大花序桉心边材变异规律和候选基因挖掘研究

为探究大花序桉(Eucalyptus cloeziana)心材比例差异显著的不同家系间心边材变异规律,挖掘心材变异相关的候选基因,为珍贵用材树种高效培育及育种利用提供基因资源。以18 a生的2个心材比例差异显著的大花序桉家系为材料(家系1和2),各制作解析木3株,沿着树干以1 m为区间分段截取圆盘,测量东西和南北2个方向的带皮直径、去皮直径、总年轮数、边材年轮数、边材直径,并开展心材和边材径向和轴向分析。同时利用各解析木胸径处初生木质部样品进行DNA混池测序,发掘等位基因频率差异显著的SNP位点并挖掘相关功能基因。结果表明,大花序桉边材宽度和心材半径的方位变异中家系2大于家系1,平均差值分别为0.7和5.5 cm,在随树高的变异中,家系1和2的心材半径和心材年轮数的下降速率分别为0.40和0.64及0.43和0.36。两家系间基本密度差异显著,家系1为0.80~0.82 g/cm^(3),家系2为0.75~0.78 g/cm^(3)。基本密度与树高、横截面半径和心材半径呈显著负相关,与顺纹抗拉强度、弦面硬度和部分力学性质呈显著正相关。利用DNA混池测序共筛选到两家系间基因频率显著差异的SNP位点1842个,SNP注释分析表明位于基因间、上游区域、下游、外显子和内含子区域的SNP位点分别为55.8%、18.3%、16.3%、5.1%和4.4%。基因功能注释及富集分析发现SNP位点区域的基因主要与植物细胞分裂、植物细胞膜和植物蛋白激酶相关。通过大花序桉心材比例差异大的两家系间解析木径向和轴向分析,探讨了它们的心边材变异规律,结合DNA混池测序,挖掘了心材变异相关的SNP位点并筛选出一些木材形成相关候选功能基因。

大花序桉树皮化学成分分析及其抗氧化活性研究

利用超高效液相色谱-串联四极杆静电场轨道阱高分辨质谱(UPLC-Q-EXACTIVE-MS)法快速分析大花序桉树皮抽提物的化学成分,同时测定其体外抗氧化活性,为其树皮资源的开发利用提供科学依据。采用ACQUITY UPLC BEH C18色谱柱(2.1 mm×50 mm×1.7μm),以0.1%甲酸水(A)-甲醇(B)流动相进行梯度洗脱,流速为0.3 mL/min;采用ESI离子源,在正负离子模式下扫描,根据高分辨质谱提供的准分子离子峰和二级离子碎片的精确分子质量信息,结合数据库和相关文献材料,从大花序桉树皮中鉴定出化学成分共26种,其中黄酮类2种、机酸类15种、三萜类1种、生物碱类2种、脂肪酸酰胺类6种;体外抗氧化试验结果表明,大花序桉树皮抽提物对DPPH、ABTS均有较好的清除能力,其IC50分别为60.02、76.94μg/mL。本研究建立的UPLC-Q-EXACTIVE-MS法能快速、准确、较全面地鉴定大花序桉树皮化学成分,所得的裂解规律可为其他同类化学成分鉴定提供参考;大花序桉树皮具有良好的抗氧化活性,可作为天然抗氧化活性物质来源。

大花序桉和托里桉生长量及主要材性比较

于2014年在福建漳州龙海九龙岭国有林场,选取12年生大花序桉和托里桉人工林为研究对象,对其生长量、木材物理和力学性质进行研究。结果表明,大花序桉平均胸径、平均树高、平均单株材积、单位面积木材蓄积量分别是托里桉的1.4倍、1.39倍、2.56倍、1.43倍。大花序桉、托里桉木材的气干密度分别为0.77、0.58 g·cm^(-3),全干和气干时的干缩率分别为15.8%和9.9%、14.4%和9.7%,气干时和吸水后的湿胀性分别为7.2%和19.0%、5.5%和16.9%。大花序桉木材的顺纹抗压强度为67.8 MPa、抗弯强度为135.9 MPa,高于托里桉;同时大花序桉的端面、径面和弦面硬度均高于托里桉。综合结果表明,与托里桉相比,大花序桉具有较高的生产力,木材物理力学性质优良,木材综合强度属中上,是优良的实木用材。研究结果可为大花序桉和托里桉的科学经营及木材利用提供参考。

修枝对滇南大花序桉人工林生长的影响

以云南卫国林业局小黑江大花序桉实生林为研究对象,以不修枝作为对照,分别采用修掉1/3树高以下分枝、1/2树高以下分枝及修掉主干径粗5 cm以下分枝的方式进行修枝试验,分别在第2.5年和4.5年开展生长性状数据调查,通过对其蓄积生长和效益分析比较,评价不同修枝处理间的差异,并选择出效益最优的修枝方式。结果表明,不同修枝处理对林分生长和效益有显著的影响。2.5年生时,大强度修掉1/2高度以下分枝可以使每公顷木材蓄积达到最高,表明修枝能快速促进林木生长,而4.5年生时修枝与不修枝生长差异不显著,以不修枝木材蓄积最高;经济效益分析表明,在4.5年时,修掉1/3树度以下分枝时每公顷蓄积利润率达到1.77,比不修枝提高了4.12%,修枝促进了木材质量和价格明显提升,而该修枝处理可使每公顷木材净收入达45497.72元,经济效益最好,是值得推广种植的定向培育模式。研究结果为大花序桉大径级培育和经济效益提升提供技术和理论依据。

基于DRIS法的大花序桉苗期“黄化症”苗圃营养状况诊断

植物营养诊断是评估大花序桉营养状况的可靠、便捷方法。本研究采用诊断施肥法(DRIS),对广西崇左发生“黄化症”的大花序桉苗木营养状况进行调查、诊断。结果表明,大花序桉苗期叶片营养元素含量与“黄化症”之间密切相关。大花序桉叶片苗期养分供给状况以及需肥顺序为Fe>P>N>Mg>K>B>Cu>Zn>Mn>Ca。黄化症的叶片N、P、Fe和Ca诊断指数均小于0,属于缺乏水平,是影响苗木黄化的关键因子,而其他营养元素的DRIS诊断指数均为正值,供给较为充足。大花序桉苗期的各营养元素的适宜范围为N(7.50~10.80)g/kg、P(1.25~2.98)g/kg、K(10.37~30.64)g/kg、Ca(5.13~23.631)mg/kg、Mg(1.55~3.82)mg/kg、Cu(4.53~8.34)mg/kg、Zn(46.57~62.83)mg/kg、Fe(140.03~226.31)mg/kg、Mn(252.95~426.99)mg/kg、B(18.80~39.85)mg/kg。

大花序桉边心材酚类成分分布及鉴定

【目的】为探究大花序桉边材和心材酚类物质在细胞结构上的分布情况及心材聚集主要酚类成分。【方法】以9年生大花序桉为研究对象,采用激光共聚焦拉曼光谱仪表征边材和心材酚类物质的分布情况,再利用超高效液相色谱–质谱联用仪(UPLC-Q-Exactive-MS)鉴定木质部酚类成分及其分布。【结果】心材拉曼吸收强度明显高于边材,且细胞角隅处酚类物质含量明显高于胞间层和次生壁。进一步测定大花序桉边材和心材总多酚含量,心材中总多酚含量比边材高22.378 mg/g,表明心材形成过程中细胞角隅沉积了大量的酚类物质。通过UPLC-MS/MS首次从大花序桉木材的甲醇提取物中共鉴定了21种酚类成分,主要包含酚酸和衍生物类、黄酮类、鞣花酸衍生物、葡萄糖衍生物和可水解单宁酸,提取物中相对含量较高的为鞣花酸、鞣花酸-鼠李糖苷、没食子酸、鞣花酸-戊糖苷和甲基氯葡糖醇–O–甘露醇–葡萄糖。其中,心材的鞣花酸和没食子酸相对含量明显高于边材,再通过定量分析可知鞣花酸在边材和心材的含量分别为0.560、9.283 mg/g,没食子酸含量分别为0.019、0.043 mg/g。【结论】明确了大花序桉心材形成过程中酚类物质聚集于细胞角隅中,且心材主要积累成分为鞣花酸。

不同间伐强度对大花序桉人工林生长的影响

以4年生大花序桉林分为研究对象,设置3种间伐强度(保留密度分别为375、525、735株·hm^(-2))开展间伐试验,探讨间伐对大花序桉林分生长的影响。结果表明:间伐后26个月,不同间伐强度林分的平均胸径、树高及单株材积增长量差异显著,随着间伐强度的增加,其林分的平均胸径、树高、单株材积增长量逐渐增大。不同间伐强度林分蓄积增长量差异不显著;不同间伐强度林分活立木蓄积和间伐蓄积的总和差异不显著,保留375株·hm^(-2)的林分蓄积生长量经过26个月生长后可达保留735株·hm^(-2)的林分蓄积生长量水平,但保留375株·hm^(-2)的林分提高了林木的径级和林分经济效益。

17年生大花序桉木材机械加工性能研究

以17年生大花序桉木材为研究对象,分析评价其刨削、砂削、铣削、钻削和开榫五项机械加工性能,为其合理、高附加值利用提供参考。结果表明:在进料速度为7 m·min^(-1)时,大花序桉木材的刨削性能为优,大花序桉木材的砂削和铣削加工性能为优,钻削和开榫加工性能为良。17年生木材机械加工性能综合得分为24。

29年生和35年生大花序桉木材机械加工性能对比研究

对29和35年生大花序桉木材的机械加工性能(刨削、砂削、铣削、钻削和开榫)进行对比测试和评价,以期促进其实木化利用。结果表明:在进料速度为7m·min^(-1)时,两个林龄木材的刨削性能均为优;两个林龄木材的砂削和铣削加工性能为优,开榫加工性能为良,钻削加工性能为中。29年生大花序桉木材机械加工性能综合得分(26)优于35年生(24)。

微生物保水剂对大花序桉幼苗生长生理及养分含量的影响

为筛选有利于大花序桉抗旱且促生效果较好的保水剂用量,以广西林科院培育的大花序桉容器苗为试材,利用盆栽试验,对比分析微生物保水剂不同用量下,大花序桉幼苗生长、光合特性及养分含量的差异及相关性。结果表明:(1)干旱胁迫下,施用保水剂可以促进大花序桉幼苗生长,施用量为5 g/株时,苗高增长量最大,分别为42.18 cm,较对照提高26.25%;(2)随保水剂用量增加,大花序桉净光合速率、气孔导度、蒸腾速率均呈现先上升后下降趋势,施用量为5 g/株时,三者达到最大,分别较对照提高100.15%、52.94%、16.87%,胞间CO_(2)浓度则呈现先下降后上升趋势;(3)叶片N、P、K、Fe、Mn、Cu、Zn等元素含量在施用量为5 g/株时最高,分别较对照高75.73%、6.38%、65.67%、209.78%、193.21%、20.34%、59.04%;(4)大花序桉苗高及地径的增长量与净光合速率、蒸腾速率、胞间CO_(2)浓度、N、P、K、Fe、Mn、Cu、Zn呈显著或极显著相关。综上,适宜的微生物保水剂用量可以缓解干旱胁迫,提高大花序桉的光合能力,促进养分吸收和苗木生长。大花序桉最适保水剂用量为5 g/株。

广西来宾地区引种大花序桉生长情况分析

在广西来宾地区引种1 212号、1 225号2个种源大花序桉,营建大花序桉纯林及大花序桉×尾巨桉复合经营林分。结果表明:利用1 212号种源营建的复合经营林分中2.5年生大花序桉生长显著高于混合种源,且在纯林中1 212号种源表现同样优于1 225号种源。1 212号种源更适应来宾地区气候和土壤条件,具有一定的推广价值。

29年生与35年生大花序桉木材干燥特性对比研究

为明确大花序桉木材干燥特性随树龄变化的规律,并依此为木材加工利用提供依据和支持,利用百度试验法对29 a生和35 a生大花序桉的木材干燥特性进行了对比研究,结果表明:29 a生和35 a生大花序桉的初期开裂、内裂、截面变形、扭曲变形、干燥速度等级分别为2级、3级、3级、3级、4级和4级、4级、3级、4级、5级;35 a生大花序桉干燥速度更慢,初期开裂以及后期开裂和截面变形更严重;参照百度试验缺陷等级及干燥缺陷对应的干燥条件制定了29 a和35 a大花序桉木材干燥基准。

闽南山地大花序桉家系测定及选择初报

为了发展珍贵用材树种大花序桉造林,在闽南山地引进澳洲10个大花序桉家系进行测定试验。结果表明:1212号和1202号家系为优良家系,6年生平均保存率85.56%;平均胸径、树高、冠幅、带皮材积和去皮材积分别达15.42 cm、12.73 m、4.46 m、0.137 9 m^(3)、0.116 4 m^(3),上述指标的遗传增益分别达8.56%、1.86%、4.83%、16.50%、4.55%;胸径、树高、冠幅、带皮材积和去皮材积5个指标变异系数0.27%~30.04%,属于变幅较小至中等幅度范围,家系内林木生长较整齐一致;平均风害指数为17.02%,低于群体均值14.98%。

不同林龄大花序桉人工林叶片C∶N∶P生态化学计量比和N、P重吸收

为了揭示大花序桉人工林长期种植过程中的养分限制情况,本研究以6、18、30和36年生的大花序桉人工林为研究对象,测定大花序桉成熟叶、凋落叶的C、N、P含量及其生态化学计量比和N、P重吸收率。结果表明:成熟叶C含量在不同林龄之间差异不显著,6和30年生N含量显著高于其他林龄,6年生P含量显著高于其他林龄。凋落叶C含量在不同林龄之间差异不显著,18年生N含量显著高于其他林龄,18年生P含量显著高于30年生。36年生成熟叶C∶N显著高于其他林龄,C∶P也以36年生最高,6年生N∶P显著低于其他三个林龄。36年生凋落叶C∶N显著高于18年生,30年生C∶P也显著高于18年生,30年生N∶P显著高于其他三个林龄。6和30年生N重吸收率高于18和36年生,30年生的P重吸收率显著高于18年生。6和30年生P重吸收率高于N重吸收率,18和36年生N重吸收率高于P重吸收率。N重吸收率与凋落叶C∶N和C∶P呈显著正相关,P重吸收率与成熟叶C∶N和C∶P呈显著负相关,与凋落叶C∶P和N∶P呈显著正相关。6和30年生大花序桉人工林有更高的P需求,18和36年生则有更高的N需求。

大花序桉无性系引种试验

无性系林业是人工用材林发展趋势,开展大花序桉无性系引种试验,旨在为今后优良无性系示范推广提供技术支撑。通过引种4个大花序桉无性系组培苗和1个实生苗(CK)进行对比栽培试验,结果表明:2年生试验林无性系之间的保存率、胸径差异极显著,树高差异显著,冠幅差异不显著。采用隶属函数法对各无性系进行综合评价,初步选出的D4号无性系综合评价得分最高(0.96),比群体得分平均值(0.49)提高了95.9%,幼林生长表现良好,可以引进苗木在生产上造林推广。D3号和D2号无性系综合得分均大于CK,要通过较长时间继续观测,以观后效。

大花序桉木材抗弯弹性模量变异研究

用伐倒木取样,按国家标准制作试件,采用SANS型微机控制电子万能试验机测定木材抗弯弹性模量(Modu-lus of elasticity,MOE),研究了18年生大花序桉Eucalyptus cloeziana 11个种源木材MOE在种源间、单株间、树干高度上的变异情况.结果表明,大花序桉部分种源间、株间和高度间的木材MOE均有显著差异,B47种源的木材MOE最大,为26.71 GPa;12195号种源的最小,为23.50 GPa,并显著小于B47、D47和17008号这3个种源.11个种源中有7个种源的株间木材MOE差异达显著水平.各种源内树干高度间的木材MOE只有2个种源的高度间差异显著;各种源木材MOE沿树干高度的变化趋势有2种:有7个种源随树干高度的增加而增大,另4个种源沿树干高度呈先上升后下降的趋势.

修枝对大花序桉幼林生长和木材密度的影响

为了解修枝对幼林大花序桉生长和木材密度的影响,该研究设置未修枝、轻度修枝、中度修枝和重度修枝4种修枝强度处理,对比分析修枝前后的生长和木材密度差异.结果表明:修枝对大花序桉幼林胸径影响的差异不具有统计学意义,而对树高影响的差异具有统计学意义,但二者共同作用下的单株材积差异不具有统计学意义,总体而言修枝对单株材积增长有降低的趋势.修枝对木材密度影响的差异不具有统计学意义,但表现为随修枝强度增加,木材密度逐渐降低.在径向位置的木材基本密度,从髓心处向外部逐渐增大,表现为修枝对后期形成的木质部密度有增加作用.

6年生大花序桉不同种源木材纤维特性的差异分析

以广西钦廉林场6年生9个种源的大花序桉为材料,通过解析木法,测量其木材的纤维长度、纤维宽度、纤维腔径,比较9个种源6年生大花序桉的木材纤维特性。结果表明,种源间纤维长度、宽度、长宽比存在显著差异;种源的纤维形态(宽度除外)与树高、胸径生长性状相关关系不显著,据此可对各性状进行独立选择,可望培育出木材性状好又速生的种源;树高、纤维宽度与种源地的经纬度因子存在显著的相关性;9个大花序桉种源作为中大径材培育有更大的发展空间。

引种桉树种源生长性状的遗传变异及早期评价

对引进的5个大花序桉(Eucalyptus cloeziana)和4个小帽桉(Eucalyptus microcorys)种源的生长性状进行早期(6 a)测定与评价。结果表明,6 a内生长性状在不同的桉树种间和种源间的差异均达到极显著水平(P<0.01),6年生大花序桉种源和单株层次各性状遗传力分别为0.79~0.94和0.84~0.89,均呈高强度遗传。6年生小帽桉种源和单株层次各性状遗传力分别为0.70~0.86和0.83~0.84,也均呈现高强度遗传。通过多重比较分析,大花序桉较小帽桉在生长表现上有较强的优势。经性状相关分析可知,树高、胸径和材积之间存在极显著正相关关系,平均相关系数为0.8423。以DBH、H和V 3个性状指标构建大花序桉/小帽桉种源(单株)选择指数方程,按标准选择出3个大花序桉和1个小帽桉优良种源,平均材积遗传增益分别达11.70%和15.28%。

大花序桉的遗传多样性分析

[目的]揭示大花序桉的遗传多样性,为大花序桉群体资源的保存和育种潜力的评估提供理论基础。[方法]利用14个简单重复序列(SSR)标记对大花序桉4个主要分布地区进行变异检测,分析位点多态性和群体多样性,计算地区间的分化系数和遗传相似性以及地区间和地区内的分子方差分量,基于遗传相似性进行聚类分析。[结果]14个SSR标记共检测到249个等位片段,平均每个标记检测到18个等位片段。基于所有标记,大花序桉各地区的Shannon′s信息指数平均为1.785 4,观测杂合度平均为0.510 0,期望杂合度平均为0.788 2,表明遗传多样性较高。地区间平均遗传分化系数为0.071 6,分子方差分析(AMOVA)中群体间方差分量仅为6.8%,表明遗传分化水平中等、遗传变异主要存在于群体内。非加权分组算术平均法(UPGMA)聚类分析将大花序桉4个主要分布地区划分为北部和南部2大类。[结论]种质资源保存要优先考虑多样性较高的地区。大花序桉遗传多样性较高,进一步选育的潜力较大。