山东栒子全长转录组测序数据组装及功能注释

山东栒子是中国山东省的特有种,现已处于极度濒危状态。目前,山东栒子的分子生物学研究较少,基因数据库资源极度缺乏,急需探究其生物学遗传信息,以加快对山东栒子的保护遗传学工作。本研究以山东栒子叶片、花、成熟果实为实验材料,利用PacBio Sequel测序平台对其转录组进行全长转录组测序。共得到高质量去冗余的转录本53932个,作为最终转录本序列。预测到的CDS区共52490个;对其SSR位点进行分析,对测序得到Unigenes进行单核苷酸至六核苷酸重复的SSR位点搜索,共搜索到26796个SSR位点。对非冗余转录本利用BLAST软件与NR、Swissprot、GO、COG、KOG、KEGG 6个数据库进行比对,一共成功注释了53319个Unigenes,其中与NR数据库进行比对中注释为苹果的的相关基因数量最多,其次是白梨和桃;在GO数据库中有33305条山东栒子Unigenes被注释分类,由生物学过程、细胞成分和分子功能三部分组成;在与COG数据库比对中,共有23910条比对到了同源序列,且一共被分为25类;在与KEGG数据库的一系列比对中,可将Unigenes映射到126条代谢通路中。本研究在高通量全长转录组水平对山东栒子进行了系统研究,这为进一步开展山东栒子的分子标记开发和挖掘优良基因提供了科学依据,从而推动山东栒子的保护与利用。     

长白山阔叶红松林乔木树种幼苗组成与空间分布

以长白山阔叶红松林永久样地为平台,基于该群落幼苗、大树的调查数据,对乔木树种幼苗组成进行初步分析,并运用点格局分析法,对群落中幼苗及幼苗与大树相关关系进行研究。结果表明:该群落物种组成较丰富,共调查到乔木树种大树1 802株,隶属于20种,幼苗9 332株,隶属于10种,这些幼苗也是样地内主要乔木树种的组成成分。在1 hm2样地内,共调查到水曲柳(Fraxinus mandshurica)幼苗6 986株,紫椴(Tilia amurensis)幼苗832株,色木槭(Acer mono)幼苗394株,青楷槭(Acer tegmentosum)幼苗250株,花楷槭(Acer ukurunduensis)幼苗123株,假色槭(Acer pseudo-sieboldianum)幼苗289株,簇毛槭(Acer barbinerve)幼苗438株,红松(Pinus koraiensis)幼苗3株,蒙古栎(Quercus mongolica)幼苗10株,怀槐(Maackia amurensis)幼苗7株。从幼苗的空间分布格局来看,优势树种幼苗在小尺度上呈现聚集分布,随着尺度的增大而逐渐趋于随机分布。从幼苗与成树相关关系来看,优势树种的幼苗与大树未表现出显著的相关性。     

长白山阔叶红松林及杨桦林下草本季节动态及环境解释

为了认识长白山阔叶红松林下草本植物多样性格局的季节动态及其与环境因子相关性,从2009年5-9月份逐月调查了原始阔叶红松林样地及次生杨桦林样地内的100个l m2的草本样方,比较分析了2种林分林下草本植物多样性格局及其与环境因子的相关性.结果表明:次生杨桦林中调查到蕨类植物9种,早春短命植物8种,早夏植物36种,晚夏植物31种;阔叶红松林中调查到蕨类植物5种,早春短命植物13种,早夏植物37种,晚夏植物21种.阔叶红松林及次生杨桦林下的草本植物存在明显的季节性差异,早春时期以黑水银莲花(Anemone amurensis)和东北延胡索(Corydalis ambigua)为主;夏秋季节以山茄子(Brachybotrys paridiformis)和白花碎米荠(Cardamine leucantha)为主.次生杨桦林各月份之间,物种多度差异较大.同一林分不同月份之间的物种相似度在5月份最低,夏季最高;2个林分各个月份之间的相似度均较低.假设所有草本样方在样地中完全随机分布,稀疏曲线描述了样方数与物种数的关系.相比于幂函数模型和对数函数模型,逻辑斯蒂模型能较好地拟合阔叶红松及其次生杨桦林下的样方数与物种数的关系.光照环境是影响次生杨桦林草本多样性的主要因素;林隙分布和土壤酸碱度是影响阔叶红松林草本多样性的主要因素.因此,可以通过相关环境因子在一定程度上预测阔叶红松林及次生杨桦林下物种多样性的高低.     

长白山次生杨桦林林分结构

2005年在长白山建立了1个面积为5.2 hm²的次生杨桦林永久样地,通过对样地内的每株树木测量胸径和坐标,并运用混交度、大小比数和角尺度研究了该林分的空间结构.结果显示,该样地的平均混交度为0.63,表明该林分处于中度以上混交水平,且下层乔木的混交度普遍低于上层乔木.各树种大小比数介于0~0.67,反映了该林分树种组合和空间分化的极大差异,且先锋树种在生长上占有优势.该林分平均角尺度为0.55,表明次生杨桦林总体上呈聚集分布格局.     

长白山针阔混交林乔木幼苗组成与空间分布

目的了解长白山地区针阔混交林森林群落中乔木树种天然更新幼苗的组成及空间分布情况,为进一步科学经营奠定理论基础。方法以长白山光明林场针阔混交林固定样地为研究平台,通过对连续1 hm2面积内乔木幼苗和大树进行定位调查,分析了该森林群落中乔木幼苗的物种组成;运用点格局分析法,对样地内典型阔叶乔木(水曲柳、紫椴)和针叶乔木(红松、臭冷杉)幼苗的空间分布及幼苗与大树空间分布之间的关系进行研究。结果(1) 样地内乔木幼苗树种组成丰富,共调查到幼苗10 865株,隶属于17个乔木树种,且幼苗全部来自样地内大树树种,未发现样地外其他树种的幼苗;(2)从幼苗的空间分布格局来看,在较小的研究尺度上,水曲柳、紫椴、红松和臭冷杉的幼苗均呈现聚集性空间分布;(3)从幼苗与大树空间分布的关系来看,在一定的研究尺度范围内,水曲柳、紫椴幼苗与其大树表现出正相关关系,而红松、臭冷杉幼苗与其大树则表现为负相关关系。结论长白山针阔混交林中主要阔叶乔木和针叶乔木的幼苗在较小尺度上多表现为聚集分布,主要阔叶乔木幼苗与大树在空间上呈正相关,主要针叶乔木幼苗与大树在空间上呈负相关。      

长白山云冷杉林主要树种空间分布及其关联性

为揭示长白山云冷杉林物种共存的维持机制,基于Ripley爷s K 的双相关函数g(r),分析了5.2 hm2 云冷杉林 中鱼鳞云杉和臭冷杉的种群结构、空间分布格局及其种间空间关联性。结果显示:样地中鱼鳞云杉与臭冷杉共 8 730 株,占样地全部个体数的68.1%,胸高断面积之和占样地全部个体胸高断面积的51.9%,在样地中占据绝对 优势地位。2 个树种的径级结构均呈反冶J冶型分布。空间格局分析显示:小径级的臭冷杉和鱼鳞云杉均呈聚集分 布,尤其是在小尺度上更加明显;而随着径级增大,则呈随机分布,聚集强度也随尺度的增大而降低。臭冷杉的大 树和小树在0 ~50 m 尺度上呈负相关,显示这2 组个体存在非常激烈的种内竞争。而不同径级的鱼鳞云杉之间在 小尺度上表现为负相关或无明显相关性,说明鱼鳞云杉的种内竞争相对较弱。小径级的臭冷杉与所有径级的鱼鳞 云杉,小径级的鱼鳞云杉与所有径级的臭冷杉均呈正相关关系,表明2 个树种均适宜在对方林冠下生存。臭冷杉 和鱼鳞云杉的中径级和大径级的个体,两两之间呈负相关或无显著相关性;表明随着径级的增大,臭冷杉与鱼鳞云 杉之间存在强烈的种内和种间竞争。2 个树种的种群分布格局主要受到种子扩散限制和负密度效应的影响,而相 似的耐荫性使得2 个树种可以在该森林群落中长期共存。      

太岳山油松人工林土壤呼吸组分及其影响因子

采用挖壕法测定无根和有根样地的土壤呼吸,确定太岳山油松人工林群落土壤呼吸中异养呼吸和根系自养呼吸的贡献率及其影响因子。结果表明:对照与挖壕样方土壤温度和湿度均呈显著的季节变化;2010和2011年土壤呼吸速率和异养呼吸速率均值分别为2.71和2.22μmol·m-2s-1,2010和2011年异养呼吸速率比土壤呼吸速率分别下降了13.7%和21.1%;2010—2011年土壤自养呼吸速率为0.01～0.89μmol·m-2s-1,自养呼吸速率均值为0.49μmol·m-2s-1,2年间自养呼吸速率贡献率为0.2%～37.7%,年均自养呼吸速率贡献率为20.2%;土壤呼吸速率、异养呼吸速率与土壤2,5和10cm深处土壤温度均呈显著指数相关(P0.001),而土壤呼吸速率、异养呼吸速率与5cm深处土壤湿度的相关性并不显著(P0.05);利用2cm深处土壤温度拟合土壤呼吸速率和异养呼吸速率时,异养呼吸速率的温度敏感系数Q10值略高;土壤温度和湿度的双变量模型可以很好地解释土壤呼吸速率和异养呼吸速率的季节变化,拟合方程的R2值为0.70～0.78。