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杉木单交F代的表型变异及杂种优势分析

森林与环境学报 2024年

作者：万柯慧徐德志边黎明张龙陈志强南京林业大学林木遗传育种全国重点实验室南京林业大学南方现代林业协同创新中心福建省洋口国有林场

为定向创制杉木变异、开展家系内优良单株选择,以杉木优良杂交组合6421×27及其6年生单交F1代群体为研究对象,对表征其形态、生长及材性的12个表型性状进行变异分析,探讨杉木优良种质形态、生长与材性性状的表型变异规律,以及性状之间... 详细信息

为定向创制杉木变异、开展家系内优良单株选择,以杉木优良杂交组合6421×27及其6年生单交F1代群体为研究对象,对表征其形态、生长及材性的12个表型性状进行变异分析,探讨杉木优良种质形态、生长与材性性状的表型变异规律,以及性状之间的相关关系。结果表明:杉木F1代群体的12个表型性状的变异系数范围为8.21%-37.97%,5个性状的变异系数达15%以上。在66对性状的相关关系中,中等强度的正相关关系占36.36%;木材基本密度的变异系数为8.21%,与其余11个性状均无显著相关性;131株F1子代表现出正负两个方向的中亲优势,8个性状存在显性遗传效应,中亲优势率范围为-31.18%～90.44%,其中一级侧枝数存在明显的超亲优势;聚类分析把131株F1子代分为3个大类群、6个亚群,各类群特征明显。杉木杂交子代在生长和分枝性状上具有较大的变异,浓密宽冠型杉木在幼龄期有明显的生长优势,杉木一级侧枝数存在明显的杂种优势,形态性状具有显性遗传效应。

关键词：杉木单交子代表型变异杂种优势遗传效应聚类分析

银杏雄花序光谱特征时序变化分析及氮含量估测

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江西农业大学学报 2024年第2期46卷 367-378页

作者：裘赛铤朱玉婷周凯南京林业大学南方现代林业协同创新中心江苏南京210037 浙江农林大学林业与生物技术学院浙江杭州311300

【目的】氮素是影响银杏生长发育的关键元素,且银杏雄花作为银杏活跃的生理器官,雄花序中氮素含量对其受精生理和衰老生理产生直接影响。然而,前人的研究多集中于果树等园艺作物叶片氮含量的光谱估测,利用光谱技术监测银杏雄花氮素含量... 详细信息

【目的】氮素是影响银杏生长发育的关键元素,且银杏雄花作为银杏活跃的生理器官,雄花序中氮素含量对其受精生理和衰老生理产生直接影响。然而,前人的研究多集中于果树等园艺作物叶片氮含量的光谱估测,利用光谱技术监测银杏雄花氮素含量的研究仍较少。因此,本文拟构建银杏雄花序氮含量的最佳估测模型,实现银杏雄花序氮素含量动态变化的快速无损监测。【方法】研究以不同时期的银杏雄花花序为研究对象,定量分析银杏雄花花序不同时期的氮素含量动态变化;使用便携式地物光谱仪同步获取雄花花序高光谱反射率,并提取氮素相关的光谱指数;结合相关性分析和全子集回归算法(All-subsets Regression,ASR)优选目标光谱指数;在此基础上,分别基于多元线性回归(Multiple Linear Regression,MLR)和随机森林回归(Random Forest Regression,RFR)进行建模,并使用赤池信息准则(AIC)对多元线性回归模型的拟合度进行判定;最后,使用留一交叉验证法进行模型的精度检验。【结果】银杏雄花序氮素含量随着时间的变化呈现逐渐下降的趋势;在众多光谱指数当中,基于相关性分析和全子集回归算法优选出对银杏雄花序氮含量敏感的光谱指数NI_Ferwerda、MCARI/OSAVI、TCARI(调整R^(2)=0.73);基于优选的3款光谱参数构建的多元线性回归模型(CV-R^(2)=0.70)的表现总体优于随机森林回归模型(CV-R^(2)=0.63)。【结论】基于优选光谱指数构建的多元线性回归模型的估测效果较好,能较为准确地估测银杏雄花序氮素含量,进而为银杏雄花序的氮素营养状况监测提供了理论依据和必要的技术支撑。

关键词：银杏氮含量光谱特征时序光谱特征

流式细胞仪鉴定青钱柳倍性方法的建立及其应用

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南京林业大学学报（自然科学版） 2024年第2期48卷 61-68页

作者：宋子琪卞国良林峰胡凤荣尚旭岚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草学院江苏东南京210037 中国科学院南京土壤研究所江苏东南京2210018 南京林业大学现代分析测试中心江苏南京2210037 南京林业大学风景园林学院江苏南京210037

【目的】利用流式细胞仪检测青钱柳(Cyclocarya paliurus)的染色体倍性,为青钱柳种质鉴定及遗传育种研究提供技术支持和基础数据。【方法】以青钱柳叶片为材料,比较了裂解液种类、离心处理和叶片保存方式对倍性检测效果的影响。建立的... 详细信息

【目的】利用流式细胞仪检测青钱柳(Cyclocarya paliurus)的染色体倍性,为青钱柳种质鉴定及遗传育种研究提供技术支持和基础数据。【方法】以青钱柳叶片为材料,比较了裂解液种类、离心处理和叶片保存方式对倍性检测效果的影响。建立的青钱柳流式细胞分析倍性的方法为:取参照样本和待测样本叶片各0.50~1.00 cm^(2),加入1 mL的mGb裂解液中快速切碎,过滤后加入20μL的碘化丙啶(PI)染色1 min即可上机检测。利用建立的方法对1395份青钱柳种质资源的倍性进行检测。【结果】mGb裂解液的裂解效果最好,峰图质量最优。细胞核悬浮液过滤后可无需离心而直接染色并进行测定。4℃冷藏叶片的测定效果最佳,保存时间以7 d为宜。硅胶干燥样本测定效果优于冷冻,硅胶干燥保存时间以150 d为宜。100份试验样本的DNA含量峰值的变异系数(CV)值为2.13%~5.04%,倍性估算值为1.80~2.40的样本判断为二倍体,倍性估算值为3.60~4.20的样本判断为四倍体。倍性估算值为3.00±0.40时,需采用与初判倍性相同的参照样本进行第2次标定。对1395份青钱柳种质资源进行倍性鉴定,共检测出二倍体104份,四倍体1291份。【结论】对于倍性估算值异常的样本,采用二次标定法可快速确定其倍性。该方法操作简单,高效准确,为青钱柳种质倍性鉴定提供了有效方法。

关键词：青钱柳倍性鉴定流式细胞术细胞核裂解液内标法

西南地区不同下垫面雷电活动特征与森林雷击火的关系

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南京林业大学学报（自然科学版） 2024年第3期48卷 219-228页

作者：李岩松杨艳蓉张文艺张乐英黄傲张贻荣南京林业大学生态与环境学院南方现代林业协同创新中心江苏南京210037 武夷山国家公园管理局福建南平354300

【目的】西南地区是我国第二大天然林区,该地生态系统脆弱,森林雷击火灾频发。通过遥感、探测资料分析不同地表覆盖类型、不同海拔下垫面的雷电活动特征,探究雷电活动对森林雷击火的影响。【方法】根据2005—2017年全球闪电定位系统(WWL... 详细信息

【目的】西南地区是我国第二大天然林区,该地生态系统脆弱,森林雷击火灾频发。通过遥感、探测资料分析不同地表覆盖类型、不同海拔下垫面的雷电活动特征,探究雷电活动对森林雷击火的影响。【方法】根据2005—2017年全球闪电定位系统(WWLLN)闪电数据、MCD12Q1土地覆盖数据、SRTM(shuttle radar topography mission)海拔数据以及相应森林雷击火个例,结合Theil-Sen趋势分析、Mann-Kendall趋势检验、相对密度差分析,对我国西南地区雷电活动随下垫面类型、海拔的变化特征及其与森林雷击火的关系进行研究。【结果】(1)2005—2017年西南地区云地闪频次以每年8.75%的速率增加。四川和云南交界的攀枝花附近区域是最高值核心区。(2)海拔500~1000 m、稀树草原类下垫面年均云地闪频次最多。以相对密度差表征雷电活跃程度,从季节上看,春季最活跃;从昼夜变化尺度上看,昼间最活跃。表现活跃的下垫面集中在海拔0~1000 m段,以及农用地/自然植被拼接、稀树草原类和城区为主的地表类型。(3)云地闪在不同下垫面均呈增长趋势,其增长面积占比为西南地区的93.48%。其中,海拔3500 m以上和草地类型下垫面的增长趋势最显著,从海拔和地表类型来看,显著的面积占比均超过80%。(4)年云地闪频次越高,发生森林雷击火的概率越大。海拔0~1000 m森林雷击火发生与云地闪活动的下垫面特点一致,海拔1000 m以上雷击火主要受高云地闪频次影响。【结论】西南地区雷电活动与下垫面的海拔、地表类型关系密切,且这一关系随不同时间尺度而变化。作为森林雷击火的起因,结合下垫面特征分析雷电活动,探究森林雷击火,可以为西南山地天然林保护提供科学支撑。

关键词：森林雷击火云地闪海拔地表覆盖类型西南地区

氮磷配施对青钱柳生长及叶生物活性物质含量的影响

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南京林业大学学报（自然科学版） 2024年第4期48卷 57-66页

作者：刘小芳岳喜良方升佐李晴孙昕南京林业大学林草学院江苏南京210037 南京林业大学南方现代林业协同创新中心江苏南京210037 江西玉山县玉合昌农业科技发展有限公司江西玉山334700

【目的】研究不同水平氮、磷肥配施对青钱柳(Cyclocarya paliurus)生长及叶生物活性物质含量的影响,为青钱柳叶用人工林的定向培育以及提高青钱柳叶生物活性物质含量提供理论依据。【方法】以江西铜鼓种源的青钱柳2年生实生苗为试验材... 详细信息

【目的】研究不同水平氮、磷肥配施对青钱柳(Cyclocarya paliurus)生长及叶生物活性物质含量的影响,为青钱柳叶用人工林的定向培育以及提高青钱柳叶生物活性物质含量提供理论依据。【方法】以江西铜鼓种源的青钱柳2年生实生苗为试验材料进行田间试验,采用双因素完全区组试验设计,设置3个施氮水平(N_(0)、N_(1)和N_(2)),3个施磷水平(P_(0)、P_(1)和P_(2)),共9个处理,每个处理3个重复,进行苗木生长指标和叶总黄酮、总三萜、总多酚及总多糖含量测定,采用双因素方差分析比较氮、磷及二者交互作用对相关指标的影响。【结果】氮磷配施对青钱柳幼苗高和地径生长以及叶总黄酮、总三萜、总多酚和总多糖含量均有显著(P0.05),地径月净生长量与对应月的叶次生代谢物含量弱负相关但不显著(P>0.05);青钱柳苗高生长和地径生长之间,以及叶生物活性物质(总黄酮、总三萜、总多酚和总多糖)含量间均存在极显著正相关关系(P<0.01)。【结论】高水平的氮磷肥配施有利于青钱柳生长和叶总三萜含量的提高,中等水平的磷肥有利于青钱柳叶次生代谢物含量的提高,氮磷配施反而抑制青钱柳叶多糖含量;青钱柳幼树生长与其叶次生代谢物质含量之间存在权衡关系。

关键词：青钱柳配方施肥林木净生长量生物活性物质

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GGPPS基因在植物色香性状改良中的应用研究进展

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南京林业大学学报（自然科学版） 2024年第1期48卷 1-10页

作者：王良桂曾贵敏杨秀莲岳远征南京林业大学风景园林学院江苏省风景园林重点实验室南方现代林业协同创新中心江苏南京210037 南京林业大学林草学院江苏南京210037

色彩和香味是影响园林植物观赏品质的重要因子,对植物的观赏价值具有决定性的影响。类胡萝卜素是植物重要色素物质,单萜是植物关键芳香成分,牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸合成酶基因(GGPPS)位于两者合成途径的关键交叉节点,对植物颜色、香味... 详细信息

色彩和香味是影响园林植物观赏品质的重要因子,对植物的观赏价值具有决定性的影响。类胡萝卜素是植物重要色素物质,单萜是植物关键芳香成分,牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸合成酶基因(GGPPS)位于两者合成途径的关键交叉节点,对植物颜色、香味相关代谢物的形成具有重要影响。本研究对GGPPS蛋白的结构与分类、进化聚类情况,并对GGPPS基因的转录调控和其他调控因子进行综述,总结了GGPPS基因影响植物色彩与香味形成的作用机制,探讨了其在植物色彩及香味性状改良方面的应用潜力,认为今后可利用多组学手段挖掘相关转录因子并解析GGPPS基因调控植物色香的分子网络,以期为植物观赏性状的遗传改良工作提供新的基因资源和研究思路。

关键词： GGPPS基因色彩香味萜类物质观赏植物

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2013―2021年南京热环境时空演化及扩张驱动机制研究

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大气与环境光学学报 2024年第2期19卷 243-256页

作者：李超男徐雁南南京林业大学南方现代林业协同创新中心江苏南京210037 南京林业大学林学院江苏南京210037

基于Landsat 8 OLI-TIRS遥感影像,利用辐射方程算法反演得到南京市地表温度数据。从数量和速度方面揭示南京市2013―2021年间热环境景观的时空变化特征,并进一步利用核密度分析和空间质心迁移轨迹揭示热环境景观的空间演变特征。此外,借... 详细信息

基于Landsat 8 OLI-TIRS遥感影像,利用辐射方程算法反演得到南京市地表温度数据。从数量和速度方面揭示南京市2013―2021年间热环境景观的时空变化特征,并进一步利用核密度分析和空间质心迁移轨迹揭示热环境景观的空间演变特征。此外,借助PLUS模型探究了2013―2021年热环境景观的驱动机制。结果表明:(1)2013―2021年间中温区景观在研究区占主导地位,其中2017―2021年热环境景观变化最强烈,其综合热环境动态度为23.94%。(2)低温区的核密度高值主要位于水域和林地,北部集聚特征较为明显;次低温区的核密度分布特征表现为北部和南部较密集且破碎化明显;中温区的核密度分布呈“中间少四周多”的格局;次高温区景观呈多核心增长的趋势;高温区景观集聚特征最为显著,主要分布于长江两岸及各市区的中心地区。(3)低温区质心迁移速度最快,整体上向东北方向移动了21.30 km;次低温区质心迁移速度由慢到快,先向西北移动9.52 km,后向东南移动17.88 km;高温区、次高温区、中温区质心整体向西南方向偏移,移动距离分别为19.99、4.77、4.04 km。(4)从不同热环境景观扩张的驱动因子来看,低温区、次低温区和中温区扩张的驱动力主要是受高程的影响,次高温区和高温区扩张的驱动力主要是距住宅距离和距工厂距离。本研究对于加强南京地表热环境的监测和促进城市生态环境可持续发展具有重要的参考意义。

关键词：热环境核密度分析空间质心模型 PLUS模型

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基于ALS和TLS融合数据的枝条属性因子构建木材材积模型

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中南林业科技大学学报 2024年第3期44卷 33-43页

作者：虞晨音温小荣汪求来叶金盛南京林业大学南方现代林业协同创新中心江苏南京210037 南京林业大学林草学院江苏南京210037 广东省林业调查规划院广东广州510520

【目的】立木材积作为森林蓄积量估算的重要单元,具有重要的森林资源调查意义,研究基于多源激光雷达手段获取立木枝条属性因子的方法,探究树木点云构建更优立木材积预测模型的能力。【方法】本文基于地基激光雷达(TLS)与机载激光雷达(A... 详细信息

【目的】立木材积作为森林蓄积量估算的重要单元,具有重要的森林资源调查意义,研究基于多源激光雷达手段获取立木枝条属性因子的方法,探究树木点云构建更优立木材积预测模型的能力。【方法】本文基于地基激光雷达(TLS)与机载激光雷达(ALS)融合的点云数据,运用几何特征树木骨架和提取不完全模拟水分和养分传输算法(ISTTWN),建立三维树木模型,并获取杨树单木的枝条属性因子。通过构建以枝条属性因子为自变量的立木材积预测模型,探索构建林分蓄积量最优估测模型。【结果】融合后的枝条属性因子较融合前精度有所提高,提取精度依次为着枝高度>枝长>弦长>着枝角度>分枝角度>弓高,其中枝长拟合度最高,R2达0.989。在利用特征参数与枝条属性因子构建材积预测模型中,基于枝条属性因子构建的模型较由特征参数建立的线性与非线性材积模型R^(2)分别提高0.088与0.110,RMSE则分别降低0.012与0.009 m^(3)。而将二者结合共同构建立木材积模型后,其线性与非线性模型拟合度分别达0.729与0.759,为六组材积预测模型中最佳。【结论】TLS与ALS融合点云数据后,由于数据之间的相互弥补,有效提高点云密度,在三维树木模型研建中能够显著的提高枝条属性因子的提取精度,同时在材积预测模型中加入枝条属性因子这一自变量能够有效提高模型预测的准确性。

关键词：机载激光雷达地基激光雷达融合点云数据枝条属性因子材积预测模型

不同林龄水杉人工林土壤颗粒有机碳和矿物结合有机碳的变化特征

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南京林业大学学报(自然科学版) 2024年

作者：翟宁宁石珂阮宏华倪娟平方玉曹国华沈彩芹徐亚明霍建军南京林业大学生态与环境学院南方现代林业协同创新中心江苏省东台林场泗洪县林业科技推广中心

【目的】人工林具有巨大的固碳潜力，在减缓全球气候变化方面发挥着重要作用。然而，作为土壤有机碳的主要成分，颗粒有机碳（POC）和矿物结合有机碳（MAOC）在人工林发育过程中的积累与分布机制仍然不清楚。分析各碳组分对水杉人工林... 详细信息

【目的】人工林具有巨大的固碳潜力，在减缓全球气候变化方面发挥着重要作用。然而，作为土壤有机碳的主要成分，颗粒有机碳（POC）和矿物结合有机碳（MAOC）在人工林发育过程中的积累与分布机制仍然不清楚。分析各碳组分对水杉人工林不同林龄阶段土壤有机碳积累能力的相对贡献，为全球变化背景下人工林的科学经营和管理提供依据。【方法】选取位于江苏东台林场的7、16、21、26、31、36、42和46年的8个不同林龄阶段的水杉人工林为对象，每个林龄阶段设置4个重复的野外定位调查样地，分别采集[0，20）cm、[20，40）cm、[40，60）cm、[60，80）cm、[80，100）cm土壤剖面的样品。通过测定各土层的pH、铵态氮、硝态氮、总磷和有效磷等土壤理化性质及土壤有机碳组分（POC和MAOC）的含量，研究水杉人工林发育过程中土壤POC和MAOC的变化特征。【结果】研究发现，[0，20）cm土层中POC是土壤有机碳库的主要贡献者，人工林的林分发育过程促进了POC的积累；而[20，100）cm土层中有机碳以MAOC为主，但MAOC对林分发育响应不明显。随着林龄的增长，[0，20）cm土层的SOC稳定性降低，更容易被分解利用，而[20，100）cm土层的SOC稳定性更高，更有利于有机碳长久的储存。此外，相关性分析表明POC相比于MAOC对林分发育带来的环境因子的变化更敏感。【结论】随着人工林的生长发育，土壤有机碳的积累主要以POC的形式储存在表层（[0，20）cm）中，并且在过熟林时期能最大限度的积累有机碳，显然，长期的人工林发育可以有效促进表层土壤有机碳不同组分的积累和固持，因此，延长人工林的主伐年龄将更好地发挥人工林对全球气候变化的减缓作用。

关键词：颗粒有机碳矿物结合有机碳水杉人工林林分发育深层土壤