陕南秦巴山区药用植物区系研究

【目的】调查陕南秦巴山区野生药用植物资源,分析药用植物区系特征,以探明该区药用植物的分布规律。【方法】利用植物区系地理学的基本原理,于2013年7-9月在位于秦巴山区的洋县,采用样方调查法,结合资料查阅,共选择了36个样地,对研究区药用植物资源分布进行调查,并对药用植物区系特征进行研究。【结果】陕南秦巴山区药用植物共有104科268属361种,其中药用裸子植物5科6属7种,药用被子植物92科254属344种,药用蕨类植物7科8属10种。研究区内含2~5属的科、含1属的科和含1种的属的药用植物数量多,且所占比例较高。秦巴山区药用植物科、属分别存在9种分布区类型6个变型和13种分布区类型9个变型。在药用植物科和属的分布区类型中,均以热带和温带成分为主,其所占比例分别为93.66和81.66%(世界分布除外)。【结论】秦巴山区药用植物种类丰富,分布区类型多样,热带、温带性质明显;此外,药用植物组成有一定的古老成分,但特有程度较低。     

矮牡丹在中国的地理分布及潜在分布区预测

【目的】了解矮牡丹在中国的地理分布和潜在的适生区,以进行矮牡丹的资源保护、引种驯化及园林应用研究。【方法】利用ArcGIS软件和MaxEnt模型,基于矮牡丹当前44条有效分布记录和17个环境因子,评估不同环境因子对矮牡丹地理分布的影响,预测其当前及未来的潜在适生区。【结果】MaxEnt模型模拟当前潜在分布区的结果准确度极高,训练集与测试集的AUC值分别为0.994和0.998。紫外线最低月平均值(UVB4,贡献率为21.6%)、年均降雨量(BIO12,贡献率为18.8%)、最冷月最低温(BIO6,贡献率为12.3%)和海拔(ALT,贡献率为10.5%)为影响当前矮牡丹分布的主要环境因子。当前生态适生区总面积为15.97万km²,主要位于甘肃东部、陕西中部、山西南部及河南西北部地区,此外,河北南部与山西两省交界地带也有少量分布。未来气候变化下,矮牡丹潜在分布区有西北部缩减和向东部、北部轻微扩张的趋势,具体表现为:在陇东地区、陕西宝鸡市、咸阳市一带出现明显缩减,冀南地区则完全丧失,在陕西延安以北、山西临汾、晋城、河南洛阳以东轻微扩张。此外,其未来的适宜分布中心东移趋势...     

普通小麦籽粒过氧化物酶活性全基因组关联分析

【目的】小麦籽粒过氧化物酶(peroxidase,POD)活性对面制品加工品质有重要影响,发掘控制籽粒POD活性重要位点,并筛选其候选基因,为小麦品质的改良奠定基础。【方法】以151份黄淮冬麦区和82份北部冬麦区品种(系)为材料,分别利用来自于小麦90 K SNP芯片的18 189和18 417个高质量SNP标记,对POD活性进行全基因组关联分析(genome-wide association study,GWAS)。【结果】供试材料中POD活性表现出广泛的表型变异和多样性,黄淮麦区材料的POD活性变异系数为15.4%—21.8%,遗传力为0.79,北部麦区材料的POD活性变异系数为15.0%—19.9%,遗传力为0.82。相关性分析表明,不同环境之间材料的POD活性表现出显著的相关性,黄淮麦区相关系数为0.46—0.89(P0.0001),北部麦区相关系数为0.50—0.87(P0.0001)。多态性信息含量PIC值为0.09—0.38,最小等位基因频率MAF值为0.05—0.5。群体结构分析表明,黄淮麦区与北部麦区2个自然群体结构简单,均可分为3个亚群。GWAS分析结果表明,在黄淮冬麦区材料中共检测到20个与POD活性显著关联的位点(P0.001),分布在1A、2A、2B、2D、3A、3B、3D、4A、4B、5A、5B、6A、6D和7A染色体上,单个位点可解释7.8%—13.3%的表型变异。在北部冬麦区材料中共检测到20个与POD活性显著关联(P0.001)的位点,分布在1A、1B、1D、2A、2B、2D、3A、3B、4B、6A、6B、7A、7B和7D染色体上,单个位点可解释14.4%—23.2%的表型变异。加性回归分析表明,随着优异等位基因数量的增多,小麦籽粒POD活性越高。在发现的所有POD活性相关位点中,2个位点在黄淮麦区和北部麦区材料中均能检测到且稳定遗传,可将其转换为STARP(semi-thermal asymmetric reverse PCR)或CAPS标记,以应用于分子标记辅助育种。获得3个与POD活性有关的候选基因,分别编码磷酸甘露糖变位酶(PMM-D1)、辣根过氧化物酶(PER40)和烷基氢过氧化物还原酶(F775_31640)。【结论】黄淮麦区与北部冬麦区2个自然群体遗传多样性丰富,群体结构简单,适用于全基因组关联分析。在2个自然群体中分别发现20个POD活性位点,并在显著相关的位点区域内筛选到3个候选基因。含有越多优异等位变异的材料其POD活性越高。     

气候变化背景下西南地区云南松的潜在分布

【目的】云南松是西南地区生态价值极高的特有针叶树种,预测气候变化下其潜在的地理分布对制定科学有效的物种保护策略具有重要意义。【方法】基于筛选的物种分布记录和生物气候变量,通过Maxent模型预测历史时期（末次盛冰期、全新世中期）、当前和未来（2070年代）气候情景下云南松在西南地区（云南、四川、贵州、西藏）的潜在地理分布并分析其主要影响因素。【结果】(1)当前气候条件下,云南松主要分布于22°～32°N、92°～106°E之间四川南部、贵州西部、西藏东南部和除滇南外的云南大部分地区;(2)温度相关变量,特别是最冷月最低温（51.6%）和温度季节性（30.1%）是影响云南松分布的关键气候因素;(3)末次盛冰期至当前时期,云南松适生区减少6.9%并向西南方向、更低纬度迁移,未来气候变暖,其适生区又小幅增加0.9%并向东北方向轻微迁移。【结论】温度相关变量是影响云南松分布的主要环境因子;不同气候时期,除滇南外的云南大部分地区及四川南部是云南松的核心分布区,可作为云南松长期稳定的避难所,而西藏东南部、四川北部和贵州西部一带较当前分布明显减少,可作为未来气候变化下云南松的优先保护区。     

浙江红花油茶潜在适生区分布及其对未来气候变化的响应

【目的】预测浙江红花油茶Camellia chekiangoleosa潜在分布范围,分析影响其分布的主要环境因子,为浙江红花油茶保护利用及引种开发提供理论基础。【方法】基于浙江红花油茶在中国区域内55个分布点的环境因子,运用最大熵模型(MaxEnt)预测了当前及未来3种RCPs气候变化情景下浙江红花油茶在中国的潜在适生区分布及其变化。【结果】影响浙江红花油菜潜在分布的主要环境因子是最冷季度降水量、最暖季度平均气温和土壤类型,其中最冷季度降水量贡献率最高,最暖季度平均气温和土壤类型次之。当代潜在适生区集中分布于中国中部和南部地区,其中,核心分布区主要位于江西、福建和浙江。在未来气候变化情景下,总体适生区范围较当前有不同程度地扩展,总体呈现由华东向西南方向显著扩张的趋势。【结论】浙江红花油茶潜在适生区主要受降水、气温和土壤影响,受海拔影响较小,在中国南方地区有较广泛的适生性,具有引种栽培推广潜力。图2表2参41     

不同地理环境下野豌豆根瘤菌的遗传多样性与共生进化研究

【目的】研究西北部分地区不同地理环境下,野豌豆根瘤菌的遗传多样性及其共生进化间的关系。【方法】采用16S rDNA PCR-RFLP与16S rDNA全序列分析技术,对分离自陕西秦岭北麓红河谷、陕西南部汉中、甘肃沙漠绿洲带永昌混山窑、甘肃中部永登红城和新疆乌鲁木齐的5个不同地理环境(分别记做A、B、C、D、和E)的42株野豌豆根瘤菌,进行了遗传多样性和系统发育分析。【结果】测试根瘤菌共有6种基因型(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ和Ⅵ),基因型Ⅰ根瘤菌在各个地理环境采样点均有分布,并且A地点分布的所有菌株均属于该基因型,基因型Ⅱ菌株分布于D和E采样地点,基因型Ⅲ菌株分布于B、C和D采样地点,基因型Ⅳ分布于E地点,基因型Ⅴ和Ⅵ测试菌株均分布于D地点。由16S rDNA全序列分析可知,基因型Ⅰ根瘤菌的代表菌株CCNWSX0050和基因型Ⅳ根瘤菌的代表菌株CCNWGS0055分别与Rhzobium leguminosarum的相似性为99.8%和99.7%;基因型Ⅲ根瘤菌的代表菌株CC-NWGS0062与Sinorhizobium meliloti的相似性为100.0%。【结论】中国西北地区野豌豆根瘤菌在分类学上属于Rhizobium leguminosarum根瘤菌和S.meliloti根瘤菌,野豌豆-根瘤菌的共生关系在不同地理环境中表现出差异性。     

宁夏地区春玉米灌溉需水量特征研究

【目的】提高宁夏地区春玉米的灌溉效率,优化农业资源配置。【方法】依据宁夏地区11个站点1960-2019年的气象资料,确定宁夏地区年际及春玉米生育期不同水文年型的有效降雨量;然后,利用ET₀ Calculator软件计算参考作物腾发量,并结合作物系数法计算作物需水量,求得宁夏地区年际及不同水文年型下春玉米各生育期的作物需水量、灌溉需水量、耦合度和水分盈亏指数。【结果】1960-2019年间,宁夏地区年有效降雨量波动较大(158.5~424.2 mm),北部引黄灌区、中部干旱带和南部山区春玉米生育期有效降雨量分别为123.9,205.4和334.4 mm。宁夏全区春玉米生育期需水量为482.0~690.7 mm,其中南部山区和中部干旱带春玉米需水量有降低趋势,而北部引黄灌区有增大趋势。北部引黄灌区、中部干旱带和南部山区春玉米灌溉需水量分别为566.8,413.0和147.6 mm;在枯水年、平水年和丰水年宁夏全区春玉米灌溉需水量分别为448.5,378.9和317.0 mm。南部山区降雨对作物需水量的满足程度最高,耦合度为0.70,是北部引黄灌区的3.89倍。【结论】宁夏南部山区应以集雨技术为基础发展雨养玉米种植;北部引黄灌区和中部干旱带需要大力发展节水灌溉,其中在北部引黄灌区春玉米大喇叭口期、抽雄期和乳熟期需要分别补灌87.2,79.6和275.6 mm,在中部干旱带需要分别补灌65.7,62.4和212.8 mm。     

川西北低山丘陵区贫困村落空间分布特征及影响因素研究——以绵阳市为例

【目的】贫困村落空间分布特征的研究,能够为地方制定"精准扶贫"政策与贫困村落实现现代化转型提供助力。【方法】本研究以绵阳市域贫困村落为研究对象,运用地理集中指数、不均衡指数及核密度估计等方法,对绵阳市贫困村落分布特征及形成因素进行分析。【结果】绵阳市贫困村落集中分布在北部山区和南部低洼地区,中部分布较少;贫困村落数量在各区县(市)分布不均衡,平武县、北川县、三台县、江油市和盐亭县集聚了近90%的贫困村落;以市域内县级行政区为研究单元,绵阳市贫困村落在三台县出现1个高度集聚区和5个低度集聚区,三个中度集聚区位于安县和盐亭县。【结论】经济、教育、城乡距离、地形起伏及交通等因素对贫困村落的空间分布特征具有重要影响。     

华北地区国家重点保护农业野生植物区系研究

【目的】分析中国华北地区国家重点保护农业野生植物区系成分,为保护与持续利用资源提供参考。【方法】按照中国现代蕨类植物地理分布,种子植物分布区类型,D. Szymkiewicz属相似系数进行分析。【结果】华北地区国家重点保护农业野生植物有44种,隶属于24科39属。区系成分主要是温带性质,各类温带成分属占72.22%、热带成分属占13.89%、中国特有属占13.89%;各类温带成分种占54.76%、热带成分种占2.38%、中国特有种占42.86%,与相邻的东北区系关系密切,与西北区系相似程度较低。【结论】区内植物科有7个分布区类型、2变型,属有12个分布区类型、6变型,种有6个分布区类型和3变型。     

基于地形土壤因子的滇重楼生态适宜性区划研究

【目的】对中国滇重楼进行基于地形土壤因子的生态适宜性等级划分。【方法】利用最大信息熵模型(Max Ent)和Arc GIS软件空间分析功能,结合影响中国滇重楼潜在分布的地形、土壤因子,研究了中国滇重楼潜在分布区的生态适宜性并构建了我国滇重楼潜在分布与地形、土壤因子的关系模型。【结果】影响中国滇重楼潜在分布的主导因子为海拔、有机碳含量、土壤阳离子交换能力、土壤含粘土量、土壤有效水含量等级、土壤质地分类,它们对滇重楼潜在分布的累积贡献率达到了潜在生态因子的97.1%,利用所建模型给出的滇重楼在待预测地区的存在概率,将中国滇重楼生态适宜性等级划分为不适宜区、次适宜区、较适宜区和最适宜区并给出了中国滇重楼潜在分布区的地形、土壤因子阈值。【结论】该结果可为开展中国滇重楼种植的合理区域选取提供科学依据。     

Regionalization of wheat powdery mildew oversummering in China based on digital elevation

Blumeria graminis f. sp. tritici, the pathogen that causes wheat powdery mildew, is one of the most important diseases affecting wheat production in China, and the oversummering is the key stage of wheat powdery mildew epidemic. The more oversummering regionalization of wheat powdery mildew has played an important role in disease prediction, prevention and control. In this study, we analyzed the correlation between oversummering data of wheat powdery mildew and the meteorological factors over the past years, and determined that temperature was the key meteorological factor influencing oversummering of wheat powdery mildew. The average temperature at which wheat powdery mildew growth was terminated(26.2°C) was used as the threshold temperature to regionalize the oversummering range of wheat powdery mildew. This regionalization was done using the GIS ordinary kriging method combined with the Digital Elevation model(DEM) of China. The results showed that annual probability of oversummering region based on Model 26.2 were consistent with the actual survey of the more summer wheat powdery mildew. Wheat powdery mildew oversummering regions in China mainly cover mountainous or high-altitude areas, and these regions form a narrow north-south oversummering zone. Oversummering regions of wheat powdery mildew is mainly concentrated in the high-altitude wheat growing areas, including northern and southern Yunnan, northwestern Guizhou, northern and southern Sichuan, northern and southern Chongqing, eastern and southern Gansu, southeastern Ningxia, northern and southern Shaanxi, central Shanxi, western Hubei, western Henan, northern and western Hebei, western Liaoning, eastern Tibet, eastern Qinghai, western Xinjiang and other regions of China.     

新疆冬小麦地方品种高分子量麦谷蛋白亚基的地理分布及其新发现亚基的特性

[目的]和方法]为了揭示新疆小麦地方品种高分子量谷蛋白亚基( HMW - GS)的遗传多样性,对新疆北部地区(北疆)、东部地区(东疆)和南部地区(南疆)小麦地方品种HMW - GS的分布进行了研究.[结果]研究表明:新疆小麦地方品种HMW - GS等位变异的分布与其地理来源具有密切关系,除Glu - B1位点外,Glu -A1和Glu - D1位点等位变异在北部地区、东部地区和南部地区的分布频率存在显著差异.在Glu - A1位点,Glu - A1c编码的亚基出现的频率最高,其次是Glu - A1b编码的2*亚基;但在北部地区,几乎所有品种都含有Glu -A1c编码的亚基,仅有1个品种含有Glu-A1b编码的2*亚基.在Glu - B1位点,新疆大多数小麦地方品种含有Glu -B1b编码的7+8亚基.在Glu - D1位点,新发现的等位基因Glu -D1bp(t)编码的2.6亚基在东疆和南疆出现的频率较高,但在北疆出现的频率最低,分别为91;(东疆),61;(南疆),19;(北疆);等位基因Glu - D1bp(t)在南疆冬小麦地方品种中普遍存在.然而,北疆是以等位基因Glu - D1a编码的2+12亚基为主,其频率为83;.关于Glu - D1bp(t)的起源,推测可能是在南疆地区自然突变产生,然而由于南疆和东疆荒漠化造成的地理阻碍使其向北疆传播的概率较低,同时抑制了该基因向东亚地区的迁移.[结论]基于DNA序列的氨基酸序列比对,发现Glu -D1bp(t)编码的2.6亚基与Glu - D1al编码的2.2*亚基非常相似.     

气候变化背景下我国陆地生态系统固碳增汇分区研究

[目的]使我国生态系统尽可能地适应全球性的气候变化。[方法]对陆地植被固碳增汇的区域差异管理进行分区,运用归一化植被指数(NDVI)对气候变化的响应关系,对我国陆地生态系统固碳增汇分区进行研究。[结果]将我国陆地生态系统划分为3个主动适应气候变化固碳增汇区域。Ⅰ气候暖湿化驱动型区,包括华北、华南及西北等大部分区域;Ⅱ气候暖干化驱动型区,主要分布于东北大小兴安岭、长白山等亚寒带地区、青藏高原高寒区域大部、天山、祁连山及横断山脉等高海拔地区;Ⅲ气候冷湿化驱动型区,主要分布于内蒙古东部及北部沙漠化严重地区、长江流域下游水稻主产区及西藏林芝热带半湿润地区。[结论]以县级行政界线为基本划分单元的气候变化背景下我国陆地生态系统固碳增汇分区,可为生态系统区域差异管理提供参考。     

SSR分子标记研究进展

SSR标记广泛分布于基因组中,呈孟德尔遗传,多态性丰富,信息量大,已被作为一种理想的分子标记之一而广泛应用。文中重点介绍了SSR标记的开发和SSR技术试验体系的研究进展,旨在为SSR分子标记的研究与应用提供参考信息。     

不同生境对赤皮青冈光合特性的影响

【目的】分析赤皮青冈Cyclobalanopsis gilva的光合作用对不同生境条件的适应特征,为赤皮青冈的良种选育和科学栽培提供理论和数据支撑。【方法】以3种不同生境条件下的赤皮青冈天然居群为研究对象,用LI-6400便携式光合仪测定天然状态下赤皮青冈的光合生理指标日变化,并得出其光响应曲线的变化规律。【结果】不同生境条件下,赤皮青冈的净光合速率与蒸腾速率变化趋势基本一致,都在10:00和14:00出现峰值,13:00出现谷值;叶片温度、光合有效辐射、气孔导度与光合速率日变化均有很强的正相关关系。光响应曲线表明:赤皮青冈利用光能的能力受不同生境条件的影响(山间平地山地阳坡山地阴坡),3种生境条件下的光补偿点(Lcp)都比较低,山地阴坡条件下Lcp最低(2.257 mol·m~(-2)·s~(-1)),山间平地和山地阳坡条件下Lcp较接近(51 mol·m~(-2)·s~(-1)左右);光饱和点(Lsp)表现为山间平地山地阳坡山地阴坡。【结论】3种生境下的赤皮青冈均具有较强的环境适应能力,赤皮青冈适应了山间平地和山地阳坡生境下光照时间长、强度大的特点,具有较强的光合能力和强光利用能力;而山地阴坡生境下的赤皮青冈提高了弱光利用能力。对不同生境条件的长期适应是赤皮青冈的光合能力产生差异的主要原因。     

沙棘木蠹蛾潜在分布区预测与分析

利用CLIMEX生态气候模型对沙棘木蠹蛾在中国的适生区进行了预测.结果显示,甘肃省的南部和中部、宁夏回族自治区南部、陕西省和山西省的北部、河北省北部、北京市北部、辽宁省西部和东部部分地区、内蒙古自治区的南部、四川省的西部部分地区、青海省的东部部分地区、新疆维吾尔自治区北部部分地区是该害虫的适生区,这一地区正是中国沙棘人工林分布面积比较大的区域.在综合分析沙棘灌丛林自然分布、沙棘人工林栽培状况、沙棘木蠹蛾危害状况以及生态气候指数EI的基础上,作者认为沙棘木蠹蛾是中国“三北”地区的本地害虫,沙棘木蠹蛾的种群爆发是本地害虫危害引入树种的典型例子.      

海南岛东西部砖红壤中重金属元素含量空间分布特征及其相关性研究

[目的]对海南岛东西部砖红壤中重金属元素含量空间分布特征及其相关性进行研究。[方法]采用现场采样及室内分析测试的方法,在海南岛东、西部各取6个土壤剖面,共35个土壤样本,对砖红壤土壤剖面中7种重金属元素的含量特征进行分析,研究不同地区砖红壤剖面重金属元素含量的空间分布特征,并分析东、西部表层土壤各种重金属之间的相关性。[结果]土壤中重金属元素含量及其分布规律从很大程度上取决于土壤母质的特征;除镍元素外,大部分重金属元素在各层中的均值高于中国南方砖红壤平均值,有一部分重金属元素在淀积层积累;另外,人类活动对海南岛砖红壤剖面中的重金属元素可产生一定影响;海南东、西部表层土壤各种重金属之间的相关性分析结果表明,铅和铜,铬和镍,铬和锌之间显著相关,这些重金属来自同源的概率更大。[结论]该研究结果为海南岛砖红壤重金属污染风险评估奠定了基础。     

我国夏季降水类型初探

笔者利用经验正交函数（EOF）法对夏季降水资料进行分析,研究其时空分布规律,探讨雨型分布,并进一步研究我国夏季降水的年际变化和年代际变化,为后续研究奠定基础。     

我国夏季降水类型初探

[目的]为研究我国夏季降水的空间分布类型及年际和年代际变化特点。[方法]利用经验正交函数分析,对1951~2000年我国160个观测站夏季降水量资料的标准场进行展开,得到我国夏季降水空间分布的不同类型,分析我国夏季降水的年际变化和年代际变化特点。[结果]我国夏季降水主要分布在东部;第一、二、三种EOF模态的空间型特别显著,与其他学者分析我国夏季降水距平百分率分布图得出的我国夏季降水3类雨型比较吻合;我国夏季降水不仅具有比较明显的年际变化,还具有年代际变化。[结论]该研究可为我国夏季降水类型的后续研究提供基础资料。     

基于优化MaxEnt模型的天女木兰在中国适生区预测

采用MaxEnt模型、ENM Tools、R语言和地理信息系统（ArcGis）相结合的方法,预测天女木兰在我国的适生区域,确定影响天女木兰地理分布的主导环境因子。结果表明,预测的天女木兰高适生区主要分为2个主要区域:一个位于东北地区的吉林省南部与辽宁省中东部组成的带状适生分布区;另一个由华东和华中地区的安徽省南部、浙江省西部、江西省中东部与福建省北部等地区组成不均匀的团块适生分布区。天女木兰在我国的高、中和低适生区面积分别为21.96、52.41×10⁴ km²和155.627×10⁴ km²;年均温较差和最湿季度降水量环境变量在预测天女木兰在我国的地理分布中起着主导作用,为我国天女木兰迁地保护引种地的选择与科学保育提供依据。