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盐胁迫条件下杜梨叶片差异表达基因qRT-PCR内参基因筛选

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园艺学报 2022年第7期49卷 1557-1570页

作者：张秋悦刘昌来于晓晶杨甲定封超年南京林业大学南方现代林业协同创新中心南京林业大学生物与环境学院南京210037 南京林业大学竹类研究所南京210037

为了准确评价盐胁迫下杜梨(Pyrus betulaefolia Bunge.)目标基因表达量,筛选q RT-PCR适用内参基因。利用杜梨的全基因组注释信息和转录组测序数据,选择Actin2(Chr15.g01351)、EF1α-1(Chr3.g19898)、EF1α-2(Chr4.g38173)、EF2(Chr5.g06899)、GAPDH-1(Chr16.g30426)、GAPDH-2(Chr13.g23532)、TUBB(Chr5.g06472)、UBQ(Chr4.g40121)等8个候选基因,设计Actin2、EF1α-1、EF1α-2A、EF1α-2B、EF2、GAPDH-1、GAPDH-2、TUBB-A、TUBB-B、UBQE等10对qRT-PCR引物。首先对10对引物的扩增效率进行了测定,再以200 mmol·L^(-1)的NaCl溶液对两个杜梨家系(盐城和连云港)幼苗进行0、24、48、72 h盐胁迫处理。提取叶片的总RNA,反转录合成cDNA,使用10对引物进行q RT-PCR扩增,根据扩增产物使用delta Ct、BestKeeper、geNorm和NormFinder等4种评价内参基因稳定性的方法,对10对引物扩增产物的稳定性进行分析,并使用RefFinder软件对4种评价方法进行综合分析,以确定最稳定内参基因及其引物。利用筛选出的2对最优内参基因引物对(TUBB-A和GAPDH-1)对1个可能参与杜梨盐胁迫响应的HKT基因(Chr16.g29024)的表达情况进行分析,8个候选内参基因的FPKM值(Fragments PerKilobase Million)都大于30,不同盐处理时间下的FPKM变异系数为0.087~0.260;10对荧光定量PCR引物的扩增效率在91.82%~112.99%之间,其中引物对TUBB-A和GAPDH-1的扩增效率最接近于100%;稳定性分析显示10对引物扩增产物的稳定性排序为GΑPDH-1、TUBB-Α、EF1α-1、TUBB-B、EF1α-2Α、EF2、UBQE、GΑPDH-2、Αctin2、EF1α-2B;不同引物对(TUBB-Α、TUBB-B和EF1α-2Α、EF1α-2B)对同一基因的扩增产物的稳定性存在明显差异;利用TUBB-A和GAPDH-1分析HKT基因的表达趋势没有差别。说明基因GΑPDH和TUBB适于作为杜梨盐胁迫下进行荧光定量PCR的内参基因,对应的GAPDH-1、TUBB-A引物对的扩增效果最好。

关键词：杜梨内参基因实时荧光定量PCR分析基因表达稳定性

蚂蚁筑巢对热带次生林土壤N_(2)O排放季节动态的影响

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应用生态学报 2023年第5期34卷 1218-1224页

作者：张昆凤王邵军王平张路路樊宇翔解玲玲肖博王郑钧郭志鹏西南林业大学生态与环境学院昆明650000

采用静态箱-气相色谱法,对西双版纳热带次生林崖豆藤群落中的蚁巢土壤N_(2)O排放通量的季节动态进行定位研究,分析蚂蚁筑巢引起土壤碳氮库及温湿度等土壤性质变化对N_(2)O排放的影响特征。结果表明:蚂蚁筑巢显著影响热带森林土壤N_(2)O... 详细信息

采用静态箱-气相色谱法,对西双版纳热带次生林崖豆藤群落中的蚁巢土壤N_(2)O排放通量的季节动态进行定位研究,分析蚂蚁筑巢引起土壤碳氮库及温湿度等土壤性质变化对N_(2)O排放的影响特征。结果表明:蚂蚁筑巢显著影响热带森林土壤N_(2)O排放,蚁巢土壤N_(2)O排放通量(0.67 mg·m^(-2)·h^(-1))显著高于非蚁巢土壤(0.48 mg·m^(-2)·h^(-1)),较非蚁巢土壤增加了40.2%;蚁巢与非蚁巢土壤N_(2)O排放通量具有显著的季节变化,6月分别为0.90和0.83 mg·m^(-2)·h^(-1),显著高于3月(分别为0.38和0.19 mg·m^(-2)·h^(-1));蚂蚁筑巢显著增加了土壤含水率、温度、有机碳、全氮、水解氮、铵态氮、硝态氮和微生物生物量碳,相较于非蚁巢增加了7.1%~74.1%,蚁巢土壤pH相较于非蚁巢土壤降低了9.9%。结构方程结果表明,土壤氮库、碳库和温湿度均对N_(2)O排放通量具有显著促进作用,土壤pH则表现为显著的抑制作用;土壤氮库、碳库、温湿度和pH对N_(2)O排放通量变化的解释量分别为37.2%、27.7%、22.9%和9.4%。蚂蚁筑巢主要通过改变热带次生林土壤硝化与反硝化底物(硝态氮、铵态氮)、碳库含量及微生境(如温湿度)而调控N_(2)O排放动态。

关键词：热带森林蚂蚁筑巢 N_(2)O排放土壤理化性质西双版纳

有机物覆盖的土壤环境效应作用机制研究现状与展望

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林业科学 2020年第6期56卷 103-112页

作者：孙晓丹叶钰倩王刚关庆伟南京林业大学生物与环境学院南方现代林业协同创新中心南京210037

有机物覆盖作为一种对土壤生态系统的干扰,对土壤结构和功能具有显著影响,在城市土壤保育及城市土壤修复中发挥着重要作用。通过查阅Web of Science、CNKI等数据库相关文献,本文探讨有机物覆盖对土壤环境的影响,进一步明晰其作用机制,... 详细信息

有机物覆盖作为一种对土壤生态系统的干扰,对土壤结构和功能具有显著影响,在城市土壤保育及城市土壤修复中发挥着重要作用。通过查阅Web of Science、CNKI等数据库相关文献,本文探讨有机物覆盖对土壤环境的影响,进一步明晰其作用机制,对深入探究土壤生态系统物质循环过程,完善有机覆盖应用技术体系,提高城市土壤保育和修复效果具有重要意义。大多数研究表明:有机物覆盖可以减缓地表水分蒸发和雨水的直接渗透,促进土壤团粒结构,提高土壤保水性,有利于土壤水分的稳定,减缓水土流失;有机物覆盖具有在高温时降温、低温时保温的双重效应,能改善植物生长的水热条件;受土壤条件、覆盖量、覆盖材料等多种因素影响,施加有机覆盖物后,温室气体的排放表现出不确定性;由于土壤的水、气、热等因子的改变,有机物覆盖后土壤微生物的活性、种类、多样性受到影响,且能刺激土壤动物的活动,改善土壤结构和质量;有机物覆盖后,土壤理化性质改善、养分含量提高及微生物群落结构和功能的变化等进一步使土壤酶活性提高,土壤中的碳氮转化速率加快;有机物覆盖后,受土壤环境的影响,植物根系的结构特征改变,细根周转增强,根际沉积增加,加之有机覆盖物本身可为土壤提供碳源,土壤生态系统的物质循环加快,土壤有机碳固持增加,但对土壤碳组分变化的研究还存在争议;有机覆盖物的分解不同程度上能增加土壤有机质、营养元素含量,改善土壤营养情况,增加土壤肥力。目前关于有机物覆盖对土壤环境影响的研究越来越多,但结果还没有统一定论,缺少长期定位观测数据,其作用机制尚未研究清楚,生产实践中的技术体系还不完善。因此,对今后的研究提出以下建议:1)开展长期定位的动态监测和试验研究,明晰有机物覆盖后的土壤环境变化;2)全面探究有机物覆盖对土壤生态系统物质能量转化过程的影响,深入研究其作用机制;3)建立完善的有机物覆盖应用技术体系,提高土壤保育和土壤修复效果。

关键词：有机物覆盖土壤环境碳氮循环土壤肥力

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中国特有植物短丝木犀的繁育系统

林业科学 2018年第4期54卷 17-29页

作者：杨国栋钱慧蓉陈林王贤荣南京林业大学南方现代林业协同创新中心南京林业大学生物与环境学院南京210037

【目的】通过对短丝木犀花粉的研究,包括花粉的散布范围及散布方式,揭示花粉在不同性别植株间的竞争及竞争机制;对斑块尺寸与自由授粉子代的适应性之间关联的探讨,以奠定对短丝木犀花部演化及其居群遗传进一步研究的理论及技术基础,有... 详细信息

【目的】通过对短丝木犀花粉的研究,包括花粉的散布范围及散布方式,揭示花粉在不同性别植株间的竞争及竞争机制;对斑块尺寸与自由授粉子代的适应性之间关联的探讨,以奠定对短丝木犀花部演化及其居群遗传进一步研究的理论及技术基础,有利于对其保护策略的制定。【方法】以雄全异株植物短丝木犀为研究对象,对四川省宝兴县东拉山的短丝木犀24个种群的性别比例进行统计,并对雄株和两性株的花部雌雄蕊形态、花粉粒数量和外部形态进行观察和比较;利用10对多态性微卫星(SSR)引物对24个种群中的271个候选父本的494个子代进行父本分析。【结果】1)东拉山短丝木犀群落中雄性与两性植株比接近1∶1。两性株花的雌蕊发育正常,而单性雄株的花具有退化雌蕊的痕迹。2)在80%的置信度水平下,在所有确定父本的494个子代中,共376个子代(76%)确定了唯一的父本,其中来源于雄性和两性父本的子代分别为213个和163个。3)东拉山短丝木犀24个种群的平均有效花粉散布距离为(46.35±25.62)m,各母株的交配距离近似呈正态分布,进一步揭示出短丝木犀的异交模式。而种群内植株密度、海拔、风向等方面存在一定的差异,从而影响着短丝木犀的交配方式。【结论】短丝木犀的自然种群确为功能性的雄全异株,且自交亲和;并且这种繁育系统可能为两性同体与雌雄异株间的过渡类型,从雌雄同株到雌雄异株进化的一个过渡阶段。

关键词：短丝木犀雄全异株繁育系统父本分析

间伐强度对马尾松人工林根际与非根际土壤中性糖特征的影响

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林业科学 2019年第8期55卷 28-35页

作者：叶钰倩赵家豪刘畅关庆伟南方现代林业协同创新中心南京林业大学生物与环境学院

【目的】探讨不同间伐强度下马尾松人工林根际与非根际土壤中性糖为含量、组成和来源,以更好了解间伐后林地土壤有机碳库及其稳定性变化,为马尾松人工林可持续经营提供科学指导。【方法】以30年生马尾松人工林为研究对象,采用随机区组法... 详细信息

【目的】探讨不同间伐强度下马尾松人工林根际与非根际土壤中性糖为含量、组成和来源,以更好了解间伐后林地土壤有机碳库及其稳定性变化,为马尾松人工林可持续经营提供科学指导。【方法】以30年生马尾松人工林为研究对象,采用随机区组法,设置4种处理,各处理重复3次,共12块20m×20m固定样地,包括对照(0%)、轻度间伐(25%)、中度间伐(45%)和强度间伐(65%),测定土壤基本理化性质及枯落物和土壤中性糖的含量及组成。【结果】根际土壤中性糖含量(4.55~7.89mg·g^-1)显著高于非根际土壤(2.67~4.18mg·g^-1);间伐可显著降低根际土壤中性糖含量,且各处理间差异显著(P生物活性增强,从而可增加土壤中性糖的微生物来源;中度间伐下根际与非根际土壤中性糖和总有机碳的比值最低,表明中度间伐有利于土壤碳库的稳定,对马尾松近熟林实施45%的间伐强度较为适宜。

关键词：间伐强度马尾松人工林根际与非根际土壤中性糖

基于优化的Maxent模型预测白栎在中国的潜在分布区

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林业科学 2018年第8期54卷 153-164页

作者：李璇李垚方炎明南京林业大学南方现代林业协同创新中心南京林业大学生物与环境学院南京210037

【目的】采用优化Maxent模型对白栎的适生区进行预测,了解气候因子对白栎分布的影响,同时结合植物耐寒性区域地图(PHZM)探讨白栎的栽培区划和引种区划,为白栎的引种栽培提供理论基础。【方法】采用Maxent模型,利用AICc指标对特征参数(fe... 详细信息

【目的】采用优化Maxent模型对白栎的适生区进行预测,了解气候因子对白栎分布的影响,同时结合植物耐寒性区域地图(PHZM)探讨白栎的栽培区划和引种区划,为白栎的引种栽培提供理论基础。【方法】采用Maxent模型,利用AICc指标对特征参数(feature)和正规化参数(β)进行筛选,建立最优模型。基于484条分布记录和10个环境变量模拟白栎在末次盛冰期、全新世中期、现代和2070年的潜在分布区。综合jackknife检验、置换重要值和百分比贡献率、限制环境因子,探讨影响白栎适生分布区的环境因子。【结果】1)最优模型的参数设置为:feature为LQP和β乘数为1.5。2)jackknife检验表明:年均温、最干月降雨量、平均日温差、温度年较差为关键因子;百分比贡献率排前3名的环境变量依次为平均日温差、温度年较差、年均温;置换重要值排前3名的为年均温、温度年较差和等温性。影响现代最适分布区的环境限制因子为年降雨量和最干月降雨量;影响未来最适分布区的环境限制因子为极端最高温和最干月降雨量。3)白栎的现代高度适生区集中分布在重庆、贵州局部地区、湖南、湖北南部、江西、安徽南部、福建北部和长江三角洲地区;末次盛冰期时白栎的高度适生区在湖南和江西零星地区,较现代分布区面积减少28.28%;全新世中期高度适生区范围与现代相似,较现代高度适生区面积增加6.44%,面积达到最大;在进行未来适生区的预测时,原本不具有适生区的辽宁出现少部分低度适生区,2070年温度可能升高,适宜分布区向北扩张,高度适生区面积减少6.44%。【结论】年均温、平均日温差、温度年较差和最干月降水量是制约白栎分布格局的重要环境因子。影响白栎的现代最适宜分布区和未来的最适分布区的环境限制因子为年降雨量、最干月降雨量和极端最高温。末次盛冰期白栎的高度适生区集中在华中地区,随气候的转暖逐渐向北移动。全新世中期时,高度适生区面积扩张达到最大。未来气温升高,白栎适生区可能发生向北扩张的趋势,高海拔地区分布的白栎更容易受到气候的影响。根据Maxent预测的白栎分布区结合中国耐寒性区域地图进行白栎的栽培区划和引种区划,新疆、北京、天津可能适合白栎的引种栽培。

关键词：白栎 Maxent AICc 末次盛冰期适生区

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芽孢杆菌鞭毛及其运动相关特性的研究进展

微生物学通报 2022年第5期49卷 1832-1845页

作者：范萌黄升泉李昱龙赵银娟樊奔南京林业大学生物与环境学院江苏南京210037 南京林业大学林学院江苏南京210037

鞭毛是着生在很多细菌体表的细长弯曲丝状物,作为细菌的运动“器官”,鞭毛是微生物学中研究最深入的生理系统之一。细菌可以通过鞭毛运动更好地适应栖息环境,并在环境条件不利时及时逃离。此外,鞭毛运动对于有害细菌或者有益细菌在宿主... 详细信息

鞭毛是着生在很多细菌体表的细长弯曲丝状物,作为细菌的运动“器官”,鞭毛是微生物学中研究最深入的生理系统之一。细菌可以通过鞭毛运动更好地适应栖息环境,并在环境条件不利时及时逃离。此外,鞭毛运动对于有害细菌或者有益细菌在宿主表面的定殖、生物膜形成及其与宿主其他互作过程中都发挥着重要作用。芽孢杆菌(Bacillus sp.)是一类在自然界中广泛分布的细菌,其许多菌株在工农业生产及医药等领域都有重要的应用价值,本文对芽孢杆菌鞭毛及其运动相关特性的研究进展进行了综述:芽孢杆菌鞭毛的结构组成、组装过程及合成基因的表达调控;芽孢杆菌运动性与相关生物学特性,包括生物膜形成和分散、芽孢的形成、感受态形成、γ-聚谷氨酸和抗生素生产等方面之间的相互关系及其底层分子机制。本综述旨在为本领域的相关研究提供可参考的综合知识和理论指导依据。

关键词：芽孢杆菌运动性鞭毛生物膜芽孢 γ-聚谷氨酸抗生素

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木粉酯化改性制备生物基塑料

林产化学与工业 2015年第6期35卷 27-32页

作者：杭飞罗彦卿洪建国南京林业大学生物与环境学院江苏南京210037

以胡桑枝条木粉为原料制备木质纤维类生物基塑料,木粉先经过球磨预处理后,在二甲亚砜(DMSO)分散介质中,以邻苯二甲酸酐(PA)为改性试剂,4-二甲氨基吡啶(DMAP)为催化剂对其进行酯化改性,并考察了反应温度、时间和试剂用量对改性产物质量... 详细信息

以胡桑枝条木粉为原料制备木质纤维类生物基塑料,木粉先经过球磨预处理后,在二甲亚砜(DMSO)分散介质中,以邻苯二甲酸酐(PA)为改性试剂,4-二甲氨基吡啶(DMAP)为催化剂对其进行酯化改性,并考察了反应温度、时间和试剂用量对改性产物质量增长率及材料力学性能的影响。研究结果表明,以木质纤维为原料,可以成功制备注塑级的生物基塑料,实现木质纤维原料全组分的高效利用。在最佳工艺条件下,经改性制备材料的质量增长率为98.8%,熔融指数0.903 g/min,其拉伸和弯曲强度分别达到24.1和41.9 MPa,具有较好的热塑性和力学性能。

关键词：木质纤维类生物质邻苯二甲酸酐酯化改性热塑性生物基塑料

外生菌根真菌接种对干旱胁迫下构树幼苗生长及光合特性的影响

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生态学杂志 2021年第9期40卷 2719-2726页

作者：彭思利王晓燕李剑夏大娟葛之葳薛建辉南京林业大学南方现代林业协同创新中心南京林业大学生物与环境学院南京210037

为了解接种不同外生菌根真菌后构树幼苗在不同土壤水分条件下的生长及光合特征差异,为喀斯特山地森林植被恢复的人工促进措施提供参考依据,本试验以贵州喀斯特棕红壤和一年生构树(Broussonetia papyrifera)幼苗为材料,设置单接彩色豆马... 详细信息

为了解接种不同外生菌根真菌后构树幼苗在不同土壤水分条件下的生长及光合特征差异,为喀斯特山地森林植被恢复的人工促进措施提供参考依据,本试验以贵州喀斯特棕红壤和一年生构树(Broussonetia papyrifera)幼苗为材料,设置单接彩色豆马勃(Pisolithus tinctorius,Pt)、单接多根硬皮马勃(Scleroderma polyrizum,Sp)、单接荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescens,Pf)、混接Pt和Pf(Pt+Pf)、混接Sp和Pf(Sp+Pf)及对照(CK)6种接种处理和3种水分处理(正常水分、中度干旱和重度干旱),采用盆栽试验方法,测定了根系外生菌根真菌侵染率、净光合速率、气孔导度、胞间CO_(2)浓度、蒸腾速率、地上和地下生物量等指标。结果表明:随着土壤水分供应量的减少,构树幼苗根系侵染率和根冠比显著增加,叶片净光合速率、气孔导度、胞间CO_(2)浓度、蒸腾速率和生物量则显著降低(P生物量均有显著影响,但不同接种方式间表现出明显差异。总体上,与对照相比,接种外生菌根真菌能显著促进构树与外生菌根真菌的共生关系,且混合接种效果优于单独接种,混合接种Pt+Pf和Sp+Pf处理的根系侵染率分别比对照提高9.7和5.9倍,菌根帮助型细菌Pf对Pt在构树根尖的定殖有明显的促进作用;接种Pt+Pf、Sp+Pf和Pt后,构树幼苗地上和地下部分生物量均显著增加;混合接种Pt+Pf和Sp+Pf的净光合速率、气孔导度、胞间CO_(2)浓度和蒸腾速率均显著高于对照。因此,接种外生菌根真菌可以缓解干旱胁迫对构树幼苗生长和光合参数的影响,且混合接种外生菌根真菌+菌根帮助型细菌比单独接种外生菌根真菌的促进效果更明显。

关键词：构树外生菌根真菌菌根帮助型细菌干旱胁迫光合特性