中国林木遗传资源保护现状分析

复杂多样的地理条件形成了各具特色的地理区域,同时也孕育了我国众多的森林类型和极为丰富的林木遗传资源。作为国家的基础性战略资源,我国拥有木本植物8 000多种,其中具有重要经济价值的树种约1000种,同时具有7个特有科、239个特有属和约1 100个特有种。为对我国林木遗传资源保存状况进行全面的了解和分析,对我国林木遗传资源的原地、异地及设施保存状况,资源破坏、流失状况及相关的法律法规进行了总结,对目前存在的问题进行了分析,并提出了初步的建议,为合理、有效的保护林木遗传资源提供了参考。

香杨和大青杨木材挥发性化合物对比分析

【目的】对比分析香杨和大青杨木材挥发性成分、香气构成及其关键药用活性物质,为提升杨树木材附加值、生产保健型杨树木制品提供理论基础。【方法】利用固相微萃取采集样品挥发性物质,将采集的样品导入气相色谱质谱联用仪(GCMS)进行成分分离和检测,通过气味阈值与物质相对含量计算其气味活度值。在中药系统药理学数据库和分析平台(TCMSP)数据库中查询已鉴定的挥发性成分,选择口服生物利用度(OB)≥5%、类药性(DL)≥0.14的物质作为主要活性成分,并获得相关靶点和相关疾病信息。【结果】香杨木材比大青杨木材检测出更多挥发性有机化合物(VOCs)和香气化合物,且有较多药用活性成分。香杨和大青杨木材粉末中分别检测出18和16种化学成分,其中包括醇类、烷烃类、醛类、酮类和酯类等物质。香杨木材挥发性物质中检索到8种香气化合物,包括7种关键香气化合物和1种潜在香气化合物,其香气特征表现为黄油、清香、脂香、蘑菇、香草、树脂、花香、清香;大青杨木材挥发性物质中检索到5种香气化合物,且均为关键香气化合物。除黄油、清香、脂香等怡人气味特征外,大青杨木材中关键气味化合物2-己酮的气味较为刺鼻。香杨和大青杨木材共有挥发性成分中包括5种药用成分,分别为乙偶姻、己醛、4,6-二甲基-十二烷、3-辛酮、十四烷;香杨木材挥发物中特有的药用成分有4种,分别为2,3-丁二醇、1-辛基-3-醇、1-己醇、β-柏木烯;大青杨木材挥发物中特有的药用成分有2种,分别为十五烷醛和1-十六烷醇,其中1-十六烷醇是人体健康的有效关键成分。【结论】香杨木材挥发物中具有更多香气化合物和药用活性成分。大青杨木材中关键性气味化合物2-己酮气味较为刺鼻,可能对室内环境和人体存在潜在危害。香杨木材有更清新的香气特征且挥发物中含较多对人体健康有益的药用成分,可作为保健型木材生产的候选树种。

利用混合线性模型对青海云杉无性系生长性状进行早期评价

通过对100个青海云杉无性系不同树龄(7、9、13、14 a)时期的生长性状进行遗传测定及选优,为甘肃省天水小陇山地区青海云杉的良种选育与推广应用提供基础。采用完全随机区组设计,营造5个区组2株小区建立100个青海云杉无性系对比试验林,对试验林7、9、13、14 a时期生长性状,如树高、新梢、胸径、冠幅进行调查,并通过数据整理分析及遗传参数估算,选择优良无性系。结果表明:青海云杉无性系7、9、13、14 a树高、新梢、胸径、冠幅均呈极显著差异(P<0.01)。通过各树龄的树高方差分析可以看出,树龄、区组、无性系、树龄×无性系互作效应、区组×无性系互作效应均有显著差异(P<0.05),树龄效应方差分量占比为77.5%,受树龄效应影响较大。不同树龄时无性系各性状表型变异系数为22.07%~60.37%,遗传变异系数为7.55%~29.78%,重复力为0.36~0.86。采用最佳线性无偏估计法计算无性系树高遗传值,从100个无性系中选出5个青海云杉无性系,其入选率为5%,树高遗传增益为15.65%。青海云杉无性系生长性状存在广泛遗传变异,无性系对树高的方差分量占比逐年提升,生长性状受很强的遗传因素控制。根据树高育种值筛选的5个优良无性系分别为:08青大039、08青大035、08青大012、08青大018、08青大007。

不同群体国槐种子表型变异研究

为揭示国槐（Sophora japonica L.）种子变异程度和变异规律,本试验对国槐7个群体130个单株的种子长、种子宽、种子长宽比、表面积、体积和千粒重等6个种子表型性状作了观测分析,采用平均值,变异系数,巢氏方差分析和相关分析等方法分析了表型变异及规律。结果表明：国槐种子各表型性状存在不同程度的变异,变异系数范围为5.24%~14.57%;国槐在群体间和群体内两个层次上差异显著,种子的6个表型性状在群体间和群体内都达到了极显著水平;6个性状的平均表型分化系数为53.11%,表明群体间变异略高于群体内变异;经纬度与种子各个表型性状的相关性较低。利用系统聚类可以将7个国槐群体分为3类。国槐种子随地理变异没有明显的规律,可能是地理环境或人为栽培造成的,也可能是由于采样的不连续性造成的。

杉木人工林自然整枝进程研究

利用25年定位观测数据来阐明杉木人工林的自然整枝规律。研究结果表明:造林密度越大,杉木人工林自然整枝发生的时间越早,自然整枝强度也越大;当林木树冠比率(树冠长度/树高)降低到0.40时,不同造林密度小区的树冠比率降低幅度明显减小;当林木树冠比率减小到0.30时,发生林分自疏,且不受造林密度和林木死亡率的影响;在杉木人工林开始自然整枝但尚未进入到林分自疏阶段时,不同造林密度小区的树冠宽度/树冠长度比值均迅速上升;在林分自疏早期阶段,树冠宽度/树冠长度上升速率明显减缓;在林分自疏后期林木死亡率明显增大的条件下,树冠宽度/树冠长度又再次迅速上升,树冠形态的变化表现出明显的密度效应,但在自然整枝的整个过程中,树冠宽度/树冠长度均小于1;在杉木人工林自然整枝过程中,同化物质在林木生长过程中的分配模式发生改变,从而出现林木的干形指标(树高/胸径)随着自然整枝强度增大而减小的变化规律。

北亚热带高山区日本落叶松林相容性生物量模型研究

研究在北亚热带高山区日本落叶松林内均匀设置51块标准地,对单木、灌草和林分的生物量进行测定并建模,再通过独立检测样地验证模型的精度。结果表明,日本落叶松单木生物量模型以D2H为参数的拟合精度高于仅以D为参数的模型,其中幂函数B=4.6×(D2H)0.827对预测北亚热带高山区日本落叶松单木生物量效果最佳,γ值和F值分别为0.979和926.1,达极显著水平。以代数和关系模型为基础建立了单木各器官的相容性生物量模型,树干(96.3%)和树皮(92.1%)的预报精度高于树叶和树根的精度(86.3%和88.4%)。灌草层生物量的估计误差与样品干、鲜质量的测量精度以及抽样误差密切相关。采用逐步回归法对郁闭度C、平均林龄A、平均胸径D、平均树高H、林分蓄积M、林分密度N、胸高断面积B这7个自变量进行有效选优,构建了北亚热带高山区日本落叶松生物量预测模型B=-20.01+36.87C+0.36M-0.62D+2.51H+0.34A(精度达94.4%),通过联立方程组方式解决了生物量模型中总量与各分量的相容性估计问题。在建立的相容性模型系统中,乔木层的生物量预估精度为95.4%,高于林下灌草层(83.2%和80.09%),乔木层中以树干生物量预估精度最高(96.89%),其次为树冠生物量(95.47%),树根生物量的预报精度较低(89.91%)。

中国澳洲金合欢亚属植物新品种DUS测试性状筛选

根据国际植物新品种保护公约和我国《植物新品种保护条例》的规定,通过对中国现有澳洲金合欢亚属植物11个种的实地调查及相关文献分析整理,筛选出25个性状用于该属新品种测试性状,其中,质量性状(QL)10个、数量性状(QN)4个、假质量性状(PQ)11个。确定了17个必测性状,其中分组性状有3个:花序类型、叶状柄结构的有无、果实种子之间缢缩。探讨了金合欢属测试指南研制时测试性状的选择以及测试范围,分析了我国金合欢属新品种测试指南研制中存在的问题及未来的发展趋势。

应用单拷贝核基因标记研究我国欧洲山杨自然居群的遗传多样性

[目的]对分布于我国新疆地区欧洲山杨自然居群的遗传多样性与遗传分化进行研究。[方法]对4个欧洲山杨自然居群共72个个体的6个单拷贝核基因标记(sing-copy nuclear markers)进行扩增与测序,并计算相应的遗传多样性和遗传分化参数。[结果]表明:比对后6个基因的长度在459 bp到747 bp之间,平均多态核苷酸位点个数为14,遗传多样性指数π和θw分别达到了0.004 8和0.004 4,基因多样性指数为0.73,以上结果表明欧洲山杨表现出较高的遗传多样性水平。Tajima中性检验结果均不显著,表明所用6个单拷贝核基因均符合中性进化假设。AMOVA分析表明89.72%的遗传变异存在于居群内,居群间的平均遗传分化指数Fst为0.10,居群间平均基因流(Nm)为3.235。[结论]高度异交,高碱基突变率及超长距离的基因流机制能够很好的解释我国新疆地区欧洲山杨表现出的较高的遗传多样性水平与较低水平的遗传分化。

聚石斛花粉生活力及贮藏的研究

以聚石斛花粉为试材,研究了其花粉生活力的检测方法及贮藏方法。结果表明:(1)检测聚石斛花粉萌发适宜的培养基为100 g·L-1蔗糖+100 mg·L-1H3BO3+80 mg·L-1Ca Cl2,TTC染色法不适用于聚石斛花粉生活力的检测;(2)聚石斛开花第0 8天的花粉生活力高于65%,作为父本,授粉结实率高于85%,显著高于蕾期和衰败期。(3)不同贮藏方法对聚石斛花粉生活力的影响较大,4℃冷藏干燥贮藏80 d后,花粉生活力下降为0,而4℃冷藏湿润贮藏、-20℃冷冻湿润贮藏和干燥贮藏90 d后,花粉生活力分别为1.4%、21.7%、6.4%。经-20℃冷冻湿润贮藏90 d后的花粉经杂交授粉后仍然能够正常结实,其他处理的结实率明显降低。

不同树龄侧柏接穗光合生理的比较研究

以不同年龄侧柏母树(5、100、700a)的接穗为试验材料,将其嫁接于大小一致的侧柏幼树上,待成活后,光响应曲线参数、叶绿素荧光参数和非结构性碳水化合物含量的测定与分析,试图揭示光合物质生产能力与树木衰亡的关系。结果显示:1)在光响应参数方面,侧柏不同龄段接穗的最大净光合速率(Pmax)随着年龄的增加而下降,依次为3.92μmol CO_2·m^(-2)·s^(-1)(5a)、2.41μmol CO_2·m^(-2)·s^(-1)(100a)和2.18μmol CO_2·m^(-2)·s^(-1)(700a),且5a与700a差异显著(P<0.05);光饱和点(LSP)从低龄到高龄段亦呈下降趋势,但各年龄段间接穗表观量子效率(AQY)和光补偿点(LCP)差异不显著。2)叶绿素荧光参数方面,3个年龄段接穗在初始荧光(F_o)、最大荧光(F_m)、可变荧光(F_v)、非光化学猝灭系数(NPQ)、光化学猝灭系数(QP)等参数上均无显著差异,但光系统Ⅱ(PSⅡ)原初光能转换效率(F_v/F_m)和PSⅡ潜在活性(F_v/F_o)随年龄增加而呈现下降趋势。3)叶绿素色素含量及非结构性碳水化合物含量随年龄增加而呈现下降趋势。综上所述,随年龄增加,树木光合能力下降,进而导致碳供应能力降低可能是树木衰亡的重要原因之一。

杨树PIF基因家族成员表达模式研究

[目的]为探究光敏色素相互作用因子(PIF)基因在杨树生长发育中的功能。[方法]利用生物信息学方法预测了杨树基因组中的PIF基因家族成员并对各成员的基因结构、保守基序进行了系统分析;在此基础上,采用实时荧光定量PCR技术检测了PIF成员在不同组织及低温、干旱和Na Cl胁迫下的表达模式。[结果]表明:杨树基因组中至少含有10个Pt PIF成员,这些成员在进化上相对保守,均具有典型的b HLH结构域。基因表达分析显示:Pt PIF基因在杨树不同组织及不同非生物胁迫条件下存在明显的表达差异。[结论]杨树Pt PIF基因家族包含10个成员参与不同的生物学过程,研究结果将为深入解析杨树Pt PIF基因的功能奠定了基础。

林木种质资源调查技术规程研制

论述林木种质资源调查的目的意义,提出林木种质资源调查工作的指导思想、原则,明确了调查对象和调查内容;规定相应的技术要求和实施程序,构建了调查规程的整体框架,研制了一套完整的调查技术措施;规范和制定了成果报告的结构、质量监督和检查验收标准。提出建立长期的、持续的林木种质资源监测评估体系,实现林木种质资源动态监测、高效管理和可持续利用。

基于SSR标记的父本分析研究油橄榄品种间的亲和性

[目的]利用SSR标记对油橄榄品种自由授粉的子代进行父本分析,研究品种间的亲和性,确定品种适宜的授粉树,为油橄榄建园品种配置提供依据。[方法]以四川凉山州油橄榄园‘豆果’、‘鄂植8号’和‘九峰4号’3个品种的自由授粉子代为材料,利用12个SSR标记进行父本分析。[结果]每个SSR位点的等位基因数为5~12个,平均9.08个,其中,DCA11和GAPU103A等位基因数(12个)最多。试验群体中的平均观测杂合度为0.732,平均期望杂合度为0.709,平均多态性信息量为0.675。12个SSR标记在95%的置信区间检测出父本的子代163个,占子代群体总数的79.9%,其中,‘豆果’子代44个,‘鄂植8号’47个,‘九峰4号’72个。在36个候选父本中只检测出20个子代,平均繁殖贡献率为5%,其中,大于5%的品种为:‘克罗莱卡’、‘佛奥’、‘城固32’、‘贝拉特’和‘巴尼亚’。3个试验品种所有子代均未发现自交现象。[结论]‘豆果’、‘鄂植8号’和‘九峰4号’均为自交不亲和品种。‘克罗莱卡’和‘佛奥’与‘九峰4号’和‘鄂植8号’的亲和性均较强,‘城固32’和‘贝拉特’与‘豆果’的亲和性较强。在油橄榄建园时,可以选择‘克罗莱卡’和‘佛奥’作为‘鄂植8号’和‘九峰4号’的授粉树,选择‘城固32’和‘贝拉特’可作为‘豆果’的授粉树。

基于MSO方法的2个油蒿群落格局对比研究

应用多尺度排序法(multiscale ordination,简称为MSO),对乌兰布和沙漠东北缘黄河水与井水2种灌溉模式绿洲外围的半固定油蒿群落进行多种群格局对比研究。结果表明:在黄灌区,油蒿不仅是群落的优势种(重要值为45.26%),而且对植被格局的贡献率也最高;83.84%的植被形成了油蒿单种群格局,且油蒿贡献率高达0.889 6。在井灌区,植物种对格局的贡献率与其在群落中的重要值明显不一致:油蒿是群落的优势种(重要值为47.41%),但在植被格局中的贡献率明显下降,只有15.54%的植被形成了以油蒿为主的格局;沙冬青、白刺却相反,它们在植被格局中的贡献率远远高于其在群落中的重要值。对比2区段的其它格局特点还发现:井灌区油蒿群落植被的斑块化现象更严重一些,并且油蒿斑块内的格局强度低于黄灌区。

青扦9个家系选择研究

以引自在甘肃省小陇山林科所经过苗圃测定3年生青扦9个家系为研究对象,观测了各家系的成活率和保存率、树高、当年新梢长、地径、南北平均冠幅、一级分枝数,并对家系间6个生长性状指标进行了分析,以期综合选择出优良家系。结果表明:青扦家系间6个生长性状间均存在极显著差异;主要生长指标树高与其它生长指标都存在极显著的相关;多性状综合选择出1个优良家系,这个家系的现实遗传增益7年生平均树高比其它8个平均树高提高9.2%,当年抽稍提高11.6%,冠幅提高1.1%,保存率提高7.5%。本研究结果造林后4年生树木生长量与国家云杉良种基地甘肃省小陇山林业实验局林业科学研究所育苗的3年生苗木生长量结果相吻合。

川西云杉西藏75个家系选择研究

指出了川西云杉（Picea balfouriana）广泛分布于四川西部、西藏东部及南部、青海南部，分布区大致位于29°30’～32°50’N，93°45’～102°30’E，是青藏高原上云杉属植物分布的北缘树种，垂直分布西部为3500～4300m，东部为2600～3900m。川西云杉由于生长快，材质优良，是分布区的主要造林树种，已逐渐成为我国西南林区用材林储备库。为了加快川西云杉的改良进程，进行了川西云杉优良西藏家系的选择，为该树种的遗传改良提供依据。利用在通过苗期测定早期评价，选优得到的75个川西云杉西藏家系苗木，2011年3月在湖北宜昌国有樟村坪林场营造了川西云杉西藏家系75个田间试验林，根据7年（苗龄3年）生长量和保存率选择出并通过综合指数选择法进行优良家系的川西云杉西藏家系8个现实遗传增益7年生平均树高比其它67个平均树高提高24．3％，当年抽梢提高27．1％，地径提高21．43％，冠幅提高21．03％，一级分枝数提高33．33％，保存率提高5．43％。研究结果表明：造林后4年生树木生长量与国家云杉良种基地甘肃省小陇山林业实验局林业科学研究所育苗的3年生苗木生长量结果相吻合。

红皮云杉37个家系选择研究

对营造7年生(苗龄3年)的37个红皮云杉家系保存率和生长量进行了统计分析。结果表明,红皮云杉家系间树高、当年抽梢、地径、冠幅均有较大差异,通过综合比较,pkor08hlj007、pkor08hlj010、pkor08hlj012、pkor08hlj032、pkor08hlj035较适宜在宜昌地区引种栽培。本研究结果造林后4年生树木生长量与国家云杉良种基地甘肃省小陇山林业实验局林业科学研究所育苗的3年生苗木生长量结果相吻合。

我国林木种质资源调查现状与策略研究

林木种质资源是林业生产力发展的基础性资源,也是国家战略性资源。世界发达国家对林木种质资源十分重视,我国也将林木种质资源列为林业工作的重中之重。林木种质资源调查、保护和利用关系到提高森林质量和林业生产力,关系到社会经济发展对优质、高效和多样化林业产品的需求,关乎国家林业战略目标实现以及我国生态、木材和粮油安全。文中根据目前全国林木种质资源调查工作进展及成果,结合贵州省铜仁市实际情况,分析、讨论我国林木种质资源调查工作现状和存在的问题,进一步明确林木种质资源调查的方法、目标任务和保障措施,对如何加强林木种质资源保护和利用提出建议。

北方型美洲黑杨不同无性系重要性状评价

[目的]为杨树高产低耗高效工业用材新品种选育筛选新种质。[方法]采用布雷金多性状综合评定法和模糊数学隶属函数值法,系统分析和评价北方型美洲黑杨种质生长及光、水分、养分等关键环境资源利用性状。[结果]表明:(1)种源间、种源内无性系间在生长、光合、水分和养分利用方面的差异显著或极显著。(2)总叶面积、成叶速率、暗呼吸速率、氮素转移率、生长旺期水分利用效率与北方型美洲黑杨胸径显著或极显著相关。(3)筛选出M6、Q1、Q5、M5、Q7、Q3、M3、Q9等高产型种质,M6、Q1、Q2、M5、Q5、M3、Q4、M2等高产高光效型种质,Q5、Q1、W9、M5、Q7、M6、M3、W2等高产高水分利用型种质,Q9、Q5、Q3、Q8、Q1、M10、Q7、I5高产高养分利用型种质。其中,Q5、M6、Q1、Q2、Q9等无性系兼具生长和对资源(光、水分和养分)的利用优势。[结论]北方型美洲黑杨遗传变异丰富,为优良种源和种质选择提供了依据;总叶面积、成叶速率、、暗呼吸速率、氮素转移率等5个与生长关系密切的指标可作为种质资源评价的可靠指标;筛选出的优良种质特别是综合表现最优的5个无性系是后续育种工作的有效资源。

云南野生黄牡丹花色素成分的鉴定

以云南野生黄牡丹为材料,通过特征显色反应、紫外—可见光谱扫描及高效液相色谱—质谱技术(HPLC-MS)对其花瓣中的色素成分进行了初步分析和鉴定。结果表明,黄牡丹花色素的组成包括类黄酮和叶绿素两大类,其中类黄酮类色素主要为查耳酮和黄酮、黄酮醇的混合物,包括2',4'6,'4,-四羟基查耳酮(2',4',6',4-tetrapydroxychalcone,THC)的2'-葡萄糖苷即异杞柳苷(isosalipurposideI,SP)及山奈酚、槲皮素、异鼠李素、金圣草黄素、芹菜素葡糖苷等。同时,基于花色素的组成信息,探讨了牡丹黄色花育种的策略,为黄牡丹花色素成分的进一步分离和鉴定奠定了基础,并为牡丹黄色花形成机理及黄色花育种的研究提供了理论参考。