桥山栎林群落结构特征与物种多样性相关关系分析

为了解森林群落结构特征与物种多样性之间的相关关系,以黄土高原桥山林区典型麻栎纯林、麻栎阔叶混交林和麻栎油松混交林为研究对象,调查分析了群落结构特征,计算物种重要值及物种多样性,并进行了冗余分析,结果表明:(1)麻栎油松混交林主要以乔木层胸径、树高、枝下高等最高;麻栎阔叶混交林以灌木层盖度、地径、冠幅、高度等最高;麻栎纯林以草本地径、草本盖度及草本冠幅最高。(2) 3种类型林分乔木层重要值最高的均为麻栎(Quercus acutissima),灌木层为狼牙刺(Sophora viciifolia)、南蛇藤(Celastrus orbiculatus)、胡枝子(Lespedeza bicolor),草本层为苔草(Carex tristachya)。(3)麻栎油松混交林乔、灌层物种多样性较高,麻栎阔叶混交林以草本层物种多样性最高。(4)不同类型麻栎林群落结构特征与物种多样性关系有差异。松栎混交林中,对物种多样性影响最大的为乔木胸径、新稍长及灌木高度;麻栎阔叶混交林对物种多样性影响最大的为灌木层高度及冠幅;麻栎纯林中,对物种多样性影响最大的为乔木胸径。(5)麻栎油松混交林、麻栎阔叶混交林的胸径、树高、物种多样较麻栎纯林高,具有较高木材生产能力和生态防护功能,是未来森林经营培育的方向。

黄河沿岸酸枣遗传多样性研究

【目的】在分子水平上研究酸枣遗传多样性和群体遗传结构，为酸枣种质资源的保存、利用及分子辅助育种提供依据。【方法】利用5对SSR引物对来自陕西黄河沿岸3个自然群体的50个不同酸枣样品进行了遗传多样性检验和群体结构分析。【结果】共检测到64个等位基因，每个位点的等位基因数为8～16，平均等位基因数为12.8。供试酸枣群体观测杂合度（Ho）为0.580～0.940，期望杂合度（He）为0.670～0.884，平均Ho和He分别为0.812和0.805；群体内变异（97%）远大于群体间变异（3%）；群体间基因流指数（Nm）较高，平均为9.125。在遗传相似系数为78%时，供试的50个酸枣样品聚为3个类群：树性为乔木，枝、叶及果实表型类似于栽培枣的过渡型；树性为乔木，枝、叶的一种或二者皆与栽培枣形态一致，果实是酸枣性状的半过渡型；普通灌木型酸枣。【结论】陕西境内黄河沿岸的酸枣遗传多样性丰富，变异程度较高；亚群间的遗传分化程度很低，基因流较大；聚类分析结果表明，遗传关系与表现型特征关系密切，而与地理区域无明显关系。

陕北枣品种群遗传结构的SSR分析

【目的】在分子水平上研究陕北枣品种群遗传结构,揭示品种群分化与品种间的亲缘关系。【方法】选取陕北4个区域(县)8个枣品种群的54份种质叶片为材料,采用7对SSR引物,研究品种群的遗传结构。【结果】基于4个地理区域的枣种质平均观测杂合度(Ho,0.909)大于平均期望杂合度(He,0.634),平均Shannon’s信息指数(I)为1.141,固定系数与近交系数均为负值;佳县品种的有效等位基因数(Ne)、He和I均最小,延川最大;狗头枣品种群的Ne、He和I均最小。供试枣品种地理区域内变异(97%)和品种群内变异(91%)分别大于地理区域间(3%)和品种群间(9%)的分化;且品种群内变异(91%)小于地理区域内变异(97%)。品种群遗传分化系数(0.136)大于地理区域(0.042),而品种群平均基因流(1.584)小于地理区域(5.653)。在遗传距离为0.13处,地理区域UPGMA聚为2个类群:清涧-米脂-佳县类群和延川类群;在遗传距离0.99处,品种群UPGMA聚为2个类群:团枣-木枣类群和狗头枣类群。NJ聚类分析将54份枣种质分为2类,延川、清涧和米脂团枣聚在一起,佳县所有枣种质均聚在第Ⅰ类,且各品种群亲缘关系很近;狗头枣品种群与其他品种群亲缘关系较远。【结论】陕北枣属中度杂合,遗传多样性丰富,变异程度较高,近交程度很低。供试枣品种交流频繁,地理区域间遗传分化低,品种群间分化程度高;枣品种遗传关系与地理区域无明显关系,与品种群密切相关。

骏枣果实成熟过程中果胶和纤维素代谢及其基因表达

【目的】探究制干枣品种骏枣果实在成熟过程中细胞壁物质和相关酶类的动态变化规律,以及相关基因的表达调控机制,为枣果实发育与成熟评价提供依据。【方法】选取制干枣骏枣白熟期至完熟期7个时期的果实样品,测定硬度、含水量、可溶性固形物(TSS)含量、色差、果胶和纤维素含量及多聚半乳糖醛酸酶(PG)、果胶酯酶(PE)、纤维素酶(Cx)活性;根据枣果实转录组测序的基因注释选择15个细胞壁代谢相关基因,用实时荧光定量PCR验证其在各个时期的表达量,并分析骏枣生理指标与基因表达量的相关性。【结果】(1)随着骏枣果实的成熟,其硬度在完熟后期显著降低,果实含水量呈下降趋势,TSS含量线性上升,色差指标在完熟期趋于稳定。(2)果胶和纤维素含量前期无显著变化,但完熟期有所增加,PG活性呈波动状态,PE和Cx活性有所增加。(3)3个PG相关基因表达量在完熟期降至较低水平,3个PE相关基因表达量在脆熟期达到峰值,纤维素及其酶类7个相关基因的表达量在各个时期表现不同,其中β-Glu40在完熟期表达量比其他基因高。【结论】PG及其相关基因与骏枣果实成熟和软化的相关性小,PE相关基因对果实软化具有先导作用,Cx及其相关基因对果实成熟具有联合调控作用。

枣自交与异交花粉管生长行为及早期胚胎发育研究

【目的】比较不同枣品种自交与异交授粉后花粉管在花柱组织中生长行为及早期胚胎发育的差异,明确枣自交不亲和性的特征及类型,完善枣生殖生物学,进而从自交不亲和性方面探明枣低含仁率问题,为枣果实生殖学和枣树杂交育种提供理论基础。【方法】设计自交授粉组合‘冬枣’和‘灰枣’以及异交授粉组合‘蜂蜜罐’ב襄汾圆枣’‘、蜂蜜罐’ב延川老牙酸枣’‘、灰枣’ב晋枣’‘、襄汾圆枣’ב永济蛤蟆枣’。根据枣雌蕊特点,经改良软化法处理后,综合运用花粉管荧光显微及石蜡切片观察授粉后自交与异交授粉组合花粉管在雌蕊中的生长及早期胚胎发育情况,从解剖学角度研究枣自交不亲和性。【结果】枣(品种)自交与异交授粉后3 h和6 h均观察到花粉粒在柱头上的萌发,花粉管顺利穿透乳突细胞侵入柱头,向花柱通道内生长。自交授粉组合‘冬枣’和‘灰枣’的花粉管授粉后24 h,生长至花柱三分之一处;授粉后48 h,花粉管生长至花柱二分之一处;授粉后72 h、96 h花粉管处于停滞状态,保持在花柱组织二分之一处。异交授粉组合‘蜂蜜罐’ב襄汾圆枣’‘、蜂蜜罐’ב延川老牙酸枣’‘、灰枣’ב晋枣’‘、襄汾圆枣’ב永济蛤蟆枣’授粉后24 h,花粉管生长至花柱二分之一处;授粉后48 h,花粉管生长至花柱的基部;授粉后72 h,花粉管穿透花柱基部,到达胚珠。授粉后13 d‘,蜂蜜罐’ב襄汾圆枣’的胚胎发育正常,胚胎发育处于合子横向分裂后向小球形胚发育阶段,胚乳的发育则处胚乳游离核时期。但‘灰枣’自交授粉组合表现出由于传粉受精不良导致的胚败育现象。【结论】解剖研究发现枣自交不亲和反应发生在花柱组织内,其类型属配子体自交不亲和中的合子前不亲和类型;枣自交不亲和性与胚败育共同导致枣果实的低含仁率和低坐果率问题,严重制约枣树的杂交育种工作。

基于PCR-DGGE技术的3种植食性叶蜂幼虫肠道细菌群落结构分析

肠道微生物在植食性昆虫与寄主植物的协同进化中发挥着重要的作用。采用基于16S rRNA基因的变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术分析了3种植食性叶蜂(河曲丝叶蜂(Nematus hequensis)、落叶松叶蜂(Pristiphora erichsonii)和松阿扁叶蜂(Acantholyda posticalis))幼虫的肠道菌群,旨在比较取食不同寄主植物的叶蜂幼虫的肠道菌群特征。结果表明,3种叶蜂幼虫肠道细菌组成存在明显差异,其中取食阔叶树的河曲丝叶蜂幼虫肠道菌群明显不同于取食针叶的2种叶蜂,后两者的菌群比较相似。河曲丝叶蜂幼虫肠道细菌隶属于变形菌门、厚壁菌门和放线菌门,包括8个属,其中沙雷氏菌属(Serratia)和根瘤菌属(Rhizobium)为优势菌群;落叶松叶蜂幼虫肠道细菌隶属于变形菌门和厚壁菌门,包括6个属,其中肠杆菌属(Enterobacter)和假单胞菌属(Pseudomonas)为优势菌群;松阿扁叶蜂幼虫肠道细菌隶属于变形菌门、厚壁菌门和软壁菌门,包括7个属,其中沃尔巴克氏体属(Wolbachia)和假单胞菌属(Pseudomonas)为优势菌群。因此,3种叶蜂的肠道菌群与其各自取食的寄主植物具有密切的关系,该研究为进一步研究肠道微生物在植食性昆虫对寄主植物的选择中所起的作用提供了基础信息。

日本弓背蚁颊下囊微生物的组成及多样性

【目的】本研究旨在调查日本弓背蚁Camponotus japonicus颊下囊中微生物(放线菌、细菌、真菌)组成、分布规律及细菌的多样性水平,以揭示其可能在蚂蚁食物利用、群体免疫等方面发挥的潜在功能。【方法】综合采用传统的微生物分离培养和Hi Seq高通量测序方法,对在陕西杨凌采集获得的日本弓背蚁工蚁的颊下囊内含物、消化道、体表的微生物进行了分析比较。【结果】采用传统分离培养方法从日本弓背蚁工蚁颊下囊内含物分离到10株放线菌,其中5株为链霉菌属Streptomyces,其平均分离频率达到73.3%~96.7%;分离到7株细菌,其中4株为芽孢杆菌Bacillus,菌株N-B1和N-B4分离频率均达70%以上;分离到3株真菌,其中菌株P-F1(拟威克酵母菌属Wickerhamiella)为优势类群,分离频率达96.7%。从嗉囊、中肠及体表中分离到的菌株均可在颊下囊中发现,从颊下囊中分离到的菌株种类和菌落数量明显高于体表、嗉囊和中肠。Hi Seq高通量测序结果表明,颊下囊中的优势菌门为变形菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)和放线菌门(Actinobacteria),嗉囊和中肠的优势菌门为变形菌门和厚壁菌门;颊下囊和嗉囊样品中丰度较高的细菌类群明显高于中肠,中肠细菌组成相对较为简单;颊下囊中的优势属包括嗜果糖乳酸细菌属Fructobacillus、杆菌属Bacterium、假单胞菌属Pseudomonas、不动杆菌属Acinetobacter和鞘氨醇单胞菌属Sphingtomonas;颊下囊中微生物物种丰度和多样性均高于嗉囊和中肠。【结论】日本弓背蚁工蚁颊下囊中普遍存在放线菌、芽孢杆菌和酵母菌及其他优势菌群,且微生物的丰度和多样性水平明显高于嗉囊和中肠,这些微生物在蚂蚁食物利用、营养物质消化以及群体免疫中的潜在功能有待于深入研究。

陕北鲜食枣果实成熟过程主要物性与营养指标研究

[目的]探究鲜食枣果实成熟过程中营养成分的变化,比较不同品种间的差异及其糖酸积累特点,为鲜食枣品质评价、良种选择提供依据.[方法]以陕北栽培的七月鲜、伏脆蜜、早脆王、蜂蜜罐、尜尜枣、襄汾圆枣、阎良脆枣、蛤蟆枣、灵武长枣、京60、大白铃、冷白玉和临猗梨枣1 3个鲜食枣品种为试材,选取白熟期、半红期和全红期果实,采用常规品质测试、高效液相色谱技术和分光光度计法,测定其外观性状、内在品质和功能成分.[结果]13个鲜食枣品种单果质量为4.21~23.96 g,硬度为5.60~8.49 N,果形指数为1.05~1.93,其中七月鲜、早脆王、蛤蟆枣、京60和大白铃果实较大,而蜂蜜罐和襄汾圆枣果实较小.在果实成熟过程中,可溶性固形物含量均显著增加;Vc含量在枣果成熟过程中的变化规律不明显;除襄汾圆枣、阎良脆枣和蛤蟆枣外,其余10个品种可溶性糖含量呈持续上升趋势;除临猗梨枣、七月鲜、伏脆蜜、尜尜枣和阎良脆枣外,其余8个品种的可滴定酸含量在成熟过程中均持续增加.13个鲜食枣果实的总酚含量除冷白玉外,其余品种均呈下降趋势;不同成熟期相比,七月鲜的总黄酮含量在成熟过程中显著增加,早脆王、蛤蟆枣和大白铃从白熟期到半红期显著增加,到全红期又显著下降,而尜尜枣和冷白玉从白熟期到半红期显著下降,而到全红期又显著增加,其余7个品种的总黄酮含量均不断下降;13个品种的原花青素含量均随果实成熟而呈下降趋势.[结论]陕北鲜食枣综合性状较好的品种有蛤蟆枣、京60、七月鲜、伏脆蜜、蜂蜜罐和襄汾圆枣.适宜全红期采收的品种有蛤蟆枣和灵武长枣,其他品种均适宜半红期采收.

黄河三角洲3种生境下的芦苇形态差异及生理生态特征研究

为阐明3种自然生境下的芦苇适应环境策略,通过设置样地,研究水生、湿生、旱生生境下芦苇的形态性状及生理生态特征,结果表明:(1)芦苇的最高高度、平均高度、最高冠幅、平均冠幅和盖度以水生生境最大,湿生生境次之,旱生生境最小;多度值以旱生和水生生境条件下较大;在水生条件下,芦苇往往形成单优势种群。(2) 3种生境中的芦苇横走茎主茎长度不同,随地下水位下降,各分支无性系分株数量、分株高度和叶片数增多,分株距离、分株直径和叶面积减小;随着水分限制的加强,芦苇的节数和根数量增多,节长和根长变短。(3)在旱生生境下,根部和叶部SOD、POD活性和根部CAT活性显著高于水生和湿生,叶部CAT活性旱生显著低于水生。3种生境叶部MDA含量表现为旱生>湿生>水生,湿生和旱生生境下,根部MDA含量明显高于水生。这些形态性状的差异及生理生态特征可以看作芦苇对3种生境的适应性表现。

黄土高原地区油松种实主要性状特征

为研究黄土高原不同区域油松人工林更新状况,对油松种实质量进行差异性比较,结合前人研究成果筛选种实质量评价指标,于2015年9月-11月在黄土高原地区10个区域(富县、甘泉县、河曲县、华亭县、黄陵县、黄龙县、吉县、泾源县、西峰区、旬邑县)采集成熟的油松球果,在15℃以下的环境中风干贮藏,测定油松球果长、宽、长宽比、质量、含水量;种子种翅长、种子长、宽、长宽比、厚、百粒质量、成熟比及种子活力、生活力、发芽率、发芽势、场圃发芽率等17个指标,用主成分分析和聚类分析等方法对测得数据进行分析.结果表明:油松分布区油松种实质量差异很大,评价指标间差异趋势不一致,评价油松种实质量各指标间相对独立又密切相关,以2个主成分代表17个测定指标反应的油松样品信息,结合聚类分析方法对10个油松区域种子优劣进行评价,泾源地区种实质量高,河曲地区油松种实质量低.针对油松种实现状,分析种实与自然更新关系,以期为油松人工林经营管理和可持续生长提供参考.

木醋液对元宝枫幼苗生长发育的影响

研究木醋液对元宝枫生长发育的影响,旨在确定适宜元宝枫萌发及幼苗生长的木醋液土施浓度,为元宝枫的高效栽培提供参考信息。在光照培养箱中培育元宝枫,通过土施稀释200、400、600、800倍的木醋液,以超纯水为对照,记录种子萌发及幼苗生长发育情况。试验结果表明,木醋液稀释800倍时对元宝枫的发芽率、幼苗鲜重、幼苗干重、叶片中叶绿素总含量、POD活力、CAT活力的促进作用最为显著,与对照组相比,分别相对提高19.0%、46.6%、47.7%、9.7%、33.8%、51.9%,株高增加11.1%(不及木醋液稀释200倍条件下的41.5%),叶片中MDA含量与对照组持平,但SOD活力大幅下降46.8%。试验确认了土施木醋液对元宝枫种子萌发及幼苗生长发育的促进作用,木醋液经适当稀释后对种子萌发、幼苗生长及其抗逆性提高均有利。

植物体胚成熟发育外在影响因素研究进展

体胚发生是植物离体条件下形态建成的重要途径之一,体胚成熟培养是体胚发生中的关键阶段,关系到体胚再生植株得率大小。影响体胚成熟的外在因素较多,主要有植物生长调节、渗透调节物质、光照条件等。一般认为,较高浓度的渗透调节物质有利于体胚成熟;ABA有利于体胚成熟发育,尤其是和部分渗透剂结合使用,效果明显;高浓度的生长素和分裂素不利于体胚成熟发育;不同植物体胚成熟发育对光照条件要求不同,多数需要在黑暗或极弱光下进行;其他措施如空气干燥、低温贮藏、培养基中添加活性炭、硝酸银、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)等也有利于体胚的成熟发育。

保幼激素类似物ZR-515对杜仲梦尼夜蛾幼虫生长发育的影响

【目的】为了解保幼激素对杜仲梦尼夜蛾Orthosia songi Chen et Zhang幼虫生长发育的影响。【方法】本研究采用不同浓度的保幼激素类似物ZR-515处理其4龄、5龄和6龄幼虫,测定了幼虫的发育历期、取食量、排粪量以及后期的化蛹率和羽化率。【结果】(1)保幼激素类似物ZR-515处理可延长杜仲梦尼夜蛾幼虫的发育历期,增加体重,提高取食量和排粪量;但是对后期的化蛹率和成虫羽化率影响较大,导致幼虫和蛹的死亡率较高,且处理浓度越大,影响越显著。(2)处理4龄或5龄幼虫,对其后的各龄期的生长发育产生很大的影响。(3)综合考虑激素处理对幼虫生长产生的有利影响及后期的不利影响,认为1 000 ng/μL为最适处理浓度,5龄为最佳处理龄期。【结论】研究结果可为后续杜仲梦尼夜蛾的规模化人工饲养和开发利用提供理论依据。

干旱和复水对文冠果生长及生理生态特性的影响

以文冠果2年生盆栽苗为材料,以21.8%~23.7%土壤含水量为对照,设置轻度干旱(14.3%~16.2%)、中度干旱(10.6%~12.5%)和重度干旱(6.8%~8.7%)3个干旱胁迫,研究干旱和复水对文冠果生长及生理生态特性的影响.结果表明:随着干旱胁迫的加剧,文冠果单株干质量、株高、基径、叶数和叶面积减小,主根和一级侧根长度增加;文冠果叶片气体交换各参数均逐渐降低,在10:00—14:00,净光合速率(P_n)的大小主要受气孔因素影响,14:00以后影响P_n的主要因素是非气孔因素;中度干旱和重度干旱胁迫下,文冠果对CO_2利用效率显著提高.随着干旱胁迫的加剧,PSⅡ潜在活性(F_v/F_o)、PSⅡ最大光化学量子产量(F_v/F_m)、光化学猝灭系数(q_P)、表观电子传递效率(ETR)和实际光化学量子产量(Ф_(PSⅡ ))逐渐减小,非光化学淬灭系数(NPQ)逐渐增大,复水后变化相反.复水后第8天,F_v/F_o、F_v/F_m、q_P、ETR、Ф_(PSⅡ)显著高于各胁迫处理第30天.随着干旱胁迫的加剧,超氧化物歧化酶、过氧化物酶活性升高,过氧化氢酶活性降低,丙二醛含量增加,复水后变化相反.复水后各干旱胁迫处理根系活力明显升高.文冠果有极强的适应极度干旱环境的能力,可以作为能源或园林植物在华北园林绿化中广泛应用.

‘胎里红’枣果皮花青素合成酶ZjANS基因克隆及表达分析

为了研究枣果实发育过程中花青苷的积累和相关基因的表达模式,以紫色枣品种‘胎里红’为研究材料,利用枣基因组数据克隆获得两条ANS基因全长序列,将其命名为ZjANS1和ZjANS2。其开放阅读框分别为888和648 bp,分别编码295和215个氨基酸。蛋白多序列比对和进化树分析表明,ZjANS1和ZjANS2具有典型的2OG-Fe(II)-Oxy保守结构域。蛋白互作预测发现,含有LDOX/ANS结构域的蛋白主要与MYB113及DFR、UF3GT、F3H、TT8等存在互作关系。ZjANS1和ZjANS2与甜橙CsANS蛋白序列聚为一支,亲缘关系较近。亚细胞定位分析发现,ZjANS1和ZjANS2的功能结构域均定位在内质网上。RT-qPCR结果表明,ZjANS1和ZjANS2在不同组织中均有表达,但表达存在差异。ZjANS1在茎、芽和幼果中表达量较高,在成熟叶中最低,而ZjANS2在茎中表达量相对较高,在其他组织中较低。花青苷含量测定结果表明‘,胎里红’果实发育前期总花青苷和各花青苷组分的含量较高,后期花青苷含量较少。此外,将花青苷合成相关结构基因表达模式和与总花青苷含量进行关联分析,结果表明ZjDFR、ZjANS1和ZjUFGT表达模式类似,并且与花青苷含量呈极显著正相关。由此推测ZjANS1、ZjDFR和ZjUFGT是‘胎里红’果皮花青苷合成的关键基因,对‘胎里红’果皮色素合成及颜色转变中起着重要的作用。本研究可为深入研究枣果实花青苷合成机理提供理论基础。