Basal area growth and mortality of Betula maximowicziana affected by crown dieback in a secondary forest in Hokkaido, northern Japan

Since the late 1990s, decline of B. maximowicziana Regel has been observed in mature secondary forests in various parts of Hokkaido, northern Japan. To develop a method of thinning for large-timber production of B. maximowicziana, we measured basal area growth and the mortality of 217 trees during a four-year period (1999–2003) in a 90-year-old secondary forest with serious tree damage. We analyzed growth and mortality in relation to the degree of crown dieback (DC), symmetric and asymmetric competition from neighbors, and initial tree size. Individual basal area growth decreased with increasing DC, with increasing symmetric (two-sided) competition, and with decreasing initial tree size. During the four-year period, 4.1% of the observed trees died. Logistic regression analysis revealed that mortality rate increased with increasing DC and with increasing symmetric competition. These results suggest that both growth and mortality rates were affected by the same factors (i.e., DC and symmetric competition). We concluded that the resource for which individuals were competing at the study site was underground, most likely water. Modeled growth and mortality rates can be used to improve the management of damaged forests. A management plan for the damaged study site is proposed.     

不同贮藏与萌发方式下的亮叶桦种子萌发差异

亮叶桦是我国特有的优良速生树种,其种子贮藏特性备受关注。本研究设置了低温和常温两种处理,通过不同贮藏时间的实验室萌发和土壤萌发试验,探讨不同贮藏与萌发方式下亮叶桦种子的萌发差异。结果表明,低温贮藏条件下,亮叶桦种子活力在1年内未发生显著变化;常温条件下,种子成熟后贮藏160 d,亮叶桦种子发芽能力发生显著改变,但贮藏1年之后仍有50.0%的萌发率。贮藏后萌发条件的不同导致亮叶桦萌发率不同。在昆明自然光照和温度条件下,贮藏时间增加会降低亮叶桦种子在土壤中的萌发率,萌发温度的差异也会影响种子的萌发速度及整齐度,但常温贮藏370 d后的种子在昆明自然状况下的萌发率仍有34.8%,表现出一定的耐贮性。     

白桦愈伤组织中三萜物质提取条件的优化研究

为了提高白桦愈伤组织中的三萜产量,以齐墩果酸为标品,以5%香草醛-冰乙酸溶液、高氯酸为显色系统,对白桦愈伤组织中三萜含量的测定进行了评价,发现该方法具有较高的重现性,并且显色液在5～50 min内测定吸光值较稳定;对白桦三萜的提取温度和试剂优化发现,白桦愈伤组织样品在20℃,40℃,60℃,80℃等温度下进行超声提取,其三萜含量依次为40℃(1.67 mg/g)>60℃(1.28 mg/g)>80℃(0.47 mg/g)>20℃(0.08 mg/g).在有机溶剂中,其含量依次为:苯(2.58 mg/g)>乙醚(2.04 mg/g)>.乙醇(1.67 mg/g)>氯仿(1.21 mg/g)>甲醇(0.89 mg/g)>丙酮(0.50 mg/g).因此建议,白桦愈伤组织中三萜提取的最佳温度为40℃,提取试剂为95%乙醇.     

广西大青山西南桦人工林土壤养分特征及其与立地生产力的关系

[目的]探讨西南桦人工林对土壤的适应性及土壤养分特征,揭示土壤养分状况与立地生产力的关系,为其造林地选择及人工林养分管理提供参考。[方法]在广西大青山林区西南桦人工林内设置47块600 m2的典型样地,调查常规测树因子,采集土壤样品,测定10项常规土壤化学性质指标;按照土壤养分分级标准评价土壤养分状况,基于立地指数将样地分为高产和低产组,进一步比较分析两组立地间各养分指标的差异性,探讨土壤养分对立地生产力的影响。[结果]表明:广西大青山西南桦人工林地土壤绝大部分为强酸性,有机质、有效N、全N含量中等偏上,有效P甚缺,其它养分含量中等偏下。高产和低产立地间土壤有机质和全K含量均呈极显著差异(P0.01),有效N含量差异显著(P0.05)。[结论]西南桦对于低pH值、低P含量的土壤具有较强的适应性;有机质、全K和有效N含量是影响广西大青山西南桦人工林立地指数的关键土壤养分因子。     

盆栽白桦优良无性系苗期的初步选择

开展林木优良无性系选择,充分利用基因的加性效应和非加性效应,以获得最大遗传增益和经济效益为良种的选育目标。本研究针对白桦优良杂种子代的优良个体,通过组培扩繁技术建立了37个无性系,连续2个年度测定其苗高、地径、侧枝数、叶面积及节间距等性状,并进行差异显著性分析,利用隶属函数法结合主成分分析赋予各性状权重值,对各无性系进行综合评价。结果表明:无性系间的苗高、地径、侧枝数、叶面积及节间距等性状差异均达到极显著水平(P < 0.01);相关分析发现,凡是高生长量大的无性系,其地径粗、侧枝数量多、节间距长,但平均单个叶面积较小。根据2个年度隶属函数值的均值,将无性系划分为1、2、3、4级4个等级,其中有7个无性系被确定为1级,这些无性系苗高、地径、侧枝数的均值较整个群体均值分别提高了11.31%、9.91%、8.93%;被评为2级的无性系有13个,可作为增加白桦遗传多样性候选对象。      

四倍体白桦木材纤维性状比较及优良母树选择

为选出不仅生长速度快而且木材纤维性状表现优良适于制浆造纸的四倍体白桦母树。以制种园中31株四倍体白桦为研究对象,测量其胸径生长指标,测定木材密度、纤维长度、纤维宽度以及木质素、纤维素、综纤维素含量等木材品质指标,并对其进行了方差分析和多重比较。结果显示:各性状在母树间的差异均达到极显著水平(P＜0.01),在31株四倍体母树中24株的纤维长显著高于二倍体对照。有13株母树综纤维素含量大于70%,12株母树纤维素含量高于50%,说明白桦染色体加倍后对木材纤维性状影响显著,在四倍体母树中可选出用于纸浆材的优良母树。参试母树胸径生长量为2.00或2.00 cm以上的有8株母树,并且均为四倍体白桦;根据胸径生长量及材性指标,采用隶属函数法对参试母树进行综合评价,表现最优的7株母树均为四倍体母树,说明染色体加倍可提高白桦的生长量及木材品质。虽然四倍体在树干通直度方面表现较差,仅有42%母树通直度为Ⅱ级或Ⅰ级,但作为纸浆材对该性状的要求可适当放宽,最后初步选出19株母树生长和材性均表现优良,其中5株兼具生长、材性、干型最优。在种子园中,生长及材性性状表现均较差的5株四倍体母树将被淘汰。      

新疆小叶桦及其新变种的ISSR分析

用ISSR(inter-simple sequence repeat)技术对60份小叶桦(Betula microphylla Bunge)及变种进行了系统进化分析;从100个引物中筛选出8个可以扩增出多态、重复性好的引物;用该8个引物对全部供试材料的DNA多态性进行检测,共扩增出3 029条谱带,其中多态性条带为2 525条,多态性比率为83.4%。聚类分析结果表明,供试材料相似系数介于0.84~0.90之间,平均相似系数为0.85。取相似系数0.847可将供试材料分为6个类群。小叶桦及其变种在DNA水平上的遗传多样性与形态学特征较一致。该研究为小叶桦类群间的鉴别和优良类群确定及杂交育种等提供了重要的理论依据。     

白桦五个MYB转录因子的生物信息学分析

在白桦(Betula platyphylla Suk.)转录组数据库中获得5个MYB转录因子,将其进行蛋白质分子量与等电点、核定位信号、跨膜结构域和蛋白保守结构域预测,并与拟南芥的MYB蛋白质进行氨基酸序列比对分析和系统树构建。结果表明,白桦的5个MYB转录因子都属于R2R3-MYB类蛋白;系统进化树表明白桦的5个MYB转录因子与拟南芥抗逆相关的MYB转录因子亲缘关系较近,而与非抗逆相关的转录因子亲缘关系较远,说明白桦的5个MYB转录因子可能具有植物抗逆相关功能。     

光质、光周期对白桦愈伤组织生长和三萜质量分数的影响

以白桦(Betula platyphylla Suk.)组培苗茎段为研究材料,在IS培养基上附加0.6mg/L NAA+0.8mg/L BA进行愈伤组织的诱导,观察不同光处理条件下白桦愈伤组织的生长状况及其三萜积累的变化.结果表明:在一个继代生长期中,白桦愈伤组织在不同光照条件下的干质量积累呈上升趋势,其干质量增长率依次为:蓝光(48.95%)＞黄光(40.24%)＞绿光(23.28%)＞黑暗(21.14%)＞红光(18.37%);全光照(36.56%)＞14h光照(24.69%)＞黑暗(21.14%).白桦愈伤组织的细胞活力在一个继代培养周期中呈现先上升后下降趋势,其中,愈伤组织的细胞活力在9～15d间达到最高值;白桦愈伤组织中三萜质量分数在0～9d呈上升趋势,9～18d呈下降趋势,18～21d略微回升,于第9d达到最大值.在第9d时,光处理下白桦愈伤组织中的三萜质量分数与对照(黑暗)相比的增长率依次为:蓝光(20.12%)＞红光(17.03%)＞黄光(9.35%)＞绿光(-3.09%);14h光照(12.06%)＞全光照(-3.01%).由此可见,光处理可以调节白桦愈伤组织的生长状态及其三萜等次生代谢物的积累量.     

小兴安岭地区白桦纸浆材优良家系选择

以59个白桦(Betula platyphylla Suks.)自由授粉家系子代测定林为研究对象,对树高、胸径、纤维长度、纤维宽度、纤维长宽比、苯醇抽提物含量和综纤维素含量7个性状进行了差异显著性分析和多重比较分析,运用选择指数法开展了白桦纸浆材优良家系选择,并对这些入选家系作了遗传增益估算.结果表明:这些性状在家系间差异达到极显著水平,各性状家系遗传力为0.52～0.92;遗传变异系数除树高(20.71%)较大外,其它性状皆小于5%.对7个性状进行了多重比较并绘制了散点图,发现选择的性状标准不同,选择出的优良家系也不尽相同.进一步运用等权重的指数选择方法综合选择出了7个生长和材性兼优的家系.入选家系各性状的遗传增益为0.24%～9.52%,生长性状的遗传增益大于材质性状的遗传增益.