濒危植物沉水樟ISSR-PCR反应体系的建立与优化

为从分子水平上探讨濒危物种沉水樟种质资源的保护机制,以其基因组DNA为模版,开展ISSR-PCR反应体系的研究,对各反应因子水平、引物退火温度和循环参数进行优化,确定适于沉水樟ISSR-PCR反应的最佳体系：20 μL反应体系中各反应物的最适含量为模板75 ng、引物0.4μmol/L、dNTP 200 μmol/L、Taq酶1.25 U、Mg2＋ 1.5 mmol/L;扩增程序为：94℃预变性7 min; 94℃变性30 s,53.0～58.0℃退火45 s,72℃延伸90 s,45个循环;72℃延伸7 min,4℃保存.     

不同杉木半同胞家系种子生物学特性的差异

种子是延续物种、扩大种群生态位空间的生命载体。为探讨不同家系杉木种子的萌发特性及其生态适应性差异,对杉木种子园10个杉木半同胞家系种子的种子大小、萌发特性等进行比较研究。结果表明：不同杉木半同胞家系的种子大小及萌发特性存在显著差异。供试家系杉木种子发芽率随时间的变化呈“S”型增长,各杉木家系这种曲线变化趋势大致相同,但不同家系种子发芽的均匀性及同步程度有明显差异。23号的杉木家系种子发芽率高于50％,36号小于20％,20号小于30％,大部分杉木家系种子发芽率在30％－40％之间。不同家系杉木种子的萌发特性与种子大小无明显相关关系。以种子发芽特性为依据,10个家系杉木种子可分为速萌型、稳定型、正态型、延迟速萌型4种。     

低磷胁迫下不同杉木家系根系觅磷能力分析

选择杉木种子园9个半同胞家系种子培育的幼苗作为研究对象,通过室内模拟磷胁迫盆栽试验,从根系增生觅磷能力角度比较分析不同家系杉木幼苗在低磷胁迫下根系形态指标生长的差异,结合苗高、地径和根冠比等生长指标,利用隶属函数法并结合权重进行综合评价,旨在筛选出具较强觅磷能力的杉木优良种质材料.结果表明:供磷处理和家系对杉木幼苗根体积、根生物量和根冠比的影响均存在明显的交互作用,而对苗高、地径、根长和根表面积的影响无明显交互作用.从单个因素来看,家系对杉木苗高、地径和根系形态指标的影响均达显著水平;供磷处理对根系指标和地径的影响均达显著水平,而对苗高的影响不显著.轻度与重度磷胁迫下,杉木家系地径增量比正常供磷处理显著降低22.9%和25.4%,且这两种低磷胁迫处理均明显促进根长、根体积、根生物量和根冠比等指标的增加.综合评价结果表明低磷环境中, 25号、20号和41号家系杉木根系觅磷能力较强,有利于对土壤磷斑块的觅食,从而维持地上部的正常生长.     

低磷胁迫下不同杉木家系根系H^+流动态变化

通过分析不同杉木家系在不同供磷处理下根系H^+流变化规律,探讨根系H^+流与杉木适应低磷胁迫调控的关系,为揭示磷高效利用杉木适应低磷胁迫的内在机制提供科学依据。以前期筛选出的不同磷利用效率杉木家系M28与M32为研究对象,通过设计3个供磷处理[正常供磷(H-P),31 mg·L^-1;中度缺磷(L-P),16 mg·L^-1;重度缺磷(N-P),0 mg·L^-1]和3个时间处理梯度(3、8、15 d)室内水培试验,并利用非损伤微测技术(NMT)分别测定两个家系在不同供磷处理和不同时间处理梯度下完整根系及不同部位的H^+动态变化规律。结果表明:不同杉木家系完整根系H^+全程表现为内流,但二者H^+流变化存在显著差异,M28完整根系H^+吸收表现为8 d>15 d>3 d,M32在不同时间处理下H^+的变化无显著差异(P>0.05)。结合根系不同部位H^+流向分析可得,M28与M32仅在L-P和N-P处理3 d时表现出少量H^+外排现象,其中M28对外界磷环境的感应比M32更为敏感,在L-P处理下就发生H^+外排现象,M32在N-P处理才发现H^+外排。随着时间推移,在处理8、15 d后,两个杉木家系均未观测到H^+的外排,可见低磷胁迫下根系H^+外排是一种应激反应。不同杉木家系根系H^+流在低磷环境下表现出不同的适应性变化,其中M28根系的H^+流对外界磷环境的改变更为敏感。     

匀强电场对杉木外植体芽诱导的影响

利用匀强电场对杉木当年生茎段外植体进行处理,研究电场强度和处理时间对杉木茎段芽诱导的影响。在1.0 k V·cm-1的电场强度下处理5 min,芽诱导率最高,达100%,比对照组增加62.50%;芽形成能力达835.00%,是对照组的2.78倍,亦高于其它处理组合;平均芽数最高达到12.50个,是对照组的2.50倍,与对照组具有显著差异。7.0 k V·cm-1电场强度处理1 min后,随着处理时间的增加,诱导率均为0,明显抑制了杉木芽的分化;处理3 min后,外植体存活率均呈下降趋势,致死作用增大。结果表明:电场强度和处理时间对杉木外植体的芽诱导率和形成能力具显著影响。     

不同发育阶段杉木人工林凋落物的生态水文功能

对福建三明莘口教学林场不同发育阶段杉木人工林进行凋落物现存量、持水特性及失水特性研究。结果表明:不同发育阶段杉木人工林凋落物的现存量表现为老龄林(3.47t/hm2)>中龄林(2.24t/hm2)>幼龄林(1.53t/hm2)。凋落物持水量表现为老龄林>中龄林>幼龄林;最大持水量表现为老龄林(11.8t/hm2)>中龄林(7.73t/hm2)>幼龄林(4.24t/hm2);最大持水率表现为中龄林(477.48%)>幼龄林(376.57%)>老龄林(291.98%);最大失水量表现为老龄林(4.29t/hm2)>中龄林(2.91t/hm2)>幼龄林(1.71t/hm2);最大失水率表现为中龄林(129.90%)>老龄林(124.15%)>幼龄林(112.04%)。凋落物层吸水速率均表现在前0.5h内最快,说明凋落物层具有快速拦截地表径流的作用。凋落物的持水量、持水率、失水量、失水率与时间之间的最佳拟合关系式为W=a+bln t;吸水速率、失水速率与时间之间的最佳拟合关系式为V=atb。老林龄杉木凋落物层具有现存量大、持水量大、吸水速率强等特点,具有较强的生态水文功能。     

杉木组织培养研究进展

从杉木外植体的选择、消毒、诱导、增殖、生根及移栽等方面对杉木组织培养技术体系的研究进展进行综述,分析目前杉木组织培养中存在的不足,提出杉木组织培养今后研究重点和方向,为进一步开展杉木组织培养研究提供参考。