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短日照处理在夏季造林中的应用及研究进展

世界林业研究 2013年第5期26卷 36-40页

作者：蒋乐李国雷刘勇孙正华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 山东聊城东昌府区林业局张炉集林业站山东聊城252029

北欧、北美的许多地区在夏季造林前对云杉苗木进行2～3周的短日照处理，以促进苗木提前形成顶芽和进入休眠，提高苗木的木质化程度，增强苗木抗机械损伤和抵御生物或非生物胁迫的能力；通过抑制苗木的高生长，使碳水化合物更多地向根系... 详细信息

北欧、北美的许多地区在夏季造林前对云杉苗木进行2～3周的短日照处理，以促进苗木提前形成顶芽和进入休眠，提高苗木的木质化程度，增强苗木抗机械损伤和抵御生物或非生物胁迫的能力；通过抑制苗木的高生长，使碳水化合物更多地向根系分配，可促进根系的生长发育，增强苗木吸收水分、养分的能力，显著改善夏季造林苗木的质量，取得了较好的造林效果。目前，应用短日照处理调控夏季造林苗木质量的相关研究受到广泛关注。文中重点分析短日照处理的起始时间、持续时间和日照长度等主要技术参数对苗木木质化及其抗旱性和抗寒性的影响，并对短日照处理技术在我国夏季造林中的应用提出展望。

关键词：短日照处理夏季造林木质化抗旱性抗寒性

短日照处理对野菊CO基因表达及蒙花苷含量影响的研究

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短日照处理对野菊CO基因表达及蒙花苷含量影响的研究

作者：陈丹丹南京农业大学

学位级别：硕士

野菊花为菊科植物野菊（Chrysanthemum indicum L.）的干燥头状花序,具有清热解毒,泻火平肝的功效。野菊的主要化学成分包括黄酮类、酚酸类、萜类和挥发油等。具有抗炎抗菌、抗氧化、抗病毒、抗肿瘤和保肝等多种药理作用。近年来,随着... 详细信息

野菊花为菊科植物野菊（Chrysanthemum indicum L.）的干燥头状花序,具有清热解毒,泻火平肝的功效。野菊的主要化学成分包括黄酮类、酚酸类、萜类和挥发油等。具有抗炎抗菌、抗氧化、抗病毒、抗肿瘤和保肝等多种药理作用。近年来,随着野菊花资源的开发与利用,市场上对野菊花原料药材的需求量日益增大。野菊花为典型的短日照植物,其秋天开花的生物学特性,逐渐不能满足人们对其产品的周年需求。近年来,学者们研究了多种调控植物开花相关的途径,逐渐探明了与植物开花相关的基因网络,在研究植物开花的光周期途径中,发现CO是模式植物拟南芥光周期途径的关键基因。因此,本研究基于野菊转录组测序分析,模拟野菊成花所需要的短日照环境,探究短日照处理对野菊光周期途径中关键基因CO的表达量及其蒙花苷积累的影响。主要研究结果如下:（1）利用华大基因公司的BGISEQ-500平台进行野菊转录组测序。共测得6.66 Gb数据。组装并去冗余后得到54112个Unigene,总长度、平均长度、N50以及GC含量分别为41592321 bp、768 bp、1170 bp和40.60%。将得到的Unigene与七大功能数据库分别比对,并进行功能注释,最终分别有38001（NR:70.23%）、24859（NT:45.94%）、23827（SwissProt:44.03%）、28556（KOG:52.77%）、27437（KEGG:50.70%）、12082（GO:22.33%）以及 31601（InterPro:58.40%）个 Unigene 获得功能注释。使用Transdecoder检测出31059个CDS。同时还检测出5181个SSR分布于4563个Unigene中,以及预测出1393个编码转录因子的Unigene。（2）采用RT-PCR法克隆得到野菊CO基因的CDS序列,并对其进行了生物信息学分析。结果显示野菊CO基因开放阅读框长1380 bp,编码459个氨基酸,该蛋白的分子量约为52.04 kDa,含有1个B-BOX结构域和1个CCT结构域,理论等电点为4.81,α螺旋占17.65%,随机卷曲占76.69%,延伸链占5.66%,无β折叠,无信号肽。系统进化树分析结果显示野菊CO与甘菊、黄花蒿同源性较高,表现为CO在同科内较为保守。为研究短日照处理对野菊光周期关键基因CO表达量的影响,使用Real-Time PCR法检测野菊不同部位及短日照处理不同天数CO的相对表达量。结果显示CO在野菊叶中的表达量最高并与其他生长部位呈现显著差异,CO在野菊不同生长部位表达量从高到低依次是:叶,茎,花蕾,花,根。对照组和处理组野菊CO基因的表达量在短日照处理不同时期下均有显著差异,其中处理组在短日照处理后18 d内CO的表达量显著低于对照组,但从22 d后开始显著上调并高于对照组,在第26 d时基因表达量上调最大。为探究短日照处理对野菊活性成分积累的影响,对野菊进行一个月的短日照处理,并使用高效液相测定了收获期野菊的蒙花苷含量。结果表明对照组和处理组野菊蒙花苷含量均达到药典规定的野菊蒙花苷含量标准,处理组野菊蒙花苷含量为24.21 mg.g-1,比对照组低4.27mg.g-1,表明短日照处理会造成野菊花中蒙花苷含量的降低。

关键词：野菊转录组短日照处理 CO基因表达蒙花苷

短日照处理对油松容器苗耐瘠薄能力与抗旱性影响的研究

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短日照处理对油松容器苗耐瘠薄能力与抗旱性影响的研究

作者：潘君菡北京林业大学

学位级别：硕士

春季干旱严重的地区,造林往往选在多雨的夏季。由于苗木正处于速生期,顶芽容易在起苗和运输过程中折断,短日照处理则很好的解决了这一难题。以往短日照提高苗木夏季造林效果主要从顶梢木质化和根系水分吸收能力两个方面给予解释。本研... 详细信息

春季干旱严重的地区,造林往往选在多雨的夏季。由于苗木正处于速生期,顶芽容易在起苗和运输过程中折断,短日照处理则很好的解决了这一难题。以往短日照提高苗木夏季造林效果主要从顶梢木质化和根系水分吸收能力两个方面给予解释。本研究将从养分吸收、水分消耗和水分吸收角度探究短日照提高苗木夏季造林效果的生理基础。为了探讨短日照处理对初始苗木质量,夏季造林效果与养分吸收、苗木水分消耗和根系水分吸收的关系,进行了如下试验:(1)光照处理试验:油松进行12周指数施肥,施肥量为80mgN株-1,26mgP株-1,33mgK株-1。施肥结束后进行为期3周光照处理:正常光照(ND)和短日照(SD)。(2)耐瘠薄试验:光照试验结束后,ND和SD均设置3个土壤肥力:低肥(LF),中肥(MF)和高肥(HF),共计6个处理。施加相同的磷钾肥,持续6周。试验结束破坏取样并扫描根系结构。(3)水分胁迫试验:光照试验结束后,ND和SD均设置三个水分梯度:正常浇水灌溉(WW),每4天浇水一次;中度干旱(MD),每8天浇水一次;重度干旱(HD),移栽后不浇水。共计6个处理,持续48天,期间测定光合指标,季末破坏取样,测定叶片水势和叶δ13C。试验结果如下:(1)光照处理试验发现,短日照处理刚结束,苗高、地径、叶和茎的生长均受到抑制,苗木碳水化合物合成下降,减少向地上部分分配,而向根系分配不变,造成苗木根茎比上升。短日处理影响油松苗养分的状态,促进叶P浓度,但是降低了叶和根的钾浓度,含量方面,降低了根P含量,叶茎根K的含量。(2)耐瘠薄试验发现,瘠薄立地上,短日照处理的苗木细根根系长度提高了 26.1%、表面积和体积分别提高32.2%和35.7%,同时提高了总的根系长度和总根系表面积,优化了根系结构。短日照处理在一定程度上有利于器官N、P、K的吸收。浓度方面,提高了叶P,茎N和茎P浓度;含量方面,促进茎P,根P和茎K的吸收储存。同时,苗木氮肥摄取量随着土壤肥力的升高而提高,尽管同时施加相同数量的磷肥和钾肥,但是土壤肥力的提高促进了对磷和钾的吸收。次年春天,短日照处理的苗木用了11天的时间完成顶芽开放,比正常光照的幼苗早一天,但是土壤肥力对顶芽开放不产生影响。(3)水分胁迫试验发现,在第32天,随水分胁迫程度加深,蒸腾作用和气孔导度随之降低,瞬时光合速率提高,但是光照处理对上述指标不产生影响。从光照处理结束到生长季末,短日照处理后的苗木根茎比大幅提高,由24.0%升至62.3%,利于造林苗木抗旱性提高。试验进行至48天,正常水分条件下,短日照处理的苗木δ 13C更高,从而有更高的水分利用效率;中度干旱胁迫下,短日照处理的苗木叶片水势高,叶片细胞失水少;对于重度干旱,短日照处理则对苗木抗旱性失去效用。综上,短日照处理促进了顶芽形成,提高了苗木抗机械破坏的能力;抑制了地上部分的生长,改善了苗木的根茎比,提高了单位面积光合速率;提高苗木根系吸收面积,促进造林苗木吸收更多的水分和养分,提高苗木抗旱和耐瘠薄能力。

关键词：油松短日照处理养分吸收水分胁迫容器苗

短日照处理对地被菊‘紫娇’花芽分化及开花的影响

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短日照处理对地被菊‘紫娇’花芽分化及开花的影响

作者：王晨山西农业大学

学位级别：硕士

本试验研究了不同短日照处理(Od、30d、50d)对地被菊’紫娇’花芽分化进程和开花的影响,以及该过程中相关生理指标、形态指标、开花基因表达量的差异,以期为菊花的周年生产提供理论依据。主要研究结果如下:1)地被菊’紫娇’的花茅分化... 详细信息

本试验研究了不同短日照处理(Od、30d、50d)对地被菊’紫娇’花芽分化进程和开花的影响,以及该过程中相关生理指标、形态指标、开花基因表达量的差异,以期为菊花的周年生产提供理论依据。主要研究结果如下:1)地被菊’紫娇’的花茅分化过程分为花序分化期和小花分化期:花序分化期包括:未分化期、花芽分化启动期、总苞鳞片分化期(初期、末期)、小花原基分化期(初期、末期);小花分化期包括:花冠形成期(初期、中期、末期)。2)30d和50d短日照处理缩短了’紫娇’花芽分化时间,促进花期提前,抑制了’紫娇’的株高、冠幅和开花数量,短日照处理时间越长抑制作用越强。同时,研究发现30d短日照处理出现部分畸形花蕾,并出现两次开花现象,总开花量与对照接近,但单次开花数量极显著少于对照。3)花芽分化过程中,各处理叶片可溶性糖含量均呈先上升后下降趋势,但对照在花芽分化启动期可溶性糖含量达到最高,30d和50d短日照处理在总苞鳞片分化期可溶性糖含量达到最高。各处理叶片可溶性蛋白含量均呈先下降后上升变化,但对照在总苞鳞片分化期降到最低值,30d和50d短日照处理在小花原基分化期降到最低值。对照可溶性糖和可溶性蛋白的变化拐点较30d和50d短日照处理均早一个时期。4)现蕾期至末花期中,各处理叶片可溶性糖含量整体呈下降后上升变化,可溶性蛋白含量整体呈平稳后下降变化。其中对照与30d短日照处理第二次开花叶片可溶性糖含量、可溶性蛋白含量变化趋势相同,30d短日照处理第一次开花和50d短日照处理叶片可溶性糖含量、可溶性蛋白含量变化趋势相同。5)在花芽分化过程中,CmCOL1基因在30d短日照处理第一次开花和50d短日照处理下出现两次高表达,对照仅出现一次。CmGI2基因在花芽分化阶段出现三次较高表达。CmFT、CmPRR2、CmPRR7、CmPRR37、CmPRR73基回进入小花原基分化期后表达量开始上调。CmPJRR7基因进入花冠形成期后表达量迅速下降,而CmPRR37、CmPRR 73基因在花冠形成末期表达量达到最高值。30d短日照处理第一次开花和50d短日照处理下CmGI2和CmPRR37基因表达量整体高于对照,CmPRR2基因表达量升高时间提前,CmPRR7、CmPRR2基因表达量最高值高于对照该基因表达量最高值,CmFT、CmPRR2、CmPRR73基因表达量上升速度高于对照。

关键词：短日照处理花芽分化生理指标开花相关基因

短日照处理诱导油松容器苗针叶差异表达蛋白质的功能分析

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南京林业大学学报（自然科学版） 2018年第2期42卷 17-24页

作者：蒋乐刘勇李国雷林平史文辉万芳芳省部共建森林培育与保护教育部重点实验室北京林业大学林学院北京100083

【目的】基于蛋白质水平探讨短日照处理调控油松(Pinus tabulaeformis)容器苗基础代谢和抗逆性机理的研究,完善油松容器苗的育苗和造林技术,为短日照处理育苗技术在我国北方地区困难立地造林中推广应用提供理论依据。【方法】以经日照... 详细信息

【目的】基于蛋白质水平探讨短日照处理调控油松(Pinus tabulaeformis)容器苗基础代谢和抗逆性机理的研究,完善油松容器苗的育苗和造林技术,为短日照处理育苗技术在我国北方地区困难立地造林中推广应用提供理论依据。【方法】以经日照长度为10 h、持续3周短日照处理的油松容器苗针叶为研究对象,采用改良的酚法提取针叶蛋白。应用双向电泳结合二级质谱分析的蛋白质组学技术,研究短日照处理诱导油松容器苗针叶蛋白质表达的变化,分析差异表达蛋白质的鉴定和功能。【结果】成功获取5个短日照处理诱导表达差异显著的蛋白质,上调表达的是叶绿体放氧增强蛋白1(oxygen-evolving enhancer protein 1,OEE1)(蛋白点404)、甘油醛-3-磷酸脱氢酶(glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase,GAPDH)(蛋白点539)、延伸因子-Tu(elongation factor-Tu,EF-Tu)(蛋白点654)、核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶活化酶(ribulose bisphosphate carboxylase/oxygenase activase,RCA)(蛋白点681);下调表达的是磷酸甘油酸激酶1(phosphoglycerate kinase 1,PGK1)(蛋白点641)。这些蛋白质的功能主要涉及光合代谢、糖代谢和胁迫防御。【结论】短日照处理诱导油松容器苗蛋白质差异表达,对油松容器苗的基础代谢和抗逆性产生重要影响。

关键词：短日照处理油松蛋白质组学基础代谢抗逆性

不同年份30d短日照处理对地被菊开花的影响

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山西农业大学学报（自然科学版） 2017年第6期37卷 419-424页

作者：杨中义王晨李艳锋张春来吕晋慧山西农业大学林学院山西太谷030801 山西农业大学农学院山西太谷038301

[目的]揭示30d短日照处理调控菊花花期的机理。[方法]比较不同年份间30d短日照处理下地被菊花芽分化及开花进程的差异。[结果]2014年出现二次开花现象,第一次开花始花期比对照提前43d,2015年开花一次,花期与对照一致;株高和冠幅显著小... 详细信息

[目的]揭示30d短日照处理调控菊花花期的机理。[方法]比较不同年份间30d短日照处理下地被菊花芽分化及开花进程的差异。[结果]2014年出现二次开花现象,第一次开花始花期比对照提前43d,2015年开花一次,花期与对照一致;株高和冠幅显著小于对照,不同年份间差异不显著,开花量2014年显著高于2015年;2014年df(第一次开花)可溶性蛋白含量在露色期、始花期、盛花期显著高于对照,2015年各开花阶段显著高于对照,不同年份间在现蕾期、始花期、盛花期和末花期差异显著;2014年可溶性糖含量在露色期、始花期显著低于对照,其中2014年df在现蕾期、盛花期显著高于对照,2015年在现蕾期、盛花期显著高于对照,露色期、末花期显著低于对照,不同年份间可溶性糖含量差异显著;花芽分化2014年较2015年提前6d启动分化,提前43d完成分化。[结论]短日照抑制植株株高、冠幅等营养生长,同时影响菊花花芽分化及开花进程。30d短日照是菊花花芽分化和开花的敏感时期,条件适宜时植株提前完成花芽分化并开花,不适宜时不能诱导花芽分化或出现成花逆转。

关键词：短日照处理花芽分化可溶性蛋白可溶性糖