林下植被不同管理措施培育杉木大径材林分土壤酶活性差异及质量评价

[目的]探讨林下植被不同管理措施对培育杉木大径材林分土壤酶活性及土壤质量的影响。[方法]本研究以培育杉木大径材林分为研究对象,分析了林下植被保留(UP)、林下植被去除(UR)和林下套种(IP)3种林下植被管理措施培育杉木大径材林分土壤酶活性差异,并以土壤酶作为土壤生物活性指标,结合土壤物理和化学性质,利用主成分分析法对土壤质量进行综合定量评价。[结果]IP处理提高了0～20 cm土层蔗糖酶活性,而20～40、40～60 cm土层3种林下植被管理措施间土壤蔗糖酶活性差异较小;相比于UR和IP处理,UP处理提高了土壤过氧化氢酶活性,脲酶活性则相反,UR和IP处理间土壤脲酶和过氧化氢酶活性差异较小;3种林下植被管理措施下,土壤酸性磷酸酶活性高低排序为IPURUP,多酚氧化酶活性高低排序为UPIPUR;林下植被不同管理措施间土壤脲酶、蔗糖酶和多酚氧化酶活性差异较大,其中,多酚氧化酶对于林下植被管理措施的响应更灵敏,且能反映于较深土层;除酸性磷酸酶活性外,其余土壤酶活性均具明显表聚性,且随土层加深而递减。有机质和水解性氮含量与各种土壤酶活性具有极显著或显著正相关;有效磷含量与蔗糖酶、脲酶和酸性磷酸酶活性呈极显著正相关;速效钾含量与蔗糖酶、过氧化氢酶和多酚氧化酶活性呈极显著正相关;土壤物理性质与土壤酶活性相关性较弱。将土壤酶活性作为土壤质量指标之一,结合土壤物理性质和化学性质,通过主成分分析提取出3个主成分,反映了原信息量的75.31%。林下植被不同管理措施的土壤质量指数排序均为:IPUPUR。[结论]培育杉木大径材林分中,林下套种楠木的林下植被管理措施对于保持和提升土壤质量效果最佳,其次为林下植被保留措施,林下植被去除措施的效果较差。     

不同化感型杉木无性系根际土壤微生物数量季节动态

以杉木化感忍耐型和化感敏感型无性系为材料,杉木1代林、连栽2代林、连栽3代林以及阔叶林土壤为培养基质,采用盆栽方式,测定不同化感型杉木无性系根际土壤细菌、真菌和放线菌数量的季节动态。研究表明,相同培养基质及测试时间下,杉木忍耐型无性系根际土壤微生物总数及细菌、放线菌和真菌数量均高于敏感型无性系,且随着培养时间延长,增加幅度逐渐变大。同一培养基质下,不同化感型杉木无性系根际土壤微生物总数及细菌数量表现为2011年9月最高,2011年12月最低;真菌及放线菌则表现为2011年6月最高,2011年12月最低。相同测试时间下,随着连栽代数的增加,不同化感型杉木无性系根际土壤微生物总数及细菌、真菌和放线菌数量均呈逐渐下降趋势。     

林分密度对杉木人工林土壤理化性质和酶活性的影响

以福建省洋口国有林场的杉木人工林为研究对象,采取以目标树为架构的全林经营模式,分析900、1 200、1 500、2 100、2 505株·hm^-2 5种林分密度的杉木人工林样地中不同土层土壤的理化性质和酶活性.结果表明：各密度处理下的土壤质量含水量、最大持水量、最小持水量、毛管持水量均随着土层深度的加大呈现减少的趋势;土壤容重与土层深度呈现正相关;pH保持在一个稳定的水平,林分密度的改变对其影响不显著.土壤的全铝和全铁质量分数随着土层深度的加大而增多,全铝质量分数在不同密度处理之间的差异显著,而全钾和全铁质量分数在不同密度处理之间的差异不显著;土壤的铵态氮、微生物生物量氮、微生物生物量碳质量分数均随着土层深度的加大而减少,但其在不同密度处理之间以及不同土层之间的差异不显著;土壤的脲酶、酸性磷酸酶、多酚氧化酶活性均随着土层深度的加大而降低,且其在不同密度处理之间的差异较大.可见,林分密度对杉木人工林土壤理化性质和酶活性都有不同程度的影响.     

杉木蔗糖转运蛋白SUT基因的克隆和功能分析

蔗糖转运蛋白又称蔗糖-质子共转运蛋白，简称SUT(sucrose transporter)或者SUC(sucrose carriers)，主要担负植物光合产物——蔗糖的跨膜运输与分配调控，在植物体内完成使蔗糖从“源”到“库”的运输。采用CTAB法提取杉木总RNA，通过RT-PCR得到cDNA，设计基因特异性引物，从1年生无性系杉木幼苗嫩叶中克隆SUT基因，并利用生物信息学方法分析SUT的基本结构、进化关系、理化性质。结果表明，在电泳图上总RNA的结构完整，28 S的亮度约为18 S的2倍；A260/A280为2.20，A260/A230为2.31；杉木SUT基因编码区全长为1 782 bp，共编码593个氨基酸，是具有SUT基因家族的典型12个跨膜区；通过系统进化树的分析发现，杉木SUT与无油樟SUT的亲缘性较高，SUT蛋白属于疏水性蛋白。     

氮添加对杉木凋落物分解过程中酶活性的影响

为了探究氮添加下,凋落物分解微环境碳氮比(凋落物碳质量分数(w(C))与凋落物氮质量分数(w(N))的比(w(C)∶w(N))在杉木凋落物分解过程中的作用机制。以福建省洋口国有林场南元管护站的杉木人工林为研究对象,在林下植被保留和林下植被去除林分内,各设置3块样地,经外源氮素喷施处理后,将具有不同w(C)∶w(N)比(40.6、30.5、20.3)处理和未处理(w(C)∶w(N)为60.9)的杉木凋落叶分别布置于杉木人工林样地内,每个样地放置35袋,每袋10 g,间隔60 d,每个样地取出6袋,测定杉木凋落叶在300 d内的分解速率和酶活性的动态变化。结果表明：当w(C)∶w(N)为40.6和30.5对杉木凋落叶的分解具有促进作用;氮添加对杉木凋落叶分解过程中纤维素酶、脲酶活性具有促进作用,对酸性磷酸酶、过氧化物酶和多酚氧化酶活性具有抑制作用;与林下植被去除林分相比,林下植被保留林分更有利于杉木凋落叶的分解和酶活性的提升,但氮添加输入量过高对于凋落叶分解和酶活性产生抑制作用;杉木凋落叶质量损失率与各类酶活性呈显著正相关和线性关系,其中拟合效果以纤维素酶活性最佳。因此,w(C)∶w(N)...     

一个新杉木纤维素合酶ClCesA基因的克隆与植物表达载体构建

为探索杉木木材形成的分子机制,以杉木嫩叶总RNA反转录的c DNA为模板,运用RT-PCR技术克隆出一个新杉木纤维素合酶基因ClCesA.该基因的开放阅读框(ORF)为2 955 bp,共编码984个氨基酸.通过TMHMM Server v.2.0和MEGA5.1软件预测ClCesA蛋白的跨膜结构和功能,发现该蛋白N端含有锌指结构,共有8个跨膜结构,平均跨膜区域18个氨基酸残基,并具有保守的DDDQXXLRW结构域.系统进化树分析结果表明,ClCesA可能与细胞次生壁形成有关.荧光定量PCR分析表明,ClCseA基因在杉木的不同器官(根、茎、叶)中均有表达,但在杉木根中的表达含量最高,茎中次之,叶中最低.随后,为后续该基因功能验证提供基础,将ClCesA克隆到含有GFP标签和潮霉素抗性的p GWB506载体,构建植物过表达载体p GWB506-35S-ClCesA-GFP.     

宁化县紫色土区不同森林类型土壤酶活性差异分析

以宁化县紫色土区油茶成熟人工林、马尾松成熟人工林、杉木成熟人工林及阔叶林4种森林类型为研究对象,研究了该4种森林类型0~10、10~20 cm土层的土壤蔗糖酶、脲酶、酸性磷酸酶和过氧化氢酶等4种土壤酶活性差异,并进一步分析了土壤酶活性与土壤理化性质的相关性。结果表明,4种森林类型的土壤蔗糖酶、脲酶、酸性磷酸酶和过氧化氢酶活性均随着土层深度的加大呈降低趋势。4种森林类型的土壤蔗糖酶、脲酶和酸性磷酸酶活性存在显著差异,其中油茶人工林的土壤脲酶和酸性磷酸酶活性最高,马尾松林蔗糖酶活性最高,而杉木林的土壤蔗糖酶、脲酶、酸性磷酸酶活性基本处于最低水平;影响4种土壤酶活性最关键的理化因子为土壤容重、全C含量、全N含量和有效P含量。     

铝钙复合作用对杉木幼苗抗氧化能力的影响

采用水培法研究了铝钙复合作用对1年生杉木幼苗叶片丙二醛(MDA)含量和超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)3种抗氧化物酶活性的影响。结果表明:高铝浓度(1.5 mmol·L~(-1))胁迫下,增加钙离子浓度可以明显降低杉木幼苗叶片MDA含量,增强SOD、CAT、POD活性,且增强效应随培养时间的延长而愈加明显;在高钙浓度(4.5 mmol·L~(-1))处理下,随着铝浓度的上升,幼苗叶片MDA含量升高,SOD、CAT活性下降,而POD活性变化却不明显。高铝浓度胁迫下杉木幼苗受毒害程度较大,而在高钙浓度下铝毒对杉木幼苗影响相对减弱;钙离子对杉木幼苗铝毒具有一定程度的缓解作用。     

米槠叶片基因组DNA的提取及分析

以米槠(Castanopsis carlesii)群落的叶片为材料,采用改良的CTAB法提取米槠基因组DNA,并对获得的基因组DNA进行浓度检测、PCR扩增、琼脂糖凝胶电泳检测、含量测定分析以及扩增结果测序。结果表明:米槠叶片提取的基因组DNA质量和浓度较好,具有良好的完整性,PCR效果好,电泳图谱条带显示清晰,测序结果长度符合要求。利用该方法提取的DNA可用于米槠遗传多样性的分析,可进一步为米槠和格氏栲等其它栲属植物的DNA提取以及其它分子研究提供参考。     

不同林分类型土壤不同化感型杉木无性系根际土壤酶活性季节变化

以杉木化感忍耐型和化感敏感型无性系为材料,以杉木1代林、杉木连栽2代林、杉木连栽3代林以及阔叶林土壤为培养基质,采用盆栽方法,测定了杉木不同化感型无性系根际土壤脲酶、转化酶、过氧化氢酶及多酚氧化酶活性季节动态变化.结果表明,同一林分类型土壤同一测试时间条件下,杉木化感忍耐型无性系根际土壤脲酶、转化酶、过氧化氢酶及多酚氧化酶活性均高于化感敏感型无性系;就同一杉木化感型无性系根际土壤酶活性差异而言,同一测试时间下连栽2代林土壤杉木化感忍耐型及化感敏感型无性系根际土壤脲酶、过氧化氢酶活性＞1代林土壤＞3代林土壤＞阔叶林土壤,而多酚氧化酶活性则表现为随着连栽代数的增多呈逐渐增强趋势.