海南岛东南沿海地区不同森林类型林地凋落物现存量和养分特征

为揭示热带沿海地区不同森林类型凋落物现存量及其养分元素储存能力的差异,选取林地相邻、生境条件基本一致的青皮林和木麻黄林为研究对象,设置随机样地,采集未分解层、半分解层、已分解层凋落物样品,测定凋落物层现存量和主要养分元素含量、储量及其释放率。结果表明：（1）木麻黄林凋落物层现存量为29.49 t/hm²,是青皮林的2倍,2种林型不同分解层表现为：已分解层>半分解层>未分解层;（2）2种林型不同分解层养分元素含量基本遵循C>N>Mg>K>P的变化模式,随着凋落物分解,青皮林各养分元素含量逐级降低,木麻黄林则因养分元素不同而异,可能因凋落物C含量流失过多出现损失速率大于分解释放养分速率而造成半分解层N、P、Mg的含量相对增加,但均在已分解层含量最低;（3）木麻黄林凋落物层养分储量值为8448.23 kg/hm²,是青皮林的2倍,各分解层凋落物养分元素的储量依次为C>N>Mg>K>P,与养分元素含量变化规律一致,而养分释放率从未分解层（-1.79%、-0.97%）到半分解层（0.65%、1.23%）呈现增加趋势。总之,同一立地条件下,不同林型的凋落物现存量、养分含量及其储量的差异可能与植物叶片生物学特征、微环境条件、微生物种群及活性不同有关。     

不同林龄橡胶凋落物叶分解特性与有机碳动态研究

通过网袋法,研究一年内6 a、12 a、20 a、28 a共4组不同林龄橡胶凋落物叶分解及有机碳动态变化的过程。结果表明:(1)不同林龄橡胶凋落物叶均表现为慢-快-慢的分解趋势,经1 a的分解,4组林龄组橡胶凋落叶残留率分别为28.33%、30.53%、31.59%和33.89%。(2)不同林龄橡胶凋落物叶分解系数为1.376 2~1.608 8,平均值为1.498 2,大小顺序为6 a>12 a>18 a>28 a,分解50%和95%所需时间分别为0.43、0.45、0.47、0.50 a和1.86、1.96、2.03、2.18 a。(3)林龄显著影响橡胶凋落物叶初始N含量、P含量、木质素/N比、C/P比与木质素/P比,但对C含量、木质素含量及C/N比影响不明显。(4)初始C/N比极显著影响橡胶凋落物叶分解速率,而初始P含量对凋落物分解影响不显著(5)4组林龄组橡胶凋落物叶有机碳浓度是一个先上升后下降的过程,研究结束时,4组林龄橡胶凋落物叶有机碳分别释放了77.58%、79.41%、75.89%和75.02%,其动态变化过程显著符合一元多项式模型,决定系数(R2)在0.88以上。     

套种雷公藤人工林凋落物持水性能的研究

运用野外实地测量和室内浸提法对4种套种雷公藤人工林凋落物持水量、持水率和吸水速率进行了研究。结果表明：4种林分的凋落物最大持水量大小为杉木林(11.66 t/hm2)＞马尾松林(6.81 t/hm2)＞厚朴林(5.90 t/hm2)＞纯林 (4.28 t/hm2);在不同浸泡时间段,林分的凋落物持水率大小为厚朴林＞纯林＞马尾松林＞杉木林;凋落物最大持水率为厚朴林(205.12%)＞纯林(163.33%)＞马尾松林(139.33%)＞杉木林(120.96%);4种不同种植模式雷公藤林分的凋落物吸水速率大小为厚朴林＞纯林＞马尾松＞杉木,浸泡0.5 h后的吸水速率分别为2 630.05、2 407.32、2 035.09和1 592.14 g/kg/h。凋落物持水量与浸泡时间、凋落物持水率与浸泡时间呈现极显著的(P＜0.01)对数递增函数关系,凋落物吸水速率与浸泡时间呈现出极显著的(P＜0.01)递减幂数函数关系。     

小贯小绿叶蝉取食诱导抗、感茶树品种挥发物的释放

为研究不同抗性水平茶树应对小贯小绿叶蝉取食诱导的挥发物释放及相关代谢机制,以抗虫茶树品种举岩（JY）和感虫茶树品种恩标（EB）为试验材料,利用动态顶空收集法结合GC-MS技术检测茶树在小贯小绿叶蝉取食不同时间（6、12、24、36、48、72βh）释放的主要挥发物组分,并结合转录组数据分析主要挥发物合成途径上的相关基因的表达水平及其调控趋势。结果表明,在健康状态下,茶树释放的挥发性物质较少;在虫害后不同时间段的茶样中检测到顺-β-罗勒烯（β-Ocimene）、(E)-4,8-二甲基-1,3,7-壬三烯[(E)-4,8-dimethyl-1,3,7-nonatriene,DMNT]、芳樟醇（Linalool）、法尼烯（Farnesene）等10种主要挥发物。其中,单萜类物质在虫害诱导的感虫品种茶树上含量高,倍半萜类物质在虫害诱导的抗虫品种茶树中含量高。转录组数据显示,小贯小绿叶蝉取食诱导抗、感茶树品种中调控萜类合成的关键基因均被明显激活。调控单萜类物质合成的相关基因在感虫茶树品种中的表达量相对较高,而调控倍半萜类物质合成的相关基因在抗虫品种中的表达量与感虫品种差异不显著。本研究结果为茶树抗虫机制和小贯小绿叶蝉绿色防控提供一定的理论依据。     

茶树修剪物对茶园土壤真菌群落多样性影响研究

茶树修剪物直接还田是茶园管理中常见的栽培措施。本文通过提取不同处理的土壤样品总DNA,以未处理土壤样品为对照,利用变性梯度凝胶电泳（PCR-DGGE）,研究添加茶树修剪物对茶园土壤真菌群落结构多样性的影响。结果显示,各处理土壤样品的DGGE图谱中发现许多公共条带,这些共有条带主要属于Pezizomycotina门、Basidiomycota门、Mortierellomycotina门和Mucoromycotina门;通过DGGE的条带数和亮度进行真菌群落多样性各项指标的比较,显示各处理的丰富度指数和香农-威纳指数均低于对照,表明茶树修剪物的降解产物和茶树本身固有的酚类物质对茶园的真菌群落有一定的抑制作用。     

茶树CsPAL3基因cDNA全长克隆及其表达分析

苯丙氨酸解氨酶（Phenylalanine ammonia-lyase,PAL）由多基因家族编码,是花青素等多酚物质合成途径的起始酶,对其合成具有调控作用。本研究以紫化茶树武夷奇种C18茶树为材料,采用RACE技术克隆获得CsPAL基因cDNA,命名为CsPAL3（登录号为KY865305）,分析其生物信息学特征,并检测不同叶色茶树品种（系）中的花青素总量及茶树PAL家族成员基因的表达情况。结果表明,获得CsPAL3基因全长cDNA为2β518βbp,包含一个完整的2β130βbp开放阅读框（Open Reading Frame,ORF）,编码709个氨基酸。序列分析表明,该基因编码的蛋白质为稳定亲水性蛋白,预测分子量为77.40βkD,理论等电点为6.26;Blast分析序列发现CsPAL3与芒果的MiPAL相似性最高,为87%。而在同源进化树分析中与芍药的PiPAL亲缘关系较近。紫化茶树的花青素总量和CsPALa、CsPALc、CsPAL3（CsPALe）基因表达量均高于常规绿叶茶树和白化茶树。这表明茶树CsPALa、CsPALc、CsPAL3（CsPALe）基因上调表达可能促进茶树花青素合成积累,使得茶树叶片呈现紫色。     

茶树CsMDHAR基因的克隆与非生物胁迫响应分析

基于茶树转录组数据,以龙井43茶树cDNA为模板,克隆得到开放阅读框（ORF）长度为1β305βbp,编码434个氨基酸的茶树单脱氢抗坏血酸还原酶基因,命名为CsMDHAR。蛋白序列特征和基因表达模式分析表明,CsMDHAR蛋白含有FAD结合功能域,属于FAD依赖的吡啶核苷酸-硫基氧化还原酶（Pyr-redox-2）家族。该蛋白有两个无序化区域,而且包含有32个磷酸化位点,理论相对分子量为47.21βkDa,pI为5.99,属于亲水性蛋白;CsMDHAR蛋白二级结构以α-螺旋和随机卷曲为主。通过PlantCARE和PLACE对启动子上游调控元件进行分析预测,结果显示,CsMDHAR基因启动子上游1β000βbp中含有多个与光、激素以及植物抗逆有关的顺式作用元件。利用荧光定量PCR方法检测龙井43和迎霜的CsMDHAR、CsAO和CsAPX在4种不同非生物胁迫下的表达水平,结果表明,在低温（4℃）胁迫下,两个茶树品种的CsMDHAR、CsAO和CsAPX的表达均受抑制,且品种间的差异较小;在高温（38℃）和干旱（200βg·L^-1 PEG）胁迫下龙井43中的CsMDHAR表达均上调,分别在8βh和2βh时达到最大值,为对照的1.49倍和1.85倍;盐（200βmmol·L^-1 NaCl）胁迫下,CsAO和CsAPX在两种茶树品种中的表达量变化趋势相似,但变化幅度不同,可能与品种间不同的抗逆性有关。     

转基因玉米Bt蛋白降解规律及其与土壤动物互作研究

以转Cry11Ac基因玉米及其非转基因对照为试验材料,利用大、中、小不同孔径的凋落物分解袋,研究黑土区转基因玉米外源基因表达Bt蛋白的降解规律及其与土壤动物的互作关系。结果表明,第二年春天大孔径凋落物分解袋内转基因玉米残体Bt蛋白含量为初始含量的25.98%,至8月份Bt蛋白只剩下初始含量的0.35%。分解袋孔径对转基因玉米及其对照玉米凋落物分解率和Bt蛋白降解率均有显著影响,表现为大孔径中孔径小孔径,说明大型和中型土壤动物都可以促进凋落物分解和Bt蛋白的降解。与对照玉米相比,转基因玉米凋落物分解率和凋落物内土壤动物群落结构参数都没有显著差异(P0.05,t-test),说明导入Bt基因对玉米残体分解速率和土壤动物均无显著影响。     

茶树品种对生物量累积与养分分配的影响

为明确不同品种茶树的物质、养分积累及分配特性,本研究以10龄的龙井43、薮北和奥绿茶树为研究对象,考察了3个品种茶树的生物量以及养分量在地上部留存、新梢采摘、修剪和凋落物中的分配。结果表明,地上部留存的生物量以及新梢产量均为龙井43>薮北>奥绿;而修剪物的生物量则呈相反的趋势;凋落物的生物量未在品种间表现出明显差异。5种主要养分元素在3个品种间均表现为叶片含量高于树茎;但在新梢、修剪物和凋落物中的分配则与品种相关。地上部留存部分的养分累积量为龙井43>薮北>奥绿,而通过采摘、修剪与凋落物形式移出的养分总量表现为奥绿>龙井43>薮北;其中龙井43新梢养分累积量占地上部移出总量的比例最高（63.7%~85.0%）,薮北为37.4%~60.2%;修剪是奥绿转移物质和养分的主要形式,其养分累积量占地上部总移出量的66.6%~91.2%。本研究结果有利于根据品种优势和茶园生产模式制定针对性的养分管理措施,为优化茶园施肥、提高养分利用效率提供依据。     

基于高通量测序筛选‘紫娟’花青素合成相关的miRNA

为筛选调控紫娟茶树花青素合成相关miRNA,以茶树品种紫娟（ZJ）、云抗10号（YK）和福鼎大白茶（FD）为材料,构建了miRNA文库。鉴定出46种已知的miRNAs和67种新的miRNAs,预测到具有注释的靶基因765个。通过差异表达分析,筛选出在ZJ与YK、ZJ与FD共有差异表达的miRNA 24个。通过对24个差异表达miRNA的靶基因分析,筛选出可能参与调控花青素合成的miRNA 4个,包括miR828a、miR845c、novel_14和novel_87,其预测的靶基因包括转录因子基因MYB4、MYB23、MYB26、MYB82、bHLH74以及4-香豆酰辅酶A链接酶（4CL）、二氢黄酮醇4-还原酶（DFR）和UDP-葡萄糖黄酮3-O-葡糖基转移酶（UFGT）等基因。利用RT-PCR分析8个差异表达的miRNA,其结果与转录组分析一致。本研究结果为进一步开展茶树花青素生物合成的调控机制研究奠定基础。     

Interacting effects of yak dung deposition and litter quality on litter mass loss and nitrogen dynamics in Tibetan alpine grassland

The effects of grazing‐induced dung deposition on plant growth and soil attributes are well established, but little is known about dung effects on litter decomposition. Here, we tested effects of yak dung on litter decomposition and nutrient content in a Tibetan alpine meadow. We incubated litter of four common alpine meadow species using litter bags in the field. Two low‐quality species (Kobresia capillifolia and Elymus nutans) with low nitrogen (N), high C/N and Lignin/N, and two high‐quality species, (Saussurea nigrescens and Thermopsis lanceolata) were incubated in monoculture with and without dung addition. Mass loss of leaf litter, fibre fraction (cellulose, hemi‐cellulose and lignin), N and phosphorus (P) were measured after 6, 12 and 18 months of incubation in the field. Dung addition significantly increased decomposition constants for low‐quality litter species, but not for high‐quality litter species. Dung addition promoted cellulose and hemi‐cellulose loss, but lignin loss was not affected by dung addition, except after 12 months for high‐quality litter species. Dung reduced N immobilization after 6 months and did not affect subsequent release in low‐quality litter species, and promoted N release after 6 and 12 months in high‐quality litter species. Regardless of litter quality, dung increased P release after 6 and 12 months. Our results suggest grazing‐induced dung deposition may accelerate C and nutrient turnover, primarily through increasing the mass loss of low‐quality litter, P release from litter and N release from high‐quality litter. The mechanisms underlying the effects of dung deposition need to be clarified in future studies.     

橡胶林枯落物分解及其氮素释放规律研究

对橡胶林枯枝、枯叶分解过程中分解速率、氮素含量及氮素释放的变化规律进行研究,结果表明:(1)橡胶林枯枝、枯叶分解后年失重率分别为47.37%、94.44%,枯叶失重最多在1~6月,枯枝失重较多集中在6~10月;(2)分解过程中枯枝、枯叶的氮素含量变化不同,枯叶全年整体呈下降趋势,枯枝则呈上升趋势;(3)分解过程中枯枝、枯叶的氮素释放率变化有差异,枯叶主要表现为氮素净释放,其中5月净释放率最大(41.50%),枯枝出现氮素富集的月份比枯叶多,其平均富集率(12.25%)远大于枯叶(2.75%);(4)随着林龄的增加,橡胶林枯落物分解中氮素释放量逐渐增多,一年之中5月氮素释放量最大,4月氮素富集最多。     

不同生育期橡胶树幼茎细胞壁三要素的变化动态

对巴西橡胶树热研7-33-97半年生组培苗的木质部不同发育时期的木质素、纤维素和半纤维素含量进行测定分析,用Van Soes方法计算得到木质素、纤维素和半纤维素的含量。结果表明,木质素、纤维素和半纤维素在生长发育过程中的含量随着生长发育逐渐增加。其中木质素与纤维素的含量随着生长发育趋于稳定状态,而半纤维素的含量从GX期开始迅速增加,直到SX期也没有出现趋向稳定的趋势;木质素/纤维素的比值在发育过程中变化不大,木质素/半纤维素的比值及纤维素/半纤维素的比值在GX期均达最大。木质素与纤维素的相关性显著,积累是同步的。     

闽北不同类型毛竹林生态系统植被状况对地表径流的影响

以中亚热带杉木纯林（Ⅰ）和常绿阔叶林（Ⅴ）为对照，运用灰色关联法对闽北地区竹杉混交林（Ⅱ）、毛竹纯林（Ⅲ）、竹阔混交林（Ⅳ）3种不同类型毛竹林的生态系统植被状况影响地表径流系数进行了定量分析。结果表明，植被状况参数对地表径流系数影响的大小顺序是：草本层盖度＞凋落物层有效持水量＞物种丰富度＞林分高度＞凋落物总储量＞土壤稳渗速率＞灌木层盖度＞乔木层郁闭度＞土壤层有效持水量=土壤孔隙度；5种林分的植被状况对地表径流系数的影响以常绿阔叶林最大，竹杉混交林对地表径流的影响最小，灰关联度排序为：常绿阔叶林（0.763）＞杉木纯林（0.756）＞竹阔混交林（0.697）＞毛竹纯林（0.621）＞竹杉混交林（0.529）。     

Litter dynamics of Dactylis glomerata and Vicia villosa with respect to climatic and soil characteristics

The rates of litter decomposition, organic matter loss and nutrient release for Dactylis glomerata (Gramineae) and Vicia villosa (Leguminosae) were studied at two sites in north Greece, which differed in soil pH, soil particle distribution and nutrient availability.
Climate, soil characteristics and taxonomic plant differences affected the rates of litter decomposition. Litter loss was higher at site A (neutral soil) than at site B (acid soil). Organic matter loss was generally low. Dry weather affected both parameters. Nitrogen release from litter was higher for both species at site A. The rate of P and K release was higher in the neutral soil than in the acid soil for both species, while that of Ca for both species and of Mg for Vicia was higher in the acid soil. Phosphorus, Ca and Na release from the litter of the leguminous species began earlier than from the graminaceous species. P mineralization from Vicia litter seemed to start just after its incorporation into the soil.     

Fractionation of flax shives with pressurized aqueous ethanol

Fractionation of flax shives into major biopolymer constituents, such as cellulose, hemicelluloses, and lignin, was carried out with pressurized aqueous ethanol in a pressurized low-polarity water extractor. The effect of processing parameters such as temperature, ethanol concentration, flow rate, sample size and solvent/feed ratio on the simultaneous extraction of hemicelluloses and lignin was determined. More than 80% of total hemicelluloses and ∼78% of total lignin were removed simultaneously in a single step under the following conditions: 180 °C, 30% (v/v) ethanol concentration, 3 mL/min flow rate, and 45 mL/g solvent/feed ratio. Under these extraction conditions, cellulose degradation was negligible. Further, the separation of lignin from hemicelluloses was carried out using two simple alternative methodologies based on precipitation. Since no acidic or alkali catalysts were used, the degradation of biopolymers was negligible and the oligomer/monomer ratio of sugars was 825:1. Characterization of fractionated biopolymers was carried out with scanning electron microscopy and a Fourier-transform infrared spectrometer (FT-IR). FT-IR spectra of isolated lignin and hemicelluloses showed that both polymers were comparable to commercially available products.     

亚热带3种森林类型的群落特征与物种多样性的耦合关系

准确把握森林群落特征与其物种多样性的耦合关系是林分管理的基础。选择亚热带3种地带性森林类型,分别为季风常绿阔叶林（米槠林）、天然针叶林（马尾松林）和落叶-常绿阔叶混交林（闽桦-闽楠林）,调查了乔木层、灌木层、草本层和藤本植物群落特征（高度、胸径、冠幅、盖度等）并计算了不同层次物种多样性,旨在探讨森林群落特征与物种多样性的耦合关系。结果表明：（1）闽桦-闽楠林胸径显著大于马尾松林,而马尾松林和米槠林、闽桦-闽楠林和米槠林之间胸径无显著差异（P>0.05）,此外,3种林分乔木层树高和枝下高均无显著差异（P>0.05）,马尾松林和闽桦-闽楠林的灌木株高、地径和草本多度、盖度显著高于米槠林,草本层多度和盖度为马尾松林>闽桦-闽楠林>米槠林（P<0.05）。（2）3种森林类型的物种多样性基本都呈灌木层>乔木层>藤本层>草本层的趋势,群落的物种多样性取决于乔灌层多样性。（3）典范对应分析表明,3种林分群落特征与其物种多样性存在相互影响的关系。其中米槠林胸径、草本高度和盖度对乔灌层物种多样性具有明显的促进作用,马尾松林的灌木冠幅对草本物种多样性和均匀度有显著影响,是影响群落物种多样性的主导因子。闽桦-闽楠林灌木冠幅和地径,树高和枝下高对灌草层丰富度的提高具有促进作用,通过提高枝下高和灌木高度生长,降低草本盖度、灌木冠幅和大小,可增加群落物种多样性。研究结果对于科学评价森林空间结构,制定合理经营措施实现物种多样性保育和森林科学经营等方面具有指导意义。     

茶树两个MYB转录因子基因的克隆及功能验证

第4亚组R2R3-MYB可能参与木质素合成的调控,从而影响植物的生长发育。本文利用RACE技术,克隆了两个茶树第4亚组MYB转录因子（CsMYB4-5和CsMYB4-6）。生物信息学分析发现CsMYB4-5氨基酸序列与金鱼草中的AmMYB330一致性为48.45%,与拟南芥中的AtMYB3一致性为44.79%;CsMYB4-6氨基酸序列与金鱼草中的AmMYB308一致性为69.80%,与拟南芥中的AtMYB4一致性为62.41%。实时荧光定量PCR分析表明两个基因均在根中高表达而在茎中低表达。原核表达分析表明,CsMYB4-5和CsMYB4-6的分子量分别为32 kD和27 kD左右。烟草转化实验表明,与野生型烟草相比较,转CsMYB4-6基因的烟草叶片的叶脉紧缩而脉间凹凸不平,老叶有白色斑点,而转CsMYB4-5基因的烟草老叶发黄。     

基于mtDNA COI的假眼小绿叶蝉系统发育研究

克隆测定了12个茶树假眼小绿叶蝉Empoasca vitis（Göthe）种群84个样本和5个叶蝉近缘种外群62个虫体的线粒体DNA COI基因序列片段,利用生物信息学软件分析其序列同源性、遗传结构及系统进化关系。发现我国茶树假眼小绿叶蝉种群间的遗传距离为0.5%~1.2%,远小于昆虫物种2%的界限,未呈现明显遗传分化,ML分子系统树也显示其种群个体呈平行分布。假眼小绿叶蝉与几种外群叶蝉的遗传距离在14.8%~24.5%之间,依次为葡萄小绿叶蝉<葡萄二星叶蝉<桃一点斑叶蝉,说明它与葡萄小绿叶蝉亲缘关系最近,与系统进化树的聚类结果一致。本研究首次通过mtCOI基因序列分析,揭示了假眼小绿叶蝉遗传结构及它与近缘种叶蝉的系统进化关系,为解释它在茶园的起源及适应机制提供了基础。