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簸箕柳×三蕊柳种特异性KASP标记开发及种间杂交子代鉴别

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林业科学 2024年第4期60卷 119-126页

作者：戴晓港魏铭辰林木遗传育种全国重点实验室、南方现代林业协同创新中心、林木遗传与生物技术教育部重点实验室、江苏省林木遗传和高效培育重点实验室、南京林业大学林学院南京210037

【目的】开发簸箕柳和三蕊柳种特异性KASP引物,为开展簸箕柳和三蕊柳杂交选育速生、抗虫新种质的真实性鉴定提供参考。【方法】利用簸箕柳和三蕊柳重测序数据,开展全基因组SNP位点分析,筛选出种特异性的SNP位点并设计KASP引物,利用SeqHu... 详细信息

【目的】开发簸箕柳和三蕊柳种特异性KASP引物,为开展簸箕柳和三蕊柳杂交选育速生、抗虫新种质的真实性鉴定提供参考。【方法】利用簸箕柳和三蕊柳重测序数据,开展全基因组SNP位点分析,筛选出种特异性的SNP位点并设计KASP引物,利用SeqHunter2检测设计引物在簸箕柳中的通用性,并利用簸箕柳和三蕊柳自然群体材料对合成的引物进行实验验证,筛选出簸箕柳和三蕊柳种特异性KASP引物,并对它们的杂交子代进行真实性鉴别。【结果】将三蕊柳和簸箕柳重测序的数据比对到三蕊柳基因组,共获得个6598144个SNPs。经过筛选,最终在簸箕柳中检测到674144个和三蕊柳相比为纯合突变的位点。从每条染色体上随机选取100个位点用于KASP引物设计,在1900个SNPs位点中,750个SNP位点可以成功设计出KASP引物。从每条染色体上选取2组,共选取38组引物,通过SeqHunter2检测得到11组引物在簸箕柳中是通用的。利用簸箕柳和三蕊柳自然群体DNA对合成的10组通用引物进行种内保守和种间差异性检测,获得4组在簸箕柳、三蕊柳和种间杂交子代中聚类明显的引物。引物Stri08_82809、Stri14_11602、Stri14_12274和Stri17_10731在簸箕柳自然群体中分别扩增出纯合G/G、T/T、A/A和T/T位点,在三蕊柳自然群体分别扩增出纯合A/A、C/C、G/G和C/C位点,而在真实杂交子代中分别扩增出G/A、T/C、A/G和T/C杂合位点。利用上述4组引物对簸箕柳×三蕊柳的杂交子代进行鉴定,发现在31个杂交子代中,29个个体扩增出杂合位点,说明同时遗传了2个亲本的特征位点,为真实的种间杂交子代。有2个个体扩增的位点为纯合且和母本相同,说明这2个子代为簸箕柳花粉污染的子代。【结论】本研究获得了簸箕柳和三蕊柳种间特异性KASP标记4组,可以准确快速的开展簸箕柳和三蕊柳种间杂交子代的真实性鉴别,为进一步簸箕柳和三蕊柳种间杂交及回交创制抗虫新品种提供了技术支持。

关键词：簸箕柳三蕊柳种间杂交物种特异性KASP引物种间杂交分子鉴别

杨属派间5个种特异性InDel引物及在派间杂交子代鉴别中的应用

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林业科学 2024年第2期60卷 78-86页

作者：戴晓港韩峭子尹佟明林木遗传育种全国重点实验室、南方现代林业协同创新中心、林木遗传与生物技术教育部重点实验室、江苏省林木遗传和高效培育重点实验室、南京林业大学林学院南京210037

【目的】远缘杂交可以实现有利基因的聚合,是种质创新的重要手段。杨属有些派间杂交困难,且杂交子代从形态学难以区分,本研究开发杨属不同派间的特异性引物,为派间杂交创制新种质的真实性鉴定提供技术支撑。【方法】利用在美洲黑杨和小... 详细信息

【目的】远缘杂交可以实现有利基因的聚合,是种质创新的重要手段。杨属有些派间杂交困难,且杂交子代从形态学难以区分,本研究开发杨属不同派间的特异性引物,为派间杂交创制新种质的真实性鉴定提供技术支撑。【方法】利用在美洲黑杨和小叶杨中种特异性InDel位点设计引物,并利用SeqHunter2依次比对胡杨、山杨、小叶杨和大叶杨基因组,再用杨属5个派的自然群体材料进行种内保守及种间多态引物的试验验证,筛选出杨属不同派的特异性引物序列,对杨属不同派间杂交子代进行真实性鉴别。【结果】将从美洲黑杨基因组设计的5000对InDel引物依次分别比对胡杨、山杨、小叶杨和大叶杨基因组,最后筛选出341对引物在上述5个种中是通用的。从不同染色体上共选取48对引物并合成,利用5个树种各1个DNA检测得到43对引物是通用的,其中19对引物在不同种中扩增条带单一且存在差异。利用自然群体混合DNA对试验验证的19对通用引物进行种间多态性和种内保守性检测,初步获得4对多态性引物。最后再用自然群体DNA对这4对引物进行扩增检测,发现引物Chr12_4341229和Chr13_10582756在美洲黑杨、小叶杨、山杨、大叶杨和胡杨中均只能扩增出一个位点,引物Chr12_4341229扩增条带分别为148、152、113、152和159 bp,引物Chr13_10582756扩增条带分别为140、144、116、140和159 bp。利用上述2对引物对小胡杨2号、黑胡杨和黑小杨进行鉴定,发现所有杂交子代个体均能检测它们2个亲本的特征带。引物Chr12_4341229和Chr13_10582756一起使用,可以用于美洲黑杨、小叶杨、山杨、大叶杨和胡杨任意组合杂交子代的真实性鉴别。【结论】本研究获得了杨属5个派间的5个种的特异性InDel引物2对,可以有效地进行杨属不同派5个种之间任意组合种间杂交子代的真实性鉴别,为进一步开展杨树派间杂交创制新种质提供了技术支持。

关键词：杨属远缘杂交物种特异性引物种间杂交分子鉴别

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农药喷雾系统建模与仿真技术研究综述

中国农业科技导报 2024年第3期26卷 76-90页

作者：郑加强张慧春徐幼林周宏平南京林业大学机械电子工程学院南京210037 南京林业大学林业资源高效利用协同创新中心南京210037

农药使用效果与农药喷雾过程密切相关,农药喷雾过程的建模与仿真可弥补因植物生长周期差异、病虫害发生程度不同以及田间作业自然环境不可控等造成的试验研究困难。分析农药施用的抗性、再增猖獗、残留(resistance,resurgence,residue,3... 详细信息

农药使用效果与农药喷雾过程密切相关,农药喷雾过程的建模与仿真可弥补因植物生长周期差异、病虫害发生程度不同以及田间作业自然环境不可控等造成的试验研究困难。分析农药施用的抗性、再增猖獗、残留(resistance,resurgence,residue,3R)/效果、效率、生态(efficacy,efficiency,eco-environment,3E)/方法、模型、测试(method,model,measurement,3M),重点综述农药喷雾过程的雾化、输运、沉积等关键环节的模拟仿真研究状况。根据模拟仿真技术发展趋势,提出农药喷雾半实物仿真系统设计的建议,并提出雾化模型及新型喷头雾化机理、群体农药雾滴多相流场模拟、靶标定制与识别模型、综合农药雾滴飘移模型、植物生长模型与农药喷雾系统耦合等建议,以促进原创农药精确喷雾技术研究和高质量植保机械研发。

关键词：植保机械农药喷雾系统建模仿真发展建议

紫金山3种优势乔木细根功能性状的序级变化特征

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中南林业科技大学学报 2024年第7期44卷 54-63页

作者：牛莹莹袁在翔谷雨晴吴茜邹朋峻关庆伟南京林业大学生态与环境学院江苏南京210037 南京林业大学南方现代林业协同创新中心江苏南京210037 中国林业科学研究院热带林业研究所广东广州510520

【目的】明晰紫金山3种优势乔木细根功能性状在序级间的变化特征,为深入理解不同根序细根在地下生理生态过程中的作用提供理论依据。【方法】以紫金山3种优势乔木糙叶树、朴树和枫香为对象,采用随机区组设计设置3个20 m×20 m的样方,采... 详细信息

【目的】明晰紫金山3种优势乔木细根功能性状在序级间的变化特征,为深入理解不同根序细根在地下生理生态过程中的作用提供理论依据。【方法】以紫金山3种优势乔木糙叶树、朴树和枫香为对象,采用随机区组设计设置3个20 m×20 m的样方,采集优势树种的细根,分析不同树种细根直径、比根长、比表面积、根组织密度、C、N及P含量等功能性状随序级的变化特征。【结果】1)树种对细根形态性状和化学性状都有显著影响,而序级只对细根直径、比根长、比表面积、细根N、P含量和C/N有显著影响。2)随着序级升高,3种优势乔木的细根直径和C/N呈现增加趋势,比根长、比表面积、N含量和P含量整体呈现减小趋势,根组织密度和C含量随序级增加没有明显的变化规律。3)在1~5级根中,朴树的直径最小,比根长和比表面积最大;糙叶树的根组织密度最大;朴树的C含量最高;枫香的C/N最小。在1级根中,糙叶树的N含量最高,朴树的P含量最高。糙叶树和枫香的细根生物量随着序级升高而增加,朴树的1级根生物量大于2、3级根生物量。4)主成分分析表明,3种优势乔木的细根功能性状分为两个变异维度,糙叶树偏向于资源获取型,朴树偏向于自主觅食资源获取型,而枫香偏向于不同策略的权衡。【结论】细根功能性状和多维度根系策略在树种之间存在差异,表明糙叶树和朴树细根对养分的获取效率较高,枫香细根养分获取效率较低;但枫香细根的分解速率可能快于糙叶树和朴树。

关键词：功能性状细根形态化学性状优势树种细根序级

紫金山两种典型林分土壤磷组分特征及其影响因素

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森林与环境学报 2024年第2期44卷 136-147页

作者：谷雨晴袁在翔牛莹莹吴茜邹朋峻关庆伟南京林业大学南方现代林业协同创新中心江苏南京210037 南京林业大学生态与环境学院江苏南京210037 中国林业科学研究院热带林业研究所广东广州510520

明晰不同林分类型对土壤磷含量和组分的影响程度,以期为亚热带区域提高土壤磷有效性和维持土壤肥力提供科学依据。以紫金山77年生的朴树(Celtis sinensis)、糙叶树(Aphananthe aspera)阔叶混交林和马尾松(Pinus massoniana)、枫香(Liqui... 详细信息

明晰不同林分类型对土壤磷含量和组分的影响程度,以期为亚热带区域提高土壤磷有效性和维持土壤肥力提供科学依据。以紫金山77年生的朴树(Celtis sinensis)、糙叶树(Aphananthe aspera)阔叶混交林和马尾松(Pinus massoniana)、枫香(Liquidambar formosana)针阔混交林为研究对象,测定了0~20 cm和20~40 cm土层的磷组分、微生物生物量磷、凋落物和细根的化学组成以及磷酸酶活性,并对土壤磷组分和环境因子进行了冗余分析。结果表明:阔叶混交林的活性磷、中等活性磷和稳定性磷含量均高于针阔混交林,表明阔叶混交林土壤具有较高的磷有效性和供应能力;阔叶混交林和针阔混交林各磷组分占总磷(TP)比例具有相似规律,从高到低依次为:稳定性磷>中等活性磷>活性磷,其中,NaHCO_(3)-Po、NaOH-Pi、NaOH-Po、HCl-Pi、Residual-P在不同林分和土层间均存在显著差异(P<0.05),NaHCO_(3)-Pi仅在土层间具有显著差异(P<0.05);冗余分析表明,阔叶混交林土壤磷组分受凋落物碳磷比(C/P_(L))、细根碳氮比(C/N_(F))、土壤可溶性有机碳(DOC)调控,除NaHCO_(3)-Po、NaOH-Po、HCl-Pi外,其余磷组分与DOC呈显著(P<0.05)或极显著正相关(P<0.01),7种磷组分与C/P_(L)呈正相关,与C/N_(F)呈负相关,但均不显著。针阔混交林土壤磷组分受土壤铵态氮(NH_(4)^(+)-N)、凋落物氮磷比(N/P_(L))、细根磷含量(P_(F))调控,除NaHCO_(3)-Pi外,其余磷组分与NH_(4)^(+)-N呈显著(P<0.05)或极显著正相关(P<0.01),与P_(F)呈正相关,与N/P_(L)呈负相关,但均不显著。综上,阔叶混交林能够显著提高土壤有效性磷含量,两种林分类型下土壤磷组分受不同因素调控,其中,土壤中氮元素含量、微生物生物量磷含量是导致两种林分土壤磷组分变化的共同调控因素。

关键词：土壤磷组分阔叶混交林针阔混交林微生物生物量磷凋落物细根酸性磷酸酶活性

基于Sentinel-2数据的互花米草地上生物量反演

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海洋环境科学 2024年第3期43卷 386-397页

作者：李敏陈利李静泰闫丹丹刘垚吴翠玲栾兆擎南京林业大学南方现代林业协同创新中心江苏南京210037 南京林业大学生态与环境学院江苏南京210037 河南科技大学园艺与植物保护学院河南洛阳471000

互花米草(Spartina alterniflora)作为滨海湿地的主要入侵植被,对滨海湿地生态系统结构和功能造成了严重影响,因此,及时、准确地监测互花米草的生长状况,可为滨海湿地生态系统的恢复提供依据。本研究基于Sentinel-2多光谱卫星影像,提取... 详细信息

互花米草(Spartina alterniflora)作为滨海湿地的主要入侵植被,对滨海湿地生态系统结构和功能造成了严重影响,因此,及时、准确地监测互花米草的生长状况,可为滨海湿地生态系统的恢复提供依据。本研究基于Sentinel-2多光谱卫星影像,提取原始波段、植被指数和生物物理参数3类特征变量,利用多元逐步回归的方法构建互花米草的地上生物量最优估算模型,并对生物量进行空间制图。结果表明,在所构建的模型中,基于结合3类特征变量的逐步回归模型的估算精度最高,其决定系数R2为0.879,均方根误差RMSE为255.5 g/m^(2),平均相对误差MRE为10.63%。互花米草地上生物量的空间分布,呈靠近陆地一侧生物量低、靠近海洋一侧生物量高的特点。综上所述,利用Sentinel-2数据对互花米草地上生物量高精度反演是可行和有效的。

关键词：滨海湿地入侵植物生物量 Sentinel-2 大丰麋鹿国家级自然保护区

青藏高原东缘海东市表土重金属污染特征及源解析

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南京林业大学学报(自然科学版) 2024年

作者：陈霞刘亮王彦瑜赖涓涓李梦迪南京林业大学林草学院水土保持学院南方现代林业协同创新中心江苏省水土保持与生态修复重点实验室

【目的】本研究以青藏高原东缘海东市表土（0～2 cm）为研究对象，探究青藏高原东缘城市土壤重金属污染特征及污染来源。【方法】采集海东市土壤样品，测定常见土壤重金属元素含量（Cd、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb、Fe和Zn）并采用单因子污染... 详细信息

【目的】本研究以青藏高原东缘海东市表土（0～2 cm）为研究对象，探究青藏高原东缘城市土壤重金属污染特征及污染来源。【方法】采集海东市土壤样品，测定常见土壤重金属元素含量（Cd、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb、Fe和Zn）并采用单因子污染指数法和地累积污染指数法对海东市土壤重金属污染程度进行评价。利用相关性分析和聚类分析解析重金属来源。【结果】通过海东市表土中重金属元素含量的单因子污染指数和地累积指数评价结果表明，海东市土壤中除Cr外，其余7 种重金属元素存在不同程度的富集。相关性分析和聚类分析表明，海东市表土Cr、Ni、Mn、Fe和Cu主要来自成土作用和风化过程。Cd、Pb、Zn来自交通污染。【结论】海东市土壤重金属污染主要来源于自然源和交通源。青藏高原东缘土壤重金属污染主要来源为自然源、交通源和矿业活动。不同城市经济结构不同，城市土壤污染元素以及污染程度不同。

关键词：土壤重金属污染特征源解析青藏高原东缘海东市

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5个景观防护树种对根部淹水胁迫的生理响应

森林与环境学报 2024年第2期44卷 195-206页

作者：程乐施士争王红玲叶威冯凯陈颖南京林业大学南方现代林业协同创新中心江苏南京210037 南京林业大学生命科学学院江苏南京210037 江苏省林业科学研究院江苏南京211153

通过对枫杨、水杉、中山杉601、苏柳172、腺柳5个树种扦插苗进行5 cm(浅淹水)、10 cm(深淹水)淹水胁迫处理,研究5个树种对不同淹水胁迫处理的生理响应,并对其耐涝性进行综合评价,以期为长江沿岸景观防护林的筛选提供参考。结果表明:淹... 详细信息

通过对枫杨、水杉、中山杉601、苏柳172、腺柳5个树种扦插苗进行5 cm(浅淹水)、10 cm(深淹水)淹水胁迫处理,研究5个树种对不同淹水胁迫处理的生理响应,并对其耐涝性进行综合评价,以期为长江沿岸景观防护林的筛选提供参考。结果表明:淹水胁迫下,苏柳172的总叶绿素(Chla+Chlb)、赤霉素(GA3)、脱落酸(ABA)含量均显著升高,其叶片变小、叶色深绿,对淹水胁迫具有较强的适应性。水杉在淹水胁迫下总叶绿素/类胡萝卜素[(Chla+Chlb)/Car]比值和玉米素核苷/吲哚乙酸(ZR/IAA)比值均较高,其超氧歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性和脯氨酸(Pro)含量也均较高。在淹水胁迫下,枫杨的Chla+Chlb含量、SOD活性显著下降,过氧化氢(H_(2)O_(2))含量显著升高,叶色明显变黄,但非光化学淬灭系数(NPQ)、类胡萝卜素(Car)、Pro、ABA含量提高,说明其具有较高的抗氧化能力。相比于深淹水处理,浅淹水处理下腺柳的苗高增量、光化学淬灭系数(qP)、光合色素、吲哚乙酸(IAA)、玉米素核苷(ZR)含量均较高,其可在浅淹水条件下生长,深淹水对其生长不利。淹水胁迫下,中山杉601的Chla+Chlb、CAT、ABA含量均出现显著的下降趋势,而丙二醛(MDA)含量和相对电导率(REC)增量最大,说明其受到的氧化胁迫较其他树种大,但仍然能在淹水条件下生长。经综合评价,这5个树种在浅淹水处理下的耐淹性依次顺序为:枫杨>腺柳>苏柳172>水杉>中山杉601;在深淹水处理下的耐淹性排序依次为:苏柳172>水杉>枫杨>腺柳>中山杉601。综上所述,5个树种均对淹水胁迫具有较强的适应性,适合做为景观防护林树种。

关键词：淹水胁迫景观防护林生理响应综合性评价

1,2-环己烷二甲酸醇醚酯结构与增塑PVC性能的关系

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精细化工 2024年第8期41卷 1840-1847页

作者：赵文豪徐仁奎余小龙谈继淮李梦雅朱新宝南京林业大学化学工程学院江苏省林业资源高效加工利用协同创新中心江苏南京210037 河北广润化工有限公司河北邢台055550

以1,2-环己烷二甲酸酐(HHPA)、乙二醇醚(乙二醇甲醚系列、乙二醇丁醚系列)为原料,通过直接酯化法合成了1,2-环己烷二甲酸二(乙二醇醚)酯(简称醇醚酯,下同)。利用FTIR和^(1)HNMR对产物进行了表征,并对醇醚酯增塑后的聚氯乙烯(PVC)制品的... 详细信息

以1,2-环己烷二甲酸酐(HHPA)、乙二醇醚(乙二醇甲醚系列、乙二醇丁醚系列)为原料,通过直接酯化法合成了1,2-环己烷二甲酸二(乙二醇醚)酯(简称醇醚酯,下同)。利用FTIR和^(1)HNMR对产物进行了表征,并对醇醚酯增塑后的聚氯乙烯(PVC)制品的力学性能、微观形貌、热稳定性、耐迁移性、耐挥发性和耐候性进行了测试。结果表明,当醇醚酯的单侧乙氧基数目≤3时,其增塑效果与乙氧基数目呈正相关;与邻苯二甲酸二辛酯(DOP)增塑后的PVC制品(DOP/PVC)相比,1,2-环己烷二甲酸二(三乙二醇甲醚)酯(HHPTEM)增塑后PVC制品(HHPTEM/PVC)的断裂伸长率提升88.0%,5%热失重温度提高了20.2℃,在正己烷和甲苯中的质量损失率分别下降7.6%和4.9%,70℃下挥发性测试中,质量损失率下降1.9%,10 d紫外老化后断裂伸长率保持率提升8.6%。

关键词： 1,2-环己烷二甲酸酐乙二醇醚耐候性环保增塑剂 1,2-环己烷二甲酸乙二醇醚酯聚氯乙烯橡塑助剂