[目的]研究3年生赤皮青冈不同家系幼林生长和形质性状遗传变异规律,初选适宜不同区域和立地条件的速生优质和遗传稳定的家系.[方法]对2019年在浙江建德、江西分宜和安远采用42个赤皮青冈优树家系营建的遗传测定林进行全林调查,采用SAS软件分析家系性状、遗传力和遗传相关差异及家系与地点的互作,利用主成分分析方法和BLUP方法开展优良家系初选.[结果]3年生赤皮青冈平均树高和地径分别为2.04 m和3.15 cm,不同家系间生长和形质性状差异均达到极显著水平,树高、地径、冠幅和最长侧枝长度等性状家系遗传力较高(0.393～0.753),单株遗传力相对较低.不同家系各性状间相关性较高,树高和地径表现优异的家系,林木较通直,分叉干少但分枝多、枝长且粗.赤皮青冈家系×地点互作效应明显,立地对其生长影响较大.3个试验点以建德点生长表现最好,其次为安远和分宜,以生长和形质性状进行综合排序,HNCB8和HNHT5在3个试验点排序均靠前,整体表现较好.以树高和地径BLUP值排名前20％进行选择,3个试验点共初选出10个优良家系,HNCB8为3个试验点均入选家系.[结论]3年生赤皮青冈家系生长与形质性状遗传差异丰富,家系遗传力普遍较高,受较强遗传控制.种植生境的改变对赤皮青冈家系影响较大,以HNCB8和HNHT5在3个试验点的综合表现较好,具有推广潜力.
[目的]筛选出镉(Cd)胁迫下构树中稳定表达的内参基因,为后续开展构树耐Cd的分子机理研究奠定基础.[方法]以Cd胁迫下构树的根和叶组织为材料,通过实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测10个候选基因(BpUBE2、BpRPL8、BpActin、BpGAPDH、BpHSP、BpTUA、BpDOUB、Bpβ-TUB、BpHIS、BpNADH)的表达情况,利用geNorm、NormFinder、BestKeeper和RefFinder分析软件对候选内参基因的表达稳定性进行综合评估,并通过逆境胁迫响应基因BpDREB验证筛选出的内参基因的稳定性.[结果]BpDOUB和BpNADH在Cd胁迫下构树中基因表达相对稳定,BpGAPDH表达稳定性最差.以Bp-DREB验证内参稳定性时发现,单独或组合使用BpDOUB及BpNADH为内参基因时,BpDREB基因表达水平显示出相似的趋势,而稳定性较差的BpGAPDH基因未能对BpDREB的表达量进行准确校正.[结论]Bp-DOUB、BpNADH基因以及BpDOUB+BpNADH基因组合均可作为合适的内参基因,提高Cd胁迫下构树相关基因表达分析的可靠性.
[目的]比较分析不同种植年限中间锦鸡儿叶片功能性状之间的差异性,为中间锦鸡儿响应干旱区环境变化的适应机制研究提供科学依据.[方法]以16、25、34和46 a 4个不同种植年限中间锦鸡儿为研究对象,比较分析不同种植年限中间锦鸡儿叶片功能性状之间的差异性.[结果]不同种植年限中间锦鸡儿叶片形态功能性状存在显著差异,46 a中间锦鸡儿叶片干物质含量(LDMC)显著高于16、25、34 a(P＜0.05),比叶面积(SLA)显著高于16、34 a(P＜0.05),叶长(LL)、叶宽(LW)、叶片鲜质量(LFW)、叶片干质量(LDW)、叶面积(LA)均呈现出先升高后降低的趋势,整体表现出25 a＞34a＞16a＞46a的生长趋势;中间锦鸡儿叶片形态功能性状变异系数为7.57％～46.98％,其中16 a中间锦鸡儿的LFW、LDW、LA和SLA变异系数最高.叶片结构功能性状中,46 a中间锦鸡儿叶片VB与USA显著低于34 a(P＜0.05),与16、25 a之间不存在显著差异.表皮气孔密度的变异程度较大,UEH与LEH呈极显著正相关(P＜0.01),其余功能性状较为稳定.[结论]中间锦鸡儿人工林随着种植年限的增加,形成了从生物量快速生产到养分有效保存策略的转变,这也是其通过各个叶片功能性状间相互调节与权衡以更好适应干旱区资源、环境贫瘠的结果.
[目的]分析无叶假木贼叶绿体基因组结构特征,阐明假木贼属在藜科中的分类地位,进一步探究其密码子偏好性和确定最优密码子.[方法]基于CTAB法从无叶假木贼幼嫩同化枝中提取总DNA;通过Illumina Genome Analyzer HiSeq 2000高通量测序平台进行测序;使用GetOrganelle和Plann对叶绿体基因组序列进行组装和注释;利用MISA对叶绿体基因组中简单重复序列(SSR)进行分析;使用MAFFTv.7.450和IQ-TREEv.2.1.1软件进行多序列比对、构建最大似然法(Maximum likelihood,ML)系统进化树;使用DnaSP6.0软件计算核苷酸多态性值;通过CUSP和Codon W 1.4.2软件进行密码子偏好性研究.[结果]无叶假木贼叶绿体基因组全长为154 084 bp,包括1个大单拷贝区(LSC,85 124 bp)、1个小单拷贝区(SSC,18 934 bp)、1对反向重复序列(IRa和IRb,25 013bp).共注释到132个基因,包含83个蛋白编码基因,8个rRNA基因,37个tRNA基因和4个假基因.SSR位于基因间区的数量最多(70.4％),单碱基(A/T)重复类型SSR数量最多.系统发育树的最优构树模型为TVM+F+R3,藜科划分为4个聚类组,其中,无叶假木贼与梭梭属和猪毛菜属亲缘关系最近.tmS-tmG(exon1)、ndhF-rpl32、rpl32-tmL、rps16(exon1)-tmQ和ycf1是高核苷酸多态性区域.共确定20个最优密码子(UUU、UAU、UGU、CAU、UCU、UCA、UUA、CUU、CCU、AGA、GAA、ACU、ACA、AAU、GAU、AAA、GUU、GCU、GGU、CAA),均以A/U结尾,密码子使用偏好性主要受自然选择影响,突变等影响因素对其影响较弱.[结论]无叶假木贼叶绿体基因组结构保守,呈典型的四分体结构.在藜科的系统发育中,无叶假木贼与梭梭属和猪毛菜属亲缘关系最近.鉴定的高变区和SSR位点可用于藜科属间物种的分子鉴定.无叶假木贼叶绿体基因组密码子偏好以A/U结尾,确定的20个最优密码子有助于其外源密码子的优化.研究结果可为无叶假木贼分子标记开发、系统进化及叶绿体基因工程研究提供参考.
[目的]明晰不同林分类型下土壤有机碳库特征,以期为平原沙土区土壤碳库的提高和生态恢复提供理论依据.[方法]以江苏省平原沙土区丰县16年生杨树纯林、柳树纯林、杨柳混交林3种林分类型及相邻的撂荒地(对照)为对象,测定0～20、20～40、40～60、60～80、80～100 cm等5个土壤层次有机碳及活性组分和土壤酶活性,计算土壤碳库管理指数,并对土壤有机碳库特征和环境因子进行相关性分析.[结果](1)3种林分类型及对照各土层有机碳含量和储量范围分别为1.03～5.88 g·kg-1和3.53～17.55 t·hm-2.与对照相比,0～100 cm土层,3种林分类型土壤有机碳含量增加了 45.2％～82.2％.杨树纯林0～100cm土层有机碳储量分别是柳树纯林、杨柳混交林和对照的1.23、1.24、1.83倍.(2)与对照相比,0～100 cm 土层,3种林分类型的土壤易氧化有机碳、可溶性有机碳和微生物生物量碳含量分别提高了28.6％～48.0％、6.8％～9.7％和21.6％～33.4％.3种林分类型土壤碳库管理指数显著高于100％(P＜0.05).(3)林分类型显著影响土壤蔗糖酶和多酚氧化酶活性(P＜0.05),杨柳混交林0～100 cm 土层多酚氧化酶活性显著高于杨树纯林和对照(P＜0.05).(4)相关性分析表明,土壤有机碳库特征受多酚氧化酶和β-葡萄糖苷酶活性显著影响,有机碳含量和储量、易氧化有机碳含量及碳库管理指数受蔗糖酶、过氧化物酶活性显著影响,微生物生物量碳受蔗糖酶活性显著影响.冗余分析表明,土壤碳氮比和细根生物量是土壤有机碳库特征的主要影响因素.[结论]平原沙土区营造人工林提高了土壤有机碳及活性组分和有机碳库稳定性,杨树纯林提高土壤有机碳储量效果最好.
