虚拟仿真技术在土壤侵蚀原理实验教学中的应用

随着数字化、信息化和仿真技术的发展,虚拟仿真技术在本科教育教学中广泛应用。本文以土壤侵蚀原理课程实验教学为例,从实验内容、成绩考核、教学方法等方面介绍了如何借助虚拟仿真实训实验提高学生实践操作能力。实践证明,运用“虚实结合+翻转课堂”的教学模式,能充分激发学生参与实验的兴趣,帮助学生更好地理解和记忆理论知识,提高实践操作能力,值得广泛推广。

季节变化对川西亚高山森林土壤酶活性及化学计量特征的影响

【目的】探讨川西亚高山森林土壤酶活性及其化学计量比对不同季节的响应,为该区域森林物质循环过程提供基础数据。【方法】以川西亚高山针叶林、阔叶林和针阔混交林3种不同森林类型土壤为对象,采用原位培养实验,对比研究季节变化对川西亚高山森林土壤碳(C)、氮(N)和磷(P)循环相关的土壤酶活性及其化学计量比的影响。【结果】采样时期和林型及其交互作用对酸性磷酸酶(AP)、β-1,4-葡萄糖苷酶(BG)和β-N-乙酰葡萄糖苷酶(NAG)活性影响显著。在生长季初期,阔叶林BG活性显著高于针叶林和针阔混交林,针叶林AP、NAG活性显著高于阔叶林和针阔混交林;随着温度升高,BG、纤维素酶(CBH)、NAG、亮氨酸氨基肽酶(LAP)和AP活性升高,3种林型酶活性整体表现为生长季初期高于冻结期。土壤酶化学计量碳氮比(E_(C/N))低于全球平均值,而碳磷比(EC/P)和氮磷比(E_(N/P))均高于全球平均值,表明该区域N转化酶活性较高,处于相对N限制的区域。冗余分析表明环境因子解释了土壤酶活性及化学计量比变异的81.09%,其中SWC、N/P和Tm是主要影响因子。【结论】土壤酶活性及其化学计量比受林型和季节变化的综合影响,且在不同程度上受土壤C、N、P及土壤水热条件等的调控。

基于稳定水同位素和原状土柱的贡嘎山原始森林暴雨入渗过程

在贡嘎山原始森林不同土壤质地的样地采集制备原状土柱,监测并分析2020年夏季2场暴雨期间入渗出流过程及出流水稳定同位素(δ^(18) O)变化特征。结果表明:(1)海拔2649 m的富含砾石的粉壤土样地A在8月6日和8月11日次降雨后平均总出流量(分别为4.14,14.61 L)比海拔3000 m的粉壤土样地B(1.45,11.99 L)大。样地A的出流过程对降雨的响应也更敏感。(2)出流水的同位素变化幅度小于降雨同位素变化幅度,入渗过程中新旧水混合强烈。(3)2个样地出流水来源和运移路径的变化模式存在明显差异。样地A在初始降雨峰值时体现出极高的降雨贡献和快速触发的优先流路径,出流消退中逐步体现活塞流特征;样地B在相对缓慢的入渗过程中以活塞流为主导,新旧水交换程度更高。因此,较高的有机质和砾石含量以及较大雨强有利于优先流产生,优先流和活塞流的产生转变过程对于降雨强度变化有着快速响应,这对于流域的含水层补给和溶质运移等过程可能产生进一步影响。

金马河沿岸次生林苔藓植物群落对人为干扰的响应

为探索人为干扰对四川金马河沿岸次生林苔藓植物群落的影响,通过分析比较不同干扰程度(轻度、中度、重度)区域苔藓植物的生态位、多样性、生活型、生长附着基质,研究苔藓植物群落特征和物种分布规律。结果表明,在金马河沿岸次生林地12块样地中共调查到苔藓植物15科23属34种,其中,苔类植物3科4属4种,藓类植物12科19属30种。优势科主要为青藓科和羽藓科,其中,细叶小羽藓具有最大的重要值和生态优势度,其重要值、生态位宽度和生态优势度分别为0.5368、2.4648、0.1169,占据重要生态位,台湾青藓次之。耐旱性强的丛集型苔藓植物种类随着人为干扰程度的增强而增加,占比从30.43%逐渐增至40.91%,且其重要值在重度干扰区位于前列。重度干扰区苔藓植物群落的物种丰富度指数和Shannon-Wiener多样性指数均显著低于轻、中度干扰区(P<0.05),中度干扰区苔藓植物群落的Pielou均匀度指数显著高于其他两个干扰区(P<0.05)。重度干扰区苔藓植物附着在腐(枯)木的数量显著少于轻度干扰区(P<0.05),附着在树干的数量显著少于中度干扰区(P<0.05),且主要附着在土壤和岩石上,附着基质逐渐倾向于单一类型。金马河沿岸次生林重度干扰区的苔藓植物物种丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数显著降低(P<0.05),过度干扰会导致林地内生态环境和苔藓植物群落结构遭受破坏。

华西雨屏区不同林龄柳杉人工林土壤磷组分特征

磷是限制陆地生态系统生产力的关键养分因子。当前尚不了解不同土壤磷组分随柳杉林龄增长如何变化,及其与土壤微生物群落的关系。以华西雨屏区不同林龄(7年生幼龄林、13年生中龄林、24年生近熟林、33年生成熟林,53年生过熟林)柳杉(Cryptomeria japonica var.sinensis)人工林为研究对象,采用Hedley磷素分级方法、磷脂脂肪酸分析法(PLFA)来探究不同林龄柳杉人工林土壤磷组分的分布模式及影响因子。结果表明:不同林龄和土壤深度土壤磷各组分含量差异显著。随林龄增加,可溶性磷和磷灰石含量逐渐减少,残余态磷含量逐渐增加,其余磷组分含量先增加后降低。除可溶性磷、浓盐酸提取态无机磷和残余态磷组分外,其余土壤磷组分含量表现为上层(0—15 cm)高于下层(15—30 cm)。偏门特尔检验表明,微生物群落与土壤磷组分之间存在显著关联。回归分析发现,碳与有机磷比值和酸性磷酸酶活性呈正相关。冗余分析显示,pH、土壤有机碳、土壤含水量,全氮和土壤容重是影响土壤磷组分变化的主导因子。研究显示,造林初期的土壤磷组分快速积累,在中龄林阶段达到最大值,随着柳杉人工林林龄的增加,土壤中磷的限制逐渐加强,土壤磷组分含量在成熟林之后逐渐下降。这些结果可为为柳杉人工林的培育及可持续经营管理提供科学依据。

基于MaxEnt生态位模型预测桢楠在中国的潜在适宜栽培区

为探明珍贵用材树种桢楠的地理分布范围和潜在适宜栽培区范围,基于气候、海拔、土壤条件和植被类型数据集,结合桢楠分布样点数据,利用最大熵模型(MaxEnt)预测桢楠的潜在适宜栽培区。结果表明,桢楠的水平分布范围为26°41′-31°7′N,101°51′-110°57′E,垂直分布海拔介于139~1524 m。桢楠分布区的适宜年均气温为13℃~18℃,适宜年降水量为850~1500 mm,适宜越冬的极端最低气温为-1℃~4℃,适宜越夏的极端最高气温为26℃~32℃。桢楠的潜在最适宜和较高适宜栽培区主要分布在龙门山-大巴山-武陵山-苗岭-峨眉山区域。其中,四川省的高、中适宜栽培区面积最大,为137694 km^(2);依次为贵州省、重庆市、湖南省和湖北省,面积分别为101972、61658、38382、25456 km^(2)。研究结果阐明了桢楠在我国的地理分布范围和适宜气候条件,并采用MaxEnt模型进行了桢楠潜在适宜栽培区预测,可为我国桢楠的推广栽培提供指导依据。

九寨沟地区麦吊云杉资源现状及其保护对策研究

麦吊云杉(Picea brachytyla)是我国特有种,为Ⅲ级保护植物,综合利用价值较高。采用样线法和样方法对九寨沟地区麦吊云杉种质资源开展全面调查,并分析其生境状况、植被生长现状。结果显示,麦吊云杉在该地区均有分布,海拔2200~2600 m范围内分布最多。其天然林分以成熟林为主,占调查总量的64.04%,很少发现天然更新的幼苗,表明麦吊云杉群落处于衰退期,且缺乏天然更新能力。生境土壤以酸性土壤为主,N、P、速效P和速效K含量分别在1.78~4.45 g·kg^-1、0.46~1.16 g·kg^-1、4.56~12.35 mg·kg^-1和84.40~105.60 mg·kg^-1之间。麦吊云杉多生于阴坡面,调查共发现林下植物17种,分属10科13属,其中蹄盖蕨等构成了草本植物本底,荚蒾类、冷箭竹等耐阴性很强的矮小灌木为灌木群代表种,高山杜鹃等较高的灌木也是林下常见的灌木种。混交乔木层较为复杂,主要有冷杉、云杉、桦木、槭树和其他阔叶树等5大类,且麦吊云杉的组成均在70%以上,蓄积在90%以上。综合分析,应对九寨沟地区的麦吊云杉进行人为的遗传保育和人工促进更新,以实现麦吊云杉种质资源的可持续开发和利用。

川西高山峡谷区不同类型彩叶林枯落物和土壤生态化学计量特征

【目的】探讨川西高山峡谷区不同类型彩叶林生态系统的养分循环和系统稳定机制。【方法】采用野外调查与室内分析相结合的方法,研究了川西高山峡谷区不同类型彩叶林-针叶纯林(落叶松Larix gmelinii)、针阔混交林(糙皮桦Betula utilis-岷江冷杉Abies faxoniana和白桦Betula platyphylla-云杉Picea asperata-川滇长尾槭Acer caudatum var. prattii)、阔叶纯林(橿子栎Quercus baronii)和阔叶混交林(亮叶桦Betula luminifera-青麸杨Rhus potaninii和橿子栎-白刺花Sophora davidii-黄栌Cotinus coggygria)中地表枯落物和土壤C、N、P的生态化学计量特征。【结果】结果表明,相较于土壤,6种彩叶林中枯落物C和N含量均较高,而P含量较低。不同彩叶林中,枯落物的C、N含量在针叶林中最低,而P含量在阔叶混交林中最低。土壤C、N含量在亮叶桦-青麸杨林中最高,P含量在白桦-云杉-川滇长尾槭林中最高。不同彩叶林间枯落物C/N无显著差异,而土壤C/N在糙皮桦-岷江冷杉林中最高,与其他林型均存在显著差异。枯落物和土壤的C/P和N/P均在亮叶桦-青麸杨林最高。另外,森林枯落物与土壤C、N和P含量间以及C/P和N/P之间存在显著正相关关系。【结论】白桦-云杉-川滇长尾槭林和亮叶桦-青麸杨林具有更丰富的养分含量,为该区域森林的生态建设以及彩叶林的生态效益评价提供了一定的参考依据。

亚热带森林凋落叶分解过程土壤节肢动物群落的变化特征

土壤动物群落结构和多样性可能随凋落物分解进程和基质质量的变化不断改变。为了解亚热带森林凋落叶分解过程中土壤节肢动物群落变化特征,以四川盆地亚热带森林麻栎(Quercus acutissima)和柳杉(Cryptomeria fortunei)凋落叶为对象,于2011—2015年采用分解袋法研究了2种凋落叶分解过程中土壤节肢动物组成、结构和多样性动态变化。整个研究期间,柳杉和麻栎凋落叶分解袋中共捕获土壤节肢动物3855只,分属于16目51科,且均以等节跳科和棘跳科为优势类群;麻栎凋落叶中土壤节肢动物的个体密度随分解进程呈现增加趋势,在分解的1079天达最高值后降低,而柳杉凋落叶则在分解的156天急剧增加后快速降低,2种凋落叶中土壤节肢动物类群数量具有相似的动态变化过程;2种凋落叶中土壤节肢动物总体以菌食性数量比例最高,腐食性最低,且随凋落叶分解进程,植食性土壤节肢动物占比明显下降,菌食性则上升;非度量多维尺度(NMDS)分析显示,2种凋落叶中土壤节肢动物群落组成具有显著差异,聚类分析表明,2种凋落叶土壤节肢动物群落结构相似性随分解进程不断降低。亚热带森林凋落叶分解过程中土壤节肢动物群落组成、结构和多样性受凋落叶类型影响。

杨属植物分类的研究进展和展望

自林奈建立杨属(Populus)以来,众多的学者对杨属的分类进行了研究,并建立了较多的分类系统。目前的国际杨属分类,总体上还停留在传统形态分类阶段,存在明显的地域和国别特征。尽管各国在主流上都采用“属—组—种”的分类阶元,但在种、亚种、变种的划分上,却存在很大的不同。中国和美国分别是细分派和聚合派的代表,两国的分类系统存在很大分歧,但各有优点和缺点。即使在国内,杨属分类也还有很多需要解决的问题。新兴的分子系统学研究,为杨属的分类修订提供了一些有益参考,但总体贡献不大。国际杨属分类的趋势和终极目标是建立基于系统发生的统一分类系统。这需要基于种群和综合物种概念,融合形态学、生态学、生物地理学、基因组生物信息学和进化生物学等的综合系统分类来实现。

华西雨屏带马尾松人工林林窗大小对植物多样性与土壤理化性质的影响

【目的】旨在揭示马尾松人工林不同林窗大小下植物多样性与土壤理化性质之间的关系。【方法】以25年树龄的马尾松人工林内5种不同大小林窗(50~100、100~150、200~250、400~450、600~650 m^(2))为研究对象,以马尾松纯林为对照(CK),调查分析不同林窗下植被组成、物种多样性和土壤理化性质;使用冗余分析(RDA)研究了土壤因子与植物多样性的关系。【结果】(1)不同林窗内枹栎、青榨槭、柃木和野桐等乡土树种的重要值均位于前列;随着林窗面积的增加,耐荫物种数呈上升趋势,半耐荫物种数趋势平稳且占据重要地位。(2)G4(400~450 m^(2))林窗面积下呈最高的物种多样性,灌木层的物种丰富度和多样性与土壤理化性质存在极强正相关关系。(3)在G4林窗下土壤全钾(45.41 mg/kg)、速效钾(191.29 mg/kg)和有机质(68.42 mg/kg)的含量达到最高,速效钾含量显著高于其余林窗(P<0.05);土壤有机质、全氮和全钾是影响马尾松人工林林窗下植物分布的主要环境因子。【结论】G4林窗(400~450 m^(2))最有利于此地区植物群落的更新组成和土壤养分循环。

基于Pilodyn的楠木木材密度预测模型的建立

木材密度是决定用材树种木材质量的重要性状。以12~96年生楠木为对象,采用Pilodyn方法对活立木胸径处南北向木材进行探测,结合实测值构建楠木木材材性指标预测模型,以实现楠木活立木材性的快速、可靠评价。结果表明,楠木木材纤维长度、纤维宽度和纤维长宽比分别在629.90~1238.76、13.78~23.95μm和29.83~80.35。纤维长度和长宽比随树龄增加而增加,纤维宽度随树龄增加而降低,而气干密度与树龄无相关性。木材外侧、内侧和整株木材气干密度分别在0.40~0.698、0.13~0.66和0.40~0.57。采用不同回归方程模型构建木材气干密度预测模型,结果显示,Pilodyn测定值与气干密度的指数函数方程的拟合效果最佳,Pilodyn测定值与各木材气干密度间均呈极显著负相关关系(P<0.0001),决定系数R(-0.3002~-0.5184)。虽然pilodyn测定值与纤维长度与宽度呈现出显著的负相关关系,但决定系数均较低(R<0.15),无法保证预测模型结果的准确性。最后,分别构建楠木木材外侧(y=2.4782x^(-0.539))和整株气干密度预测模型(y=0.9538 x^(-0.24)),该预测模型的建立为今后快速无损评估楠木活立木木材密度提供新的思路和方法。

华西雨屏区不同林龄柳杉人工林的根系形态和碳氮磷化学计量特征

【目的】为揭示不同根序的根系形态及碳氮磷化学计量特征在林木不同生长阶段的差异。【方法】以华西雨屏区中龄林(13 a)、成熟林(33 a)和过熟林(53 a)的柳杉人工林为研究对象,对比分析不同林龄柳杉1~5级的根系形态和根功能模块的碳氮磷化学计量特征。【结果】(1)随林龄增加,柳杉1~5级细根直径、比根长和比表面积整体上分别呈先增后减,先减后增和逐渐降低的趋势,而根组织密度则无明显变化规律;随根序增加,同一林龄细根直径整体呈增加趋势,而比根长和比表面积均逐渐降低。(2)随林龄增加,柳杉细根碳含量整体呈先增后减的趋势,磷含量、碳氮比和碳磷比呈先减后增的规律,氮磷比无显著变化。并且,吸收根的氮含量整体高于运输根,运输根的碳含量、碳氮比和碳磷比均高于吸收根。(3)细根碳含量与磷含量呈显著负相关,与碳氮比、碳磷比呈显著正相关。氮含量与磷含量、氮磷比、比根长和比表面积显著正相关,与碳氮比、碳磷比、直径和组织密度显著负相关。【结论】柳杉人工林细根形态和化学计量特征在不同生长阶段和根序上均具有较强的可塑性。研究结果有助于深入认识林木资源吸收策略与养分平衡规律,可为人工林的可持续经营与管理提供理论依据。

造林密度对桢楠人工林土壤理化性质的影响

【目的】研究不同造林密度对桢楠(Phoebe zhennan)人工林土壤质量的影响,分析不同密度经营下的桢楠人工林土壤理化性质的变化规律,为桢楠人工林培育中适宜造林密度的选择提供参考。【方法】以6 a生5种造林密度(D1:400株/hm^(2)、D2:500株/hm^(2)、D3:600株/hm^(2)、D4:700株/hm^(2)、D5:850株/hm^(2))桢楠人工林为研究对象,测定不同土层(0~10、10~20、20~30和30~50 cm)土壤理化性质,利用方差分析进行显著性检验,采用最小显著性差异法(LSD)进行多重比较,运用主成分分析法计算各密度桢楠人工林土壤质量综合指数,对土壤质量进行综合评价。【结果】桢楠人工林土壤呈弱酸性(5.05~5.82)。造林密度和土层深度对土壤有机碳、硝态氮和全磷含量均有显著影响(P<0.05)。各造林密度林分中,土壤有机碳、全氮、硝态氮、全磷和速效磷含量均随土层深度的增加而降低,表明桢楠人工林土壤养分分布表现出明显的“表聚”现象。在同一土层,土壤有机碳、全磷和速效磷含量在D1密度林分中达到最大。D1密度林分土壤硝态氮含量低于D3和D5密度林分。随造林密度的增加,土壤容重表现出先增后减的变化趋势,而土壤含水率则表现出相反的变化趋势。基于主成分分析的土壤质量综合分析结果显示,桢楠人工林造林密度以400株/hm^(2)时,土壤质量综合指数最高,为0.59,说明较低的造林密度更有利于改善土壤质量。【结论】造林密度对土壤养分质量有显著影响,较低的造林密度(400株/hm^(2))更有利于桢楠人工林土壤养分的维持和土壤质量的改善。

泡核桃无性系油脂脂肪酸组成和营养成分的比较分析

核桃是我国重要的木本油料树种。为评选出脂肪酸及营养成分优良的核桃无性系,为油用型核桃良种选育提供参考,本研究对11个泡核桃(Juglans sigillata)无性系的油脂脂肪酸组成、生物活性物质和矿质元素含量进行了测定,采用ASReml-R进行统计分析,并估算遗传力、遗传变异系数等遗传参数。结果表明,泡核桃油脂脂肪酸组分主要为不饱和脂肪酸和饱和脂肪酸,其中不饱和脂肪酸以亚油酸(49.60%~62.25%)、油酸(12.46%~22.31%)、亚麻酸(7.89%~10.03%)和棕榈油酸(0.55%~1.18%)为主;饱和脂肪酸主要为硬脂酸(3.77%~10.03%)、棕榈酸(4.53%~8.04%)和花生酸(2.32%~3.67%)。硬脂酸、棕榈酸、棕榈油酸和花生酸相对质量分数在无性系间差异显著,矿质元素中铜、锰和铁元素含量在无性系差异显著,黄酮和多酚含量在无性系间也存在显著差异。8个性状(棕榈油酸、硬脂酸、棕榈酸、多酚、黄酮、铜、锰和铁元素)遗传力均在0.7以上,表现出较强的受无性系遗传控制。各性状遗传变异系数和表型变异系数分别在0.10~0.83和0.05~0.51之间。硬脂酸、花生酸、棕榈酸、和黄酮含量具有较高的遗传相关和表型相关系数(0.527~0.979),且都显著相关。采用BLUP法估算综合育种值,初步评选出高脂肪酸品质(C86、C72和C65)和高品质微量营养(C001、C72和C301)油用无性系各3个。

应用脉冲标记粗枝云杉和四川红杉幼苗的^(13)C分配特征研究

【目的】探究针叶树种对光合碳同化产物在器官-土壤中的分配规律。【方法】以粗枝云杉(Picea asperata)和四川红杉(Larix masteriana)5 a生幼苗为试验对象,通过盆栽实验,利用脉冲标记法对处于生长期的幼苗进行4次^(13)C同位素脉冲标记,以期揭示粗枝云杉和四川红杉光合碳同化产物在器官-土壤中的分布规律。【结果】两种幼苗各器官和土壤δ^(13)C值在标记前后均存在显著差异,且标记后^(13)C富集量表现为:四川红杉>粗枝云杉。标记后四川红杉根、枝、叶和土壤的δ^(13)C值范围分别为:25.33‰~171.64‰、36.68‰~206.84‰、79.40‰~230.91‰和-16.49‰~-11.28‰,具体表现为叶>枝>根>土壤;粗枝云杉根、枝、叶和土壤的δ^(13)C值范围为-23.02‰~63.97‰、-23.72‰~18.52‰、-20.09‰~14.09‰和-20.27‰~-15.71‰,表现为根>叶>枝>土壤。【结论】基于^(13)C脉冲标记下,四川红杉^(13)C富集量相对高于粗枝云杉,其中四川红杉幼苗叶对碳的固定较高,而粗枝云杉幼苗根系对^(13)C的固定较高。这些结果表明脉冲标记法在探究针叶树种幼苗期器官-土壤中光合产物分配规律研究中效果良好,为稳定同位素脉冲标记法在植物生理和生态中的应用提供了一定的基础数据和技术支持。

杂交竹基腐病生防真菌及其水分散粒剂研制与防效

为研制出可用于防治杂交竹基腐病的高效制剂,采用稀释平板法从健康杂交竹根际土中分离真菌;经平板对峙法筛选出对病原菌抑制作用较好的菌株RS05,通过形态学和分子生物学鉴定为螺旋木霉。在基础培养基和发酵条件优化的基础上,筛选出水分散粒剂最适载体与助剂。结果表明,RS05最适培养基为PSA;发酵条件为接种量8%、pH=6、发酵6 d、180 r/min、在26℃~27℃下光培养。水分散粒剂最佳配方为:润湿剂3%吐温20、紫外保护剂0.3%糊精、黏结剂3%可溶性淀粉、崩解剂5%氯化钠、稳定剂0.3%碳酸钙、孢子悬浮液20%、载体硅胶补足100%。盆栽试验结果显示,RS05水分散粒剂在稀释200倍以下时防效均高于88%,略高于市售化学制剂86%,显著高于市售生防制剂64%。综上所述,螺旋木霉RS05水分散粒剂对撑×绿杂交竹基腐病防治效果优良。

亚热带同质园不同树种枝和叶3种金属含量及其重吸收效率特征

【目的】探究亚热带不同树种枝叶器官金属元素含量和重吸收特征。【方法】以四川农业大学崇州同质园中大叶樟(Cinnamomum platyphyllum)、樟树(Cinnamomum camphora)、油樟(Cinnamomum longepaniculatum)、天竺桂(Cinnamomum japonicum)、香椿(Toona sinensis)、红椿(Toona ciliata)和桤木(Alnus cremastogyne)7个亚热带阔叶树种为研究对象,采集植物成熟和凋落枝、叶样品,测定各树种成熟和凋落枝、叶的Zn、Mn和Cr含量,并计算元素重吸收效率。【结果】(1)樟树、天竺桂成熟和凋落枝、叶的Zn、Mn含量显著高于其他树种,大叶樟成熟和凋落叶Cr含量整体显著高于其他树种。红椿成熟叶片Cr含量显著高于其他树种,香椿和桤木凋落枝Zn含量显著高于其他树种。同质园树种叶片3种元素含量整体均高于枝条。(2)不同树种Zn、Mn和Cr元素重吸收效率整体表现为负吸收,而红椿和桤木的枝、叶3种金属元素重吸收效率显著高于其他树种;落叶树种枝、叶金属元素重吸收效率总体高于常绿树种。(3)Zn、Mn在成熟和凋落枝、叶中有较强的协同关系,并且Cr与Zn、Mn分别在凋落枝和叶中均表现为协同关系。【结论】植物地上部器官枝和叶的金属元素含量及其重吸收效率特征受树种影响显著,相较于其他树种,樟树和天竺桂通过将重金属元素排出体外表现出更好的抗逆性,具有更强的环境适应能力。研究有助于深入理解不同树种的金属元素平衡规律和环境适应策略,并且从植物耐受重金属胁迫角度出发,樟树和天竺桂更适于成都平原大面积种植。

粗枝云杉PaPR10-1基因的克隆表达及生物信息学分析

PR10是病程相关蛋白(PRs)家族的重要成员,能增强植物抵御外界胁迫侵扰的能力。为进一步研究PR10蛋白的生物学功能,在转录组测序的基础上,利用RT-PCR技术获得一个粗枝云杉(Picea asperata Mast.)基因PaPR10-1,利用生物信息学方法对其核苷酸和氨基酸序列进行结构和功能分析,进一步构建PaPR10-1融合蛋白原核表达系统,获得高纯度PaPR10-1融合蛋白,并采用底物法体外分析其核糖核酸酶活性。结果显示:PaPR10-1基因ORF长486 bp,编码161个氨基酸。PaPR10-1蛋白无跨膜结构和信号肽,为胞内蛋白,含有“P-Loop”和Bet_v1-like保守结构域。系统进化分析结果表明,PaPR10-1蛋白与海岸松(Pinus pinaster Aiton)PR10蛋白归为一个分支,亲缘关系较近。目的蛋白在30℃下以0.2 mmol/L的IPTG诱导1 h表达量最佳,且具有核糖核酸酶活性。

杂交粱草生长期土壤抗冲性变化特征及其根系调控效应

为明确杂交粱草水土保持功能,开展杂交粱草生长期土壤抗冲性变化特征研究,以期从根系的角度明晰其变化机理。以杂交粱草—川农粱草1号为研究对象,选择植株0~45 cm空间范围作为采样区域,分别在水平方向(H)和垂直方向(V)上呈放射性采集0~15 cm、15~30 cm和30~45 cm这3个层次的土壤样品,利用原状土冲刷槽法研究其不同生育期径流含沙量、土壤抗冲指数动态变化特征,结合WinRHIZO2000根系分析系统获取根系长度、根系表面积、根系体积以及根系平均直径,综合分析探究川农粱草1号生长期土壤抗冲性变化特征及其根系调控效应。结果表明:1)随空间范围的扩大,川农粱草1号径流含沙量和土壤抗冲指数在水平方向和垂直方向变化趋势各异,其中径流含沙量在水平方向和垂直方向上分别表现为H0~15(0.10 g·L^(-1))V30~45(118.74 min·g^(-1))>V0~15(95.65min·g^(-1))。2)随生育期的推进,川农粱草1号径流含沙量和土壤抗冲指数大小关系分别表现为抽穗成熟期(0.05 g·L^(-1))<拔节前期(0.11 g·L^(-1))<幼苗期(0.14 g·L^(-1))<拔节后期(0.17 g·L^(-1))和抽穗成熟期(233.30 min·g^(-1))>拔节前期(56.64 min·g^(-1))>拔节后期(51.30 min·g^(-1))>幼苗期(44.33 min·g^(-1))。3)川农粱草1号生长期土壤抗冲性增强值为1.10~364.52 min·g^(-1),增强率为2.29%~462.27%;其根系特征参数增幅为2.87%~326.87%,与土壤抗冲性增强值呈正相关。川农粱草1号生长期土壤抗冲能力在水平和垂直方向均显著提高,且与其生长阶段根系辐射生长密切相关,通过调控日常管护措施可以更大程度发挥其水土保持功能。