柳树(Salix spp.)在污染环境修复中的应用

柳树(Salix spp.)具有生物量高、生长速度快、易繁殖、蒸腾作用强等特点,是进行污染环境修复的良好植物资源。既有研究显示,可利用柳树通过植物-土壤、植物-砂石、人工湿地及河岸缓冲区的方式净化污染水体,修复乙醇、多氯联苯、多环芳烃等有机污染,还可通过自然修复和强化修复(螯合剂、菌根)治理重金属污染。柳树对环境污染物的修复效率与品种、无性系、土壤类型及水文条件有关,且可通过螯合剂和菌根真菌等强化措施增强对污染物的净化效率。在今后的研究中,应当加强柳树生物能源开发研究,并与污染环境生态修复相结合,注重柳树环境修复优良品种的筛选与评价。

水培柳树插条对重金属镉的反应研究

研究了在水培条件下镉(Cd2+)对乔木柳4个优良无性系(J172、J799、J795、J1011)的插条根系形态建成和芽萌动生长的影响。结果表明,Cd2+处理推迟了插条起始生根时间,J172、J799插条生根时间由Cd2+质量浓度为0(对照)时的7.3,8.0 d分别延迟到Cd2+含量为50×10-6时的20.2,21.5 d;Cd2+对插条不定根的生长有一定抑制作用(J172、J799、J795、J1011的平均根长分别由对照的3.24,3.38,4.23,4.54 cm降至Cd2+质量浓度为50×10-6时的0.37,0.58,0.0 cm),不定根数量和根系鲜重则表现为高质量浓度时抑制(J172在Cd2+50×10-6时单个插条不定根为2.4条)、在低中等质量浓度下促进或无明显影响(J172在Cd2+10×10-6时为22.5条),但对插条生根率影响不大。Cd2+对插条的萌芽影响小,但对其生长发育有抑制作用。Cd2+对插条根系形成的影响比对萌条的影响大。在Cd2+质量浓度不超过20×10-6的污染水环境中,插条能正常生长发育,无性系J172和J799表现较好,无性系J172有较大的Cd2+修复潜力。

能源作物资源现状与发展前景

能源作物是生物质能源发展的基础环节,本文就国内外能源作物研究现状与前景进行综合述评。分析了能源作物的基本概念和分类,明确了适合中国国情的能源作物概念,归纳了当前淀粉与糖料作物、油脂作物和木质纤维素作物三类能源作物研究与应用现状。重点介绍了当前几种受国内外重视的新型能源作物甜高粱(Sorghum bicolor)、木薯(Manihot esculenta)、柳枝稷(Panicum virgatum)、芒属植物(Miscanthusspp.)和柳属植物(Salixspp.)的发展现状和前景。从土地的承载能力和对环境的影响方面分析了中国发展发展能源作物的存在的问题与前景,明确提出,中国要坚持利用边际性土地、与生态恢复相结合发展能源作物的原则。指出中国能源作物种类筛选及品种改良至关重要,选择目标上应重视高光效、多年生、以收获营养器官为收获对象和高度抗逆等特征,以期形成具有地区适应性且收获季节多样化的系列能源作物种类与品种。

苏柳、竹柳等速生能源柳引种研究

[目的]筛选出上海适生的能源柳品种。[方法]引进苏柳、竹柳等4种乔木柳,进行栽植、地插繁育、盆栽、水培等试验,研究物候、生物量、适应性等。[结果]竹柳、J795、J172、J799移栽成活率均达90%以上,年平均单株生物量分别为0.80、0.85、0.87、0.75 kg/株,差异不显著;盆栽时,竹柳盐土盆栽成活率达100%,J172盆栽成活率达83.33%,且最长枝条长度及基径相对黄沙盆栽减幅小;水培耐盐试验,耐盐性强弱依次为竹柳>J795>J172>J799。[结论]4种柳树均可在上海应用,其中耐盐性强的品种为竹柳、J172、J795,J799耐盐性相对较弱,盐土地谨慎应用。

瑞典能源柳引种苗期生长特性的研究

本研究以乡土树种红柳为对照（CK），在西北农林科技大学教学实验苗圃，对引种的8个1a生瑞典能源柳无性系进行物候、高与地径的生长动态及生物量的研究。结果表明：（1）8个瑞典能源柳无性系均能在杨陵地区完成正常的生长周期，并且成活率均达到90％以上，与CK差异显著（P〈0．05）；（2）除瑞能D，瑞能1与红柳只有一次高生长高峰期外，其它无性系都有2个高生长高峰期，高的生长速生期集中在5月下旬-7月中旬，其净生长量占全年生长量的47．1％～59．6％。（3）9个柳树无性系均有3个地径生长高峰期，但是生长高峰期的时间不完全相同，地径生长速生期集中在5月下旬-7月上旬，其净生长量占全年的35．8％～51．6％。（4）8个瑞典能源柳无性系生物量总量都高于CK，并且除瑞能1外，都与CK差异显著，其中瑞能C，瑞能E，瑞能2三个无性系根系生物量也与CK差异显著，证明其根系发达，可能比乡土红皮柳更适宜西北地区生长。

柳树在环境污染生物修复中的应用

柳树适应性强、根系发达、生物量大、生长速度快、萌芽更新能力强,耐水湿,可以吸取各种污染物,是环境遭受污染后的重要生物修复树种。深入地论述了柳树对重金属污染、有机物污染和水体富营养化的生物修复作用,以及对土壤污染、水体污染、大气污染的生物修复作用。

过量表达柳树两个SVP1s基因提高拟南芥抗盐胁迫能力

在拟南芥、水稻等草本植物中,人们对位于液泡膜上质子泵焦磷酸酶(VPase)进行了较为深入的研究,其通过水解焦磷酸释放的能量将H+从细胞质泵入液泡中,从而驱动Na+、K+等的运输,避免了细胞质中因过量的Na+、K+造成的伤害,保护了细胞的正常功能.但是木本植物如柳树中的VP1基因(SVP1)的功能尚未见报道.本研究检测了两个SVP1s同源基因在柳树L0911不同的组织(器官)中以及昼夜条件(以叶片为代表组织)下的表达模式,同时,分析了过量表达SVP1s拟南芥T3转基因株系的耐盐特性.结果表明:SVP1.1在韧皮部中表达最高,而SVP1.2在韧皮部和新生枝条是其在根部的4~5倍;叶片中两个SVP1s在白天稳定表达,18∶00后逐渐下降,在黑暗条件下,随着暗处理时间的延长SVP1.2增幅较大;在盐胁迫条件下,SVP1s转基因拟南芥T3株系种子萌发率,叶片中与活性氧清除相关的酶,如SOD、POD和CAT等活性的诱导强度高于野生型对照;SVP1.1转基因株系叶片膜质氧化程度(MDA)低于野生型和35S:SVP1.2株系.通过本研究显示,在拟南芥中过量表达柳树SVP1.1s提高了拟南芥的耐盐能力,揭示了木本植物中VP1基因同样具备保护细胞,使细胞耐受高盐胁迫的功能,同时也为选育优良耐盐树木品种提供了理论依据.

柳树造纸及矿柱用材优良无性系选育

柳树速生，产量高，成材期短。木材密度中等，有较高的冲击韧性、抗压及抗弯强度等特性，是良好的造纸用材，作小径级矿柱材也是合适的。根据造纸及矿柱用材的需要，选育出苏柳７９９。

柳属植物药用成分木犀草苷质量浓度测定

利用索氏提取法对采集的几种柳属植物叶片进行提取后,采用高效液相色谱法对柳树叶提取液进行木犀草苷质量浓度测定,分析不同品种柳属植物中木犀草苷质量浓度的差异。结果表明:哈尔滨地区的深山柳和伊春地区的朝鲜柳中无木犀草苷成分;按采集样本的木犀草苷质量浓度高低,从高到低依次为哈尔滨的筐柳、伊春的杞柳、伊春的筐柳,采集的其他样品中木犀草苷质量浓度远低于上述品种。柳属植物大部分都含有木犀草苷成分,但质量浓度有一定差异性。

柳树矿柱材优良无性系选育

运用９年生乔木柳新无性系林期测定资料，研究了柳树新无性系的生长、木材物理力学性能、干形及适应性，并根据矿柱用材的需要，通过综合评价，选出苏柳７９５和苏柳７９４作为营建柳树矿柱用材林的优良无性系。

乔木柳纸浆用材优良无性系的选育

根据短纤维造纸用材的需要及乔木柳性状遗传变异规律,制定乔木柳纸浆用材优良无性系的选育目标,经过苗期测定、林期测定、多地点造林试验,研究了各无性系的生长性状、木材密度和纤维性状、对长江季节性淹水的适应性及对病虫害的抗性。经过综合评价,选育出苏柳485(Salix×jiangsuensisCL '485')、苏柳191(Salix×jiangsuensisCL '191')、苏柳483(Salix×jiangsuensisCL '483')和苏柳126(Salix×jiangsuensisCL '126')等4个乔木柳纸浆用材优良无性系,它们在长江滩地,4年生平均树高达11 30～13 78m,平均胸径11 42～13 90cm,平均单株树干材积0 0578～0 1045m3,木材基本密度438～518kg/m3,平均纤维长度0 835～0 910mm,纤维长/宽比47 11～51 73,按2m×2m的密度造林,木材绝干产量达18 75～32 20t/(hm2·a),淹水枯梢等级为1 8～3 0,对季节性淹水的适应能力强于苏柳172,适于在长江中下游及华北平原的江滩、湖滩造林,是营建造纸用材林的优良无性系。

不同柳树花粉离体培养及活力测定方法比较研究

以6个不同种柳树亲本及杂交子代个体为试验材料,采集其花粉进行离体培养以确定最佳培养条件,同时比较离体培养法、蓝墨水染色法、I2-KI染色法和TTC染色法4种花粉活力测定方法,以期探索适合柳树不同种个体材料的花粉活力快速检测体系。结果表明:离体培养基中蔗糖、H_3BO_3和Ca(NO_3)_2的质量浓度配比因柳树个体不同而略有差异;不同培养时间对柳树花粉活力影响显著,适宜培养时间为10—12 h;光照条件对离体培养影响不显著;不同个体最适培养温度均为25℃。4种测定方法均可对柳树花粉进行活力检测,蓝墨水染色法可代替离体培养法对部分柳树个体的花粉活力进行快速测定。该研究揭示了柳树不同种个体间花粉变异特点,为柳树杂交育种工作提供了技术支持。

三种激素对竹柳扦插生根的影响

研究了3种植物生长激素NAA(α-萘乙酸)、IAA(吲哚乙酸)和IBA(吲哚丁酸)对竹柳(Salixmaizhokung garensis)扦插生根效果的影响。结果表明,单一激素作用时,100 mg/L IBA处理40 min生根效果最佳,生根率达90%;100 mg/L NAA处理40 min生根效果也较好。100 mg/L IBA和100 mg/LNAA混合处理竹柳插条,生根率达93.3%,高于单一激素的作用结果。结果表明,IBA最适合竹柳的扦插繁殖。IBA和NAA的混合液能提高竹柳扦插生根率,IAA对促进竹柳扦插生根的效果不理想。

柳树新品种指纹图谱构建

该研究利用荧光SSR标记构建了9个柳树新品种的指纹图谱。11对SSR标记共检测到56条等位片段,每个位点等位基因数3—8不等,平均为5.1个。观测杂合度(Ho)变化范围为0.3333—1.0000,平均为0.6875;期望杂合度(He)变化范围为0.4771—0.8824,平均为0.6263;多态信息量(PIC)变化范围为0.4212—0.8134,平均为0.6059。优选的3对核心引物中,SALeSSR0086与SALeSSR0733组合、SALeSSR0086与SALeSSR0920组合可完全区分9个柳树新品种。聚类结果显示,9个柳树新品种遗传相似系数在0.6059与0.9107之间。该研究建立的荧光SSR基因分型体系高效、准确,不仅能为柳树品种鉴定和新品种保护提供科学理论依据,也能为柳树进一步育种工作奠定坚实的基础。

柳树干锈病的研究

柳树干锈病（Ｕｒｅｄｏｓｐ．），主要危害柳树枝干韧皮部，亦危害叶、叶柄和花序等部位。病菌以双核菌丝在枝、干的韧皮部老病斑周围活组织内越冬，４月下旬至１２月产生夏孢子堆，夏孢子可重复侵染叶、叶柄和嫩梢，５月下旬至８月下旬为发病盛期。４月下旬至５月上旬在枝干老病斑周围皮下产生夏孢子，作为初次侵染来源，经风传播，由自然孔口或直接入侵，潜育期７～１８ｄ。病害为局部侵染，局部发病。夏孢子萌发的适温为２０～２４℃。人工接种叶片和嫩梢后，可产生夏孢子堆。绦柳、垂柳、旱柳、川滇柳、龙爪柳和左旋柳等均可染病。

盐胁迫对灌木柳2个无性系渗透调节物质含量的影响

以灌木柳2个无性系(盐敏感型JW9-6和耐盐型JW2372)为试验材料,研究其在水培盐胁迫(0,3,6 g/L)条件下渗透调节物质的动态(2 h,1,3,7,10 d)变化情况。结果表明:灌木柳2个无性系渗透调节物质含量受盐胁迫影响的变化趋势相似,在3,6 g/L盐处理下脯氨酸含量与对照相比均显著增加,并随着盐质量浓度的升高和处理时间的延长逐渐增大;可溶性糖含量在盐处理3 d时显著高于对照并随处理时间的延长先增大后减小;可溶性蛋白含量在3 g/L盐处理下未出现明显变化,6 g/L盐处理下显著高于对照并随处理时间延长先增大后减小;相同盐质量浓度处理条件下,JW2373的脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白相对含量均高于JW9-6,表现出更强的渗透调节能力。

铅胁迫下柳树4个无性系生长和生理特性的变化

该研究以4个灌木柳树无性系为试验材料,采用水培法进行铅胁迫处理[0,20,40,80 mg/L Pb(NO3)2],测定其生物量及部分生理指标的变化,以明确不同无性系用于铅修复的潜力。结果显示:4个灌木柳树的变化整体趋势一致。随着铅质量浓度的升高,各柳树无性系的生物量呈下降趋势,SOD酶活性呈增加趋势,POD酶活性呈先增加后降低的趋势,MDA含量呈增加趋势,可溶性蛋白含量呈降低趋势。采用主成分分析法和加权隶属函数法进行分析,得出4个无性系耐铅能力强弱的顺序为P336>P63>P1024>P61。

3个柳树新品种耐盐性试验研究

以NaCl水溶液为培养基质,设置0.2%、0.3%、0.4%0、.5%等4个浓度梯度,以清水为对照,用2年时间对青竹柳、垂爆109柳和旱布329柳进行耐盐性测定,通过对苗木生根、生长及叶片等情况进行调查分析,初步确定各参试品种的耐盐性由强至弱依次为109柳>青竹柳>329柳,为生产应用提供科学依据。

柳树起源与进化的探讨

柳树(杨柳科柳亚科)具有3个属、约450个天然种(以及大量的天然杂种),自然分布于大约从南纬52度至北纬82度从海平面附近至海拔5 000 m左右从南温带到北寒带的非洲、南美洲、亚洲、欧洲和北美洲(大洋洲和南极洲无自然分布的柳树),即原柳属(约50种,大致产于北极圈以南的地区)、钻天柳属(约3种,产于鄂霍次克海和日本海的四周地区)和柳属(约400种,大致产于北回归线以北的地区)。从原始被子植物到当代柳树,显然是经历了一个漫长而曲折的演化历程。古柳群可能大约在白垩纪中期起源于西冈瓦纳古陆,并在广为扩散至各地的过程中沿着不同方向进一步演化发展,而前面提及的3个属则为其现存的后裔。原柳属可能大约在白垩纪晚期发生于西冈瓦纳古陆的非洲;先放射分布于古陆本土(后来又因古陆的分裂而分别存在于非洲大陆、马达加斯加岛和南美洲),后逐步扩散至劳亚古陆;统一的劳亚原柳属植物区系又因欧亚陆块与北美陆块的完全分离而被分割为各自独立发展的两个部分。钻天柳属很可能是在第三纪晚期发生于欧亚陆块的东北部。柳属可能大约在第三纪中、晚期发生于古地中海东部地区,后逐步散播于欧亚陆块,并经过白令地区迁移至北美。文中提供了有关植物的属、种一览,包括它们的正确名称、文献引注、地理分布等。

柳树种质核DNA含量的流式测定

核DNA含量(C值)是物种生物学特性的重要特征之一。为探明柳树不同种质间核DNA含量及变化规律,该研究以柳树14个自然种和8个品种为材料,利用水稻和大豆为内标,基于流式细胞仪检测并分析了每份种质的核DNA含量(1C值)。结果表明,22份柳树种质核DNA含量1C值变化范围为0.38—0.90 pg。14个自然种中,龙爪柳核DNA含量1C值最大,为0.67 pg,蒿柳核DNA含量1C值最小,为0.38 pg。8个品种中,苏柳932核DNA含量1C值最大,为0.90 pg,苏柳1053核DNA含量最小,为0.39 pg。多重比较及方差分析表明:柳树大部分种质个体间核DNA含量1C值存在显著差异(P<0.05),且不同类型乔木组和灌木组间存在极显著差异(P<0.01)。该研究结果不但可丰富柳属植物C值数据库,还可为柳属系统发育及基因组学研究奠定基础。