Twelve Elastic Constants of Betula platyphylla Suk.

Wood elastic constants are needed to describe the elastic behaviors of wood and be taken as an important design parameter for wood-based composite materials and structural materials. This paper clarified the relationships between compliance coefficients and engineering elastic constants combined with orthotropic properties of wood, and twelve elastic constants of Betula platyphylla Suk. were measured by electrical strain gauges. Spreading the adhesive quantity cannot be excessive or too little when the strain flakes were glued. If excessive, the glue layer was too thick which would influence the strain flakes?performance, and if too little, glues plastered were not firm, which could not accurately transmit the strain. Wood as an orthotropic material, its modulus of elasticity and poissons ratios are related by two formulas:μij /Ei =μji /Ej and μij < (Ei /Ej)1/2. The results showed that the elastic constants of Betula platyphylla Suk. measured by electrical strain gauges were accurate and reliable. The results of shear elastic modulus GTL and GLR show a high linear regression correlation coefficient (> 0.95) between the reciprocal of elastic modulus MOE-1 and the square of the ratio of depth to length (h/l)2, which indicate that shear modulus values measured were reliable by three point bending experiment.     

11条白桦BpSPL家族基因的生物信息学和表达分析

[目的]研究白桦中SPL转录因子的基因序列特征及其在不同时期不同组织中的表达规律。[方法]依据白桦45个转录组测序结果,共获得12条全长SPL基因,依次命名为白桦BpSPL1-BpSPL12,对其中11条BpSPL进行了生物信息学及基因表达特征分析。[结果]生物信息学分析发现,11条BpSPL均含有1个高度保守的SBP结构域,且基因长度差异较大,含有2 10个不等数目的外显子,系统进化分析发现11条白桦SPL分属于六大类SPL蛋白;qRT-PCR分析结果显示,白桦BpSPL基因在不同时期的叶、顶芽、茎、雄花序中表达变化显著,多数SPL基因在顶芽中7月5日和8月20日至9月20日时期表达较高,除BpSPL1基因外在雄花序从6月份到9月份的生长阶段中,SPL的表达水平呈现逐渐升高的总体趋势。[结论]BpSPL基因可能参与到了白桦顶芽和雄花序的生长发育过程。     

白桦转基因遗传改良研究进展

随着科学技术深入发展, 转基因技术已经成为林木定向遗传改良的重要途径之一, 林木基因工程也随着转基因技术的成熟而步入快速发展时期。目前国内对白桦(Betula platyphylla)的研究处于常规育种向分子育种的过渡阶段, 转基因技术在白桦定向培育过程中的应用才刚刚起步。文中从白桦开花、抗虫、木材改良、抗非生物胁迫等方面总结了国内外白桦转基因研究现状, 对转基因技术在白桦遗传改良种应用中存在的问题进行探讨, 展望了转基因技术在白桦遗传改良中的应用前景, 以期为白桦基因工程研究提供参考。     

白桦BpAMT基因家族鉴定及表达模式分析

目的 鉴定白桦AMT基因家族成员,分析AMT基因的表达模式。 方法 本研究利用生物信息学方法鉴定了该家族成员并通过实时荧光定量技术分析其基因表达模式。 结果 从白桦基因组中鉴定了9个AMT家族成员,并将其分为AMT1和AMT2两个亚家族,分别命名为BpAMT1.1～1.4和BpAMT2.1～2.5;BpAMTs氨基酸残基数为384～522个,等电点为4.61～8.16,均定位于质膜与细胞器膜上;BpAMT基因不均匀的分布在5条染色体上,且成员间存在串联重复现象。BpAMT基因的表达具有组织部位特异性,呈现叶>根>茎趋势;同时发现,硝酸钾、氯化铵、茉莉酸甲酯、赤霉素、脱落酸、氯化镉、干旱、4 ℃和日变化等均可以影响BpAMT基因表达,且不同处理下家族成员的响应程度存在差异。 结论 从白桦中鉴定9个BpAMT基因,聚类为两个亚家族,在调节氮素吸收转运、响应激素信号及非生物胁迫中发挥不同的作用,该研究结果为深入解析BpAMT基因在白桦生长发育和抵抗逆境中的功能奠定基础。     

白桦雄花序发育早期和中期差异表达基因的cDNA-AFLP分析

白桦雄花发育周期较长,从出现雄花序至花粉成熟经历近一年,其发育早期和中期是决定雄配子体发育的重要时期。采用cDNA-AFLP方法对白桦早期和中期发育雄花序进行了差异表达谱分析,共得到了62个TDFs,其中30个TDFs与Genbank中的基因具有较高的同源性,其它32个是未知序列。GO分析结果显示,这些已知基因主要参与代谢过程、细胞过程、刺激应答、生殖、信号传导和生物调控等生物学过程,其分子功能主要涉及催化活性、结合分子功能、酶调节活性和转运活性等;发现了参与生殖和雄花发育的两个重要TDFs,Bplbs658和Bplbs199。另外,选择11个TDFs进行不同组织的qRT-PCR转录表达分析,结果表明这些基因不仅参与花发育,也参与营养组织的发育,但各自具有不同的组织表达特征。     

不同干扰类型下的白桦次生林土壤理化性质研究

研究内蒙古大兴安岭地区不同干扰类型下白桦次生林土壤理化性质特征,在内蒙古根河市选取3种干扰类型的白桦次生林样地的不同土层土壤作为研究对象,对土壤理化性质进行测量分析,探究不同干扰类型对土壤理化性质的影响。研究结果表明,白桦次生林在不同干扰方式下土壤理化性质存在显著差异。其中人工条带改造后的白桦次生林土壤pH值增大,火烧后白桦次生林容重增大,土壤有机碳、全氮、全磷、全钾、速效磷、速效钾含量在人工条带改造后显著增高,采伐干扰样地白桦次生林样地土壤含水量、速效氮含量最高。不同干扰类型的白桦次生林样地土壤理化性质间相关性不同。人工条带改造干扰样地白桦次生林土壤综合指数较高,火干扰样地白桦次生林土壤综合指数较低。     

西南桦与光皮桦幼苗叶片表型特征研究

西南桦和光皮桦幼苗外形特征十分相似,在种源不明确的情况下,苗木调运时很难在现场快速鉴别与区分。由于两个树种各自适宜栽培的海拔和气候条件不尽相同,为避免混淆造成不良影响,对两个树种的幼苗叶片表型特征进行调查对比研究。结果表明,光皮桦与西南桦幼苗的叶柄区别显著,前者明显长于后者;光皮桦与西南桦幼苗叶片长宽比区别显著,前者长宽比小,叶形团圆,后者长宽比大,叶形细长;西南桦与光皮桦幼苗叶片基尖比无明显差别。幼苗叶片表型特征的差异性可作为现场快速鉴别区分西南桦与光皮桦幼苗的依据。     

内蒙古大兴安岭南段山杨纯林与白桦纯林的枯落物层水文效应

目的 在暖干化气候变化导致干旱胁迫带来大量树木死亡的赛罕乌拉国家级自然保护区,选择典型林分,研究其枯落物层蓄积量和水文功能。 方法 选取山杨（Populus davidiana Dode）纯林与白桦（Betula platyphylla Suk.）纯林2种林分,各设立9块典型样地,测定枯落物现存量,并采用室内浸泡法测定其枯落物层持水能力,探究2种林分的枯落物层水文效应。 结果 研究表明：（1）在相同郁闭度条件下,山杨纯林的枯落物总储量为12.41 t·hm−2,稍高于白桦纯林的10.97 t·hm−2。（2）山杨纯林、白桦纯林的枯落物层的最大持水量为26.85、26.77 t·hm−2,有效拦蓄量为11.96、11.07 t·hm−2,二者相近。（3）枯落物的动态持水量与浸水时间呈对数函数关系,吸水速率与浸水时间呈幂函数关系。 结论 内蒙古大兴安岭南段山杨纯林的枯落物储量稍大于白桦纯林,但二者的枯落物层持水能力相近。     

混合组坯对杨木单板层积材弹性常数及力学性能的影响

单板层积材具有结构均匀、强度高等优点,材料、结构、制造工艺等差异对其性能影响显著。以13层22 mm厚全顺纹、2层及3层横纹其余顺纹混合组坯的杨木单板层积材为对象,通过电测法、三点弯曲及拉伸实验,对其主要弹性常数及力学性能参数进行测试,得出以下结论:1)随着横纹层数的增加,顺纹方向的弹性模量下降,横纹方向的弹性模量增加,层积方向的弹性模量先减小后增加,单板层积材的各向异性降低;2)随着横纹层数的增加,静曲强度减小,变异性逐渐增大,进行结构设计时需更多考虑材料的性能稳定性;3)组坯方式对LVL抗拉强度的影响不大,适当增加横纹层板可提高抗拉强度;4)组坯方式对泊松比的影响较大,随着横纹层数的增加,泊松比总体降低,采用纵横混合式组坯可能有利于抵抗由拉、压载荷所造成的材料变形。     

五种家具常用木材弹性常数及力学性能参数的测定

采用电测法和三点弯曲法对5种家具常用木材的弹性常数及主要力学性能参数进行了试验测定,并根据木材的正交异性原理对试验结果进行了统计分析。对木材物理力学性能参数测定的试验方法进行研究和探讨,为实木家具结构力学设计提供材料性能参考数据。     

紫叶桦与裂叶桦杂交子代的种子活力及叶片性状分离

目的 为了研究紫叶桦和裂叶桦叶片目标性状的显隐性以及基因型,筛选优良杂交组合,为种子园营建奠定基础。 方法 本试验以紫叶桦、裂叶桦以及白桦和欧洲白桦为杂交亲本,分别设计了不同杂交组合进行杂交制种。针对各杂交组合的种子千粒质量、种子活力以及杂种子代的生长量等进行差异显著性分析。研究各组合子代叶片目标性状的分离比例及规律,采用X2法对该分离比例进行可靠性检测,进而验证亲本基因型的推测。 结果 分析表明,杂交组合间种子千粒质量、发芽率、发芽势、发芽指数及苗高、地径等性状的差异均达极显著（P < 0.01）,紫叶桦的杂种种子千粒质量及活力性状的变异系数较高,达到66%~78%,其它性状及裂叶桦的杂种子代各性状变异系数为19%~47%,各性状的广义遗传力均在76%以上。综合种子千粒质量、种子活力、苗木生长以及叶片目标性状分离情况,选出LCK×Z1、Z4×1-28和LY×LCK 3个优良杂交亲本组合。根据紫叶桦的杂种子代全部呈现紫叶与绿叶2种类型,确定其为杂合基因型,紫叶为显性性状;又依据其子代紫叶与绿叶比例的9：7、1：1、1：3、3：5四种类型,确认紫叶由2对基因控制,属于互补作用,基因型为P_B_。根据裂叶桦的多个杂交组合中,仅与来自同一家系正常叶的半同胞个体（LCK）杂交才产生裂叶子代的现象,确定裂叶为隐性性状,该子代中裂叶与正常叶的分离比例为1：3,推断该性状也为2对基因控制,属于叠加效应,裂叶桦的基因型为ddbb。卡方检验结果支持上述基因型及表型的推测。 结论 本研究确定紫叶性状为显性、裂叶性状为隐性,紫叶桦和裂叶桦的基因型分别为P_B_、ddbb,选出LCK×Z1、Z4×1-28和LY×LCK分别为紫叶桦和裂叶桦种子园营建时的优良杂交亲本组合。     

赤霉素GA_(4+7)处理下白桦无性系生长及差异基因表达分析

[目的]为研究赤霉素GA4+7对白桦生长的调控机制。[方法]试验利用1个白桦无性系的分株材料,连续2年分别叶面喷施浓度为0.2 g·L~(-1)(T1)、0.4 g·L~(-1)(T2)的GA4+7溶液,对实验苗木的生长情况进行跟踪调查,并对相应顶端生长组织进行转录组测序和差异基因分析。[结果]对2个年份的苗高、地径等性状分析发现,不同处理间苗高与地径的差异均达到显著或极显著水平,GA4+7对高生长有明显的促进作用,2年后的T2白桦苗高较CK提高了19.65%。于6月28日取GA4+7连续处理2年的白桦顶芽开展RNA-seq分析,结果显示:0.4 g·L~(-1)GA4+7(T2)处理与对照(CK)间的差异基因数量最多,即上调表达的基因有181个,下调表达的基因有55个,这些差异基因在叶绿体类囊体膜、红光、远红光及蓝光的细胞响应等方面富集明显。Pathway富集分析显示:氧化磷酸化途径与光合途径中的8条基因呈上调表达,认为施加0.4 g·L~(-1)GA4+7处理后,上述基因的上调表达加快电子传递进程、催化ATP的合成,从而促进白桦光合作用增强,提高苗期生长量。[结论]对白桦外源施加赤霉素GA4+7后,可上调氧化磷酸化途径和光合途径相关基因的表达,进而促进苗木的高和地径生长。研究结果可为白桦生长相关途径基因的克隆提供参考。     

红桦组织培养体系的建立

目的 探究红桦组织培养各个阶段的最佳培养基配比,建立红桦组织培养体系,为红桦良种选育、定向培育及遗传转化等研究提供理论支持。 方法 以红桦休眠芽为外植体,研究外植体最佳消毒灭菌方法,6-BA、NAA浓度对休眠芽萌发、增殖培养的影响以及基本培养基类型、IBA和蔗糖浓度对不定根诱导的影响。 结果 表明：完整的红桦组织培养体系为：（1）以红桦休眠芽为外植体,先用70%酒精消毒30 s,无菌水冲洗3～4次,再用0.1% HgCl2灭菌8 min,无菌水冲洗5～6次获得无菌材料;（2）休眠芽萌发最适宜培养基配方为WPM +1.5 mg·L−1 6-BA+0.1 mg·L−1 NAA,外植体萌发率为83.33%;（3）增殖培养所需最佳激素配比为WPM +1.5 mg·L−1 6-BA+0.02 mg·L−1 NAA,增殖系数达到4.77,健康指数达到2.45;（4）不定根诱导最佳配比为WPM +0.8 mg·L−1 IBA,生根率达100%,根健康指数为2.61;所有培养基均附加30 g·L−1蔗糖与7 g·L−1琼脂。 结论 红桦以WPM为基本培养基,添加不同浓度的6-BA、NAA、IBA,可成功进行各阶段的培养,最终建立完整的红桦器官发生途径再生体系,再生植株移植成活率在80%以上。     

光皮桦生长与环境因子的关系研究

以雅长林场九龙分场13 a光皮桦纯林作为研究对象,探索土壤酶活性、土壤化学元素以及林分温度对光皮桦生长的影响,采用相关性分析探究影响光皮桦生长的主要环境因子。结果表明,土壤酶活性与光皮桦树高、胸径、冠幅呈正相关,且相关性均较高,光皮桦生长受土壤酶活性的影响作用较大;除速效磷外,土壤中其他化学元素含量与光皮桦生长量相关性较高,其中总氮含量相关性最高,对光皮桦的生长起主导作用;光皮桦林分内地表温度、空气温度与其生长量的相关系数均较低,其与光皮桦的生长没有直接影响;土壤中的蔗糖酶活性、酸性磷酸酶活性、土壤总氮与光皮桦的相关性相对较高,因此,土壤蔗糖酶活性、酸性磷酸酶活性、总氮含量可能是影响光皮桦生长的主导环境因子。     

西南桦节间茎段植株再生体系的建立

目的 探究西南桦间接器官发生过程的愈伤组织诱导、不定芽分化、生根诱导等各阶段的适宜培养基配方,建立西南桦高频再生体系,为其遗传转化和良种繁育提供理论依据和技术支持。 方法 以西南桦TC2号无性系的节间茎段为外植体开展愈伤组织诱导、不定芽分化以及生根培养基筛选试验,并优化了预培养条件,揭示了愈伤组织诱导阶段基本培养基、激素浓度、暗培养时间,愈伤组织分化阶段激素组合,以及预培养条件等因素对不定芽分化的影响。 结果 (1) 预培养的适宜条件为：弱光培养 (1 000 lx) 15 d后转至暗培养7 d,再正常光照 (2 000 lx) 培养8 d,该条件下可获得适度黄化的植株,其平均株高和节间长度分别为6.6 cm和3.1 cm; (2) 适合西南桦节间茎段愈伤组织诱导的培养基为WPB5 + 1.0 mg·L−1 TDZ + 0.2 mg·L−1 NAA + 20 g·L−1蔗糖 + 5.8 g·L−1琼脂 (pH5.8),适宜暗培养时间为15 d;(3) 适合愈伤组织分化的培养基为WPM + 0.8 mg·L−1 6-BA + 0.5 mg·L−1 GA3 + 30 g·L−1蔗糖 + 5.8 g·L−1琼脂 (pH5.8);(4) 采用上述最优方案,其茎段诱导的愈伤组织分化率和净增殖系数为88.9%和6.2以上,平均每个预培养植株可产生56.8个不定芽;(5) 适宜生根培养基为WPM + 0.1 mg·L−1 NAA + 20 g·L−1蔗糖 + 5.8 g·L−1琼脂 (pH5.8),培养30 d后生根率可达100%。 结论 本研究完整构建了高效稳定、重复性好的西南桦节间茎段高频再生体系,该体系不仅愈伤组织分化率和增殖系数较高,还可提升节间茎段取材的效率,为今后开展西南桦组培快繁以及利用基因工程进行其遗传性状改良奠定了基础。     

我国西南桦的地理分布与适生条件

西南桦是我国热带、南亚热带地区以及部分中亚热带地区的速生、珍贵用材树种。论述了我国西南桦天然林水平分布和垂直分布的基本特点探讨了西南桦的适生条件,为西南桦天然林的保护与人工林的发展提供理论依据。     

细叶桉和赤桉种源间材性变异研究

对海南岛乐东尖峰岭和琼海上甬的８年生细叶桉和赤桉共１５个种源（含刚果１２号桉）的木材进行了基本密度、纤维长度和宽度测定及分析。结果表明,两树种的基本密度及纤维长度在种源间均表现出显著差异。纤维宽度差异较小,变异大小排序：木材纤维长度〉基本密度〉纤维宽度。赤桉的基本密度和纤维长度值较细叶桉更易受环境影响。不同种源的树皮厚度差异显著。不同方位间的树皮厚度有差异,北向最厚。种源间不同取样等分析纤维长度影     

山杨材性群体变异趋势及个体遗传差异的研究*

在山杨主要分布区随机抽取６个天然群体，每群体随机抽样１５株采集木芯，分析结果表明：群体间及个体间的木材密度和纤维长度差异都极显著。群体平均密度０．４３２ｌｇ／ｃｍ３，极差０．０６６２ｇ／ｃｍ３；平均纤维长度１．０７７５ｍｍ，极差０．２６５０ｍｍ。东北、华北群体的密度呈梯度变异，纤维长度的梯度变异不明显。木材密度群体重复率０．５４１，个体重复率０．４７１；纤维长度重复率分别是０．４７１与０．４１２。不同群体、不同年轮组的密度与纤维长度的个体重复率有所不同。密度、纤维长度等与生长性状呈微弱遗传相关，可以进行材性与生长的同步遗传改良。     

西南桦对菌根的依赖性及其接种效应研究

为了摸清西南桦引种驯化过程中苗木菌根存在的可能性及其对菌根的依赖程度,分别对西南桦幼苗实施ＶＡ菌根和ＥＣＭ菌根的接种试验。试验结果表明：西南桦幼苗对两个类型的菌根均可受感染,对菌根均有较强的依赖性,尤以对外生菌根的依赖性较强,而对ＶＡ菌根的依赖性属中等。西南桦幼苗接种外生菌根菌后１８０ｄ平均苗高比对照增另了９２．９８￣１０６．８５％,地上干质量增另２０６．４３￣５５４．６９％,地下中２０２．８３￣     

用体积置换法测量木材渗透系数的计算与修正

从体积置换法测量木材气体渗透系数的基本原理出发,针对水柱上升和水柱下降两种体积置换法的测量装置,分析了体积置换法测量过程中气体渗透压强的变化,以及非稳态条件对体积置换法测量结果的影响．并详细推导了测量中的有关计算式和对非稳态测量补偿的修正因子．此外,运用动力学分析方法,论证了气体渗透压强在测量中的线性变化．其中关于测量的计算及其修正的关键设定的合理性,进一步从理论上阐明了体积置换法测量木材气体渗透系数的精确性．