胡杨异形叶性状与其个体发育的关系

目的叶片是植物适应环境的重要器官,叶片结构性状的改变影响植物光合作用等生理过程,探讨胡杨叶形变化规律及其影响因素对理解其适应特性具有重要意义。方法为明确胡杨异形叶结构性状特征与其个体发育之间的关系,在额济纳人工胡杨林内调查不同树龄、繁殖期与非繁殖期胡杨树冠下层叶片的长与宽以分析其叶形的变化规律。结果胡杨异形叶形成是一个渐变的过程,随着树龄增加,胡杨叶长减小,叶宽增加,叶长宽比减小;树龄对叶片长、宽和长宽比变异的解释率分别为53.1%、38.6%和66.1%。繁殖期对胡杨叶形变化具有显著影响,6年生胡杨繁殖期叶长和叶长宽比显著小于非繁殖期叶片,而叶宽显著大于非繁殖期叶片。非繁殖期的胡杨叶形则随树龄增加由条形叶向卵形叶逐渐转变。胸径与胡杨叶片形态特征显著相关,随着胸径增大,胡杨叶长与叶长宽比减小,叶宽增大;在一元回归分析中,胸径对胡杨叶片形态特征的解释率均大于0.5(R2>0.5,P < 0.000 1),而在多元回归中,胸径单独的解释率为8.6%(叶长)、13.1%(叶宽)、3.4%(叶长宽比);此外,胸径与树龄对胡杨叶片结构性状特征具有显著的交互影响。结论胡杨异形叶的发生与其个体生长发育之间具有密切关系,随着树木的生长,胡杨叶形由条形叶向卵形、阔卵形叶转变以适应干旱高温的环境;此外,繁殖期加速胡杨叶形的转变,可能是胡杨应对繁殖期能量需求的适应性策略。      

胡杨叶片纤维素质量分数及含水率对春尺蠖择食程度的影响

以择食胡杨(Populus euphratica)叶片的食叶昆虫春尺蠖(Apocheima cinerarius)为研究对象，在塔里木河上游沙雅地区、中游英巴扎地区、下游阿拉干地区各选取与河道距离不同的5个监测样地(距离河道20、200、400、600、800 m)采集胡杨叶片样本，结合野外观察和室内分析，探究叶片纤维素质量分数及含水率对春尺蠖择食的影响。结果表明：胡杨叶片纤维素质量分数与春尺蠖择食程度的相关性显著，但与叶片含水率的相关性不显著。春尺蠖取食胡杨叶片时，表现出明显的“雄株叶偏食性”(即喜欢吃雄株叶片),受虫害脱叶的雄性胡杨占胡杨总量的52%,雌性胡杨仅占5%。3个地区未受虫害胡杨的叶片纤维素质量分数、剩余叶片百分比(P_RF)高于受虫害胡杨。中游英巴扎样地的受虫害程度较高、范围较广，叶片纤维素质量分数水平为7.60%～15.30%。受虫害胡杨的叶片纤维素质量分数及剩余叶片百分比随离河道距离的增加而增加，即虫害分布呈明显的河流廊道效应。上游沙雅样地的虫害分布与河道距离呈正比，离河道越远，胡杨叶片受虫害的程度越高。     

沉香产量性状与生长性状的相关性分析

通过对6年生越南和化州沉香树单株进行人工结香处理后,测定沉香树单株的胸径、冠幅、木材密度、结香率和含油量等性状,分析了沉香产量和生长性状的相关关系。结果表明:沉香树个体间的生长性状差异较小,但产量性状在个体间差异极大;越南样品的树高,胸径显著高于化州样品(P0.05),结香层干质量和油产量极显著高于化州样品(P0.01);树冠体积和胸径与油产量和结香层干质量的多元线性回归模型分别为:油产量=-0.111+0.004×树冠体积+0.010×胸径,结香层干质量=-0.802+0.23×树冠体积+0.72×胸径;结香层干质量和油产量与胸径的S函数回归模型分别为结香层干量=exp(3.705-74.239/胸径),油产量=exp(2.297-83.3/胸径)。沉香产量性状与生长性状存在显著(P0.05)或极显著(P0.01)正相关,说明生长快、结香力高的个体沉香产量高。     

胡杨叶片生理特性的适宜采样量研究

[目的]探讨野外试验的影响因素。[方法]在塔里木河下游典型断面阿拉干选择胡杨树,分3层采集胡杨叶片,测量其相对含水量(FMC)、等效水厚度(EWT)和叶绿素含量,探讨胡杨不同层次叶片含水量的差异以及代表胡杨叶片平均含水量和叶绿素含量状况的适宜采样量,并分析胡杨叶片一天中含水量和叶绿素含量的变化状况。[结果]千分之一精度天平即能满足测量一片叶片重量需求,冰袋保鲜的时长能够达到野外试验的要求;胡杨上、中、下不同层次的叶片含水量之间有显著差异(P0.01),采集15片叶片与20片叶片时FMC、EWT变化率较小,所以采样时需分3层采样,每层采集15片叶片,叶片尺寸要求分布均匀;使用SPAD-502测量胡杨叶片叶绿素含量,每棵树采集5、10、15片时,没有显著差异(P0.05),即测量5片即可;一天中叶片FMC、EWT变化较大,但叶绿素含量基本不变化(1.5SPAD单位内)。[结论]该研究结果可为胡杨的野外试验研究提供参考,同时也为大范围反演胡杨生理状况研究提供试验研究。     

修枝促接干对泡桐叶片生长影响的研究

为揭示修枝促接干影响泡桐枝叶干相对生长关系的效应,采用全株测定方法对4年生修枝促接干和对照泡桐叶片的生长状况进行测定. 结果表明,修枝促接干对泡桐叶片生长的影响极为明显,表现在从单叶到单枝、冠层和全株等各级层面. ①使单叶的干重和面积明显提高,在树冠下层分别提高26.54%、28.78%,在树冠上层分别提高19.93%、23.71%,且有减小上下冠层间差异性的趋势. ②使单枝的叶片数、叶干重和叶面积在树冠下层分别提高48.59%、99.62%和98.51%,而在树冠上层分别降低33.29%、20.56%和17.59%,冠层间的差异性明显降低. ③使树冠上层的叶片数、叶干重和叶面积分别降低62.30%、55.10%和53.42%,同时使树冠下层的叶片数降低16.45%,而叶干重和叶面积反而分别提高12.22%和 11.61%,进而使全株的叶片数、叶干重和叶面积分别降低32.29%、22.88%和20.59%. ④修枝促接干使泡桐的侧枝数在树冠上层和下层均明显减少,但由于促进了新接干的形成和下层侧枝的发育和生长,其叶片数、叶干重和叶面积在总体上的降低幅度较小.      

胡杨异形叶CYT和EST同工酶特征的初步研究

以胡杨不同发育阶段植株(五种树冠类型)的不同冠层异形叶为材料,调查同一单株上不同冠层同一节位叶片的叶形指数,测定其细胞色素氧化酶同工酶酶谱(CYT)和酯酶(EST)同工酶酶谱。探讨不同发育阶段胡杨植株叶形的变化和CYT、EST同工酶酶谱间的关系。结果表明:(1)不同发育阶段的胡杨植株都表现出叶形指数随冠层的升高而减小;(2)同一株不同冠层叶片的CYT同工酶酶谱带型基本一致,但各冠层叶片间酶谱带的表达量上存在细小差异。不同发育阶段植株CYT同工酶在质(酶带数目和迁移率)和量(酶的活性)的表达上各不相同,表现为随发育进程的推进,一些条带的表达或不表达;(3)EST同工酶的质(酶带数目和迁移率)和量(酶的活性)的表达在同一株不同冠层及不同发育阶段的胡杨叶片中均有差异。     

国家自然科学基金资助项目 “濒危物种胡杨、灰叶胡杨遗传多样性及其亲缘关系研究”简介（30660018）

项目主持人：李志军教授胡杨(Populus euphratica Oliv)是第三纪的孑遗植物，和灰叶胡杨(Populus pruinosaSchrenk)同属于杨柳科(Salicaceae)杨属(Populus L)胡杨组(派)。胡杨的主要分布区为中亚、西亚和地中海地区，全世界60％的胡杨天然林集中分布在中国。在中国，胡杨除在内蒙、甘肃、青海、宁夏有少量分布外，全国91．1％胡杨林集中在新疆塔里木河流域。灰叶胡杨在世界分布于中亚西亚、巴尔喀什、阿母大里亚等地，多顺河道分布，在中国仅分布于新疆塔里木盆地西南部北纬37°-41°、东经75°30′-82°之间。目前胡杨被列入全世界最急…     

聚天冬氨酸施用量对胡杨幼苗功能性状和生长的影响

针对南疆极端干旱区土地沙化贫瘠、降水稀少、蒸发强烈、植被恢复困难等问题,以不施保水剂为对照,设置5、10、15、20 g/株4个聚天冬氨酸保水剂施用量,分析不同施用量对胡杨幼苗功能性状和生长的影响.结果表明:(1)根施保水剂能提高土壤、幼苗叶片含水量和光合色素质量分数,降低幼苗水分亏缺程度,减轻干旱缺水对胡杨幼苗的伤害.(2)根施保水剂能促进幼苗株高、地径和当年生小枝生长,增加总叶面积和小枝生物量,根施15 g/株保水剂胡杨幼苗株高、地径和小枝长度绝对、相对生长速率显著增大(P<0.05).(3)根施保水剂能扩大幼苗叶面积和提高展叶效率,促进枝叶生长,增加地上部干物质生产与整株生物量.根施15 g/株保水剂胡杨幼苗叶片含水量、光合色素质量分数、叶面积、比叶面积、叶干质量、展叶效率和整株生物最高,与对照差异显著(P<0.05);根施20 g/株保水剂幼苗叶功能性状和生长指标、生物量均降低.(4)回归分析显示,根施12.42～15.52 g/株保水剂胡杨幼苗各项生长指标最佳.总之,根施保水剂有效地缓解了土壤旱性,促进胡杨幼苗生长和提高生物量.在干旱区节水抗旱造林,聚天冬氨酸保水剂适宜用量为12.42～15.52 g/株.     

胡杨树冠疏失度对塔里木河下游应急生态输水的响应

[目的]向塔里木河下游应急生态输水,恢复和自然更新胡杨为主体的荒漠河岸植被.[方法]以塔里木河下游阿拉干断面设立的长期监测样地内的胡杨为研究对象,采用野外调查实测与室内数据分析相结合的方法,研究胡杨树冠疏失度对应急生态输水的响应.[结果]应急生态输水后地下水位的抬升对胡杨树冠疏失度的降低产生一定的作用;总体上,胡杨的树冠疏失度随着离河道距离的增加逐步增大,而且离河道越远,疏失度增加的程度就越大;树冠疏失度小于10;的旺盛胡杨主要分布在离河道100 m之内,其中多以疏失度少于50;的长势较好的胡杨为主.在离河道200～400 m,树冠疏失度为50;～75;长势较差的过熟林、衰老林比例开始增多.距河道400 m以外,胡杨密度开始急剧下降,树冠疏失度也明显增大.[结论]目前胡杨生长对生态输水的响应范围主要在距离河道400 m之内.     

白掌叶片生长定量分析与生长模型的构建

以‘美酒’(Spathiphyllum ‘Mojo’)、‘绿巨人’(Spathiphyllum ‘Sensation’)、‘皇后’(Spathiphyllum ‘Queen’) 3个不同叶型的白掌(Spathiphyllum )品种为材料,测定了其叶片生长过程中叶片宽度、叶片长度、叶面积、叶脉数、叶厚度、叶尖夹角和叶片全长,定量分析了叶片生长性状、不同品种间的差异,构建了主要性状的生长模型。结果表明:叶长度与宽度随时间变化的生长进程二维构图呈漏斗形;叶片宽度、叶长、叶面积、叶全长随时间进程而产生较大变化。生长完成的叶片形态在品种间差异显著,叶全长、叶片长度、叶厚度等是叶部形态产生差异的主要性状。选择叶片宽度、叶长、叶面积、叶全长构建了Logistic生长模型y=K/(1+ae?bt),这几个性状生长方程的拟合度R2均超过0.97,实测值与理论值相关系数超过0.99,说明这个数学模型能很好地揭示白掌叶片的生长规律。基于生长模型方程求导,结合叶片形态变化,可将白掌叶片生长过程分为生长期、快速生长期、生长后期3个时期。3个品种的8个叶片性状变异系数分布从18.07%到88.85%,Shannon遗传多样性指数H′在2.94～3.28之间,表明性状有遗传的多样性。     

胡杨不同冠层叶片的形态特征及对水胁迫的响应

该研究以长势良好、冠高相近的3棵成年胡杨为采样株,在树冠垂直方向上进行3等分,取每个冠层东西南北4个方向的混合树叶为试验材料,研究不同冠层叶片的形态特征,以及在不同浓度PEG-6000下生理特性.结果显示:成熟胡杨植株树体上从树冠基部到树顶依次为披针形、卵形、宽卵形叶片,3种叶形指数、叶面积和叶柄长上存在着显著差异;水分胁迫时,第1层叶片通过维持细胞膜的稳定性来增加抗逆性,第2层叶片通过快速积累脯氨酸来适应干旱环境,第3层叶片通过维持可溶性蛋白含量的稳定性,提高代谢水平弥补水胁迫造成的伤害;在抗逆性隶属函数法评价上第3层叶片的综合抗逆性＞第2层叶片综合抗逆性＞第1层叶片综合抗逆性.     

金佛山方竹2种叶变异类型实生苗生长性状比较

金佛山方竹实生苗在生长过程中发生了2种叶性状变异，表现为宽叶和窄叶。前期研究根据1年生实生苗最大株高(H)、地径(D)及分蘖数(X),将其分为3组(F1:H≥65 cm、D≥5.34 mm、X≥9;F2:65 cm>H≥54 cm、5.34 mm>D≥4.37 mm、9>X≥7;F3:54 cm>H≥45 cm、4.37 mm>D≥3.43 mm、7>X≥4)。利用实地观测、石蜡切片及Python语言分析金佛山方竹2种叶变异类型3个分组2～4年生实生苗的秆性状、叶性状及地下竹鞭生长情况，并比较2种叶变异类型间的性状差异筛选出优良实生苗。结果表明：对于叶性状，不同组间的F1实生苗生长性状优于F2及F3;相同组时，窄叶型叶片面积虽小但数量显著多于宽叶型，且2种类型叶片在叶厚度、表皮厚度、泡状细胞组大小、梭形细胞间空隙长度、叶脉数量及面积方面均存在显著差异。对于秆性状，不同组间的F1实生苗生长最佳，其次为F2,F3生长表现最差；相同组时，窄叶型实生苗生长的更好，其株高、地径、枝下高、发笋数等明显大于宽叶型。对于地下鞭生长状态，不同组间，仅F1实生苗发育出三...     

楸树无性系叶绿素荧光及生长特性变异研究

对29个楸树无性系的生长性状（树高、地径、胸径、节间距）、叶片性状（叶片长度、宽度、叶柄长度、叶面积、鲜比叶质量、干比叶质量）和叶绿素荧光参数（Fv/Fm）等11个指标进行测定。结果表明:Fv/Fm的日变化曲线呈“V”字型,体现了楸树无性系光能利用率的变化和叶片在高光强下的自我保护机制;29个楸树无性系树高、地径、胸径的平均值分别为4.58 m、50.98 cm、39.31 cm,叶片鲜比叶质量和干比叶质量平均值分别为0.042 和0.014 g/cm2,Fv/Fm平均值为0.836。叶片长度、宽度和叶柄长度平均值均大于20.00 cm,表明楸树无性系叶片较大。方差分析结果表明:各指标差异极显著,其中7个指标表型变异系数大于10%,遗传变异系数与表型变异系数接近;10个指标重复力超过0.800,表明楸树无性系各指标受较强的遗传因素控制。相关分析表明:无性系各生长指标存在显著相关性。主成分分析结果显示:11个性状前3个主成分累积贡献率为71.23%;第1主成分Y1贡献率最高（35.92%）,主要包括树高、地径、胸径等生长量指标,第2主成分Y2主要为比叶质量和Fv/Fm等指标;第3主成分Y3则主要代表叶片长度、叶片宽度等叶片性状。利用综合评价法对无性系进行综合评价,当入选率为20%,无性系2-2、008-1、2-8、9-1、1-1和4001入选,这6个无性系的树高和胸径的遗传增益分别为11.23%和9.58%。楸树无性系间生物量各指标与叶绿素荧光参数差异显著,为进一步研究提供基础。      

基于表型性状不同甜瓜品种的亲缘关系分析

以35份甜瓜种质为材料,采用变异系数统计分析、相关性分析和聚类分析的方法,对甜瓜生长发育过程中的数量性状和质量性状进行观测和统计分析。变异系数统计分析结果表明:甜瓜生长发育过程中性状的变异较为丰富,前期(苗期)数量性状的变异比质量性状的变异明显,后期(结果前期)质量性状的变异比数量性状的变异明显。质量性状变异的幅度为14.44%-62.43%,其中叶脉颜色的变异系数最大,为62.43%,子叶颜色的变异系数最小,为14.44%;数量性状变异的幅度为14.95%-49.30%,其中下胚轴高度的变异系数最大,为49.30%,叶片长度的变异系数最小,为14.95%。聚类分析结果表明:当欧式距离为25时,可将35份甜瓜种质分为两大类,当欧式距离为24附近时,第Ⅰ类又可分为2个亚类。相关性分析结果表明:下胚轴粗度与下胚轴高度呈显著负相关,下胚轴高度与子叶长度、子叶宽度呈极显著正相关,叶片长度与叶片宽度呈极显著正相关,叶柄长度与叶柄粗度和叶片姿态呈显著正相关,子叶长度及宽度与子叶颜色和叶片形状呈显著负相关。     

不同发育阶段胡杨、灰杨异形叶形态结构变化特征

试验采用主成分分析法对同一立地条件下胡杨(Populus euphratica Oliv.)、灰杨(Populus pruinosa Schrenk)9个不同发育阶段(径阶)的异形叶形态结构性状进行分析.结果表明:胡杨、灰杨异形叶16个形态结构性状在9个不同发育阶段间存在显著差异.(1)从变异系数来看,胡杨变异最大的是...     

塔里木河下游胡杨叶片性状特征及其对水分胁迫的响应

为了探究荒漠植物对干旱胁迫的生理生态响应,特别是其叶片在长期缺水条件下的水分利用策略,以塔里木河下游荒漠河岸林建群树种胡杨(Populus euphratica Oliv.)为研究对象,测定了不同水分梯度(离河道距离)胡杨叶片总含水量(T_(WC))、干质量含水量(D_(WWC))、干物质质量分数(L_(DMC))、比叶面积(S_(LA))、叶片厚度(L_T)、叶面积(A_R)等叶片性状指标,分析其种内性状分化特征,各性状之间、性状与距河道距离之间的关系。结果表明:胡杨叶片性状值的变异范围为7.05%～39.00%,其中T_(WC)最少(7.05%)、A_R最大(39.00%),表现出较小的种内分化特征;S_(LA)与L_(DMC)和L_T分别呈极显著负相关(P0.01)和显著负相关(P0.05),与T_(WC)呈极显著正相关(P0.01);L_(DMC)与D_(WWC)呈极显著负相关(P0.01);T_(WC)与L_(DMC)呈极显著负相关(P0.01),与D_(WWC)呈极显著正相关(P0.01);S_(LA)、L_(DMC)、L_T、T_(WC)、D_(WWC)可以作为反映胡杨适应干旱胁迫的关键叶片性状指标,随着距河道距离的增加胡杨L_T增厚,L_(DMC)增加,A_R、T_(WC)、D_(WWC)均减少。这反映了荒漠植物为适应干旱水分胁迫而形成的保水对策。     

无患子优树种实表型及子代生长性状变异特征

以保存于安吉县龙山林场的国家林木种质资源库的39个无患子优树无性系为研究对象，通过分析种实各表型性状、子代苗期生长性状的均值、变异系数以及相关性，并计算苗高和地径性状的遗传力和遗传增益，筛选子代生长表现优良的优树无性系。结果表明：无患子优树无性系种实表型性状间差异显著，种实质量性状变异系数大于其形态性状，子代生长性状变异系数大于种实质量性状。种实各表型性状间、子代苗高与地径性状间均存在极显著正相关(P<0.01),种实各表型性状与子代生长性状间均无显著相关性。子代苗高与地径性状遗传力分别为96.09%和93.23%,以10%入选率选择时，子代苗高和地径性状遗传增益分别高达39.97%、27.51%,以20%入选率选择时，子代苗高和地径性状遗传增益分别高达35.10%、25.59%。无患子优树无性系种实表型及子代生长性状均存在丰富的变异，但两者性状之间无显著相关性，根据子代生长性状差异以及遗传增益估算，选择出子代生长表现优良的优树无性系为SM322号、SM36号、SM331号、SM312号。     

苦楝种源幼林期生长性状地理变异的研究

【目的】了解苦楝Melia azedarach种源的生长性状地理变异及其规律,选择适宜在广东地区造林的优良种源,为苦楝造林种子调拨提供依据。【方法】采集苦楝分布区53个种源,在广州增城开展种源试验,观测了幼林期树高、地径、侧枝数、干型和冠幅等性状,分析其地理变异规律,并探讨种源地理变异的气候生态学基础。【结果】各种源在6个性状间均存在明显的差异,其中树高和地径在种源间的差异最大,变异幅度分别为5~280 cm和1.2~64.0 cm。方差分析结果显示,除干型在种源间的差异达显著(P0.05)水平,其余5个性状在种源间的差异均达到极显著(P0.01)水平。树高、东西冠幅和南北冠幅等性状的重复力达到40%以上,说明这些性状较其他3个性状在种源间的差异更为稳定,而地径重复力仅为29.92%,表明地径在种源间表现的差异稳定性较弱。苦楝苗期生长性状地理变异趋势为:采种点由南至北,苗期生长变慢,高海拔种源生长更快。各性状受纬度、经度和海拔多重控制,但各生长性状多以纬向变异为主。生长性状的地理变异存在明显的气候生态学特征。气温较高、降水丰富、气压低、平均最低气温高、日照丰富地区的种源苗期生长快,生物量大。根据种源幼林生长性状采用欧氏距离离差平方和进行聚类,可以将53个种源大致划分为6个类群,且分类群具有明显的地理格局。【结论】各种源存在明显的地理变异规律,初步挑选出生长快、生物量大、干型优良、适应性好的种源740、629、843和349作为适宜广东地区造林的优势种源。     

苹果园土壤养分变异及采样部位探讨

果园土壤养分因变异大给土壤营养诊断带来一定的困难。为了明确果园土壤不同部位养分变异及其与叶片营养的关系,比较了距树干3种距离和3种土层深度的土壤养分变异,以及与叶片养分的相关性,从而揭示了果园土壤肥力的变异性,提出了适宜采样位置。结果表明,土壤全氮、硝态氮、铵态氮、全磷、有效锌和有效铁在距树干100cm处的变异比50cm处大。土壤全钾的变异系数均较小。距树干75cm处,20~40cm土层样品的养分含量与苹果树叶片的养分含量关系较密切,且养分的变异系数相对较小,建议此区域为果园土壤的最佳采样区域。     

行向和行距对玉米生长状况的影响

以玉米为研究对象,采用大田(大区对比)试验,通过分析3种行向(南北向、东西向、南偏西20°)和2种行距(65 cm+65 cm、160 cm+40 cm)对玉米生长状况的影响,揭示其生理生态机制,筛选出最有利于玉米生长的田间配置方式。结果显示,160 cm+40 cm有效延长了中上部叶片持绿期,增强玉米抗倒伏能力,延缓玉米开花后叶面积衰减速度。南偏西20°可以维持玉米上部叶片较高的SPAD值,延长玉米叶片持绿期,有效增加叶面积、叶面积指数及玉米开花后穗位叶的比叶重。南偏西20°、160 cm+40 cm有利于延长穗位叶持绿期。综上,南偏西20°、160 cm+40 cm有利于延长穗位叶持绿期,提高玉米产量效果最为明显。