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2022年  第39卷  第6期

封面
2022 年 6 期封面
2022, 39(6).
[摘要](118) [HTML] (28) [PDF](42)
摘要:
目录
2022 年 6 期目录
2022, 39(6): 1-2.
摘要:
林木分子育种专题(特邀主编:卢孟柱)
DNA拓扑异构酶基因PagTOP2b对银腺杨‘84K’生长发育的影响
郭雅琨, 赵岩秋, 杜娟, 卢孟柱
2022, 39(6): 1155-1162. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220372
[摘要](161) [HTML] (18) [PDF](109)
摘要:
  目的  DNA拓扑异构酶基因是一类能够改变DNA拓扑结构的酶,在基础生命活动如DNA复制、转录、有丝分裂等过程中发挥重要作用。研究DNA拓扑异构酶基因对杨树Populus生长发育的影响,能够进一步了解DNA拓扑异构酶基因在木本植物中的作用机制,评估其是否可作为林木分子育种的靶标。  方法  从银腺杨‘84K’ Populus alba × P. glandulosa ‘84K’ (84K杨)中克隆得到DNA拓扑异构酶基因PagTOP2b,利用生物信息学方法对其进行序列分析、蛋白理化性质及结构分析。实时荧光定量PCR分析PagTOP2b在杨树不同组织中的表达水平。利用农杆菌Agrobacterium tumefaciens介导的叶盘转化法转化84K杨,得到PagTOP2b过表达转基因植株。通过表型及茎段切片分析过表达PagTOP2b基因对84K杨植株生长的影响。  结果  以84K杨cDNA为模板,克隆得到PagTOP2b基因全长序列,该基因蛋白质编码区(CDS)长度为4 449 bp,编码1 482个氨基酸,根据蛋白结构域分析属于ⅡA型DNA拓扑异构酶。PagTOP2b主要在杨树幼嫩组织中有较高的表达量。过量表达PagTOP2b基因会导致转基因植株高度、基部节间直径和木质部宽度显著增加。  结论  DNA拓扑异构酶作为一类参与基础生命活动的重要功能酶,在杨树中过量表达ⅡA型DNA拓扑异构酶基因PagTOP2b可促进植株的纵向及径向生长,增加植株生物量。图4表1参28
过氧化物酶基因PagPRX19对银腺杨‘84K’耐盐性的影响
黄清晨, 赖建新, 黄李超, 卢孟柱
2022, 39(6): 1163-1172. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220387
摘要:
  目的  盐害作为影响植物生长发育的非生物胁迫因子,严重威胁林木生长。在受到盐胁迫时,植物内源活性氧(ROS)水平增加,造成氧化胁迫,影响植株正常生长发育。因此,可通过增强过氧化物酶PRX家族成员表达水平,改变ROS水平,以增强杨树Populus耐盐能力,揭示PRX成员参与调控杨树盐胁迫响应的机制。  方法  以银腺杨‘84K’ Populus alba × P. glandulosa ‘84K’为材料,生物信息学分析选取PRX家族成员PagPRX19进行克隆并构建过表达载体,农杆菌Agrobacterium tumefaciens介导叶盘转化法获得过表达植株。以银腺杨‘84K’ PagPRX19过表达植株生长45 d的组培苗和生长2个月的土培苗为实验材料,进行盐胁迫处理,以非转基因植株为对照。观察植株表型,检测脯氨酸、丙二醛、电解质渗透率等生理指标并进行分析。  结果  ①克隆了PagPRX19基因,构建过表达载体,获得转基因阳性植株。经分子鉴定选取2个过表达株系OE#1和OE#2为实验材料做后续分析。②与对照相比,过表达植株株高下降,地径增加。③盐胁迫处理下,过表达植株相较于对照表现为叶片皱缩以及植株生长受到抑制程度低,组培苗的盐胁迫处理表现为相似结果。④转基因植株的ROS水平降低,而且在盐胁迫下过表达植株叶片和根的ROS仍保持较对照低的水平。盐胁迫下过表达植株较对照脯氨酸增加,叶片持水能力增强,丙二醛和电解质渗透率降低。从生理方面显示转基因植株具有较高的耐盐能力。  结论  过表达PagPRX19可降低盐胁迫下杨树转基因植株的ROS水平,缓解氧化胁迫,增强了植株耐盐性。图11参23
闽楠PLR基因家族鉴定及响应激素的表达分析
王倩清, 张毓婷, 张俊红, 刘慧, 童再康
2022, 39(6): 1173-1182. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220351
[摘要](129) [HTML] (15) [PDF](83)
摘要:
  目的  解析闽楠Phoebe bournei木脂素合成途径关键酶基因Pinoresinol-lariciresinol reductase (PLR)特征及不同激素处理下的表达模式,探索闽楠PLR基因家族的生物学功能。  方法  利用生物信息学方法鉴定闽楠基因组中的PLR基因家族成员,分析基因结构、保守基序、染色体定位、系统进化、启动子顺式作用元件和激素响应。  结果  从闽楠全基因组内共鉴定出8个闽楠PLR (PbPLR)成员,不均匀地分布于第1、2、5和10号染色体。系统进化分析表明:PbPLR功能可能与底物立体选择性有关。启动子元件分析发现:PbPLRs启动子区域存在脱落酸、水杨酸和茉莉酸甲酯等激素响应元件;基因表达分析表明:PbPLRs基因的表达具有组织特异性和激素响应特征,其中PbPLRs基因在根中表达量最高,其次茎,叶中表达量较低;3种激素处理时,PbPLR2表达诱导最强。  结论  从闽楠基因组中鉴定出的8个PbPLRs基因,其基因特征和不同成员可能具有不同催化酶立体选择性,成员表达模式多样化,可能受多种激素诱导,具有组织特异性。图6表2参25
光皮桦AP2/ERF基因家族鉴定与表达分析
黄奕孜, 钱旺, 邱姗, 王文新, 黄华宏, 林二培
2022, 39(6): 1183-1193. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220331
[摘要](157) [HTML] (36) [PDF](69)
摘要:
  目的  深入研究AP2/ERF基因家族在光皮桦Betula luminifera生长发育及环境胁迫响应中的生物学功能。  方法  利用光皮桦基因组数据,通过生物信息学方法开展AP2/ERF基因家族鉴定、基因特征、系统进化、基因结构、保守基序、顺式作用元件、蛋白互作和表达分析。  结果  在光皮桦基因组中共鉴定到77个AP2/ERF基因,其编码的蛋白理化性质存在差异,大多数蛋白(60个)的理论等电点小于7.0。系统进化分析显示:这77个AP2/ERF转录因子属于5个亚家族,其中ERF亚家族最大,包含34个成员。光皮桦AP2/ERF各亚家族间的基因结构存在较大差异,其中AP2亚家族成员均具有6~9个内含子,而DREB亚家族基因则没有内含子;但AP2/ERF各亚家族内的不同成员具有相似的保守基序类型和分布。同时,AP2/ERF基因启动子上都存在大量与激素、调节、胁迫响应及生长发育相关的顺式作用元件。此外,互作网络分析预测不同的光皮桦AP2/ERF亚家族蛋白间存在广泛的互作关系。进一步的表达分析显示:绝大多数光皮桦AP2/ERF基因(71个)的表达存在较强组织特异性,且在高温胁迫下,多数ERFDREB基因的表达发生显著变化,表明ERFDREB基因在高温胁迫应答中可能发挥着重要作用。  结论  通过生物信息学分析获得光皮桦77个AP2/ERF基因,分属于5个亚家族。不同亚家族基因具有相似的基因结构、保守基序等特征。基因启动子区含激素、胁迫响应等相关的作用元件。基因表达具有较强的组织特异性,且多数ERFDREB基因对高温胁迫有明显响应。图6表1参39
巨桉EgrCIN1响应非生物逆境的分析
李芳燕, 夏晓雪, 吴梦洁, 洪家都, 程龙军
2022, 39(6): 1194-1202. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220348
[摘要](126) [HTML] (26) [PDF](66)
摘要:
  目的  对巨桉Eucalyptus grandis中特有的低温响应基因EgrCIN1 (Eucgr.B02882)序列及其表达特征进行分析,并探索其在植物低温响应中发挥的功能,以丰富桉树抗寒基因资源。  方法  利用生物信息学手段分析EgrCIN1基因、蛋白序列的特征和启动子上的顺式作用元件信息;采用实时荧光定量PCR (RT-qPCR)技术分析EgrCIN1在巨桉不同组织及4 ℃不同时间、干旱、300 mmol·L−1氯化钠(NaCl)、100 μmol·L−1脱落酸(ABA)和100 μmol·L−1茉莉酸甲酯(MeJA)处理下植株叶片中的表达特征;通过EgrCIN1::GFP载体瞬时转化烟草Nicotiana tabacum进行亚细胞定位;并构建CaMV35S启动子驱动的过表达载体异源转化拟南芥Arabidopsis thaliana,获得3个转基因纯合株系后,对其进行−6 ℃低温、0.5 μmol·L−1ABA等逆境处理,分析EgrCIN1在低温胁迫响应中发挥的功能。  结果  EgrCIN1是巨桉中特有的基因,不含内含子,没有跨膜结构,启动子含有多个与逆境响应相关的顺式作用元件。该基因在茎和叶片中都有表达,而在根中不表达;在叶片中其表达受低温处理强烈诱导;同时,干旱、高盐和ABA等非生物逆境因子也能诱导叶片中EgrCIN1的表达,其编码蛋白被定位在叶绿体中。拟南芥中EgrCIN1过表达转基因株系对低温耐受性提高,对外源ABA敏感程度增强。  结论  EgrCIN1是在叶绿体表达,并可能通过ABA依赖途径参与植物低温胁迫响应,提高植物对低温的抗性。图8表2参27
研究论文
陆地棉磷高效基因GhMGD3的克隆与表达分析
孟超敏, 耿翡翡, 卿桂霞, 周佳敏, 张富厚, 刘逢举
2022, 39(6): 1203-1211. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220145
[摘要](109) [HTML] (11) [PDF](62)
摘要:
  目的  基于前期陆地棉Gossypium hirsutum根部低磷胁迫基因表达谱芯片差异表达序列数据分析,挖掘相关基因,并对其克隆与表达分析。  方法  克隆GhMGD3基因并进行基因组DNA与cDNA测序分析,借助生物信息学方法分析GhMGD3的基因结构和进化关系;采用半定量RT-PCR技术与实时荧光定量PCR (RT-qPCR)的方法检测该基因在根、茎、叶、花4个组织中的基因表达量的变化以及低磷胁迫下的表达模式。  结果  成功克隆了陆地棉GhMGD3基因。GhMGD3基因的编码序列全长为681 bp,共编码226个氨基酸,存在3个内含子,分子量是26 610.54 Da,等电点为8.74,是稳定的亲水碱性蛋白。二级结构以α-螺旋和无规则卷曲为主。该蛋白不存在信号肽、跨膜结构域、N-糖基化位点,但含有多个磷酸化位点。亚细胞定位结果显示:该基因编码的蛋白定位于叶绿体。GhMGD3蛋白与木槿Hibiscus syriacus氨基酸序列相似性较高,其亲缘关系最近。半定量RT-PCR和RT-qPCR试验结果均表示:GhMGD3基因主要表达于根,中量表达于茎,微量表达于叶和花,在低磷胁迫72 h时其相对表达量达到最高值。  结论  首次成功克隆到了陆地棉GhMGD3基因,获得了GhMGD3基因的组织表达以及低磷胁迫下的表达模式,GhMGD3基因在棉花磷高效利用信号调控中具有重要作用。图7表1参27
浙江广义乌蔹莓属植物的分类研究
谢文远, 鲁益飞, 陈征海, 金孝锋
2022, 39(6): 1212-1220. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20210751
[摘要](165) [HTML] (54) [PDF](61)
摘要:
  目的  分子系统学引发了广义乌蔹莓属Cayratia s.l. (葡萄科Vitaceae)的界定的一系列争议。以浙江广义乌蔹莓属植物为对象,采用多种不同证据进行综合分类研究。  方法  比较了种子形态、茎叶毛被特征,结合atpB-rbcLtrnC-petNtrnH-psbAtrnL-F等4个叶绿体基因片段的系统发育关系分析,探讨浙江广义乌蔹莓属的分类问题。  结果  浙江广义乌蔹莓属植物的茎、叶毛被有所不同,毛被类型(无毛、短柔毛和多节长柔毛)和疏密程度在种间有差异。乌蔹莓属Causonis Raf. 植物和拟乌蔹莓属Pseudocayratia J. Wen, L. M. Lu & Z. D. Chen植物种子胚乳横切面形态和背腹面洼穴形态有很大差异。前者种子胚乳横切M形,腹面洼穴倒狭卵形或倒狭卵状椭圆形,深凹;后者种子胚乳横切T型,腹面洼穴椭圆形,浅凹。基于4个叶绿体基因片段的系统发育树支持将浙江广义乌蔹莓属明显分为乌蔹莓属和拟乌蔹莓属2个属。  结论  基于形态和系统发育关系研究,将薄叶乌蔹莓Cayratia tenuifolia (Wight et Arn.) Gagnep.和尖叶乌蔹莓C. japonica var. pseudotrifolia (W. T. Wang) C. L. Li作为乌蔹莓C. japonica (Thunb.) Gagnep.的亚种,将白毛拟乌蔹莓Pseudocayratia pengiana Hsu et J. Wen作为美丽拟乌蔹莓P. speciosa J. Wen et L. M. Lu的亚种处理。图3表3参16
不同种源蒙古栎种子表型性状的多样性
任俊杰, 庞新博, 刘昭阳, 李静雅, 张婉莹, 尹书乐, 王利兵, 李迎超
2022, 39(6): 1221-1228. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220133
摘要:
  目的  研究不同种源蒙古栎Quercus mongolica种子表型性状多样性,为蒙古栎种质资源收集、评价和利用提供科学依据。  方法  在中国蒙古栎天然分布区选取11个种源采集种子,分别测量种子的种长、种宽、种形指数、单粒重、千粒重5个表型性状。并利用SPSS软件对不同种源的蒙古栎种子进行性状差异性、相关性及主成分分析。  结果  ①不同种源蒙古栎种子的种长、种宽、种形指数、单粒重差异较大,各种源千粒重之间均存在显著差异(P<0.05);②不同种源蒙古栎种子的种长与种宽、单粒重、千粒重均存在极显著正相关(P<0.01);③不同种源海拔与种宽存在显著负相关(P<0.05),与单粒重、千粒重存在极显著负相关(P<0.01);④影响种子性状的因素按照重要性从高到低依次为单粒重、千粒重、无霜期、北纬;根据聚类分析结果,可将11个种源划分为4类,分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ类,其中,黑龙江省黑河市、辽宁省本溪市、辽宁省抚顺市聚为Ⅰ类,单粒重和千粒重显著高于其他类别种源(P<0.05),为最优种源。  结论  蒙古栎种子表型性状随地理梯度变异明显,整体呈从东北—西南种源质量逐渐下降的趋势,单粒重和千粒重可以作为快速筛选种源优良与否的优先筛选指标。图1表5参37
铁线莲栽培品种观赏性综合评价体系的建立与应用
邵伟丽, 廖娣华, 刘志高, 申亚梅, 董彬, 杨丽媛
2022, 39(6): 1229-1237. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220164
[摘要](121) [HTML] (47) [PDF](453)
摘要:
  目的  建立铁线莲属Clematis栽培品种观赏性综合评价体系,为合理引进和应用铁线莲栽培品种资源提供理论依据。  方法  对20个铁线莲品种植株、叶、花、果性状的生长物候期进行调查,采用层次分析和灰色关联度分析法,评价其观赏性。  结果  ①20个铁线莲品种可分为常绿和落叶2种生态型。②植株在杭州地区的萌芽期、抽枝展叶期多集中在2月上中旬至3月中下旬,花期多处于4—6月(‘蓝焰’‘Bagatelle’和‘蓝光’‘Blue Light’等7个品种在7—12月可以2次开花)。③萼片多为紫红色系、蓝紫色系或具2种颜色以上的复色系。  结论  经观赏性评价和聚类分析,‘蓝焰’和‘茱莉亚夫人’‘Madame Julia Correvon’的综合评价得分最高(Ⅰ级),Ⅱ级含‘羞嗒嗒’‘Innocent Blush’等4个品种,Ⅲ级包括‘乌托邦’‘Utopia’在内的3个品种,Ⅳ级包括‘朱卡’‘Julka’在内的9个品种,Ⅴ级含‘蓝光’和‘丹尼尔德隆达’‘Danniel Deronda’。Ⅰ和Ⅱ级的6个品种可优先在杭州地区推广应用。表12参17
生长季刺槐树干液流昼夜变化特征及其对气象因子的响应
张荣, 毕华兴, 焦振寰, 王宁, 赵丹阳, 云慧雅, 黄靖涵
2022, 39(6): 1238-1246. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220159
[摘要](110) [HTML] (32) [PDF](53)
摘要:
  目的  研究刺槐Robinia pseudoacacia生长季树干液流昼夜变化规律,探究气象因子对刺槐蒸腾的影响,为估算林木耗水和林分水资源管理提供理论依据。  方法  在山西省吉县蔡家川流域刺槐样地选择8株样树,于2021年5—9月采用热扩散探针(TDP)对样树树干液流进行连续观测,并同步监测太阳辐射、气温、土壤温度、风速、相对湿度等气象因子,并采用随机森林与逐步线性回归法分析气象因子对树干液流的影响。  结果  ①生长季各月昼间树干液流速率从小到大依次为9月、5月、6月、8月、7月,昼间树干液流速率对整日树干液流速率的贡献率为88%~93%;夜间树干液流速率从小到大依为9月、5月、8月、7月、6月,夜间树干液流速率对整日液流速率的贡献率为7%~12%。②影响昼间树干液流速率的主导气象因子在各月基本一致,主要为太阳辐射和气温;影响夜间液流速率的主导气象因子在各月存在差异,5、6月主要为土壤温度、水汽压亏缺,7月主要为气温,8月主要为水汽压亏缺、相对湿度,9月主要为风速与水汽压亏缺。③采用随机森林回归法构建的各月昼夜树干液流速率模型拟合度优于逐步回归法。  结论  昼夜树干液流速率在各月存在明显差异,夜间树干液流对刺槐耗水的影响不可忽视,气象因子对昼夜树干液流速率的影响程度不同,在根据气象因子模拟树木蒸腾耗水时应该区分昼间和夜间。图3表6参24
光强和氮素对紫茎幼苗光合特性的影响
张婷宇, 张明如, 李清香, 赵楠楠, 万琦, 蔡益杭
2022, 39(6): 1247-1256. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20210771
[摘要](124) [HTML] (37) [PDF](50)
摘要:
  目的  研究紫茎Stewartia sinensis幼苗对不同光强和土壤氮素质量分数的光合生理生态适应差异性,筛选紫茎幼苗适宜的光强和氮素处理组合。  方法  选择1年生紫茎幼苗为试验材料,设置4个透光率分别为全光100.00%(L0)、轻度遮光(44.79 ± 0.51)%(L1)、中度遮光(19.60 ± 0.23)%(L2)、高度遮光(7.25 ± 0.10)%(L3),3个施氮量分别为低氮0.2 g·kg−1(N1)、高氮0.6 g·kg−1 (N2)和不施氮(N0),经90 d处理测定不同光、氮处理下紫茎幼苗的光响应过程、光合色素质量分数和叶绿素荧光参数。  结果  光强、氮素及其交互作用对紫茎幼苗的光合色素质量分数和叶绿素荧光参数的影响均达显著水平(P<0.05)。紫茎幼苗的叶绿素a/b为2.0~2.5,光补偿点(LCP)为4.8~26.0 μmol·m−2·s−1,光饱和点(LSP)为571.3~931.4 μmol·m−2·s−1。随着遮光程度的增加,紫茎幼苗的叶绿素和类胡萝卜素质量分数、初始荧光(Fo)、最大荧光(Fm)、表观量子效率(AQY)趋于增大,叶绿素a/b、类胡萝卜素/总叶绿素的比值下降,最大净光合速率(Pmax)、暗适应下光系统Ⅱ(PSⅡ)潜在活性(Fv/Fo、PSⅡ)最大光能转化效率(Fv/Fm)和以吸收光能为基础的性能指数(PIABS)呈现先升高后降低的特点。随着施氮量的增加,紫茎幼苗PIABS趋于增大,叶绿素a/b、FoFm趋于减小。叶绿素和类胡萝卜素质量分数、PmaxAQY呈现先升高后降低的特点。在L1和L2光强下,紫茎幼苗的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)较高,且胞间二氧化碳摩尔分数(Ci)较低,此时施用低氮对PnGsTr有明显促进作用。L1N1Pmax相较L1N0增加了45.21%,L2N1PnPmax均最高。  结论  紫茎幼苗在中度遮光和低氮处理下的光合能力最佳,在全光或高氮处理下会出现光合抑制现象。图1表6参34
黄山松人工林林分空间结构对林下植物多样性的影响
吕康婷, 张二山, 李思颖, 靳姗姗, 周梦丽, 闫东锋
2022, 39(6): 1257-1266. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220139
[摘要](112) [HTML] (25) [PDF](61)
摘要:
  目的  探究黄山松Pinus taiwanensis人工林林分空间结构对林下植物多样性影响的主导因子,旨在为营造健康稳定的黄山松人工林提供科学依据。  方法  以河南省大别山区黄柏山林场40年生黄山松人工林为研究对象,计算林分角尺度、混交度、空间密度指数、林层指数、开敞度和Hegyi竞争指数等6个林分空间结构参数和林下草本、灌木以及更新树种植物多样性测度指标,分别采用灰色关联度分析、Pearson相关分析和典型相关分析方法研究了林分空间结构对林下植物多样性的影响。  结果  灰色关联度分析结果表明:所有林分空间结构参数中,与林下草本植物多样性灰色关联度最大的为角尺度,而与灌木和更新植物多样性灰色关联度最大的为混交度。Pearson相关分析结果表明:角尺度与林下草本Shannon多样性指数、Margalef丰富度指数以及灌木Simpson优势度指数呈极显著正相关(P<0.01),混交度与草本Pielou均匀度指数、灌木Shannon多样性指数和Margalef丰富度指数呈显著正相关(P<0.05),而空间密度指数与林下更新树种Margalef丰富度指数呈极显著正相关(P<0.01)。典型相关分析结果表明:6个林分空间结构参数与林下草本、灌木植物多样性指标的整体相关性强,相关系数分别为0.998 5和0.999 5,其中角尺度和混交度对林下灌草植物多样性的影响较大。  结论  黄山松人工林林分空间结构对林下植物多样性产生较为显著的影响,可通过调整林分水平空间结构,优化林分竞争态势及林分垂直空间结构等方式提高黄山松人工林林下植物多样性。表6参34
浙江凤阳山不同海拔常绿阔叶林土壤微生物特征
何柳, 曹敏敏, 鲁建兵, 郑翔, 刘胜龙, 姜姜
2022, 39(6): 1267-1277. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20210820
[摘要](107) [HTML] (44) [PDF](48)
摘要:
  目的  探明浙江凤阳山地带性植被常绿阔叶林土壤微生物群落特征,明确土壤微生物群落沿海拔梯度的变化规律及影响微生物群落结构和多样性的主要因子。  方法  采集海拔343、765、1 364、1 611 m处土壤样品,利用高通量测序技术,探究土壤微生物群落与海拔的关系。  结果  凤阳山细菌操作分类单元 (OTU)数量多于真菌,中低海拔(343和765 m)共有的OTU数目较多;Chao 1指数随海拔上升呈下降趋势,Shannon指数没有明显的变化规律。在门水平上,细菌群落优势类群为酸杆菌门Acidobacteria (43.77%~51.55%)、变形菌门Proteobacteria (31.18%~35.77%)和放线菌门Actinobacteria (5.24%~7.99%);真菌群落优势类群为担子菌门Basidiomycota (33.16%~67.35%)和子囊菌门Ascomycota(22.98%~46.78%)。相对丰度前10 位的细菌门中,芽单胞菌门Gemmatimonadetes、硝化螺旋菌门Nitrospirae、疣微菌门Verrucomicrobia与海拔呈极显著负相关(P<0.01)。真菌群落不存在与海拔相关的微生物门,而LefSe线性判别分析结果显示:真菌群落具有更多的差异类群。此外,主坐标分析显示:土壤微生物群落以765 m为界,存在海拔分异性特征,且第1主轴与温度、土壤全磷、土壤全钾、土壤pH显著相关(P<0.05)。  结论  海拔变化引起了凤阳山土壤微生物群落特征的变化,并且温度是最主要的驱动因子。图5表6参41
酸雨类型转变对杉木林土壤养分特征和微生物量碳氮的影响
陈美玲, 刘鑫, 陈新峰, 孟苗婧, 张金池, 聂晖, 曾婧祎, 谢德晋
2022, 39(6): 1278-1288. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220132
摘要:
  目的  探究酸雨类型转变对杉木Cunninghamia lanceolata林土壤养分及微生物量碳氮的影响,为不同类型酸雨区杉木人工林可持续经营提供理论依据。  方法  以南京市东善桥林场杉木人工林为研究对象,在对照处理(ck,山间防火池水,pH 6.6)、不同酸雨类型[包括酸雨类型(硫酸型、硝酸型和混合型)和酸雨酸度(模拟溶液pH 4.5、3.5和2.5)]胁迫1 a后,探究酸雨类型转变对杉木林土壤养分及微生物的影响。  结果  随着酸雨酸度增加,不同类型酸雨处理土壤pH呈显著下降趋势(P<0.05),而土壤交换性氢离子(H+)和铝离子(Al3+)呈显著上升趋势(P<0.05);与对照相比,酸雨pH为2.5时,土壤交换性H+、Al3+均在硫酸型酸雨处理下分别增长了275%和240%,在混合型酸雨处理下分别增长了254%和246%,在硝酸型酸雨处理下分别增长了246%和249%。此外,酸雨胁迫时间显著影响土壤总碳、总氮、总硫、有效磷和微生物量碳氮(P<0.05),但酸雨类型对土壤微生物量碳氮影响不显著;酸雨胁迫1 a后,pH 2.5硝酸型酸雨处理下土壤微生物量碳氮质量分数最低,分别为(378.89±60.69)和(38.67±4.10) mg·kg−1。通过结构方程模型可知:酸雨酸度对杉木林土壤微生物量碳氮的影响强于酸雨类型,其主要通过影响土壤pH、有效磷和总碳间接影响微生物量碳氮。  结论  1 a的短期酸雨胁迫后,酸雨酸度仍然是影响杉木林土壤特性的主要因子,而酸雨类型转变将会加剧酸雨酸度对杉木林土壤特性的抑制作用。图6表3参29
毛竹林皆伐和剩余物保留对土壤质量的影响
刘宗悦, 吕时新, 徐钧杰, 陈旭, 楼一恺, 祁祥斌, 余树全
2022, 39(6): 1289-1295. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220122
摘要:
  目的  毛竹Phyllostachys edulis林生态修复是当前中国亚热带地区面临的一个难题。了解毛竹林皆伐和剩余物保留后迹地土壤的自然恢复状况可为毛竹林生态修复提供指导。  方法  在毛竹林皆伐迹地设置了保留采伐剩余物(UR)、清理采伐剩余物(CR)和未采伐毛竹林地作为对照(ck)等3个处理。5 a后,通过土壤调查与测定,分析比较不同处理土壤指标变化,运用模糊判别和主成分分析,定量评价毛竹林皆伐后土壤自然恢复效果。  结果  ①CR、UR处理土壤容重分别比ck降低31%和14% (P<0.05),土壤总孔隙度、毛管持水量、田间持水量和饱和持水量均高于ck;UR处理土壤的持水力整体优于CR处理。②CR、UR处理土壤有机碳、全氮、全磷、碱解氮和速效钾质量分数均高于ck,各指标增加幅度为117%~123%;有效磷则表现为CR处理极显著(P<0.01)低于UR和ck;由于保留了毛竹林皆伐后采伐剩余物,UR处理土壤有机碳、全氮、全磷、碱解氮、有效磷显著高于CR处理33%~99% (P<0.05);③CR、UR处理土壤脲酶、β-葡萄糖苷酶和过氧化物酶活性高于ck;UR处理土壤3种胞外酶活性均高于CR处理46%~98%。④综合评价结果表明:土壤质量得到较好恢复,毛竹林皆伐后恢复迹地土壤综合得分从高到低依次为采伐剩余物保留样区、采伐剩余物清理样区、毛竹林样区。  结论  毛竹林皆伐后的土壤经过5 a自然恢复,与毛竹林林地土壤相比得到较快修复,毛竹林皆伐后保留采伐剩余物更有利于土壤修复。图1表4参23
休闲农业旅游背景下浙江省水改旱土壤有机碳的时空分异
杨东伟, 张建强, 黄学彬, 章明奎
2022, 39(6): 1296-1302. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20210607
摘要:
  目的  研究休闲农业旅游背景下,浙江省由水田改种花卉、果树和苗圃的土壤有机碳(SOC)的时空分异,掌握利用方式改变后农田土壤固碳情况。  方法  选择浙江省水田及其改旱作后的土壤为研究对象,采用野外调查和室内分析方法,以“空间换时间”研究水田改旱作后1 m深土体内SOC密度和储量的时空变化,对比不同类型水田土壤改旱作后SOC变化的差异,估测浙江省水改旱土壤SOC储量变化。  结果  水田改旱作15~20 a后,潜育、铁渗、铁聚和简育等4类改旱系列土壤1 m深土体内,SOC分别下降了13.9%、34.9%、18.9%和23.9%,SOC密度损失量分别为2.06、2.92、1.14和1.54 t·hm−2·a−1。改旱后,SOC下降速率与地下水位下降深度呈极显著正相关(P<0.01)。  结论  水田是有利于SOC储存的土地利用方式,水田改旱作会降低SOC储存量,影响区域碳平衡。图3表4参16
河南省柿主产区土壤重金属污染及其生态风险分析
金钰, 叶令帅, 李华威, 黄琳, 李臻渊, 樊雄飞, 张春玲, 傅建敏, 刁松锋
2022, 39(6): 1303-1312. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20210721
摘要:
  目的  探讨河南省柿Diospyros kaki主产区土壤重金属污染及其生态风险,为评价土壤环境安全状况以及防治重金属污染提供科学依据。  方法  从安阳、济源和三门峡等3个柿主产区的90个柿园采集了450个土壤样品,测定砷、汞、铅、镉、铬和铜等6种重金属元素的质量分数。采用污染负荷指数(IPL)、综合潜在生态风险指数(IR)和生态风险预警指数(IER)对柿园土壤重金属污染及生态风险进行评价。  结果  在河南省柿主产区,土壤砷、汞、铅和铜质量分数的平均值分别为背景值的1.26、2.01、1.86和1.64倍。柿园土壤汞表现为中度污染,砷、铅和铜轻度污染,镉和铬无污染。在河南省柿主产区,土壤砷、汞、铅和铜受到人类活动影响较大,其中砷主要是受农业生产活动的影响,汞、铅和铜则受工业活动影响较大。在河南省柿主产区,IPLIRIER平均值分别为1.08、136.95和2.33,呈现轻度污染、轻微风险和轻度预警等级。济源产区污染最为严重,生态风险等级和预警等级均为最高,IPLIRIER分别达1.32、154.10和3.79;13.33%的果园处于中度或重度污染状态,33.33%的果园处于中等或较强潜在生态风险等级,66.67%和26.67%的果园分别呈现中度和重度预警。在河南省柿主产区,6种重金属中汞的单因子污染指数(CF)、潜在生态风险指数(IR)和污染生态风险预警等级(IER)均最高,分别为2.01、80.31和1.01。  结论  汞是河南省柿主产区土壤重金属生态风险等级和预警级别最高的重金属元素。济源产区柿园污染水平、潜在生态风险程度与生态风险预警等级在3个产区中最高,均达到中等水平。图2表8参30
碳氮培养条件下伊氏杀线虫真菌的代谢组研究
李兴鹏, 张杨, 王瑞珍, 董雷鸣
2022, 39(6): 1313-1320. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20210828
[摘要](109) [HTML] (40) [PDF](151)
摘要:
  目的  比较伊氏杀线虫真菌Esteya vermicola (EV菌)在碳、氮营养源培养下的代谢差异,并找到重要代谢物或信号分子。  方法  选取培养真菌的碳培养基[主要为马铃薯葡萄糖肉汤培养基(PDB)]和培养细菌的氮培养基(主要为酵母粉),将EV菌在2种培养基上25 ℃条件下培养7 d,收获菌丝体并提取代谢产物。采用非靶标的高效液相色谱-质谱联用技术(HPLC-MS),在阴、阳离子模式下对代谢物组分进行分析和鉴定,并分析差异显著代谢物的代谢通路。  结果  共得到498种代谢物,阴、阳离子模式分别有176和362种,其中2种模式共同含有40种。差异显著的代谢物共有444种,占总数的89.2%,其中阴、阳离子模式分别有162和310种,有28种为2种模式共有。主成分和偏最小二乘判别分析均可使碳、氮培养条件下的代谢物聚为不同的簇并显著分离。氮培养条件下,磷酸胍基乙酸酯和对甲酚硫酸盐是大量产生且特有的代谢物;重要代谢物尿囊素、光色素、吲哚和海藻糖产量显著上调。通路分析将显著上调和下调的代谢物分别富集到氨基酸和糖类代谢相关的代谢通路。  结论  EV菌在碳培养和氮培养条件下呈现明显的代谢差异,代谢通路主要涉及糖类和氨基酸代谢。重要代谢物可为EV菌的高效培养和应用提供基础。图3表2参31
秀珍菇采后病原菌的鉴定及精油防治
章奕, 崔杰, 何若铭, 何志平, 刘兴泉, 时浩杰
2022, 39(6): 1321-1329. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20210819
摘要:
  目的  分离鉴定秀珍菇Pleurotus geesteranus采后的主要致病菌,寻找有效防治真菌病害的植物精油抑菌方法,为秀珍菇采后的保鲜技术提供参考。  方法  以秀珍菇采后分离鉴定的主要病原真菌为防治对象,在常见的13种精油中筛选有效精油,分析精油对采后主要病原菌菌丝生长、孢子萌发、菌丝形态结构及其细胞膜脂过氧化和细胞内容物外泄程度的影响,以不使用精油为对照,研究防治作用机制。  结果  秀珍菇采后主要病原真菌为藤仓镰刀菌Fusarium fujiuroi。在13种备选精油中,石菖蒲Acorus tatarinois精油对藤仓镰刀菌具有良好的抑制效果。石菖蒲精油体积分数为1 000 μL·L−1时能够完全抑制藤仓镰刀菌的生长,且在此范围内体积分数越高,抑菌效果越好。石菖蒲精油能够提高藤仓镰刀菌细胞膜的通透性,当体积分数为1 000 μL·L−1的石菖蒲精油处理3 h后,藤仓镰刀菌相对电导率、丙二醛和细胞内容物泄漏量分别为对照组的2、5和3倍。扫描电镜和透射电镜观察结果表明:石菖蒲精油能改变藤仓镰刀菌菌丝形态并破坏其细胞结构。  结论  石菖蒲精油能够加剧藤仓镰刀菌菌丝细胞膜脂过氧化,破坏菌丝结构,进而加速细胞凋亡,从而抑制藤仓镰刀菌的生长繁殖。图9参26
基于机载激光雷达点云的桉树林分蓄积量估算模型构建
邓焯, 李斌, 范光鹏, 赵天忠, 于永辉
2022, 39(6): 1330-1339. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220108
摘要:
  目的  通过2018年1—2月广西国有高峰林场机载激光雷达数据及地面调查数据,采用参数方法和非参数方法建立回归模型,反演桉Eucalyptus树人工林森林蓄积量。  方法  通过点云提取点云高度参数、点云密度参数、林分郁闭度等点云特征变量,采用参数方法(逐步回归、偏最小二乘回归)和非参数方法(随机森林回归、支持向量机回归)进行林分蓄积量构建,通过与样地实测数据对比,进行模型回归预测性能评估,进而选择出表现最优蓄积量反演模型。  结果  采用留一法对以上4种模型进行验证,结果显示:逐步回归模型R2为0.85、均方根误差(RMSE)为23.93 m3·hm−2、平均绝对误差(MAE)为18.18 m3·hm−2;偏最小二乘回归模型R2为0.81、RMSE为26.52 m3·hm−2、MAE为19.94 m3·hm−2;核函数为RBF的支持向量回归模型R2为0.88、RMSE为21.35 m3·hm−2、MAE为16.62 m3·hm−2;随机森林回归模型R2为0.84、RMSE为24.53 m3·hm−2、MAE为17.41 m3·hm−2  结论  采用随机森林进行变量筛选后,RBF-SVR模型拟合优度及泛化能力最优;通过逐步筛选法结合方差膨胀因子(VIF)方法优选变量的逐步回归模型次之;最后为随机森林回归模型与偏最小二乘回归模型。可见,在解决林业激光雷达领域中的回归预测问题时,采用非参数方法构建RBF-SVR模型更有优势。本研究建立的4种森林类型蓄积量模型,各模型均有较高精度且符合森林资源调查相关技术规定要求。图6表6参25
北京市核心区洋白蜡行道树健康评价及影响因素
王琰, 余韵, 刘勇, 王开勇, 周晓杰, 王洋
2022, 39(6): 1340-1349. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220109
摘要:
  目的  针对城市树木健康评价的快速化、准确化及生产化,调查并分析北京市首都功能核心区主要绿化树种洋白蜡Fraxinus pennsylvanica的生长、健康及管护现状,为构建精炼、全面的洋白蜡行道树健康评价体系及管护技术措施提供科学依据。  方法  以北京市核心区11条主要街道的洋白蜡行道树为研究对象,采用主成分分析、K-means聚类构建健康评价模型,采用判别分析进行结果验证,将评价结果与评价指标结合建立洋白蜡BP神经网络健康预测模型;同时从生长状况、管护措施以及环境因子3个方面,分析胸径、树高、修枝留茬数量、防踩铺装等因素对洋白蜡行道树健康状况的影响。  结果  研究区域中,健康、亚健康、不健康及濒死单株分别占总数的39.20%、41.26%、16.78%和2.76%;建立的BP神经网络健康预测模型中,训练集、验证集、测试集与总集的期望值与预测值之间的相关系数分别为0.999 7、0.972 0、0.997 6及0.995 3,均大于0.950 0,表明此模型能准确地反映洋白蜡行道树12个评价指标与健康评价类别的关系,可用于对同一地区其他白蜡行道树健康状况预测;方差分析和多重比较表明:胸径、修枝留茬、防踩铺装、株距、树池面积、车道数及车道走向均对洋白蜡行道树的健康状况存在显著影响(P<0.05),树高影响较小。当洋白蜡胸径为60~70 cm、树体无修枝留茬、树池铺装透水性好、株距为5~10 m、树池面积为1~2 m2、道路宽度适宜且为南北走向时,洋白蜡健康状况最好。  结论  研究区域内,洋白蜡行道树整体呈亚健康状态,具有良好的保育保养潜力,部分受害严重,亟需处理。在洋白蜡行道树栽植及后期管护中,确保其修剪规范、铺装材料透水强、株距5~10 m、树池面积1~2 m2以及适宜的道路情况,是保证洋白蜡行道树健康状况良好的重要措施。图3表13参26
面向Sentinel-2A影像的大理市土地利用分类方法适用性研究
贾玉洁, 刘云根, 杨思林, 王妍, 张超, 徐红枫, 郑淑君
2022, 39(6): 1350-1358. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220134
摘要:
  目的  获取更高效、准确的土地利用自动分类方法,为后续的高原山区土地利用分类研究提供理论支撑。  方法  选取中国典型的高原山区云南省大理市为研究区域,以Sentinel-2A影像为对象,提出一种面向对象特征的决策树分类方法,并将此方法分类结果与传统的ISODATA法和最大似然法土地利用分类结果进行对比。  结果  ①面向对象特征的决策树方法分类结果在空间分布和各地类的面积统计方面都优于ISODATA法和最大似然法,与研究区实际土地利用面积数据更为接近;②在大理市,最大似然法在水体和林地的提取上适用性较好,而面向对象特征的决策树分类方法在农田、草地、建设用地和其他这些地类的区分上适用性更强,且在冰川积雪的提取上也有更好的提取效果;③相比与传统的ISODATA法和最大似然法分类结果精度,面向对象特征的决策树分类方法可进一步提高分类精度,总体分类精度可达90.20%,Kappa系数为87.95%。  结论  相较于传统的分类方法,先粗分类再进一步细分类的分类思想,可避免区域之间的混淆问题。面向对象特征与决策树相结合的组合分类方法在高原山区有着更好的适用性,可以有效提高高原山区分类精度。图3表7参26
杭州市绿地中常见园林树种果实引鸟特征研究
金秋爽, 朱浩, 王爽, 李坤, 陈曦, 赵宏波, 叶可陌
2022, 39(6): 1359-1368. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220359
摘要:
  目的  分析果实特性,探究鸟类取食行为与秋冬季食源树种果实特性的相关性,为城市引鸟植物景观营建和生物多样性规划提供理论支撑。  方法  定点定时对鸟类取食行为进行周期性观测记录,根据前期观测结果,选择鸟类最为喜好的10种常见园林树种,拍照记录其果实所处的环境和果实形态变化,检测被取食期间果实的可滴定酸、可溶性糖、淀粉和可溶性蛋白的质量分数,并进行相关性分析。  结果  果实所处植物空间可分为3类:①常绿且枝硬舒展,区分明显内外空间;②常绿且枝软密集,稍区分内外空间等;③落叶且枝硬舒展,不区分内外空间。果实所处植物空间特征的安全隐蔽性和起落便捷性会直接影响鸟类是否倾向于取食该果实,同时果实空间环境的内部特点会影响鸟类取食该果实的方式,针对枝软且复杂逼仄的环境,体形较大的鸟类例如领雀嘴鹎Spizixos semitorques等会选择停留于植物顶部取食,体形较小的鸟类例如大山雀Parus major等会选择进入植物内部取食。果实的形态变化特征可分为2类:①果实形态在果熟后60 d内基本不变;②果实形态在果熟后60 d内随时间增加而逐渐枯萎。其果实挂果状态会影响鸟类的取食倾向,新鲜饱满的果实对鸟类更具吸引力,挂果状态保持较差的树种如垂丝海棠Malus halliana等只在果实成熟的早期阶段被白头鹎Pycnonotus sinensis取食,挂果状态保持良好的树种如樟树Cinnamomum camphora等则被白头鹎和乌鸫Turdus merula长期持续取食。果实的内含物会影响鸟类的取食倾向,含糖量高的果实更易吸引白头鹎和乌鸫,白头鹎更倾向于酸质量分数较高的果实而乌鸫更倾向于蛋白质质量分数较高的果实。  结论  为了提升城市绿地中的鸟类多样性,应保证食源树种种植位置的隐蔽性,重点选择具有较好挂果状态保持能力和较高含糖量的常绿高大乔木作为其食源树种。图9表5参27
文献综述
土壤盐分空间异质性成因及对植物生长影响研究进展
王璐, 李乐乐, 赖梦霞, 杜长霞, 樊怀福
2022, 39(6): 1369-1377. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220155
摘要:
盐胁迫是农业生产的重要限制因子之一,土壤中的盐分在时间和空间上呈现普遍的异质性,植物对这种盐分差异性十分敏感。深入了解植物对异质盐胁迫的响应模式,对于改善植物在非一致性盐胁迫下的抗性具有十分重要的意义。实际农业生产中,植物对土壤异质盐胁迫的响应存在较大差异。本研究综述了土壤盐分异质性分布成因及近年来盐分空间异质性对植物生长影响的研究进展,主要内容包括:①土壤盐分空间异质性成因及分布;②土壤盐分空间异质性对植物地上部生长的影响;③植物根系对土壤盐分空间异质性的响应;④土壤盐分空间异质性对植物生长和根区盐分含量的关系。展望了土壤盐分空间异质性对植物生长影响的可行性研究。参65
挥发性有机化合物在植物适应胁迫及生理生态中的作用
胡书婧, 张汝民
2022, 39(6): 1378-1387. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220180
摘要:
挥发性有机化合物(volatile organic compounds,VOCs)是具有低分子量和高蒸气压的亲脂性液体。按来源划分,VOCs可分为人为源和植物源,而植物源是全球大气中VOCs的最大来源。植物VOCs释放受生物和非生物因素影响,它们在大气化学反应、人体健康和植物生理生态中具有重要作用。然而,对于植物VOCs释放受复合环境条件的影响及在生理生态方面的作用尚缺乏全面了解。本研究概述了植物VOCs的合成途径,重点阐述了单一及复合环境因素对VOCs种类及释放量的影响,同时归纳了VOCs在生理生态方面的作用。发现:植物VOCs合成途径已经明确,但其调控的分子机制有待进一步探究。昆虫啃食、高温、干旱、高二氧化碳浓度可降低组成型VOCs (如异戊二烯)释放,增加储存型VOCs (如蒎烯、柠檬烯)释放,同时诱导新的化合物(如绿叶挥发物, GLVs)合成并释放;复合环境对VOCs释放影响是复杂的,有待进一步探索。VOCs在植物防御食草动物或吸引食草动物天敌、介导植物间信号转导、抗氧化、抗旱和增强植物耐热性等方面发挥作用,未来将探究植物VOCs在生态系统中的更多作用。参96
消息
《浙江农林大学学报》稿约
2022, 39(6): 1388-1388. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.202206gaoyue
摘要:
总目录
2022 年总目录
2022, (6): 1389-1389.
摘要: