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Genetic diversity and association analyses of fruit traits with microsatellite ISSRs in Sapindus

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Journal of Forestry Research 2019年第1期30卷 193-203页

作者： caowen sun Liming Jia Benye Xi Jiming Liu Lianchun Wang Xuehuang Weng Ministry of Education Key Laboratory of Silviculture and Conservation Beijing Forestry University

Sapindus mukorossi Gaertn. and S. delavayi Franchet are among the most valuable species in the genus Sapindus for their commercially exploitable plant oils and chemicals. However, few studies have addressed genetic variation and improvement for either species. We evaluated the genetic diversity of germplasm from selected plus trees within a wide region and established the relationship between fruit traits and molecular markers. An association analysis based on inter-simple sequence repeats(ISSRs)provided a genetic basis for studies of fruit traits. A total of 247 loci were detected by scanning 61 trees of S. mukorossi and S. delavayi using 16 ISSR markers. Genetic diversity parameters were estimated for selected superior trees(or germplasm) and S. mukorossi and S. delavayi were categorized into two main groups, as well as into four groups within S. mukorossi. An association analysis between the ISSR markers and 14 fruit traits used the TASSEL MLM model. A genetic structure analysis differentiated *** and S. delavayi. Eighteen ISSR loci associated with 13 fruit traits(P<0.005) were identified, with 13, 1,and 4 loci associated with seed oil production, fruit saponin production, and fruit quality, respectively. Using this information, a core collection was selected with adequate genetic diversity and good seed oil characters. Our results demonstrate the feasibility of effectively estimating fruit trait associations in Sapindus using ISSR markers, and the method is applicable and valuable for select germplasm conservation. The markers obtained in this study are potentially useful for molecular-assisted breeding of Sapindus spp.

关键词： Inter-simple sequence repeats Sapindus Fruit traits Association analysis Genetic diversity

Screening of Sapindus germplasm resources in China based on agro-morphological traits

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Journal of Forestry Research 2022年第1期33卷 203-216页

作者： Jiming Liu Shiqi Liu Yuanyuan Xu caowen sun Zhong Chen Xin Wang Lixian Wang Shilun Gao Guochun Zhao Qiuyang He Xuehuang Weng Liming Jia Key Laboratory of Silviculture and Conservation of the Ministry of Education College of ForestryBeijing Forestry UniversityBeijing 100083People’s Republic of China National Energy R&D Center for Non-food Biomass Beijing Forestry UniversityBeijing 100083People’s Republic of China College of Forestry Nanjing Forestry UniversityNanjing 210037People’s Republic of China China Jiliang University Hangzhou 310018People’s Republic of China Yuanhua Forestry Biological Technology Co. LtdSanming 650216People’s Republic of China

Sapindus *** are widely cultivated for biodiesel,biomedical,and biochemical raw materials in southern ***,yields fuctuate widely due to the lack of high-yielding,high-quality,stable ***,the objectives of this study were to evaluate three species and one variety among 149 nationwide Sapindus species and screen for elite accessions which would serve as Sapindus breeding *** were evaluated on 19 agro-morphological traits by correlation analysis and principal component *** displayed substantial diversity and a broad range of economic *** particular,accessions of Sapindus mukorossi and Sapindus rarak had more variation in economic traits than Sapindus delavayi and Sapindus rarak *** saponin accumulation may be achieved at the cost of seed oil *** elite accessions for oil and saponin production,and for comprehensive utilization were screened and accessions no.80,110,and 112 had significant potential to produce high *** elite accessions will facilitate the identification of genetic determinants of valuable traits and the effective utilization of trait variability in Sapindus breeding.

关键词： Agro-morphological traits Germplasm resources Sapindus Principal component analysis

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青钱柳种子雨的季节动态及土壤种子库特征

南京林业大学学报（自然科学版） 2023年第2期47卷 18-26页

作者：黄梓良徐子恒孙操稳福建林业职业技术学院福建南平353000 江苏省淮安市林业技术指导站江苏淮安223001 南京林业大学南方现代林业协同创新中心南京林业大学林学院江苏南京210037

【目的】研究青钱柳(Cyclocarya paliurus)种子雨的季节动态及土壤种子库特征,以阐明其种群更新和演替规律。【方法】以江苏溧阳大石山3种林分密度(1 050、720和525株/hm^(2),代号依次为C1、C2、C3)青钱柳人工林为对象,对其种子雨季节... 详细信息

【目的】研究青钱柳(Cyclocarya paliurus)种子雨的季节动态及土壤种子库特征,以阐明其种群更新和演替规律。【方法】以江苏溧阳大石山3种林分密度(1 050、720和525株/hm^(2),代号依次为C1、C2、C3)青钱柳人工林为对象,对其种子雨季节动态及种子性状进行观测和分析;在江西九岭山5个青钱柳天然群落设样方调查,并对样方内的土壤种子库分枯枝落叶层(Ⅰ层)和土壤层(Ⅱ层)进行种子筛选和分析。【结果】根据青钱柳种子雨密度,将落种时期分为3个阶段:落种前期(8月20日—9月20日)、落种中期(9月21日—12月10日)和落种后期(12月11日—12月30日);种子雨出现2个高峰(9月10日和12月20日),落种前期和落种后期其单位面积落种量分别占全年的42.4%和43.5%;不同落种阶段的种子雨密度和具生活力的种子数差异显著,但其他种子性状差异不显著。林分密度显著影响青钱柳饱满种子数和种子千粒质量,但未影响其他种子性状。青钱柳天然群落的土壤种子库密度均呈现为Ⅰ层(37.4粒/m^(2))>Ⅱ层(17.9粒/m^(2)),群落间的种子库密度差异达显著水平;Ⅱ层种子直径、厚度及体积均小于Ⅰ层种子。青钱柳群落土壤种子库的种子饱满度和生活力均较低,分别为13.0%~27.1%和0~10.4%;相比较而言,Ⅰ层种子生活力和饱满度总体上大于Ⅱ层,说明种子库中的种子寿命随着时间的延长呈下降趋势。【结论】青钱柳林分种子雨呈双峰特征,林分密度显著影响了种子雨密度和千粒质量,但对种子饱满度和生活力的影响不大;土壤种子库枯枝落叶层(Ⅰ层)种子数量和质量均优于土壤层(Ⅱ层)种子,贮存在土壤种子库的种子休眠被解除,有利于青钱柳群落的更新和演替。

关键词：青钱柳种子雨林分密度季节动态土壤种子库天然更新

Whole-genome Duplication Reshaped Adaptive Evolution in A Relict Plant Species,Cyclocarya paliurus

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Genomics, Proteomics & Bioinformatics 2023年第3期21卷 455-469页

作者： Yinquan Qu Xulan Shang Ziyan Zeng Yanhao Yu Guoliang Bian Wenling Wang Li Liu Li Tian Shengcheng Zhang Qian Wang Dejin Xie Xuequn Chen Zhenyang Liao Yibin Wang Jian Qin Wanxia Yang caowen sun Xiangxiang Fu Xingtan Zhang Shengzuo Fang Nanjing Forestry University Co-Innovation Center for Sustainable Forestry in Southern ChinaNanjing 210037China Shenzhen Branch Guangdong Laboratory for Lingnan Modern AgricultureGenome Analysis Laboratory of the Ministry of AgricultureAgricultural Genomics Institute at ShenzhenChinese Academy of Agricultural SciencesShenzhen 518120China Center for Genomics and Biotechnology Fujian Provincial Key Laboratory of Haixia Applied Plant Systems BiologyKey Laboratory of GeneticsBreeding and Multiple Utilization of CropsMinistry of EducationFujian Agriculture and Forestry UniversityFuzhou 350002China

Cyclocarya paliurus is a relict plant species that survived the last glacial period and shows a population expansion *** leaves have been traditionally used to treat obesity and diabetes with the well-known active ingredient cyclocaric acid ***,we presented three *** genomes from two diploids with different flower morphs and one haplotype-resolved tetraploid *** genomic analysis revealed two rounds of recent whole-genome duplication events and identified 691 genes with dosage effects that likely contribute to adaptive evolution through enhanced photosynthesis and increased accumulation of *** analysis of 45 *** individuals uncovered two bottlenecks,consistent with the known events of environmental changes,and many selectively swept genes involved in critical biological functions,including plant defense and secondary metabolite *** also proposed the biosynthesis pathway of cyclocaric acid B based on multi-omics data and identified key genes,in particular gibberellinrelated genes,associated with the heterodichogamy in *** *** study sheds light on evolutionary history of *** and provides genomic resources to study the medicinal herbs.

关键词： Cyclocarya paliurus Genomics Whole-genome duplication Triterpenoid Resequencing

不同叶色青钱柳叶片色素、多酚含量及光合特性的差异

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南京林业大学学报（自然科学版） 2022年第2期46卷 103-110页

作者：徐展宏朱莹金慧颖孙操稳方升佐南京林业大学林学院南方现代林业协同创新中心江苏南京210037

【目的】青钱柳是多功能树种,通过比较分析两种不同叶色青钱柳叶片色素、黄酮和单宁两类多酚含量及其光合特性的差异,为青钱柳良种选育提供理论依据。【方法】按照季节动态分别采集红叶青钱柳和绿叶青钱柳的新叶和成熟叶,测定其花色素... 详细信息

【目的】青钱柳是多功能树种,通过比较分析两种不同叶色青钱柳叶片色素、黄酮和单宁两类多酚含量及其光合特性的差异,为青钱柳良种选育提供理论依据。【方法】按照季节动态分别采集红叶青钱柳和绿叶青钱柳的新叶和成熟叶,测定其花色素苷、叶绿素、类胡萝卜素、单宁和黄酮含量,定期测定4种类型叶的净光合速率(P_(n))和PSⅡ最大光化学效率(F_(v)/F_(m)),并采用单因素方差分析比较不同类型叶间的差异。【结果】红叶青钱柳的新叶花色素苷含量显著高于其他3种类型叶(P 0.05),但在秋季,红叶青钱柳成熟叶片的单宁含量显著高于绿叶青钱柳的成熟叶片(P 0.05),红叶青钱柳和绿叶青钱柳成熟叶片的P_(n)也不存在显著差异(P> 0.05)。【结论】较高浓度的花色素苷是红叶青钱柳新叶呈现红色的主要原因;红叶青钱柳和绿叶青钱柳叶中单宁与黄酮的含量存在一定差异,但总体上差异不显著;红叶青钱柳新叶阶段叶多酚类物质含量较高,但在成熟叶阶段与绿叶青钱柳无显著差异(P> 0.05)。因此,红叶这一表型性状可为青钱柳药用优良单株的筛选提供一定参考,红叶青钱柳在7—8月叶片仍保持较高花色素苷含量而呈现红色,比绿叶青钱柳具有更高的观赏价值。

关键词：青钱柳叶色花色素苷黄酮单宁光合特性

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不同产地花楸无性系苗期田间耐热性评价研究

北京林业大学学报 2020年第4期42卷 21-31页

作者：刘迪孙操稳王立宪贾黎明北京林业大学城乡生态环境北京实验室北京100083 南京林业大学林学院江苏南京210037

【目的】花楸是分布在我国山区海拔500~2200 m的重要乡土树种,具有极高的观赏价值。本研究对不同花楸无性系的田间耐热性进行综合评价,为早期筛选出适应于北京高平原地区的优良品种提供科学依据。【方法】以来自5个种源的14个无性系花楸... 详细信息

【目的】花楸是分布在我国山区海拔500~2200 m的重要乡土树种,具有极高的观赏价值。本研究对不同花楸无性系的田间耐热性进行综合评价,为早期筛选出适应于北京高平原地区的优良品种提供科学依据。【方法】以来自5个种源的14个无性系花楸的2年生嫁接苗为材料,在北京延庆海拔500 m的田间条件下,对幼苗的苗高和地径的生长量、叶片丙二醛(MDA)、可溶性蛋白、可溶性糖和叶绿素含量以及SOD、POD的活性进行测定;利用基于主成分分析的隶属函数分析法对14个无性系花楸幼苗的耐热性进行了综合评价。【结果】各单项指标值在4个月之间的差异显著,且在不同无性系之间的差异也显著;WL1、WL2、SH1和SH2的苗高和地径的生长表现显著优于其他无性系。TB1和TB2的生长表现最差;TB1和TB2的MDA含量从5月到6月升高最显著,耐热性表现差。FN2和WL2的MDA含量从5月到6月反而下降,优于其他无性系;WL2、FN1和FN2的两种保护酶活性高,优于其他无性系;FN1和FN2的叶绿素含量受高温的影响下降最少,优于其他无性系;SS1、SS2、SS3和SS4的渗透调节物质含量较高,优于其他无性系。指标的相关性分析表明,叶绿素含量两两间呈显著正相关关系(P<0.01);叶绿素含量变化与地径增长量间呈显著负相关关系(P<0.05);苗高和地径之间呈显著正相关关系。10个单项指标经过主成分分析后,得到4个新的相互独立的综合指标;【结论】经过隶属函数综合评价,各无性系幼苗的田间耐热性从强到弱的顺序为:WL2、WL1、FN1、SH2、SH1、FN2、SS2、HS2、SS4、SS3、SS1、HS1、TB2、TB1。

关键词：花楸产地耐热性高平原隶属函数

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青钱柳幼林地上部分生物量生长模型研究

南京林业大学学报（自然科学版） 2022年第1期46卷 138-144页

作者：孙操稳仲文雯洑香香尚旭岚方升佐南京林业大学林学院江苏南京210037

【目的】青钱柳是我国特有的珍稀多用途树种,研究青钱柳幼树地上部分生物量生长规律,为发展叶用林提供依据。【方法】以6年生的青钱柳人工幼林为研究对象,对其生长特性及生物量的分配进行了研究,同时选取了37株样木进行地上部分生物量... 详细信息

【目的】青钱柳是我国特有的珍稀多用途树种,研究青钱柳幼树地上部分生物量生长规律,为发展叶用林提供依据。【方法】以6年生的青钱柳人工幼林为研究对象,对其生长特性及生物量的分配进行了研究,同时选取了37株样木进行地上部分生物量及相关测树因子的分析评价,从19个生物量模型中进行筛选,构建了青钱柳人工林各生物量组分及地上部分生物量与相关测树因子的预估方程。【结果】青钱柳幼林地上部分生物量(W)与胸径(D)具有高度相关性,筛选的4个模型均以胸径作为自变量,则:(1)干生物量模型W=0.15 D^(2.1),R^(2)=0.982;(2)枝生物量模型W=0.05 D^(1.88),R^(2)=0.864;(3)叶生物量模型W=0.07 D^(1.55),R^(2)=0.802;(4)地上部分生物量模型W=0.28 D^(1.95),R^(2)=0.976。【结论】不同密度下6年生青钱柳幼林生长尚未郁闭,受密度效应的影响较低,胸径、树高和单株材积的总生长量之间差异不显著,单株和林分生物量分配模式基本相似,地上部分各器官生物量分配由大到小表现为干(73%)>枝(16%)>叶(11%)。

关键词：青钱柳人工林林木生长生物量模型叶用林

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东亚四照花群体中国潜在适生区预测研究

南京林业大学学报（自然科学版） 2019年第5期43卷 135-140页

作者：马青江孙操稳张乐英胡梓恒张仕娇洑香香青海省林木种苗站青海西宁810008 南京林业大学林学院江苏南京210037 南京林业大学生物与环境学院江苏南京210037

【目的】四照花属(Cornus)是具有较好发展潜力的园艺观赏树种。通过生态位模型分析评价东亚四照花在中国的分布情况及主要限制环境因子,可为其资源的保护和利用提供理论依据。【方法】以343个东亚四照花的地理分布记录和19个环境因子为... 详细信息

【目的】四照花属(Cornus)是具有较好发展潜力的园艺观赏树种。通过生态位模型分析评价东亚四照花在中国的分布情况及主要限制环境因子,可为其资源的保护和利用提供理论依据。【方法】以343个东亚四照花的地理分布记录和19个环境因子为预测数据,采用MaxEnt模型对东亚四照花潜在适宜分布区进行预测。【结果】采用MaxEnt模型预测东亚四照花适宜分布区准确度极高(AUC值达0.933)。东亚四照花的现代极高适宜分布区为四川与云南交界部分地区(100°~104°E,26°~27°N),四川省盆地西缘的部分地区(102°~103°E,29°~32.5°N),陕西省南部地区及陕西、四川、甘肃和湖北交界地区(105°~112°E,32°~34°N),湖南、湖北和重庆交界部分地区(108°~112°E,29°~32°N),四川、云南和贵州3省交界区(105°~108°E,26°~27°N),广东北部、广西北部、湖南南部和江西南部的部分地区(110°~118°E,25°~26°N),福建、江西和浙江3省交界的部分地区(117°~122°E,25°~28°N)。影响东亚四照花分布的主要因子应为综合环境因子,主要为季节性的降水和温度变化以及极端低温。【结论】随着气候变暖,东亚四照花适生区不会发生迁移,只会逐渐破碎化并且越来越小。该模型的预测结果可以在大尺度上为东亚四照花种质资源的收集保护及适生区的区划提供科学依据。

关键词：四照花属潜在适生区环境因子 MaxEnt模型

基于MaxEnt的中国无患子属适生区区划及生态特征

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林业科学 2021年第5期57卷 1-12页

作者：刘济铭贾黎明王连春孙操稳王昕郑玉琳陈仲翁学煌北京林业大学国家能源非粮生物质原料研发中心北京100083 北京林业大学省部共建森林培育与保护教育部重点实验室北京100083 西南林业大学林学院昆明650224 南京林业大学南京210037 福建源华林业生物科技有限公司三明354500

【目的】基于我国无患子属空间分布数据,探索无患子属的适生区区划及主要生态特征,为无患子属种子调拨、种质资源多样性保护、引种栽培、合理选址提供科学依据。【方法】基于我国17省(区、市)无患子属226份种质资源空间分布数据,叠加分... 详细信息

【目的】基于我国无患子属空间分布数据,探索无患子属的适生区区划及主要生态特征,为无患子属种子调拨、种质资源多样性保护、引种栽培、合理选址提供科学依据。【方法】基于我国17省(区、市)无患子属226份种质资源空间分布数据,叠加分析后筛选133份代表性分布数据,结合24个生态因子,采用最大熵模型(MaxEnt)开展无患子属适生区区划并建立与生态因子的关系模型,运用受试者工作特征曲线(ROC曲线)检测模型精度,刀切法(Jackknife)筛选主导生态因子;结合ArcGIS系统实现我国无患子属适生区可视化。【结果】MaxEnt模型模拟结果可信度高,无患子属适生区区划结果ROC曲线训练集和测试集AUC值均达到0.990以上;无患子属适生区面积为248.71万km^(2),占国土面积的25.81%,其中无患子为240.66万km^(2)(占国土面积的24.99%)、川滇无患子为78.99万km^(2)(占国土面积的8.20%)、毛瓣无患子为100.40万km^(2)(占国土面积的10.42%);显著影响无患子适生区区划的生态因子为最暖季降水量(贡献率为57.1%)和等温性(贡献率为22.6%),川滇无患子为最暖季降水量(贡献率为37.9%)、最冷季平均气温(贡献率为15.9%)、海拔(贡献率为12.8%)和降水量变异系数(贡献率为11.2%),毛瓣无患子为年均温度变化范围(贡献率为19.6%)、最暖季降水量(贡献率为17.8%)、根系的氧气有效性(贡献率为11.9%)和等温性(贡献率为11.1%)。【结论】我国无患子属生态适生区广泛分布于华中和华南地区;无患子极适生区主要分布于我国福建省、广西壮族自治区、贵州省、重庆市、广东省北部、江西省南昌和赣州及四川盆地,川滇无患子极适生区集中于四川盆地、云南省昆明和曲靖,毛瓣无患子极适生区集中于云南省南部的玉溪、普洱、红河哈尼彝族自治州和文山壮族自治州;最暖季降水量是决定无患子属及各种适生区区划的最显著生态因子;无患子适宜在最暖季降水量400~800 mm、等温性为24%~35%的区域分布,川滇无患子适宜在海拔1200~3000 m、最冷季平均气温4~11℃的区域生存,毛瓣无患子更适合在年均温度变化范围较小(14~24℃),最暖季降水量较高(550~1550 mm)的热带地区分布。

关键词： MaxEnt 无患子属适生区生态特征