NaCl处理下茉莉酸甲酯对金叶银杏光合色素、抗氧化性及黄酮代谢的调控作用

以金叶银杏幼苗为试验材料，通过0、50（低盐）、150（高盐）mmol·L^-1 NaCl以及在50、150 mmol·L^-1 NaCl下分别添加500 μmol·L^-1茉莉酸甲酯（MJ） 处理金叶银杏幼苗，研究MJ在NaCl处理下金叶银杏幼苗的生理响应及对黄酮苷元含量的调控作用。结果表明，2个水平盐处理（50、150 mmol·L^-1 NaCl) 及添加MJ处理后叶绿素含量降低，但低水平盐可促进类胡萝卜素的积累；低盐+MJ处理可提高叶绿素b的含量。高盐处理可显著地提高丙二醛（MDA）含量、超氧歧化酶（SOD） 活性；高盐+MJ能够显著地降低MDA含量、提高SOD酶活性，而低盐或低盐+MJ处理上述指标变化不显著。2个水平盐处理下苯丙氨酸解氨酶（PAL）、4-香豆酸辅酶A连接酶（4CL）以及肉桂醇脱氢酶（CAD）活性均有所提高，但MJ的添加并没有显著提高4CL和CAD的活性。低浓度盐处理在短期内（5 d）就可显著提高金叶银杏黄酮苷元和总黄酮的含量（比对照提高了133.7%）但低盐+MJ处理对黄酮苷元和总黄酮含量提高程度不大；高盐+MJ处理可在长时间内（10~15 d）显著提高槲皮素(154.5%)和总黄酮的含量(132.1%)。本研究为盐胁迫、茉莉酸及黄酮代谢间的作用机制及银杏黄酮的代谢调控提供一定的理论基础和技术支持。     

长江下游典型生态河道水土保持措施调查分析及对策

为明确生态河道建设中面临的水土保持问题，指导生态河道建设中的水土保持措施配置及管护，以江苏省生态河道建设工程为研究对象，采用资料收集、无人机航摄、野外实测及现场座谈等方法，开展了典型生态河道水土保持措施调查。基于因素空间分异特征，综合考虑河道工程断面和措施配置，确定宜兴洑西河、宝应大溪河和宿迁黄河故道宿城段为典型生态河道建设工程，统计分析了生态河道建设工程中实施的措施类型及种类，结果表明，具有水土保持功能的措施有21种，其中16种界定为水土保持措施，且典型生态河道建设工程的水土保持措施数量和投入在初步设计和验收阶段存在较大差异。针对生态河道建设中存在的不重视水土保持方案编制、植物种类选择不合理、河道边坡耕垦现象及面源污染问题突出、文化挖掘和植被多样性以及与环境景观的协调性不足等问题，提出了相应的对策与建议。     

基于无人机激光雷达的银杏人工林有效叶面积指数估测

【目的】精确估测银杏人工林有效叶面积指数(eLAI),以更好了解银杏人工林的生长和竞争、理解人工林生态系统的功能和生产力。【方法】基于多旋翼无人机激光雷达(LiDAR)系统获取的点云数据,结合45块地面实测样地数据,使用孔隙度模型法(通过计算点云的冠层穿透率,根据Beer-Lambert定律计算有效叶面积指数)和统计模型法(首先通过地面实测的有效叶面积指数和所提取的LiDAR特征变量建模,然后借助拟合的模型估测有效叶面积指数)对我国典型银杏人工林进行样地尺度的有效叶面积指数估测。【结果】1)使用统计模型法估测eLAI时,仅利用LiDAR高度特征变量估测精度为R2=0. 38(rRMSE=54%),引入其他特征变量(冠层密度特征、冠层容积比以及强度特征变量)后精度分别达到R2=0. 64(rRMSE=26%)、R2=0. 61(rRMSE=28%)、R2=0. 74(rRMSE=23%); 2)根据Cover将样地分组建模后发现,分组建模的精度优于不分组建模的精度;3)孔隙度模型法估测有效叶面积指数的精度为R2=0. 71(rRMSE=32. 0%)。【结论】结合多组LiDAR特征变量估测有效叶面积指数能够充分挖掘LiDAR数据包含的冠层结构特性,从而提升估测精度;同时,使用孔隙度模型法可以有效估测银杏人工林有效叶面积指数。无人机LiDAR点云在估测银杏人工林有效叶面积指数上具有较好的潜力。     

三峡库区马尾松林穿透雨和树干茎流空间变异特征

【目的】探讨马尾松林下穿透雨和树干茎流空间分布特征及其影响因素,为准确量化马尾松林下降水分配过程以及水源涵养功能评价提供科学依据。【方法】2017年5—9月,在1个马尾松林下布设16个截面面积为3 000 cm~2的雨量收集器来观测穿透雨,选择27株马尾松标准木研究树干茎流的空间变异特征,应用Pearson相关分析研究冠层结构参数与穿透雨、树干茎流之间的关系,并用Monte Carlo抽样方法确定在一定误差范围内估测穿透雨所需雨量收集器的数量。【结果】研究期间林外总降雨量1 008. 4 mm,林下总穿透雨量和树干茎流量分别为829. 8和14. 4 mm,各占总降雨量的82. 3%和1. 4%;树干茎流量和茎流率均随降雨量的增加而增加,但茎流量变异系数随着降雨量增加而减小,且茎流量变异系数达到60%后趋于稳定,树干茎流量与树木的冠幅面积和胸径呈显著正相关(P0. 01);穿透雨率随降雨量增加而增加,穿透雨率达到87%后趋于稳定,用"S"曲线函数可较好地拟合穿透雨率与降雨量的关系(P0. 01);在测定样地中,穿透雨量存在较大的空间异质性,其变异系数随降雨量增加先显著降低而后稳定,两者用倒数函数拟合效果较好(P0. 01);冠层结构是影响穿透雨量空间变异的主要影响因子,但其作用因降雨量的大小而不同;叶面积指数、冠层厚度、测点距树干的距离以及冠层覆盖度均能影响穿透雨的空间分布,其中以叶面积指数对穿透雨量的影响最大;不同雨量级在相同置信区间达到相同的误差水平,所用穿透雨收集器数量不同,随着雨量级增大,用较少雨量收集器就可以达到相同的误差水平,当雨量级在0～10mm时,所用穿透雨收集器数量最多,即95%置信区间下,5%误差范围内,所需最少的穿透雨收集器数量为13个;雨量级在大于40 mm时,达到相同误差水平所用集水槽数量最少,即95%置信区间下,测的穿透雨值在5%误差范围内,所需最少的穿透雨收集器数量为6个。【结论】马尾松林下穿透雨量和树干茎流量空间变异特征同时受降雨特征和冠层结构特征的影响,且穿透雨量和树干茎流量的空间异质性均随着降雨量增大而减小,而后趋于稳定,但树干茎流量的空间变异系数稳定值大于穿透雨,冠层结构决定了林内穿透雨量空间分布的总格局,其中以叶面积指数与穿透雨率相关性最强,而胸径对树干茎流量的影响最为显著;本研究在参考降雨量级0～10 mm时,在95%或90%的置信区间下,若将穿透雨数值控制在5%误差范围内,在50 m×50 m样地内至少需布设13或11个3 000 cm~2收集器。     

生物质炭的固碳减排与合理施用

近年来开展了大量短期一次性施用生物质炭对作物产量、土壤碳库和温室气体排放的研究。研究表明生物质炭能增加土壤碳库,但对作物产量、CH4和N2O排放的影响受生物质炭性质和土壤类型影响。生物质炭用在酸性土壤上比中性或碱性土壤上更能提高作物产量。草本或木本炭能减少N2O排放,但畜禽粪便炭不能减少N2O排放。在热带、亚热带地区生物质炭施用对N2O的减排作用小于温带地区。生物质炭的固碳减排效应除了受生物质炭类型、稳定性和施用区域影响外,还受制炭能耗和裂解气回收技术影响。在未来发展方向上,提出了亟需加强制炭技术、长期连续施用生物质炭效应和生物质炭性质与土壤类型互作研究。     

马尾松转录组密码子使用偏好性及其影响因素

【目的】异源表达是植物蛋白功能验证和分子育种的重要手段,而密码子是异源基因高效表达的重要因素,对马尾松转录组基因编码区密码子偏好性分析可以为马尾松分子育种提供一定的理论支持。【方法】利用CodonW、EMBOSS密码子分析软件对马尾松转录组进行密码子参数分析和密码子偏好性分析,根据中性绘图、ENc-GC3s、偏倚性分析推测马尾松密码子偏好性的主要形成原因。通过比较高低表达基因样本同义密码子相对使用度(RSCU)筛选马尾松最优密码子,通过密码子使用频率比值分析马尾松与拟南芥、烟草、欧洲山杨、大肠杆菌、酿酒酵母的密码子偏好性差异。【结果】马尾松转录组编码序列(CDS)密码子平均GC含量为44. 95%,密码子第3位GC含量为38. 95%,尤为偏好A/T。高、低表达基因样本统计分析表明,马尾松转录组RSCU差异较小,筛选出TTA、CAA、TGT、GGT等27个密码子可作为马尾松的最优密码子。中性绘图、ENc-GC3s关联分析以及偏倚分析表明,马尾松密码子偏好性的形成可能主要受突变影响,其次受自然选择等多重因素共同影响。密码子使用频率分析表明马尾松密码子偏好性与烟草、拟南芥和欧洲山杨相比差异较小,与大肠杆菌差异最大,与酿酒酵母差异小于大肠杆菌。【结论】马尾松偏好第3位为A/T的密码子,筛选出27个最优密码子,其中25个密码子第3位为A/T。马尾松密码子使用偏好性形成主要受突变影响,其次受自然选择等多重因素共同影响。烟草可以作为马尾松基因异源表达的优选植物生物体,而微生物中酿酒酵母可能优于大肠杆菌。     

3个竹种实生竹苗质量评价研究

以2年生毛竹、1年生淡竹和1年生翠竹实生苗为对象，测定多个竹苗形态特征指标，运用因子分析和聚类分析开展了竹类植物苗木质量分级的评价研究。结果表明，利用因子分析根据每个竹种实生苗的形态指标相关性和因子贡献率大小确定其最终形态指标，利用系统聚类分析将3个竹种实生苗的苗木质量划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 3个等级，并定量划分出每个竹种实生苗的苗木等级标准，为各类型竹类植物的播种育苗、大规模选育和集约经营提供理论依据。     

生物炭去灰分对萘和1-萘酚的吸附动力学影响

为探究生物炭矿物组分对有机污染物吸附过程的影响机制，考察（非）极性有机污染物萘和1-萘酚在不同温度（300、400、500℃）下制得的小麦秸秆原始生物炭以及去灰分后生物炭上的吸附动力学。结果表明：拟二级和双室一级动力学模型能较精确地描述目标污染物的动力学吸附过程。去灰分处理增加生物炭芳香碳含量，增强其与萘和1-萘酚间的p-p和疏水作用；同时降低生物炭表面极性，特别是减少表面烷氧基官能团的分布，提高疏水碳吸附域（主要是芳香碳）的可达性，导致平衡吸附量（Q_e）增大。除灰后极性官能团在生物炭表面的暴露减少，促进萘分子向表面疏水吸附位点扩散，使得萘在生物炭上快吸附单元的吸附速率常数（k_fast）升高；而极性1-萘酚结构中的—OH能通过氢键与生物炭表面极性官能团或矿物含氧表面相互作用，对快吸附有重要贡献，去灰分削弱氢键，造成其k_fast下降。致密的芳香碳组分和纳米级孔隙结构主要对萘和1-萘酚在生物炭上的慢吸附起作用，去灰分提高生物炭芳香化程度和孔隙度，使慢吸附对总吸附的贡献（k_slow）增大；同时使得化合物分子较难扩散进入更致密的生物炭内部。另外表面积和孔隙度的增大延长吸附平衡时间，两种化合物的慢吸附速率常数（k_slow）均降低。研究表明，生物炭的矿物组分、化学组成和极性官能团的空间分布显著影响有机污染物的动力学吸附过程，从而影响生物炭在有机污染控制中的吸附性能。     

无细菌松材线虫对马尾松的致病性

【目的】探讨松材线虫及其伴生细菌在松材线虫病中的作用,为其致病机制研究及病害防治提供理论依据。【方法】以5年生温室健康马尾松盆栽苗为材料,人工接种无菌松材线虫和带菌松材线虫(8 000条·株-1),观察松苗萎蔫情况,并于接种5、10和30天后取茎段横切面观察松脂分泌情况,对接种20天后的茎段组织解剖结构进行显微观察,接种后30天对植株取样进行线虫再分离,统计线虫在树体内种群增殖情况。【结果】无菌松材线虫和带菌松材线虫均能引起5年生马尾松盆栽苗发病,且症状一致,接种35天后致萎蔫率均达到90%,对照植株保持健康状态;茎段横切面观察结果显示,无菌松材线虫接种5天后松脂停止分泌,10天后茎段开始出现少量空洞,30天时空洞化严重;带菌线虫接种5天后尚有少量松脂分泌,10天松脂分泌停止,30天后茎段产生空洞;对照松树松脂分泌正常,茎段横切面完整平滑。石蜡切片结果显示,2组线虫接种致萎蔫松树茎段的组织解剖结构均发生显著变化,皮层及木质部细胞、髓心细胞大多破碎变形,树脂道上皮细胞破碎解体。无菌松材线虫在松苗体内种群增殖速率高于带菌松材线虫,萎蔫松苗体内线虫数量分别为(8 105±5 661)条·g-1和(4 317±1 896)条·g-1,但二者差异不显著(P=0.361 9)。【结论】无菌松材线虫和带菌松材线虫接种均能使5年生马尾松苗发病,无菌化处理未使松材线虫失去对马尾松苗的致病性,松材线虫的致病性与其伴生细菌无关。