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中国特有野生酿酒葡萄的群体基因组学分析

基因组学与应用生物学 2024年第4期43卷 593-601页

作者：张天浩蒋国凤广西大学林学院广西森林生态与保育重点实验室南宁530004 亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室南宁530004

葡萄是中国的重要经济植物,酿酒葡萄更是葡萄产业的重要部分。本研究通过34份酿酒葡萄基因组重测序数据,研究中国三种特有野生酿酒葡萄山葡萄(Vitis amurensis)、刺葡萄(Vitis davidii)和毛葡萄(Vitis heyneana)的群体间遗传结构、遗传... 详细信息

葡萄是中国的重要经济植物,酿酒葡萄更是葡萄产业的重要部分。本研究通过34份酿酒葡萄基因组重测序数据,研究中国三种特有野生酿酒葡萄山葡萄(Vitis amurensis)、刺葡萄(Vitis davidii)和毛葡萄(Vitis heyneana)的群体间遗传结构、遗传多样性与群体历史变化,通过群体遗传学手段筛选选择信号,挖掘中国野生酿酒葡萄特有的重要种质基因。群体结构显示群体间聚成四个分支。与中国主要栽培酿酒葡萄相比,三个野生酿酒葡萄群体多样性较低,且均受东亚大陆末次冰期的影响,导致群体有效数量较低,相关野生种质资源需要得到进一步的保护和收集。通过对中国野生酿酒葡萄共同受选择区域进行定位,本研究共鉴定到272个中国野生酿酒葡萄受选择的基因,这些基因富集到葡萄有性生殖、花粉形成、淀粉和蔗糖代谢,以及自噬体等功能或通路上,研究结果能为栽培酿酒葡萄今后的杂交育种、抗病和酿酒风味等方面提供重要的育种依据。这些基因可能与中国野生葡萄长期受本土环境影响而形成的独特生长发育过程有关。本研究可为中国原产野生酿酒葡萄的保护及育种应用提供重要理论依据。

关键词：葡萄群体基因组学酿酒葡萄群体遗传育种

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水分管理耦合硫素对土壤镉砷活性降低的影响

环境科学 2024年

作者：吴雨含何磊朱捍华王聪朱奇宏黄道友许超张泉广西大学林学院广西森林生态与保育重点实验室亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室中国科学院亚热带农业生态研究所亚热带农业生态过程重点实验室

为研究水分管理配施硫素对土壤镉（Cd）和砷（As）活性降低的协同作用，设置了淹水（F）、淹湿交替（FM）和湿润（M）这3种水分条件下配施5种含量梯度硫酸根(SO42-)和单质硫(S0)共30种处理。结果表明，与不施加硫素处理（CK）相比，F处... 详细信息

为研究水分管理配施硫素对土壤镉（Cd）和砷（As）活性降低的协同作用，设置了淹水（F）、淹湿交替（FM）和湿润（M）这3种水分条件下配施5种含量梯度硫酸根(SO42-)和单质硫(S0)共30种处理。结果表明，与不施加硫素处理（CK）相比，F处理下施加硫素显著降低土壤Cd提取态含量25.59%～35.56%；水分的增加促进交换态Cd向还原态Cd和可氧化态Cd转化。在3种水分条件下施加S0使土壤As含量最大降低幅度依次为24.43%、19.65%和25.69%，施加SO42-仅在M条件下使土壤提取态As含量下降13.22%；并且专性吸附态砷含量随土壤含水量降低而降低，无定形铁锰氧化物结合态砷、结晶铁锰氧化物结合态砷含量随土壤含水量减少而增加。本实验中F配施S0时土壤提取态Cd含量最低；M配施两种硫素时土壤提取态As含量均相对较低；当FM配施两种硫素时，土壤提取态Cd和As含量可同步保持在相对较低水平，且施加S0的效果强于施加SO42-。根据相关性分析可知，土壤Cd和As含量与土壤酸碱度（pH）、无定形氧化铁（Fe-p）和结晶氧化铁（Fe-d）含量显著相关，水分管理耦合硫素通过改变土壤氧化还原状态影响土壤pH值和铁的形态转化从而降低土壤Cd和As活性。综上，对于Cd和As复合污染土壤可采取适当水分管理（淹湿交替）结合外源单质硫施加，通过调控土壤氧化还原电位（Eh）、pH和土壤铁赋存形态而降低土壤Cd和As生物有效性。

关键词：水分管理硫素砷(As) 镉(Cd) 镉砷形态

马尾松纯林混交改造对土壤微生物残体碳和有机碳组分的影响

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应用生态学报 2024年第1期35卷 141-152页

作者：覃振凯刘润红何鹏王聪聂彦霞申卫军广西大学林学院/广西森林生态与保育重点实验室/亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室南宁530004 中国科学院华南植物园退化生态系统恢复与管理重点实验室广州510650

混交乡土阔叶树种是马尾松纯林改造的重要措施之一,土壤微生物残体碳和有机碳组分是评价土壤有机碳(SOC)稳定性以及混交效应的重要参数。本研究以马尾松纯林(PP)和混交林龄分别为16年(MP16)、38年(MP38)的马尾松和红锥混交林为研究对象... 详细信息

混交乡土阔叶树种是马尾松纯林改造的重要措施之一,土壤微生物残体碳和有机碳组分是评价土壤有机碳(SOC)稳定性以及混交效应的重要参数。本研究以马尾松纯林(PP)和混交林龄分别为16年(MP16)、38年(MP38)的马尾松和红锥混交林为研究对象,测定不同土层深度的土壤理化性质、微生物残体碳以及有机碳组分等指标,旨在阐明马尾松纯林混交改造对土壤微生物残体碳和有机碳组分的影响。结果表明:1)混交改造显著降低了0~20和20~40 cm土层真菌残体碳含量和真菌残体碳/细菌残体碳,但是对微生物残体碳和细菌残体碳含量及其对SOC的贡献没有显著影响;所有林分类型中真菌残体碳对SOC的贡献均大于细菌残体碳。2)所有林分类型中土壤矿物结合态有机碳对SOC的贡献高于团聚体结合态有机碳和轻质颗粒有机碳;混交改造显著提高了0~20和20~40 cm土层中矿物结合态有机碳含量以及矿物结合态有机碳、团聚体结合态有机碳和轻质颗粒有机碳对SOC的贡献;MP38的矿物结合态有机碳在各土层均显著高于PP,在20~40、40~60和60~100 cm土层显著高于MP16,表明混交改造增强了SOC的稳定性,且MP38较MP16的SOC稳定性更高。3)土壤SOC和总氮是驱动土壤微生物残体碳变化的主要环境因子;而土壤总氮和络合态铁铝氧化物是驱动有机碳组分变化的主要环境因子。因此,在马尾松人工林经营过程中引入红锥可以增强土壤有机碳的稳定性。

关键词：马尾松红锥人工混交林微生物残体碳有机碳组分

温度和降水对宁夏六盘山自然保护区蒙古栎年内木质部生长的影响

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植物研究 2024年第2期44卷 289-297页

作者：李乾林郭明钢李佳音郭霞丽黄建国陈林李学斌广西大学林学院广西森林生态与保育重点实验室南宁530004 广西大学林学院亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室南宁530004 浙江大学生命科学学院杭州310058 宁夏大学生态与环境学院银川750021

了解我国干旱半干旱地区树木木质部生长动态及其与气候因子之间的关系,对于评估和预测气候变化背景下的森林生产力和固碳潜力十分重要。通过微树芯采样技术,在2个生长季(2019年和2020年)监测了宁夏六盘山自然保护区内4棵蒙古栎(Quercus ... 详细信息

了解我国干旱半干旱地区树木木质部生长动态及其与气候因子之间的关系,对于评估和预测气候变化背景下的森林生产力和固碳潜力十分重要。通过微树芯采样技术,在2个生长季(2019年和2020年)监测了宁夏六盘山自然保护区内4棵蒙古栎(Quercus mongolica)年内木质部生长动态,并采用混合线性模型分别探索温度和降水对其生长速率的影响。研究发现蒙古栎的年内木质部生长动态在2个生长季内无显著差异(P>0.05),均于4月初开始生长,9月中下旬停止生长,生长季长度为(177±17)d(2019年)和(165±24)d(2020年)。混合线性模型结果显示,蒙古栎年内木质部的生长速率与采样前7、10、15天的最高、最低、平均温及总降水量均呈现显著正相关关系(P保护区蒙古栎年内木质部生长可能受益于未来增温湿润的气候条件。

关键词：蒙古栎温度降水木质部生长动态

热带亚热带森林乔木的径向生长速率与功能性状的相关性

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热带亚热带植物学报 2024年

作者：张军黄佳莉万春燕张峰余俊瑞王宏翔朱师丹广西大学林学院广西森林生态与保育重点实验室广西高校亚热带人工林培育与利用重点实验室

阐明树木功能性状与生长的相关性有助于预测气候变化背景下树种的生长动态。该研究在3个典型的热带亚热带森林样地共测定56种优势乔木树种的枝条抗栓塞能力(P50)、导水率(ks)、木材密度(WD)、比叶面积(SLA)和导管解剖特征等性状，同时... 详细信息

阐明树木功能性状与生长的相关性有助于预测气候变化背景下树种的生长动态。该研究在3个典型的热带亚热带森林样地共测定56种优势乔木树种的枝条抗栓塞能力(P50)、导水率(ks)、木材密度(WD)、比叶面积(SLA)和导管解剖特征等性状，同时，基于群落学调查数据分别计算大径级(DBH≥15 cm)、小径级(5～15 cm)和不区分径级(≥5 cm)的胸径生长速率(DGR)，分析了性状与DGR间的相关关系。结果表明，不同径级乔木种的DGR与ks均显著正相关，但与SLA、P50以及导管特征等性状均不相关。小径级树种的WD与DGR负相关，而大径级树种的WD与DGR不相关。本研究表明相较于经济学性状，木质部导水率能更好地预测热带亚热带森林乔木的生长速率。

关键词：木质部解剖水力效率栓塞抗性生长速率木材密度比叶面积

北部湾防城河流域水源涵养格局及其对降雨的响应特征

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应用生态学报 2024年第2期35卷 407-414页

作者：甘文静莫上萱张建洪宋贤威冼金梅杨露农海勤广西大学林学院广西森林生态与保育重点实验室广西高校亚热带人工林培育与利用重点实验室南宁530004 广西壮族自治区水文中心南宁530023

评估南亚热带季风气候影响下流域水源涵养量的时空格局及其对降雨的响应特征,可为揭示不同时间尺度流域降水变化下水源涵养演变规律提供科学依据。本研究以北部湾防城河流域为研究对象,基于水量平衡原理,应用SWAT模型探究水源涵养量的... 详细信息

评估南亚热带季风气候影响下流域水源涵养量的时空格局及其对降雨的响应特征,可为揭示不同时间尺度流域降水变化下水源涵养演变规律提供科学依据。本研究以北部湾防城河流域为研究对象,基于水量平衡原理,应用SWAT模型探究水源涵养量的时空格局及其对降水的响应特征。结果表明:防城河流域水源涵养量为1637.4 mm·a^(-1),占年均降水量的50.7%。不同子流域的水源涵养变化量的差异明显,其中,森林植被覆盖度高、坡度较陡的子流域水源涵养量大,而其他土地利用类型(如田地、草地)、坡度较缓、人类活动强度大的子流域水源涵养量较低。在月尺度上,水源涵养量和水源涵养变化量均与流域降水呈现相似的变化特征。水源涵养变化量对次降水量的响应呈现两种类型:短期降雨(降雨持续时长≤2 d)与水源涵养变化量呈线性变化,中长期降雨(2 d生态系统水源涵养。

关键词：水源涵养 SWAT模型时空格局降水水文模拟

南亚热带山地常绿阔叶林树种木质部经济学谱分析

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热带亚热带植物学报 2024年

作者：甘晶僖张峰黄冬柳朱师丹广西大学林学院广西森林生态与保育重点实验室广西高校亚热带人工林培育与利用重点实验室

南亚热带中山地带的山地常绿阔叶林(简称山地林)具有重要的生态价值，但是对山地林树种的环境适应策略仍缺乏了解。该研究基于南亚热带山地林固定监测样地，对25种代表性常绿树种的木质部解剖结构、饱和含水量、机械强度以及水力结构等... 详细信息

南亚热带中山地带的山地常绿阔叶林(简称山地林)具有重要的生态价值，但是对山地林树种的环境适应策略仍缺乏了解。该研究基于南亚热带山地林固定监测样地，对25种代表性常绿树种的木质部解剖结构、饱和含水量、机械强度以及水力结构等性状进行测定，分析木质部经济学谱系，阐明山地林树种的生理生态策略。结果表明，边材比导率与导管密度和导管腔比例显著相关，但是其它木质部结构特征与生理功能之间无直接的对应关系，缺乏共同的结构基础导致木质部水力学性状、饱和含水量和机械强度之间无显著的相关性。因此，山地林树种不支持木质部经济学谱系关系。边材比导率和栓塞抗性之间无权衡关系，可能与山地林较低的环境选择压力有关。群落重要值较高的树种具有较低的木材密度以及较高的边材比导率和饱和含水量，说明提高木质部水分运输能力和储水能力有利于适应山地环境。该研究揭示了山地林常绿树种木质部性状组合的多样性，有利于树种共存和应对环境变化。

关键词：解剖结构机械强度水力学木材密度饱和含水量

有机无机肥配施对城郊设施甜玉米地N_(2)O排放的影响

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农业现代化研究 2024年第2期45卷 326-335页

作者：李粤丰闫鹏沈健林李言言王聪王娟吴金水广西大学林学院广西森林生态与保育重点实验室亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室广西南宁530004 中国科学院亚热带农业生态研究所亚热带农业生态过程重点实验室/长沙农业环境观测研究站湖南长沙410125

本文以长沙近郊设施菜地为研究对象,设置不施肥(CK)、常规施肥(CON)、30%牛粪有机肥氮+70%无机肥氮(CM)、30%鸡粪有机肥氮+70%无机肥氮(NM)4个处理,采用静态暗箱—气相色谱法监测甜玉米(Zea mays *** Bonaf.)生长季土壤氧化亚氮(N_(2)O... 详细信息

本文以长沙近郊设施菜地为研究对象,设置不施肥(CK)、常规施肥(CON)、30%牛粪有机肥氮+70%无机肥氮(CM)、30%鸡粪有机肥氮+70%无机肥氮(NM)4个处理,采用静态暗箱—气相色谱法监测甜玉米(Zea mays *** Bonaf.)生长季土壤氧化亚氮(N_(2)O)的排放通量,同时测定土壤铵态氮、硝态氮、可溶性有机碳(DOC)含量和作物产量及吸氮量,探讨有机肥与化肥配施对甜玉米季N_(2)O排放的影响。结果表明,甜玉米季表现出较高的N_(2)O排放量,为24.6~33.6 kg/hm^(2)。与CON处理相比,CM处理单位面积N_(2)O累积排放量显著减少了26.9%,而NM处理减排不显著;CM和NM处理单位产量N_(2)O排放量分别减少了35.7%和19.0%。与CON处理相比,CM和NM处理土壤铵态氮含量分别减少60.7%和50.1%,NM处理土壤硝态氮含量显著减少了40.4%,而CM和NM处理土壤DOC含量无显著变化。随机森林模型和主成分分析结果表明,N_(2)O排放通量与土壤铵态氮、硝态氮和DOC含量呈显著正相关,表明化肥配施有机肥能通过降低土壤无机氮供给,减少N_(2)O产生。另外,较CK处理而言,CON、CM和NM处理的玉米产量分别增产了156.5%、191.8%和188.2%,且CM、NM处理较CON处理分别增加了13.8%和12.4%,CM的氮肥利用率相较于CON处理提高了15.2%。综上,30%有机肥+70%化肥能有效降低甜玉米地N_(2)O排放和增加产量,且牛粪较佳。

关键词：有机无机肥配施氧化亚氮氮肥利用率产量设施菜地

南亚热带典型乡土阔叶人工林与天然次生林土壤细菌群落结构和多样性的相异性

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土壤通报 2024年第4期55卷 1060-1070页

作者：梁泽丽秦佳琪何江刘含颖王婷覃林广西大学林学院广西森林生态与保育重点实验室广西南宁530004

【目的】探讨乡土阔叶人工林与天然次生林土壤细菌群落特征的差异及其调控的土壤环境因子,为优化和改造现有人工林向近自然林转换的经营策略提供土壤微生物学方面的科学依据。【方法】以红锥(Castanopsis hicklii,CHP)、火力楠(Michelia... 详细信息

【目的】探讨乡土阔叶人工林与天然次生林土壤细菌群落特征的差异及其调控的土壤环境因子,为优化和改造现有人工林向近自然林转换的经营策略提供土壤微生物学方面的科学依据。【方法】以红锥(Castanopsis hicklii,CHP)、火力楠(Michelia macclurei,MLP)和米老排(Mytilaria laosensis,PSF)等3个南亚热带典型乡土阔叶人工林及天然次生林(Primary secondary forest,PSF)为对象,对各林分0~20、20~40和40~60 cm等3个土壤层次的样品进行高通量测序和土壤理化性质测定,探讨了土壤细菌群落结构、Alpha多样性、分子生态网络结构对不同林分的响应。【结果】①天然次生林和乡土阔叶人工林的土壤细菌群落结构差异显著,且天然次生林比乡土阔叶人工林拥有较高的土壤细菌Alpha多样性和网络结构复杂性。②土壤pH、含水量、NO_(3)^(−)-N和速效磷是导致乡土阔叶人工林与天然次生林土壤细菌群落结构、Alpha多样性和网络结构复杂性存在差异的主要影响因子。【结论】基于土壤细菌群落结构和多样性的视角,在保护好现有天然林、天然次生林的同时,提倡营造模仿天然次生林的多阔叶树种混交林,可以提升土壤细菌多样性和网络结构复杂性,从而促使该地区人工林土壤生态功能得到充分和可持续发展。

关键词：土壤微生物森林管理乡土树种 Illumina高通量测序分子生态网络分析