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。

滇西南29年生柚木种源/家系多性状综合选择

[目的]通过对滇西南柚木种源/家系试验林早期与29年生的适应性、生长和形质性状进行综合评价,旨在为当地选出适应性强、速生、形质优良的柚木种源/家系。[方法]从国内外收集了34个柚木种源和家系,采用完全随机区组设计,(2×2)株小区,8次重复,调查、分析和比较试验林早期2~8年生与29年生的保存率和生长差异,对29年生种源/家系的保存率和优势木生长与形质性状采用主分量分析,综合评价出优良种源/家系。[结果]早期2~8年生柚木种源/家系间的保存率差异均不显著,而29年生保存率种源/家系间差异呈极显著;但2~8年生和29年生种源/家系间生长和形质性状的差异均达到极显著,2~8年生最好种源/家系的平均树高、平均胸径和平均单株材积分别是生长最差的1.38~1.91倍、1.63~2.18倍和3.82~5.17倍,而29年生最好种源优势木的平均树高、平均胸径、平均单株材积、树干通直度和主干材高分别是最差种源的1.81倍、1.87倍、4.84倍、2.18倍和12.89倍,通过优良种源/家系选择可获得较大的增产效益。29年生种源/家系的保存率和优势木生长性状与4~8年生优势木的生长性状均呈显著至极显著相关;29年生种源/家系的优势木树干通直度与优势木各生长性状、优势木主干材高与优势木的平均树高和单株材积生长相关显著至极显著。29年生种源/家系保存率、生长和形质性状主成分分析的前三个主分量累积贡献率达97.63%,根据种源/家系在前三个主分量的综合得分,按20%的入选率评选出7个优良种源/家系:种源8410、8603、8407、8602、85131、1007和家系7564#。[结论]29年生入选的7个种源/家系的优势木树高、胸径、单株材积、树干通直度和主干材高的遗传增益分别为7.92%、9.39%、14.74%、7.06%和12.29%,其中来自云南陇川林场种源8410和海南尖峰岭种源8603更适宜当地生长。

城乡梯度3种林分类型土壤酶活性及影响因素

以广州市城区、近郊和乡村森林土壤为研究对象,探讨马尾松林、针阔混交林和常绿阔叶林土壤酶活性特征及其与理化性质和重金属之间的关系。结果表明:马尾松林土壤酸性磷酸酶(AP)、脲酶(URE)活性以及针阔混交林土壤过氧化氢酶(CAT)、URE、脱氢酶(DH)活性均为近郊>乡村>城区,而常绿阔叶林土壤AP、URE、DH活性为近郊>城区>乡村。城区、近郊针阔混交林土壤pH值、砂粒含量均显著高于马尾松林和常绿阔叶林(P<0.05);土壤有机质(SOM)、总氮(TN)、总磷(TP)含量均为马尾松林<针阔混交林<常绿阔叶林;乡村针阔混交林土壤SOM含量、阳离子交换量(CEC)、黏粒含量、粉粒含量、含水率在3种林分中均最低。城区马尾松林土壤重金属铜(Cu)、锌(Zn)、铅(Pb)含量在3种林分间均最低,而镉(Cd)含量在3种林分间相同;近郊、乡村常绿阔叶林土壤重金属Zn、Pb含量在3种林分中均最高。土壤含水率、SOM含量、pH值、CEC、Cu含量、黏粒含量、TN含量是土壤酶活性的主要影响因子。相关性分析表明,土壤SOM、TN含量与土壤CAT、AP活性呈显著正相关(P<0.05);土壤TP含量与土壤AP、URE活性呈显著正相关(P<0.05);土壤含水率与土壤DH活性呈显著正相关(P<0.05);而土壤Cu含量与URE活性呈显著负相关(P<0.05)。

珍贵树种林下套种广东紫珠的密度效应研究

为了评价珍贵树种人工林下不同套种密度对广东紫珠Callicarpa kwangtungensis生长的影响,于7 a生降香黄檀Dalbergia odorifera-檀香Santalum album混交林下设置3个密度处理种植广东紫珠,即在行间套种1行、2行、3行,株距为0.8 m,分别于定植后6、12和18个月调查其地径、树高和生物量。结果表明:3个套种密度处理间广东紫珠地径差异不显著(P≥0.05),而高生长在各时间段均差异显著(P <0.05),单株生物量差异极显著(P <0.01),表现出随密度增加而升高的趋势。本研究筛选出降香黄檀-檀香混交林下套种广东紫珠的适宜密度为行间栽种3行(12 500株·hm^-2),6个月收获1次,每年可采收广东紫珠1 479.08 kg·hm^-2(鲜重),收入可达5 916.33元·hm^-2,可显著增加林农短期收益,为珍贵树种规模发展提供了一种实用可行的经营模式。

利用珍贵树种改造尾巨桉纯林的混交模式研究

[目的]探讨尾巨桉纯林不同采伐强度下套种珍贵树种的混交林模式,分析套种后林分生长及林下植被多样性的变化趋势,旨在为尾巨桉纯林转型为桉-珍复层混交林的营林实践提供科学依据。[方法]采用裂区试验设计,应用珍贵树种对广西国有东门林场9年生尾巨桉人工纯林进行改造试验,以桉树(主区)和套种珍贵树种(副区,套种6个珍贵树种分别为:Ⅰ、红锥,Ⅱ、格木,Ⅲ、球果木莲,Ⅳ、交趾黄檀,Ⅴ、黑木相思,Ⅵ、土沉香)为小区,设置4个采伐处理:A、隔1行采伐1行套种(1桉1珍);B、隔2行采伐2行套种(2桉2珍);C、隔3行采伐2行套种(3桉2珍);D、隔2行采伐3行套种(2桉3珍);对照(CK)林分不做任何处理。于套种后3.5年生时对试验区内林木进行每木检尺,并按常规方法调查林下植被。[结果]不同混交模式的尾巨桉平均树高、胸径、单株材积显著增加,最高分别为27.63 m、21.89 cm和0.38 m^(3),较对照分别提高了16.98%、19.75%、80.95%。6个套种树种中,球果木莲的各项生长指标均表现最佳,其次为黑木相思和红锥。3桉2珍套种黑木相思的林分蓄积量最优,达244.87 m^(3)·hm^(−2),较对照高出3.65%。此外,2桉2珍套种红锥的林分草本层Simpson指数和3桉2珍套种红锥的林分草本层Shannon-winner指数分别为0.84、1.71,较对照分别高出25.40%、30.50%;而2桉2珍套种交趾黄檀的林分灌木层Simpson、Shannon-winner指数分别为0.80、1.61,比对照分别高出42.9%、71.27%。[结论]本研究应用珍贵树种改造尾巨桉纯林,形成桉-珍复层混交林,显著提高了尾巨桉的平均树高、胸径、单株材积,优化了林分结构,丰富了林分的物种多样性,改变了尾巨桉单一林相的景观,有助于提高尾巨桉人工林的生态效益和经济效益。研究结果为桉树中大径材培育、国家储备林经营等提供了科技支撑。

柚木无性系早期选择年龄的研究

【目的】研究无性系早期生长、早晚性状相关以及早期选择年龄,为柚木无性系早期选择提供科学依据。【方法】以柚木23个无性系为材料,采用完全随机区组设计,6株单行小区,6次重复,开展了柚木无性系测定试验研究,调查了1~11年生无性系树高和胸径生长,并对历年生长性状进行方差分析,重复力和遗传力估算,年-年表型相关和遗传相关分析,以主成分分析方法得出的第一主分量划分生长类型,并通过综合分析确定柚木无性系最早选择年龄。【结果】1~11年生树高和胸径生长方差分析结果表明无性系间差异极显著,F值均随着树龄的增加而增加,7年生时达到最大,然后下降;无性系(试验林)的树高和胸径变异系数分别为4.03%~9.38和6.90%~9.98%,同一年份胸径变异系数大于树高变异系数,但均随着树龄的增加而减低,于5年生后趋向稳定;1~11年生无性系树高和胸径的重复力和遗传力分别为0.768~0.935和0.110~0.310,它们的变化趋势表现一致,先逐年增加到7年生达最大,然后下降并趋于稳定;树高和胸径的3~11 a的表型和遗传相关关系极显著(P<0.001),遗传相关高于表型相关,5年后的树高和胸径表型和遗传相关系数均趋于稳定;根据主成分分析第一主分量划分不同时期快、中和慢3种生长类型,不管生长快和慢,前期生长与后期生长保持不变的无性系达75%,无性系早期选择可行。【结论】初步确定5年生可作为柚木无性系早期选择的年龄,以此年龄按20%选择强度预选11年生柚木最优无性系,其选准率达80%。

不同硼条件黑木相思生长特性及异速生长分析

为研究不同硼条件对黑木相思生长特性的影响,以黑木相思人工林为材料,设置7个施硼量(0、2.5、5.0、7.5、10.0、12.5、15.0 g·株-1硼砂)处理,分析不同施硼量对土壤有效硼含量、不同林龄(1.5和3.0 a)植株株高、胸径、主梢发育和叶片营养元素含量等指标的影响,通过相关性和异速生长指数分析,研究黑木相思生长特性对不同硼条件的响应模式。结果表明:施硼肥可以补充试验地土层中有效硼的含量;不施硼或施硼量大于12.5 g·株^(-1)时,会抑制黑木相思的生长;当施硼量超过7.5 g·株^(-1)时,可以缓解林龄3.0 a黑木相思主梢枯萎的症状;施硼量的增加可以促进叶片硼和磷元素的积累,但过量的硼会抑制氮、钾、钙元素的积累;施硼量与黑木相思叶片中硼元素的含量极显著正相关(P<0.01),与枯梢植株比例和枯梢长度极显著负相关(P<0.01);植株株高与胸径、枯梢植株比例与枯梢长度均为极显著正相关(P<0.01);叶片中磷与氮、钾元素之间为显著(P<0.05)或极显著正相关(P<0.01),钙与磷、钾之间为极显著负相关(P<0.01);异速生长分析得出,不同林龄黑木相思的株高生长速率均低于胸径;施硼肥7.5 g·株^(-1)时,不同林龄黑木相思的株高与胸径的异速生长指数较大。总之,在该试验区施7.5 g·株^(-1)的硼肥可以较好地促进黑木相思的生长发育及营养资源的合理分配。

航天诱变对四种木本花卉容器苗生长与生理特性的影响

为研究航天诱变处理对四种木本花卉生长性状及生理特性的影响,利用新一代载人试验飞船搭载凤凰木、蓝花楹、多花红千层、腊肠树种子,返回地面后对容器苗进行生长性状、叶片形态、色素含量、生理活性等指标的测定。结果表明:与对照相比,航天诱变处理的凤凰木种子的成苗率提高6.92个百分点,蓝花楹和红千层种子的成苗率降低8.12和10.66个百分点,腊肠树种子的成苗率无明显改变;凤凰木和腊肠树苗期株高、地径、叶片数、叶(轴)面积等生长性状分别降低了25.74%和45.15%、11.14%和19.51%、9.13%和31.60%、33.62%和32.26%;红千层苗期株高、地径、叶片数、叶长和蓝花楹苗期的叶轴长、叶轴面积等生长性状分别提高了64.93%、37.09%、118.25%、18.78%和26.49%、37.29%;使凤凰木、蓝花楹和红千层苗期叶片中可溶性糖含量分别提高了36.46%、16.77%和7.23%;使腊肠树苗期叶片中可溶性糖含量和脱氢酶(PDHA)活性分别降低了8.59%和39.83%。综合相关性分析结果得出,航天诱变处理对凤凰木和腊肠树苗期的生长及叶片形态参数呈抑制作用,使其发生负向变异;对红千层苗期的生长及叶片形态参数和蓝花楹苗期的叶片形态参数呈促进作用,使其发生正向变异;对凤凰木、蓝花楹和红千层苗期叶片中生理活性物质的影响大于腊肠树。综上,航天诱变处理对四种木本花卉苗期的生长发育产生了重要影响,诱变效果因树种自身特性而异。本研究验证了航天诱变育种是木本花卉种质改良的一种有效途径。

硼对黑木相思幼苗生长发育的影响

[目的]研究不同供硼量培养条件下,黑木相思生长指标、生理生化特性和营养元素含量的变化,揭示黑木相思对硼胁迫环境的响应模式。[方法]以1月龄黑木相思无性系SR17幼苗为材料,利用含0、0.1、1、2 mmol·L^(-1)硼酸的营养液培养2个月后,测定黑木相思的生长指标、叶绿素含量、生理活性物质含量、氧化还原酶活性和营养元素含量等生理生化指标的变化,基于主成分与隶属函数分析,综合评价各指标对黑木相思响应不同供硼量的贡献率,比较黑木相思幼苗对不同供硼量的适应性。[结果]试验结果表明,0、1和2 mmol·L^(-1)供硼量抑制了黑木相思幼苗株高和根长的增加,降低了地上部分叶绿素的含量,引起叶片失绿、黄化甚至脱落的表型。0 mmol·L^(-1)供硼量使黑木相思的主根和侧根呈白色且增粗,1、2 mmol·L^(-1)供硼量使根系褐化。0、1、2 mmol·L^(-1)供硼量降低了黑木相思体内抗坏血酸(AsA)的含量,引起了氧化反应;增加了丙二醛(MDA)和脯氨酸(Pro)含量,引起体内脂质氧化水平升高和渗透胁迫;增加了体内超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、脂氧合酶(LOX)和苯丙氨酸解氨酶(PAL)的活性,引发了氧自由基和过氧化氢(H_(2)O_(2))的积累与清除以及次生代谢物的合成。黑木相思体内硼元素含量增加,磷和钾元素的含量也随之增加,而钙元素含量在0.1 mmol·L^(-1)供硼量下最高。通过主成分和隶属函数分析,钾元素含量、叶片数增长量、株高增长量、LOX活性、AsA含量、钙元素含量、硼元素含量、POD活性、Pro含量、SOD活性、根长增长量、蛋白浓度、PAL活性及叶绿素b含量14个指标可作为黑木相思生长发育响应硼胁迫的主要指标。[结论]黑木相思幼苗在0.1mmol·L^(-1)供硼量下生长势较好,其生长指标、生理生化特性和营养元素含量在不同供硼量条件下差异显著,黑木相思通过调控植株表型、生理活性物质含量、氧化还原酶活性和营养元素含量响应硼胁迫。

琼西南柚木次生种源/家系多性状综合选择

[目的]通过对早期引种的柚木国内次生种源/家系生长、形质性状和适应性的综合评价,为当地选出最适宜生长的优良种源/家系。[方法]采用4株小区,8次重复的完全随机区组设计,对国内收集的19个柚木次生种源/家系4.5年生和30.5年生保存率、生长、形质性状进行方差分析和相关分析,根据聚类和多性状坐标综合评定法选出优良种源/家系。[结果]4.5年生和30.5年生种源/家系间保存率、生长和形质性状,除4.5年生保存率差异不显著外,其余均呈显著或极显著差异。4.5年生与30.5年生的各性状相关性不显著,但4.5年生、30.5年生内生长性状间、生长性状与干形和保存率呈显著或极显著的正相关;30.5年生生长性状和干形与采种地的纬度呈极显著正相关、与年平均气温呈显著或极显著负相关。聚类分析与多性状坐标综合评定出优良种源和优良家系各2个,30.5年生优势木单株材积分别比当地种源和当地最优家系提高了261.65%~291.29%和20.18%~26.11%,种源选择效果极显著。[结论]广州龙洞种源、云南芒市种源和2个云南畹町家系是最适宜海南西南部柚木生长的次生种源/家系,尤以对云南畹町林场的家系进一步的选择,增益更大。

海南尖峰岭檀香心材和边材的矿质养分含量差异

[目的]了解檀香Santalum album L.人工林心材和边材的矿质养分分布规律,为深入研究檀香心材的形成过程提供参考。[方法]以海南尖峰岭21年生檀香人工林为研究对象,从东、南、西、北4个方位在髓心、心材中部、心材外部和边材部位分别取样测定主要矿质养分——氮(N)、磷(P)、钾(K)、钙(Ca)和镁(Mg)的含量,分析其差异性。[结果]海南尖峰岭21年生檀香人工林不同矿质养分含量在心材和边材的分布规律因元素种类而异。P、K、Ca含量在径向自外向内依次降低,边材、心材外部、心材中部以及髓心的P质量分数依次为0.153、0.032、0.020和0.020 g·kg^-1,K质量分数依次为1.883、0.529、0.190和0.182 g·kg^-1,Ca质量分数依次为2.414、1.417、1.321和1.281 g·kg^-1。边材中P、K、Ca的含量均显著高于心材(P<0.01),而N的分布规律相反,心材中的N含量显著高于边材(P<0.01)。Mg含量在径向上差异不显著(P=0.132)。各矿质养分含量在东、南、西、北4个方位的差异均不显著(P>0.05)。[结论]檀香心材形成过程中P、K、Ca元素会逐渐由心材转移到边材中进行循环利用,以提升养分利用效率。N在心材中保持较高含量,表明檀香能从寄主植物或土壤中获得足够的N源。

尾叶桉与巨桉杂种F1代生长性状遗传分析

【目的】测定尾叶桉与巨桉杂种F 1多年度的生长性状,估算其遗传参数,开展优良杂交组合及杂种优良单株选择,为桉树亲本选配和杂种应用提供科学依据。【方法】以尾叶桉与巨桉6×6析因交配F 1代杂种为材料,应用ASReml-R软件估算1、2、4.5、8.3和10.3年生时生长性状的遗传力、显性效应、加性效应、亲本效应和配合力等遗传参数;计算每个杂交组合单株材积的平均值,以所有组合的平均值+标准差为标准进行优良杂交组合选择;基于所有单株的材积,采用平均值+2倍标准差(标准Ⅰ)和平均值+3倍标准差(标准Ⅱ)2个标准进行杂种优良单株选择。【结果】尾巨桉F 1代杂种在各年龄时的生长表现均优于对照尾叶桉亲本自由授粉子代。每个年份树高、胸径和单株材积在组合间均存在极显著( P <0.01)或显著( P <0.05)差异,在区组间差异不显著。1年生和2年生时杂种各生长性状的母本加性方差分量低于父本加性方差分量, 4.5年生时父、母本加性方差分量较为接近,8.3和10.3年生时母本加性方差分量则高于父本加性方差分量。随年龄的增长,杂种的树高和胸径单株遗传力呈现由中度至低度遗传控制的变化趋势,杂种家系遗传力呈现高—中—低度遗传控制的趋势,且杂种家系遗传力大于单株遗传力。显性方差与加性方差的比值则随年龄的增长呈递增趋势。年-年和性状-性状双变量遗传、表型呈显著或极显著正相关。4.5年生时,母本U21及父本G8的一般杂交力(GHA)最高,U21×G5组合的特殊杂交力(SHA)最高;8.3年生时,母本U21及父本G19的GHA最高,U2×G19的SHA最高。【结论】尾巨桉F 1杂种1~2年生时父本效应大于母本效应,且加性效应大于显性效应,4.5年生时父、母本效应对杂种生长的贡献率相当,8.3~10.3年生时杂种的母本效应大于父本效应,且显性效应大于加性效应。同时评选出7个优良杂种,筛选出1个优良母本和2个优良父本,并依据标准Ⅰ、Ⅱ分别选出40株和16株优树,为今后大规模人工制种及推广应用提供可靠的亲本材料和优良无性系。

配比施肥对柚木无性系幼林生长的影响

【目的】研究N、P、K和Ca不同施肥处理对0.5~4.5年生柚木无性系幼林生长的影响,为干热河谷柚木无性系施肥造林提供科学依据。【方法】以柚木无性系为材料,设置N、P、K、Ca四因素三水平,采用正交试验L_(9)(3^(4))设计9个施肥处理,以不施肥为对照,完全随机区组,3次重复。【结果】0.5~4.5年生柚木无性系的不同施肥处理间平均树高、平均胸径和平均单株材积差异达到极显著,2.5~4.5年生柚木无性系施肥处理(N_(2)P_(1)K_(2)Ca_(3))的平均树高、平均胸径和平均单株材积生长最好;其中4.5年生平均树高9.64 m,平均胸径10.49 cm和平均单株材积0.05185 m^(3),分别是对照不施肥的1.25、1.26和1.84倍,施肥效果极显著。1.5~3.5年生柚木无性系的N、P、K各不同水平间树高、胸径和单株材积生长差异极显著,Ca不同水平差异不显著;4.5年生柚木无性系的K不同水平树高、胸径和单株材积生长均达极显著差异,而N、P和Ca不同水平仅树高生长差异达到极显著。2.5~4.5年生K是影响胸径和单株材积生长的第一因素,P则是影响4.5年生树高生长的第一因素;4.5年生的影响树高生长因素排序为P>N>Ca>K,影响胸径和单株材积生长的因素排序为K>N>P>Ca。【结论】施肥极显著地促进柚木无性系幼林早期生长,经济施肥最佳配比为N_(2)P_(1)K_(2)Ca_(0)(即每公顷施N 100 kg、P_(2)O_(5)100 kg和K_(2)O 100 kg,不施Ca),K极显著影响无性系的胸径和单株材积生长。

猴耳环苗木的结瘤、生物产量和养分化学计量特征对施肥的响应

为探明猴耳环苗期的合理施肥措施及编制其人工林栽培的标准操作规程(SOP)提供理论依据,本研究采用L_(9)(3^(3))正交设计开展了N、P、K 3种肥料不同配比的苗期施肥试验,测定了苗木结瘤、生物产量与化学计量特征对施肥的响应,并用N-P-K限制因子三轴图确定苗木生长的限制因子。结果表明,不同配比施肥对9个月生苗木的结瘤数量和鲜重没有显著影响,但对生物产量影响显著,N∶P∶K=20∶20∶0配比苗木的生物产量显著高于其他配比,增加N肥可显著提高苗木的生物产量。N、P、K化学计量关系分析表明N是猴耳环苗木生长的限制因子,苗期施加适量的N肥对苗木发育有益。

广西中南部尾巨桉人工林立地类型划分及立地质量评价

【目的】对广西中南部丘陵山地尾巨桉无性系人工林进行立地类型划分并进行立地质量评价,为尾巨桉纸浆原料林集约化可持续经营提供科学依据。【方法】采用典型抽样方法,调查1~15年生尾巨桉人工林20 m×20 m的样地94块,采用数量化理论Ⅰ分析林木生长与立地因子的关系,通过层次聚类、降趋对应分析和冗余分析,划分尾巨桉人工林立地类型并进行立地质量评价。【结果】影响广西中南部立地质量的主要因子依次为坡度、土壤类型、土层厚度、土壤密度、坡位和腐残质层厚度;采用坡度、土壤类型和土层厚度3个主导立地因子的组合,划分为11个立地类型,并依据基准年龄6年时的优势木高将其分为Ⅰ~Ⅲ地位级,3个地位级的林分蓄积量达到数量成熟的年龄分别是9、8、7年;Ⅰ地位级为坡度小、赤红壤或砖红壤、土层深厚的高质量立地,基准年龄6年时林分平均高、平均胸径和年均蓄积量分别为22.6 m,14.3 cm和32.09 m^(3)·hm^(-2)a^(-1);Ⅱ地位级为缓坡、砖红壤或红壤、土层厚度中等的立地,基准年龄6年时林分平均树高、平均胸径和年均蓄积量分别为19.1 m,12.7 cm和21.39 m^(3)·hm^(-2)a^(-1);Ⅲ地位级为斜坡或陡坡、红壤或黄壤、土层浅薄质量低的立地,基准年龄6年时林分平均树高、平均胸径和年均蓄积量分别为16.7 m,10.4 cm和12.54 m^(3)·hm^(-2)a^(-1);尾巨桉人工林树高、胸径与土壤全氮、全钾、水解性氮、有效磷、有效钾、有效硼及有机质含量呈极显著正相关(P<0.01),与pH值、土壤密度呈显著负相关(P<0.01)。【结论】在适地适树、科学营林的原则下,在营造广西中南部丘陵山地尾巨桉人工林时,应重视立地类型的划分,针对不同地位级的林地应采取测土配方施肥,适当增施氮、磷、钾和硼肥,可显著提高林地生产潜力。

木麻黄根区土壤理化特性及酶活性与青枯病发生关联分析

为探究木麻黄(Casuarina spp.)根区土壤理化特性及酶活性与青枯病发生的关系,进而为加强生物防治提供参考。选取位于广东省潮州市饶平县大埕镇、湛江市吴川市塘尾镇和湛江市徐闻县前山镇的3个木麻黄人工林为研究对象,在每个林分下分别设置3个样地,每个样地采集木麻黄青枯病感病植株和健康植株根区土壤各3份,共54个土壤样品,并测定部分土壤理化指标和酶活性。结果表明,饶平样地感病指数为1.33,吴川样地为5.47,徐闻样地为10.53。为了便于分析,根据感病指数将这3个研究样地进行青枯病发病等级的人为划分,由轻及重划分为饶平样地(1级)、吴川样地(2级)和徐闻样地(3级)。木麻黄青枯病感病植株根区土壤pH,土壤有机质(SOM)、全氮(TN)、全磷(TP)、全钾(TK)含量以及碱解氮(AN)、有效磷(AP)、速效钾(AK)含量均较健康植株低,且TN含量差异显著(P<0.05),SOM、AP、TK、AK和AN含量差异极显著(P<0.01)。木麻黄健康植株根区土壤脲酶(URE)、酸性磷酸酶(ACP)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)以及多酚氧化酶(PPO)活性均高于感病植株;而蔗糖酶(INV)活性低于感病植株。此外,木麻黄青枯病发病等级与土壤中TK含量和AP含量呈极显著负相关关系(P<0.01),与PPO活性呈极显著正相关关系(P<0.01),与ACP、INV、CAT、POD活性均呈负相关关系。不同发病等级土壤PPO活性分别为:1级23.45mg·g^(-1)·h^(-1)、2级30.43 mg·g^(-1)·h^(-1)、3级59.63 mg·g^(-1)·h^(-1)。综上,PPO活性可以作为反映木麻黄感染青枯病程度的酶学指标。土壤理化特性和酶活性对木麻黄起到的抗病机理是复杂的,仍需进一步从分子和生理水平上进行研究和考证;探究其抵御木麻黄青枯病的最适浓度,研究与其他元素的作用,将多种元素结合协同发挥作用。从土壤微生物角度,与生防菌协同预防植物病害的发生是未来可研究的方向。

尾叶桉×细叶桉多年生生长及其与材性相关的遗传分析

[目的]了解尾叶桉×细叶桉多年生生长的遗传规律,为大径材良种培育的早期选择年龄的确定提供可靠依据。[方法]对10株尾叶桉×10株细叶桉不完全析因交配产生的59个杂种组合13、16年生树高、胸径和材积采用混合线性模型估算母本、父本和母本×父本互作的方差分量,计算狭义遗传力,检测与早期生长及10年生材性性状间的表型相关和加性遗传相关,并基于遗传相关和主成分回归分析进行生长性状早期选择年龄的确定。[结果]尾细桉×细叶桉杂种组合13、16年生树高、胸径和材积均高于母本自由授粉家系,16年生时1个组合和47株单株的胸径达到≥28 cm的大径材标准;母本效应对2个年龄的树高、胸径和材积均显著,但父本效应仅对材积显著,母本×父本互作仅对13年生树高显著,表明母本对杂种生长的影响明显大于父本;2个年龄的树高、胸径和材积的狭义遗传力为0.17~0.23,均属中等偏低的水平;16年生树高、胸径和材积与之前年龄(0.5、1.5、2.5、4、7.5、10和13年生)的相应生长性状的表型相关和加性遗传相关均达0.01或0.001的显著水平(与1.5年生材积的相关除外),2.5年生开始加性遗传相关即较稳定。16年生与早期生长性状的回归分析显示:2.5年生能够分别解释16年生树高、胸径和材积变异的73.9%、71.9%和66.2%;13年生和16年生的生长与10年生木材基本密度均呈显著的正相关,而与木质素含量均呈显著的负相关(H_(16)除外)。[结论]尾叶桉×细叶桉13、16年生生长具有一定的杂种优势,可用于选育大径材良种;生长性状持续受母本效应的显著影响,父本效应对晚期材积亦影响显著,需要重视优良杂交母本和父本的选择;早晚期生长显著相关,早期选择可在2.5年生时进行;晚期生长与10年生木材基本密度和木质素含量分别呈显著的正和负相关,可进行间接选择。

尾巨桉杂种F1与抗风性关联的性状分析及其选优

[目的]通过对尾巨桉杂种F1抗风性状分析及选优,为今后桉树抗风良种选育提供依据和奠定基础。[方法]对36个尾叶桉×巨桉杂种F1代的抗风值、生长性状、形质性状和材质性状进行遗传相关性分析,并根据育种目标分别采用独立淘汰法与主成分分析进行选优。[结果]尾叶桉×巨桉杂种的抗风性优于母本对照;抗风值、生长性状和形质性状以及材质性状中的纤维宽在杂种组合间均呈显著或极显著差异,在区组间均差异不显著。单株材积与材质性状均呈不显著遗传相关,与木材基本密度、纤维宽、纤维长宽比以及木质素含量间呈显著或极显著表型正相关;杂种抗风值与生长性状呈不显著遗传负相关及呈极显著表型负相关;抗风值与纤维长、纤维宽呈显著遗传负相关,与其他材质性状呈不显著遗传相关,抗风值与纤维长、纤维宽、纤维长宽比呈显著或极显著表型负相关,与半纤维素含量呈显著表型正相关。[结论]尾巨桉杂种的抗风性优于尾叶桉母本,且杂种的抗风值与纤维长、纤维宽呈显著遗传负相关;采用独立淘汰法选出3个优良抗风杂种组合,采用主成分分析法选出7个生长、材质、形质且抗风兼优的杂种。

基于ddGBS的桉树SNP挖掘和系统进化分析

【目的】利用ddGBS技术获得桉树树种间高质量SNP标记,为桉树系统分类提供新思路。【方法】通过对14个桉树树种(每个树种各两份样品)进行ddGBS建库测序分析,发掘SNP位点,开展位点注释及核苷酸多样性分析,并且通过IQ-TREE软件采用最大似然法(ML)构建系统进化树。【结果】测序共获得30.49 Gb的数据,平均每个样品的数据量为1.09 Gb;平均Q30为98%,表明测序质量好;平均GC含量(44.0%)与巨桉参考基因组接近;样品与巨桉参考基因组比对匹配率在45.0%~88.9%之间,平均为77.8%。按照数据无缺失、平均测序深度≥4 x、最小杂合比为0.05的条件筛选SNP,最终获得42 222个高质量SNP位点,其中14个桉树树种的特有SNP位点数为428~2 107不等。利用SnpEff软件进行位点注释分析后发现约有12 237个SNPs位于外显子区域。基于最终获得的42 222个高质量SNP位点构建系统进化树,14个桉树树种聚类结果与Hill和Johnson的桉属双蒴盖亚属及伞房属的分类结果一致。【结论】采用ddGBS技术高效发掘高质量SNP位点,可广泛应用于桉树SNP开发。利用开发的高质量SNP位点构建的系统进化树为桉树的进化研究提供了理论支持。通过ddGBS技术进行SNP标记开发及分型将对桉树关联遗传学研究和重要性状QTL定位具有重要意义。

尾巨桉杂种F1代纸浆材材质性状和化学组分遗传分析

【目的】测定10.3年生尾叶桉与巨桉杂种F_1的材质性状和木材化学组分,估算其遗传参数,分析其遗传变异规律,为桉树纸浆材良种选育和遗传改良提供理论依据。【方法】利用Asreml-R估算木材基本密度、纤维长、纤维宽、纤维素含量、木质素含量以及半纤维素含量的遗传力、加显性效应、父母本效应、相关系数以及杂交力。【结果】杂种材质性状和木材化学组分的杂种家系遗传力范围分别为0.367~0.788和0.418~0.807,呈高度-中度遗传控制,其单株遗传力的范围分别为0.032~0.187和0.039~0.208,呈中度-低度遗传控制;杂种的材质性状与木材化学组分的母本效应均大于父本效应,加性效应均大于显性效应。基本密度与纤维特性均呈遗传负相关,与纤维宽、纤维长宽比呈极显著的表型正相关;基本密度与化学组分均呈遗传负相关,与木质素含量呈显著的表型正相关。纤维长宽比与化学组分中纤维素含量呈遗传正相关,与半纤维含量和木质素含量呈遗传负相关,与化学组分呈不显著表型相关。父母本的一般杂交力在不同材质性状和木材化学组分间表现不一致。【结论】采用综合指数选择法,并结合GHA和SHA,筛选出1个优良母本DU1和6个优良杂种,其中优良杂种分别为U8G5、U8G9、U15G5、U55G19、DU1G9和DU1G24。