实验田4年生转基因毛白杨嫁接苗和自根苗安全性研究

目的 对种植于天津滨海的自根苗转AhDREB1基因毛白杨（（Populus tomentosa × P. bolleana） × P. tomentosa）以及种植于沧州盐山的嫁接苗转基因株系进行安全性研究,评估转基因毛白杨对环境可能造成的影响。 方法 利用PCR扩增以及电泳技术,对种植在天津滨海和沧州盐山实验田的4年生转基因毛白杨基因组DNA、土壤DNA、沧州嫁接苗砧木DNA以及抗性微生物基因组DNA进行PCR特异性检测。对天津实验田土壤中根际微生物数量进行连续动态监测（3月、4月、5月）。分别在天津滨海和沧州盐山实验田模拟自然条件下转基因毛白杨植株枯落物掉落,检测不同生长阶段的不同器官（新生嫩芽、多年生枝条、新生根尖、多年生侧根、新生嫩叶、当年生老叶）的降解时间。通过化感实验,检测天津滨海和沧州盐山实验田转基因毛白杨植株叶片对白菜（Brassica pekinensis）种子的生长是否造成影响。 结果 电泳结果显示：外源基因稳定存在于转基因毛白杨基因组中,实验田土壤DNA、抗性微生物DNA样品以及沧州嫁接苗砧木DNA中均未出现目的基因片段;天津非转基因植株和转基因植株的根际土壤中可培养微生物数量没有显著差异;转基因毛白杨的枯落物,无论是飘落在杂草表面、土壤表面还是埋入土壤,2个月后外源基因均被降解。化感实验结果显示：非转基因植株以及转基因植株对白菜种子的胚轴和胚根生长的影响没有显著差异。 结论 未发现实验田种植4 a的转基因毛白杨对周围的环境造成影响。     

马尾松和红锥叶片解剖和光合对穿透雨减少的响应

目的 探究8 a干旱胁迫条件下树木叶片光合生理特征与叶片解剖结构的响应及二者之间的关系。 方法 在南亚热带选取2种典型人工林（马尾松和红锥）设置林内穿透雨减少的模拟干旱实验,在穿透雨减少8 a后测定叶片气体交换参数、叶绿素荧光参数、叶片解剖特征以及叶片养分（N、P）含量。 结果 （1）穿透雨减少后,马尾松针叶上、下表皮、叶片厚度以及气孔密度显著增加,而红锥仅叶片上表皮厚度显著增加,海绵组织厚度显著降低。（2）马尾松和红锥的气体交换参数（净光合速率Pn、气孔导度Gs、蒸腾速率Tr）、叶绿素荧光参数（光系统Ⅱ最大光化学效率Fv/Fm、实际光化学效率 ΦPSII,表观电子传递速率ETR）以及叶氮、磷含量在穿透雨减少8 a后均未发生显著变化。（3）与马尾松相比,红锥受到的气孔限制（Ls）更大,水分利用效率（WUE）更高,尤其在干季更明显。 结论 马尾松和红锥应对干旱胁迫的策略存在差异,马尾松通过调节叶片解剖结构产生更具耐旱的针叶来应对干旱,红锥则更倾向通过调节气孔（Ls）、提高水分利用效率（WUE）来适应干旱。     

响应面法优化森吉木霉M75菌株发酵培养条件

目的 利用响应面法优化森吉木霉M75菌株的液体发酵培养条件,使其无菌滤液拮抗松枯梢病病原菌松球壳孢菌的抑菌活性得到有效提高,获得森吉木霉M75高效抑菌的发酵培养基配方。 方法 采用Plackett-Burman试验设计、最陡爬坡试验,结合响应面设计法优化森吉木霉M75的发酵培养基,采用Design Expert 11.0软件对试验数据进行处理分析。 结果 得到了培养基配方中对森吉木霉M75发酵滤液抑菌活性影响最显著的3个主要因素：葡萄糖、温度和转速,同时得到了最佳发酵培养浓度为：葡萄糖2.75%,胰蛋白胨1.2%,硫酸锌0.2%,马铃薯浸汁1 000 mL,温度31.0 ℃、转速195 r·min−1,接种量5%,装液量180 mL,发酵培养5 d。 结论 获得了在实验室条件下森吉木霉M75菌株高效抑菌的发酵培养基配方和培养条件,为森吉木霉菌株后续的研究提供了有效依据。     

马尾松与乡土阔叶树种混合凋落叶分解的质量损失

目的 了解马尾松凋落叶与不同乡土阔叶树种凋落叶的混合分解特征,探明混合凋落叶的质量损失率与阔叶凋落叶的种类和所占比例之间的关系。 方法 本文以针叶马尾松 （P）与乡土阔叶树种香樟 （C）、檫木（S） 以及香椿（T）凋落叶为研究对象,采用凋落叶分解袋法在野外进行2 a的针阔混合分解实验,通过将上述4个树种凋落叶按照1针1阔、1针2阔和1针3阔组合（即PC、PS、PT、PSC、PST、PCT和PSCT）且每种组合设置不同混合比例,共得到31个混合处理,研究这31个混合处理和4种纯凋落叶（合计35种处理凋落叶）的质量损失变化特征。 结果 分解2 a后,PT、PC、PCT、PST以及PSCT组合的质量损失率高于PS和PSC组合。混合凋落叶的质量损失率基本表现为协同效应且随分解时间的延长呈先增强后减弱的趋势,在分解18个月时最强（67.74%）,相对于其它混合处理,PT、PCT和PSCT质量比分别为6:4、7:2:1和7:1:1:1时的质量损失率在4个分解时期均表现出较强的协同效应。 PLS回归分析表明,凋落叶的分解系数k值和混合效应均与凋落叶的初始总酚含量、木质素含量、纤维素含量、C/N、C/P、木质素/N以及木质素/P表现为显著的负相关,与初始N和P含量表现为显著的正相关。 结论 总体上看,阔叶所占比例为30%～40%时,尤其是含有香椿（T）的混合凋落叶（PT,PST,PCT和PSCT）有利于促进马尾松凋落叶分解和林地养分循环。     

三峡库区秭归段消落带重金属时空分布特征

目的 分析比较三峡库区消落带土壤重金属含量的时空差异,研究消落带金属污染现状并提出防治措施。 方法 以2008年、2014年和2018年的秭归段三峡库区的淹水区（高程145～175 m）和未淹水区（高程175～185 m）消落带土壤为研究对象,使用消解法对样品的理化性质和铜（Cu）、铁（Fe）、锰（Mn）、锌（Mn）含量进行检测分析。 结果 结果表明：（1）对2008年、2014年和2018年的消落带土壤研究发现,淹水区土壤总氮（TN）、总磷（TP）、有机质（SOM）含量持续降低,土壤pH值较2008年增加,2018年已接近7。（2）截至2018年,消落带土壤中Cu、Fe、Mn、Zn含量不断增加,Zn在消落带中下部（高程145～165 m）、及未淹水区土壤中地质累积指数污染程度均为“强”;消落带下部（高程145～165 m）的Cu、消落带中下部及未淹水区土壤的Zn已经造成了轻度生态风险。（3）消落带土壤理化性质和4 种重金属含量的相关性分析表明,土壤pH的上升可能带来4 种重金属累积量增加的风险,土壤TP增加可能会减少土壤中4 种重金属累积,而土壤TN含量的增加可能引起未淹水对照区土壤Fe、Mn的增加以及淹水区Cu和Zn的减少。 结论 三峡大坝的运行造成土壤氮磷等养分质量的下降,消落带土壤重金属污染现状不容忽视,尤以Cu和Zn的生态风险为重,因此需要继续长期监测,必要时可以考虑改变植被构成等人工干预手段。     

大兴安岭南段次生林区倒木对森林更新的影响

目的 内蒙古大兴安岭南段赛罕乌拉森林生态系统是内蒙古罕山次生林的典型地段。研究该地区的倒木分布情况以及倒木对森林更新的影响。 方法 采用样地调查法对样地内的倒木及其森林更新的情况进行调查。 结果 研究发现,倒木样地更新密度为（4 050±824）株·hm−2,枯立木样地更新密度为（2 950±265）株·hm−2,对照样地更新密度为（2 625±237）株·hm−2;赛罕乌拉倒木平均储量有（58.51±16.56）m3·hm−2,其中分解等级II、III、IV、V级的倒木分布密度分别为（50±21）、（806±198）、（189±76）、（22±5）株·hm−2。研究区倒木主要以“干基折断”的形式存在,占倒木总数的68.78%。 结论 大量倒木积累在林内,对种子、幼苗、幼树等更新产生障碍、拦截、遮阴作用,同时倒木在倾倒瞬间和倾倒后较长时间会对林下的更新幼苗等植物产生严重的压死、砸伤等负面影响,压死砸伤率为5.3% ～ 7.8%。但是适量高分解等级的倒木可促进幼苗、幼树生长,合理利用倒木与森林更新之间的关系,可有效促进森林健康发展。     

呼伦贝尔沙地樟子松生产力及其对气候因子的响应

目的 森林在减缓温室气体浓度和气候变化方面发挥着巨大作用,研究不同密度下林分生产力及其对气候的响应有助于森林生态系统的功能评估及适应性管理。 方法 本研究利用树木年轮学方法得到了呼伦贝尔沙地不同密度（用林分胸高断面积表示）的天然樟子松林净初级生产力,并结合气象因子分析其对温度、降水及干旱指数的响应。 结果 表明：胸高断面积为8.83、21.94、24.28、32.36和34.9 m2·hm−2的樟子松林的多年平均净初级生产力分别为1.17、2.99、3.55、4.69和4.86 t ·hm−2 ·a−1,随样地密度增加而增加;高密度樟子松林净初级生产力与上年7月和当年9月平均气温及平均最高气温显著正相关（P＜0.05）;5月降水是天然樟子松林净初级生产力的关键限制因子,所有密度林分的净初级生产力均与当年5月降水显著正相关（P＜0.05）;自上年11月至当年7月,净初级生产力与帕默尔干旱胁迫指数（PDSI）的相关系数随林分密度增加而减小,表明林分竞争的增加导致了净初级生产力对PDSI敏感性的降低。 结论 林分密度对呼伦贝尔沙地天然樟子松的净初级生产力及其气候响应存在明显影响,密度调整可能是气候变化下森林适应性管理的关键措施。     

10年生杉木人工林叶片和细根功能性状对土壤磷添加的响应

目的 揭示10年生杉木人工林叶片、细根功能性状对土壤磷添加的响应,为提高杉木人工林生产力提供科学依据。 方法 在10年生杉木人工林中设置P0（对照）、P1、P2、P3、P4、P5共6个处理,土壤施磷量分别为0、60、120、180、240、300 kg·hm−2·a−1,进行了3年模拟磷沉降控制试验,分析了叶面积（LA）、比叶面积（SLA）、叶组织密度（LTD）、叶干物质含量（LDMC）、比根长（SRL）、比根表面积（SRA）、根组织密度（RTD）、可塑性指数（PI）的响应及功能性状之间的相关性。 结果 在土壤磷缺乏情况下,随着施磷浓度程度的增加,杉木的LA、SLA、SRL、SRA均先增加后降低,LTD、LDMC、RTD均先减小后增加。在不同施磷处理下,杉木叶片、细根功能性状的PI平均值分别为0.21、0.16,CV的范围为3.9%～15.9%,属于较弱变异。杉木叶功能性状LTD与LA、SLA在P0、P2处理下呈显著（ P < 0.05）或极显著（ P < 0.01）负相关,LTD与LDMC在P1处理下呈显著正相关（ P < 0.05）;SLA与LA在P0、P3处理下呈显著正相关（ P < 0.05）,SLA与LDMC在P4处理下呈极显著负相关（ P < 0.01）。杉木细根功能性状SRL与SRA在P0、P3、P4、P5处理下呈极显著正相关（ P < 0.01）,SRL与RTD在P3、P4处理下呈显著（ P < 0.05）或极显著（ P < 0.01）负相关;RTD与SRA在P0、P2、P3、P4、P5处理下呈显著（ P < 0.05）或极显著（ P < 0.01）负相关。 结论 杉木通过协调叶片和细根功能性状的耦合关系响应不同梯度的土壤磷添加,进而形成应对土壤磷含量变化的生存策略。本研究表明,适当的磷添加（P2、P3）有利于10年生杉木人工林的土壤养分吸收和生长。     

基于核桃参考基因组的SSR位点鉴定分析和单态性标记开发

目的 为了阐明核桃（Juglans regia L.）（2n=2x=32）全基因组不同染色体上SSR位点数量及其分布特征,开发并验证单态性SSR引物。 方法 基于核桃品种‘中牧查一’的高质量参考基因组序列图谱,使用MISA软件筛选并分析SSR位点,利用Primer 3.0进行引物设计,通过电子PCR进行引物多态性分析,筛选并合成单态性SSR引物并通过真实PCR实验验证其有效性。 结果 （1）在全基因组16条染色体上鉴定得到了共计357 629 个SSR位点,分布密度为662.28 SSRs·Mb−1,其中,10～30 bp长度的短序列占95.00%以上,优势重复单元以A/T碱基为主;不同染色体上SSR位点数量差异较大,其中,Chr1染色体上SSR位点数量最多,Chr16染色体上最少,SSR重复单元的数量及种类与染色体长度呈极显著正相关,进一步统计分析获得的644 种稀有SSR单元中六核苷酸重复基元占多数;（2）基于不同染色体上SSR重复单元的类型和数量构建分布矩阵,聚类分析发现,以遗传距离0.075为阈值可将所有染色体分为4组,其中,第4组中成员最多（11条）,而第1组中仅有Chr10染色体,总体看,Chr10染色体自成一个主枝,显示其可能经历了较为保守的进化过程;（3）利用SSR 位点侧翼的保守序列设计出SSR引物303 009对,通过电子PCR筛选并随机合成了32对单态性引物进行验证,其中,30对（93.75%）在6 个核桃品种中扩增出了清晰的目标产物,28对（87.50%）的PCR扩增结果与电子PCR评估结果一致。 结论 本研究鉴定了‘中牧查一’核桃参考基因组不同染色体序列中的SSR位点,发现其数量和重复类型变化较大,且与染色体长度呈极显著正相关,单碱基重复的SSR是最常见的类型。建立了电子PCR与传统方法联用的引物开发流程,同时验证了其有效性,为核桃SSR引物的个性化快速开发提供了有效策略。筛选获得的28对单态性引物可为分子辅助育种中杂交子代“私生检测”等研究提供科学借鉴与参考。     

基于UHPLC–QTOF–MS技术的五倍子单宁成分分析

目的 基于超高效液相色谱–四极杆飞行时间–质谱（UHPLC–QTOF–MS）技术分析五倍子中单宁成分,建立一种有效的五倍子单宁成分测定方法,并解析单宁的裂解规律。 方法 使用高温和超声波辅助方法提取五倍子中的酚类化合物,基于二级质谱推定化合物的裂解途径。 结果 共鉴定到20种化合物,包含14种没食子单宁、3种酚酸、2种没食子酸酯和1种黄烷醇。以高温121℃为提取条件,均未鉴定到分子质量高于1 500 Da的没食子单宁,而在超声波辅助提取的五倍子水提取液中,成功地检测到1–O–没食子酰基葡萄糖至14–O–没食子酰基葡萄糖,其中,超声功率1 500 W,提取温度65℃条件下,鉴定到更多的没食子单宁异构体。MS/MS图谱显示,五倍子单宁主要通过没食子酸、没食子酰基、糖苷、水、羧基的损失进行裂解。 结论 本研究证明,超声波辅助提取条件下,应用UHPLC–QTOF–MS技术能够全面高效地分析五倍子中的单宁成分,本研究为富含单宁的植物的化学成分研究提供参考依据。