柳杉维管形成层及木质部区转录组序列及基因表达分析

柳杉是中国南方重要的针叶用材树种,具有树形高大,纹理直等特点,已广泛用于板材和建筑生产中,研究柳杉木材形成过程中维管形成层及木质部区转录组特征,为木材形成主要过程的分子机理,木材形成有关基因调控,培育优良材质的林木提供理论参考。本研究以柳杉形成层组织为材料,通过Illumina Hiseq测序平台对4个不同发育阶段的柳杉维管形成层进行转录组测序;对Unigene进行了蛋白功能注释、分类及KEGG代谢通路分析等。测序数据参照无参转录组测序流程进行分析,一共产生105.9 Gb的数据,过滤后Clean reads均达到90%以上。Clean reads经Trinity软件进行组装,一共产生64 969个Unigene,对Unigene进行拼接,拼接后的Contigs序列有29 381条、Singletons有35 588条,总长度为83 003 836 bp。将Unigen与七大功能数据库(NR, NT, GO, COG, KEGG, Swissprot, Interpro)进行比对,共有42 836个Unigene得到注释,占总Unigene的66.05%。GO注释共有89 644个转录本得到注释。对GO注释转录本进行分类,其中有38 432个转录本(42.87%)注释为生物过程,有32 749个转录本(36.53%)注释为细胞组分,有18 463个转录本(20.6%)注释为分子功能。KEGG注释有31 580个Unigene得到注释。分为6大类为:细胞代谢过程、环境信息处理、遗传信息处理、人类疾病、代谢作用、生物体系统。其中代谢作用涉及的Unigene最多达18 580个,占KEGG总注释Unigene的58.83%。另有37 762个Unigene得到COG注释,被分为25类,其中注释数目最多的类型是仅预测一般功能的Unigene,占总数的16.9%;其次是转录,比例为8.8%;再次是复制、重组及修复,占总数的7.8%。本研究最后分析了可能参与木材形成重要功能基因,为探讨木材发育的分子机制及进行重要功能基因的挖掘提供了提供了依据。     

物理去瘤法对天目山柳杉瘿瘤病的影响

近几年,天目山国家级自然保护区内的珍稀种群——柳杉Cryptomeria fortunei严重衰退,瘿瘤病就是其衰退的原因之一。为了防止瘿瘤病的蔓延对天目山柳杉的进一步破坏,采用了多种防治措施和手段。运用物理去瘤法,即运用高压水枪喷射病瘤,以达到除瘤的目的。选取天日山景区的柳杉样本,通过测定分析5月、7月和12月供试柳杉的新梢长、瘤大小、瘤密度、叶绿素相对含量、叶绿素荧光参数等数据,并运用统计学显著性检验原理、SPSS统计软件中的独立性样本r检验和相对生长量的比较,研究物理去瘤法对瘿瘤病防治的作用。结果表明：经过物理去瘤,处理组柳杉瘿瘤平均密度为1．76个·m^-1,平均直径为3cm。处理组的柳杉瘿瘤直径大小和密度明显低于对照组,说明物理去瘤法能有效的抑制瘿瘤的蔓延,但从对柳杉生长量和叶绿体荧光参数的分析中发现,处理组的光合量子产量仅为0．406,低于对照组的0．682。初步认为,物理去瘤法有效地减少瘿瘤的数量和密度,能够防治瘿瘤病在柳杉群落中的蔓延,但却不能促进反而还抑制了柳杉的生长和光合作用进行。因此,可以得出结论：物理去瘤法对柳杉的影响利大于弊,即很好地抑制了瘿瘤的传播,保护了柳杉种群免受瘿瘤病的侵害,但它对柳杉的生理活性方面的作用却并不明显。     

天目山老龄柳杉林土壤种子库状态与更新

采用典型样线法对浙江天目山老龄柳杉Cryptomeria fortunei林的土壤种子库状态及更新特征展开研究,以此解译柳杉种子库的基本特征,为柳杉株天然更新机制研究奠定基础。结果表明：天目山老龄柳杉林土壤种子库属于短暂性土壤种子库,而且产生的种子活力低下,发育不完善的种子占60％～70％,霉烂种子占30％～40％。种子活力低下,枯落物层过厚,缺乏光照及化感作用等因素导致林下幼苗更新存在障碍,需进行人为更新才能实现其可持续生长。     

天目山柳杉的茎干液流特征

利用Envis网络生态监测系统,对天目山柳杉Cryptomeria fonunei古树的茎千液流特征及环境因子的动态变化进行了监测,并对柳杉古树茎干液流速率的日变化、月变化进行分析。结果表明：柳杉古树茎干液流速率的日变化呈单峰或多峰曲线,并有明显的昼夜变化规律,茎干液流随环境因子的变化而波动。冬季的平均茎干液流速率在11月份最大,为56．7mL·min^-1,比2月份高22．9mL·min^-1。晴天茎干液流变化幅度较大,雨天茎干液流变化幅度较小。柳杉古树的茎干液流速率与环境因子之间经关联度分析得出：茎干液流速率与光合有效辐射关系最为密切．其次为气温和空气相对湿度。图5表1参26     

天目山柳杉古树的树干液流速率时空变化

应用热扩散式边材液流计,研究了天目山柳杉Cryptomeria fortunei树干液流速率时空变化、蒸腾耗水量及其与环境因子的关系,揭示了柳杉水分生理的内在机制。结果表明：柳杉树干液流速率的日变化呈单峰曲线．春季于6：20左右启动,12：30左右达到峰值,18：50左右开始迅速下降。夏季于7：00左右启动,13：20左右达到峰值．19：40左右开始迅速下降。春季液流启动比夏季早,达到高峰和迅速下降时间均比夏季提前。春季液流峰值、日均液流速率和液流量均显著大于夏季,且胸径越大的柳杉液流速率越大：在柳杉不同方位上．春季柳杉南向液流速率最大,为平均值的187．3％,西向最小仅为平均值的15．4％。夏季东向液流速率最大,为平均值的226．2％．北向最小为平均值的33．1％。同一季节不同测点的液流速率目变化有明显差异．但具有较好的一致性．不同季节液流变化节律表现不同;在柳杉垂直高度上,柳杉春季日均液流速率大小排序为中位（61．71g．min-1）〉上位（48．36g．min-1）〉下位（35．10g·min-1）,夏季则为上位（20．65g·min-1）〉下位（14．81g·min-1）〉中位（10．43g·min-1）,不同高度的树干液流速率差异明显,且上位液流的波动节律明显早于中位和下位．上位液流峰值出现的时间比下位要早。图5表3参30     

天目山柳杉瘿瘤病发生规律的研究

在调查天目山地区柳杉瘿瘤病发生情况的基础上,通过分析该病发生的不同影响因子和病原菌孢子的产生、释放、传播和侵染过程,确定柳杉瘿瘤病为寄主主导性病害,病害的发生危害受树体的生长势、树龄、立地条件等多种因素影响,海拔高度在1000m和100年生以上的柳杉感病指数出现最大值;病原茵孢子传播受气温、降水等气候因子影响,孢子的释放飞散高峰期在6月上旬至7月上旬。图2袁4参15