的树种,具有耐贫瘠、耐干旱、生命力强、生长性强、抗风保土能力强、寿命长的优点。因此,在甘肃省大面积种植榆树,与此地的环境、气候相符合,能够实现绿化环境的目的。

白榆(Ulmus pumila L.)光驯化后的快速光曲线变化特征

用饱和脉冲调幅式叶绿素荧光测定仪PAM-2100,分别测定了驯化于强光和弱光下的白榆(Ulmus pumila L.)叶片的快速光曲线。结果表明,驯化后的白榆叶片样品,其光合特征值发生明显改变。①强光驯化使得瞬时荧光Ft值升高,弱光驯化下非光化学淬灭系数NPQ高于强光驯化值;②弱光驯化后,吸收能量的比例参数Y(Ⅱ)大大减小,主动散失能量的能力参数Y(NPQ)增加,但是对于结构性保护能力参数Y(NO)影响不大;③强光驯化后的白榆叶片的最大电子传递速率rETRmax远大于弱光驯化后的相应值,相应的初始斜率α和半饱和光强Ik也具有类似的规律。市内环境的光合有效辐射不会对白榆造成光合机构的损伤,强光驯化更有利于白榆的光合作用;在干旱区植物中,白榆具有较强抗性和竞争力;市内绿化规划时,建议将白榆种植在阳光直射处,既可以充分发挥白榆的强光抗性,又可以为一些阴生绿化植物减少阳光直射伤害。

基于生物生态因子分析的长序榆保护策略

长序榆是我国二级重点保护的濒危植物,对研究榆属、榆科植物的系统发生有重要意义,并且具有潜在的经济价值。研究长序榆的生境特点,对该种的引种、科学保护有重大意义,通过对分布在我国的长序榆近两年的踏查发现,长序榆主要集中在我国的安徽、浙江、江西和福建等省,长序榆生境已经严重片段化,自然干扰和人为干扰是造成其濒临灭绝的主要原因。长序榆多分布在海拔600—900 m的阳坡或半阳坡上,其中最大的种群分布在浙江开化和遂昌,分布区的特殊地势使其成为长序榆的冰期避难所。对18项生物学、生态学指标的主成分分析结果表明,影响长序榆生存的主要环境因子是:光照、土壤养分、坡向和海拔。对浙江松阳、江西武宁和福建南平数量极少的种群需优先进行迁地保护,积极引种栽培;而对于安徽歙县、浙江临安、开化和遂昌等大种群分布区,应该扩大核心保护区面积,避免人为破坏。

珍稀濒危植物长序榆遗传多样性的ISSR分析

本文对采自3省市的5个居群67个样本开展ISSR分子标记分析,通过用8个l SSR引物对长序榆DNA进行扩增,所得条带经POPGEN 3.2分析,结果显示:长序榆遗传多样性处于较低水平,且主要遗传分化源于居群内部。其中古田山居群(G)遗传多样性水平最高,松阳何山头居群(H)遗传多样性水平最低。浙江省内居群间遗传多样性水平比浙江省外高。5个长序榆居群间各位点平均Ht为0.4221,居群内平均Hs为0.3262,居群间平均遗传分化系数(Gst)为0.2271,说明其居群间遗传变异程度达22.71%;各居群间平均基因流(Nm)为0.7015,表明长序榆居群间的基因交流程度有限。

水分胁迫对长序榆幼苗脂质过氧化及抗氧化系统的影响

以盆栽长序榆一年生幼苗为试验材料,分对照、轻度干旱、中度干旱、重度干旱、饱和状态、轻度水涝、中度水涝7个处理,研究不同土壤含水量对长序榆幼苗脂质过氧化及抗氧化系统的影响。结果表明:处理前期,随着处理时间的延长和胁迫程度的加深,长序榆幼苗体内SOD、POD活性上升,脯氨酸和可溶性糖含量逐渐升高,质膜透性变化趋势不明显,MDA含量、.OH等活性氧的含量呈先降低后升高趋势,水涝胁迫下长序榆叶绿素含量、Fo、Fm、Fv/Fm、ETR、同期光合量子产量(Yield)、非光化学荧光淬灭系数(NPQ)都有所上升。到处理后期,超氧阴离子产生速率继续增大,SOD、POD活性开始下降,使活性氧的增加超出了细胞的清除能力,导致活性氧积累增加,使得质膜透性增大,.OH和MDA含量持续升高,Fo、Fm、Fv/Fm、ETR、Yield、NPQ大幅降低。灰色关联度分析表明,在16个指标中,与土壤水关系最密切的是叶绿素b,其次是Fo、Fm、Fv/Fm和ETR。通过隶属函数分析可知,长序榆幼苗更耐涝,对不同土壤含水量的适应程度依次为饱和状态>对照组>轻度水涝>中度水涝>轻度干旱>中度干旱>重度干旱。

科尔沁沙地1826年以来榆树树轮宽度年表的建立及降水重建

利用10个采样点230个树木年轮样本,通过树轮分析程序,建立了科尔沁沙地区域1826～2008年共计183年长度的榆树树轮宽度年表。通过分析发现,水热条件与科尔沁沙地榆树生长关系密切。以标准年表及年表t+1年和t+2年序列重建了区域1826～2006年年降水。从过去181年来看,年降水重建序列具有2年、12年、18年和30年等变化准周期,分别经历了5个偏湿和5个偏于阶段,干旱和偏干年份分别占总年份的0.55%和16.02%,1950～2006年间偏干年数占1900～2006年间偏干总年数的78.57%,偏干阶段年数不断增加。降水出现了4次突变,1839年和1920年前后均发生了由少到多的突变,1861年和1958年前后均发生了由多到少的突变,这其中尤以1958年前后突变最为显著。总体上,科尔沁沙地近181年中,1826～1957年近130年间降水变化较为平缓,而后近50年,降水量趋于减少,气候趋于干旱。

盐胁迫对朴树和速生白榆幼苗光合特性及叶绿素荧光参数的影响

以1年生的朴树和速生白榆幼苗为试材,采用山东省林业科学研究院东营分院34.6‰的地下天然盐水配制所需盐水浓度,定期定量浇灌,使土壤分别达0(CK)、2‰、2.5‰、3.5‰和5‰的含盐量,各处理胁迫45d后测定其生长量(地径、苗高)、叶绿素含量、光合参数以及叶绿素荧光特性的变化,研究不同盐胁迫处理对朴树和速生白榆生长及光合作用的影响,探究其耐盐能力。结果显示:(1)整个盐胁迫过程中速生白榆的生长量较朴树高,但随着盐胁迫强度的增加朴树幼苗叶绿素含量呈先升高后降低的变化趋势,速生白榆幼苗则低于CK呈下降趋势。(2)朴树和速生白榆初始荧光(F_o)、最大荧光(F_m)和PSⅡ最大光能转化效率(F_v/F_m)均表现出下降趋势,与朴树相比速生白榆的F_o、F_m和F_v/F_m下降不明显,但在>2.5‰盐胁迫下速生白榆的非光化学猝灭系数(NPQ)较朴树增加更明显。研究表明,朴树叶绿素含量在每个盐胁迫浓度下均显著高于速生白榆,但在大于2.5‰浓度胁迫下速生白榆的荧光参数变化较朴树占优势;在非环境胁迫及较低盐胁迫条件下(≤2.5‰),朴树较速生白榆具有更好的光化学性能,但在较高盐胁迫条件下(>2.5‰),速生白榆光合参数及荧光参数较朴树变化稳定,能更好的适应盐胁迫环境。

干旱对浑善达克沙地榆叶片解剖结构的影响

采用石蜡切片法对浑善达克沙地流动沙丘顶部、丘间草地处的浑善达克沙地榆及呼和浩特市白榆叶的解剖结构进行了对比观察和分析 ,以期探讨浑善达克沙地榆在解剖学方面适应干旱的机理。结果表明 ,虽然属同种植物 ,但由于环境条件的不同 ,叶片的解剖结构表现出明显的差异。生境条件最差的流动沙丘顶部的浑善达克沙地榆的抗旱性最强 ,具体表现为 :叶片厚 ,表皮细胞大 ,具有较厚的表皮细胞外壁与角质层 ;栅栏组织发达 ,细胞缩小 。

基于ICP-AES的濒危植物长序榆的元素分布及其与土壤因子的关系

采用ICP-AES法测定了九龙山自然保护区(JL1,JL2,JL3)3个代表性样地长序榆根、茎、皮、叶内的金属元素含量,并与土壤中对应的金属元素含量及肥力因素进行了相关性研究。结果表明:(1)大部分金属元素虽然在群落间存在一定的差异,但差异没有达到显著水平;Mn元素在群落之间却存在显著差异。(2)长序榆不同器官元素含量存在一定差异,各元素在不同器官中的变化趋势和变异程度呈现不一致现象。(3)长序榆植物体内11中元素中,两两之间存在极显著的正相关有Mg,Mn和Mo 3种元素;Fe和Cr之间、Sb和Mn,Cr之间、Ca和Th均存在极显著的正相关;其他元素之间存在一定的相关性。Ca和Th均有很大的富集系数,且两者之间存在极显著的正相关,说明长序榆对Ca和Th的吸收具有特殊性。(4)Mg和Mn这两种元素相对于植物体内的其他元素和土壤各元素间相关性显著;长序榆植物体元素含量与土壤中的肥力因素的相互关系并无明显一致的规律,说明不同群落内长序榆元素含量的差异并不是主要由土壤中肥力因素决定的,而是其它生境因子综合影响的结果。