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绿色木霉和草酸青霉对Hg^(2+)、Zn^(2+)、Cu^(2+)和Pb^(2+)的耐性和吸附特征

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林业科学 2017年第10期53卷 100-108页

作者：刘少文焦如珍董玉红刘彩霞孙岩中国林业科学研究院林业研究所林木遗传育种国家重点实验室国家林业局林木培育重点实验室北京100091

【目的】通过对已筛选出的耐较高浓度重金属的绿色木霉和草酸青霉菌株进行Hg^(2+)、Zn^(2+)、Cu^(2+)和Pb^(2+)耐受性和吸附性试验,为其应用于土壤修复提供科学参考。【方法】通过测定重金属离子对菌株的生长抑制率和半致死浓度(EC_(50)... 详细信息

【目的】通过对已筛选出的耐较高浓度重金属的绿色木霉和草酸青霉菌株进行Hg^(2+)、Zn^(2+)、Cu^(2+)和Pb^(2+)耐受性和吸附性试验,为其应用于土壤修复提供科学参考。【方法】通过测定重金属离子对菌株的生长抑制率和半致死浓度(EC_(50))评价真菌重金属耐性;将一定质量的菌丝球添加到已知浓度的重金属离子溶液中,测试菌株对重金属的吸附速率和吸附量,并对吸附过程进行函数拟合,分析其重金属吸附特征。【结果】2株菌株生物量随重金属浓度增加而降低,其过程分2个阶段,在金属离子浓度较低(0~200 mg·L^(-1))时,生物量下降不明显或略有上升,当重金属离子浓度大于某个临界值(400 mg·L^(-1)左右)时,生物量下降迅速;Hg^(2+)、Zn^(2+)、Cu^(2+)和Pb^(2+)对菌株lys2015f1的EC_(50)值分别是158.07、464.02、229.33和209.59 mg·L^(-1),对菌株lys2015f5的EC_(50)值分别是580.47、572.88、231.85、2 284.01 mg·L^(-1),因此,菌株lys2015f1对重金属耐受程度为Zn^(2+)>Cu^(2+)>Pb^(2+)>Hg^(2+),菌株lys2015f5对重金属耐受程度为Pb^(2+)>Hg^(2+)>Zn^(2+)>Cu^(2+)。菌株的吸附过程更加拟合准二级吸附动力学模型,由模型速率常数k_2可知,2株菌株吸附重金属速率排序变化一致,均为Pb^(2+)>Hg^(2+)>Cu^(2+)>Zn^(2+),菌株lys2015f1通过模型得到的理论Hg^(2+)、Zn^(2+)、Cu^(2+)和Pb^(2+)最大吸附量分别是37.12、14.63、16.62和107.31 mg·g^(-1),菌株lys2015f5理论最大吸附量47.12、16.50、25.78和201.22 mg·g^(-1);吸附的限速步骤是由化学反应控制的,在同等条件下,2株菌株对4种重金属吸附速率排序均为Hg^(2+)>Cu^(2+)>Zn^(2+)>Pb^(2+)。【结论】绿色木霉和草酸青霉菌株具有较高的重金属耐性和较好的吸附性,现有研究也表明其在生物防治、植物促生、土壤有机物降解等方面具有较好效果,因此2株菌株具有较好的重金属修复应用潜力。

关键词：绿色木霉草酸青霉重金属耐性生物吸附

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基于累加性和均衡性的林分质量综合评价方法

林业科学 2021年第1期57卷 77-84页

作者：张岗岗惠刚盈中国林业科学研究院林业研究所国家林业和草原局林木培育重点实验室北京100091 河南师范大学新乡453007

【目的】林分质量综合评价是森林经营决策的前提和关键。为解决林分质量评价中偏重强调累加性可能导致的失衡发展问题,基于等周定理和等圆理论试图提出均衡性测度指标并构建综合评价方法,为林分质量问题诊断及精准提升提供参考。【方法... 详细信息

【目的】林分质量综合评价是森林经营决策的前提和关键。为解决林分质量评价中偏重强调累加性可能导致的失衡发展问题,基于等周定理和等圆理论试图提出均衡性测度指标并构建综合评价方法,为林分质量问题诊断及精准提升提供参考。【方法】以甘肃小陇山林区锐齿栎天然林(a和b)、吉林蛟河林区阔叶红松林(c和d)和模拟天然林(e和f)的林分质量综合评价为例,先从林分结构和活力2方面筛选出10个评价指标,对各指标进行无量纲化和非同向性处理,再以单位圆中扇形半径和圆心角分别代表指标取值和权重大小,借助闭合图形面积特征量测度林分质量累加性(ωi1),分别基于面积和弧长特征量关系及其等周定理构建αi2和βi2、基于等圆面积周长关系提出γi2测度各评价指标间的均衡性(ωi2),最后以累加性相等林分(c和e、d和f)验证3个均衡性指标的有效性,并采用几何平均值法构造综合评价函数(Fi)比较不同现实林分质量优劣。【结果】阔叶红松林c和d的αi2、βi2、γi2取值小于与其累加性取值相等的林分e和f,且3个均衡性指标评价结果趋势一致。4个现实林分质量的累加性、均衡性及综合评价结果优劣均表现为d>a>c>b,阔叶红松林d质量最优,其次是林分a和c,锐齿栎天然林b最差。【结论】改进单位圆以扇形半径和圆心角分别代表指标取值和权重大小,ωi1可量化描述林分质量累加性优劣,现有βi2与新提出的αi2和γi2均能有效测度林分质量各评价指标间的均衡性,且评价结果具有较强一致性,兼顾累加性和均衡性的林分质量综合评价方法更为全面客观,其评价结果对林分质量问题诊断和森林经营决策具有重要启示作用,可有效提升林分整体质量并促进其均衡发展。

关键词：林分质量均衡性累加性综合评价锐齿栎天然林阔叶红松林

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不同采收时期对香椿饲用品质的影响

林业科学研究 2019年第2期32卷 145-151页

作者：耿涌杭许新桥倪建伟苏上中国林业科学研究院林业研究所国家林业和草原局林木培育重点实验室北京100091

[目的]对不同采收时期所得香椿复叶的粗蛋白、类黄酮、总硝酸盐含量及其抗氧化活性进行分析比较,确定饲用香椿复叶的最佳采收时期。[方法]以5月15日至11月1日逐月采收的香椿复叶为材料,测定其粗蛋白、类黄酮及总硝酸盐含量,并利用ORAC、... 详细信息

[目的]对不同采收时期所得香椿复叶的粗蛋白、类黄酮、总硝酸盐含量及其抗氧化活性进行分析比较,确定饲用香椿复叶的最佳采收时期。[方法]以5月15日至11月1日逐月采收的香椿复叶为材料,测定其粗蛋白、类黄酮及总硝酸盐含量,并利用ORAC、DPPH、FRAP法测定其抗氧化活性,综合营养及保健活性分析,筛选最适饲用采收时期。[结果]不同采收期,香椿复叶粗蛋白、类黄酮、硝酸盐含量及抗氧化活性差异显著(P<0.05)。其中,复叶粗蛋白含量(全采收期13.17%～22.65%)随其成熟度增加而呈下降趋势,除10月中旬后的样品外,其余采收期复叶粗蛋白含量均大于15%,远高于常规粮食饲料,具有高蛋白的饲用优势;类黄酮含量突出(全采收期均值15.87 mg·g^(-1)),远高于蓝莓等常见果蔬,且随复叶成熟而持续积累,并于10月达到最高27.02 mg·g^(-1);ORAC、DPPH、FRAP法测定结果均表明香椿复叶具有突出的抗氧化活性,且随复叶成熟而持续增加,并与其类黄酮含量呈极显著正相关(P<0.01);香椿复叶大量富集硝酸盐(全采收期2 306.39～7 346.80 mg·kg^(-1)),且随其叶片成熟呈"V"形积累,7—8月中旬采收的香椿复叶硝酸盐含量处峰谷阶段,此间均值为2 603.78 mg·kg^(-1),相对适于进行饲用采收。[结论]不同采收期香椿复叶的饲用品质差异显著,综合考虑其营养价值及保健功效, 7—8月中旬是对香椿复叶进行饲用采收的最适采收时期。

关键词：香椿采收时期粗蛋白类黄酮抗氧化活性硝酸盐

干旱胁迫对转JERF36银中杨苗木叶片解剖结构及光合特性的影响

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林业科学 2017年第5期53卷 8-15页

作者：黄绢陈存张伟溪丁昌俊苏晓华黄秦军林木遗传育种国家重点实验室国家林业局林木培育重点实验室中国林业科学研究院林业研究所北京100091

【目的】以转JERF36银中杨(ABJ01)和非转基因银中杨(9#)为试验材料,开展干旱胁迫对2个株系苗高生长、叶片形态解剖结构、光合特性的影响研究,以期为转基因杨树的抗旱性评价提供参考,并为转基因杨树的推广应用提供科学依据。【方法】于2... 详细信息

【目的】以转JERF36银中杨(ABJ01)和非转基因银中杨(9#)为试验材料,开展干旱胁迫对2个株系苗高生长、叶片形态解剖结构、光合特性的影响研究,以期为转基因杨树的抗旱性评价提供参考,并为转基因杨树的推广应用提供科学依据。【方法】于2015年6月底,苗高约45 cm时,选取生长一致的苗木进行土壤干旱胁迫试验。胁迫程度分为3个梯度:正常供水、中度胁迫、重度胁迫,土壤含水量分别控制在田间持水量的60%~80%,40%~60%,20%~40%,胁迫时间为30天。【结果】干旱胁迫下,2个株系的苗高生长均受到抑制,随着胁迫程度的加剧,受抑制程度增大,但ABJ01受抑制程度较低,重度胁迫下其苗高显著高于9#。叶片形态数据显示,与正常供水相比,干旱胁迫处理后,2个株系的单叶面积显著降低,说明干旱胁迫抑制杨树叶片生长;中度、重度胁迫下9#的单叶面积均显著低于ABJ01,表明ABJ01叶片生长受抑制程度低。叶片解剖结构数据显示,ABJ01和9#的叶表皮细胞生长和叶肉细胞生长均受干旱胁迫的抑制,但ABJ01受抑制程度较低。中度胁迫下,ABJ01的叶片上、下表皮厚度分别比9#显著高出5.55%和4.70%,栅栏组织厚度比9#显著高出6.17%,海绵组织厚度和叶片组织疏松度(SR)则分别比9#显著降低12.35%和12.38%;重度胁迫下ABJ01的叶片上、下表皮厚度分别比9#显著高出16.27%和10.58%,海绵组织厚度和SR则分别比9#显著降低11.71%和11.58%。ABJ01具有更发达的栅栏组织和相对少的海绵组织,这有助于CO2向光合场所的传导,维持叶片较高的净光合速率(Pn),以适应干旱胁迫条件。光合生理数据显示,干旱胁迫下,ABJ01的Pn显著高于非转基因株系9#(10.50%~18.97%),说明干旱胁迫下ABJ01具有更强的光合能力。正常供水下,2个株系的气孔导度(Gs)、最大光化学效率(F_v/F_m)差异不显著,干旱胁迫下转基因株系ABJ01的Gs、F_v/F_m下降幅度比非转基因株系9#小,说明ABJ01受干旱胁迫影响程度较低;ABJ01的蒸腾速率(Tr)小于9#,表明ABJ01在干旱胁迫下具有更强的保水能力。ABJ01的叶片叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量较9#高,F_v/F_m值较9#高,说明转基因株系维持叶绿素含量稳定的能力较强且光系统受损伤程度小。【结论】外源基因JERF36可能通过影响叶片结构发育提高转基因银中杨在干旱胁迫下的气体交换能力和保水能力,从而增强转基因银中杨的抗旱能力。

关键词：干旱胁迫转基因杨树叶片解剖结构光合特性

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用修正的遗传绝对距离公式测度物种均匀性

北京林业大学学报 2022年第2期44卷 30-36页

作者：杨瑷铭惠刚盈中国林业科学研究院林业研究所国家林业和草原局林木培育重点实验室北京100091

【目的】如何保护生物多样性是当今生命科学中一个亟需解决的热点问题。从定量研究角度来看,物种的均匀性测度是构成物种多样性测度的重要组成部分,物种均匀性已成为表征生态系统稳定性的重要指标。种的多度均匀分布是衡量现实群落物种... 详细信息

【目的】如何保护生物多样性是当今生命科学中一个亟需解决的热点问题。从定量研究角度来看,物种的均匀性测度是构成物种多样性测度的重要组成部分,物种均匀性已成为表征生态系统稳定性的重要指标。种的多度均匀分布是衡量现实群落物种均匀性的客观尺度,测度现实群落物种多度分布与其均匀分布的差异是表征物种分布均匀性的有效途径。【方法】本研究利用吉林省蛟河和甘肃省小陇山林区固定试验地数据,在修正经典的遗传绝对距离公式的基础上提出了物种多度分布均匀性测试方法(SE)。【结果】物种均匀性体现了各物种的数量与群落内所有物种数量的对比关系,反映了群落内各物种株数比率(多度)的均衡性。理论数据与实际调查数据分析均表明,修正的遗传绝对距离公式能有效地区分种多度分布的细微差异,提高了遗传距离公式在比较种群或群落的差异应用中的可信度和说服力。【结论】基于修正的遗传绝对距离公式的物种均匀性测度方法(SE)能够表达群落中种的多度分布的均匀性,具有很好的解析性;在进行生物多样性分析时,可结合SE的对比分析,解析造成群落多样性高低的原因,这为制定有的放矢的生物多样性保护策略提供了理论依据。

关键词：物种均匀性测度方法种多度均匀分布遗传距离生物多样性

不同种源文冠果叶片气孔分布特征对水分胁迫的响应

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林业科学研究 2019年第1期32卷 169-174页

作者：胡潇予于海燕崔艺凡范思琪毕泉鑫李迎超王利兵中国林业科学研究院林业研究所国家林业和草原局林木培育重点实验室北京100091

[目的]探究不同种源文冠果叶片气孔分布特征对水分胁迫的响应,了解其耐旱性差异,为节水耐旱文冠果种源的选择提供依据。[方法]以集中分布在华北地区的3个不同种源文冠果幼苗为研究对象,通过盆栽控水方法设置充足水分(W1)、正常供水(W2)... 详细信息

[目的]探究不同种源文冠果叶片气孔分布特征对水分胁迫的响应,了解其耐旱性差异,为节水耐旱文冠果种源的选择提供依据。[方法]以集中分布在华北地区的3个不同种源文冠果幼苗为研究对象,通过盆栽控水方法设置充足水分(W1)、正常供水(W2)、轻度干旱(W3)和重度干旱(W4)4个水分梯度,采用指甲油印迹技术,研究不同种源文冠果叶片气孔分布特征对水分胁迫的响应。[结果]表明:不同种源文冠果的气孔均分布在叶片的下表皮,随着干旱胁迫程度的加剧,气孔变得小而多,趋于旱生植物的叶片气孔分布结构特征;气孔分布特征对水分胁迫的响应存在显著的差异性,与河南三门峡、山西晋中两个种源相比,河北承德种源叶片在不同水分胁迫处理下均具有小而多的气孔,以及较强的气孔调节能力。[结论] 3个种源文冠果叶片气孔分布特征均存在着不同程度的趋于旱生结构;河北承德种源文冠果叶片气孔器比其他2个种源均相对小而多,且调节能力强,属华北地区抗旱优良种源。

关键词：文冠果种源水分胁迫气孔分布特征

滇牡丹MYB家族成员鉴定及PdMYB2的功能验证

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林业科学研究 2022年第5期35卷 1-13页

作者：邹红竹韩璐璐周琳吕纪杭贾莹华王雁中国林业科学研究院林业研究所国家林业和草原局林木培育重点实验室北京100091

[目的]研究MYB转录因子家族在滇牡丹黄色花花色变黄过程中的重要作用,为牡丹花色改良和分子育种提供候选基因。[方法]本研究基于滇牡丹花瓣的转录组数据,对滇牡丹MYB家族进行了成员鉴定及分类。依据系统进化树、同源序列比对、基因差异... 详细信息

[目的]研究MYB转录因子家族在滇牡丹黄色花花色变黄过程中的重要作用,为牡丹花色改良和分子育种提供候选基因。[方法]本研究基于滇牡丹花瓣的转录组数据,对滇牡丹MYB家族进行了成员鉴定及分类。依据系统进化树、同源序列比对、基因差异表达筛选到候选基因PdMYB2,利用亚细胞定位、实时荧光定量PCR、转基因烟草及液相色谱等方法对PdMYB2进行功能验证。[结果]在滇牡丹转录组中共鉴定到64个MYB基因家族成员,分别为R2R3-MYB成员25个,R1R2R3-MYB 1个,4R-MYB 2个,MYB-related 36个。筛选到1个R2R3-MYB转录因子PdMYB2,定位在细胞核和细胞质中,在烟草中过表达PdMYB2会引起烟草花青素积累量的增加,在花瓣中与花青素相关的结构基因NtCHS和NtCHI的表达量均上调。[结论]MYB转录因子家族中的Pd MYB2在类黄酮合成途径中具有正调控作用,可以促进花青素的积累,提高类黄酮途径上结构基因的表达量。

关键词：滇牡丹花色 MYB转录因子家族 PdMYB2 功能验证

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中国沙棘和云南沙棘的遗传分化及遗传多样性

林业科学研究 2021年第4期34卷 13-21页

作者：王天翼徐悦王罗云张建国曾艳飞中国林业科学研究院林业研究所国家林业和草原局林木培育重点实验室北京100091

[目的]探究中国沙棘和云南沙棘的遗传分化,明确二者分布区的地理边界,并评估其遗传多样性情况。[方法]利用18个简单重复序列(SSR)标记对32个中国沙棘和云南沙棘种群进行遗传变异检测,结合形态学和地理分布,利用系统发育分析和遗传结构... 详细信息

[目的]探究中国沙棘和云南沙棘的遗传分化,明确二者分布区的地理边界,并评估其遗传多样性情况。[方法]利用18个简单重复序列(SSR)标记对32个中国沙棘和云南沙棘种群进行遗传变异检测,结合形态学和地理分布,利用系统发育分析和遗传结构分析鉴定种群分组情况,计算种群间遗传分化系数(FST),开展分子方差分析,计算遗传多样性参数(等位基因数(N_(A))、有效等位基因数(N_(E))、观测杂合度(H_(O))、期望杂合度(H_(E))和近交系数(F_(IS)))。[结果]中国沙棘的遗传多样性高于云南沙棘,中国沙棘种群间的遗传分化系数低于云南沙棘。AMOVA分析显示:种群间遗传变异所占比例中国沙棘(25.5%)低于云南沙棘(36.7%),表明来自不同地理种群的中国沙棘分化程度低、遗传变异更多的来源于种群内不同个体间。系统发育树分析显示:中国沙棘个体主要聚为一大支,而云南沙棘存在多个差异较大的分支,中国沙棘和四川地区的云南沙棘关系很近。遗传结构分析将所有中国沙棘和云南沙棘个体分为2组,2亚种间邻近种群存在杂交,尤其是位于四川北部的红原、松潘种群。[结论]中国沙棘相较于云南沙棘有更高的遗传多样性和较低的种群间分化;推测2亚种的分布边界位于四川北部的红原县、松潘县地区一带。

关键词：中国沙棘云南沙棘 SSR 遗传分化遗传多样性

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川西亚高山森林不同恢复阶段生长季蒸腾特征

林业科学 2020年第1期56卷 1-9页

作者：张雷孙鹏森刘世荣中国林业科学研究院林业研究所国家林业和草原局森林培育重点实验室北京100091 中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所国家林业和草原局森林生态环境重点实验室北京100091

【目的】定量揭示我国川西亚高山地区不同恢复阶段森林的蒸腾耗水特征,为当地森林恢复树种选择、水源涵养功能提升与低效林改造等提供科学参考。【方法】选择川西亚高山地区植被恢复系列中无论是林龄、类型还是面积都具有典型代表性的... 详细信息

【目的】定量揭示我国川西亚高山地区不同恢复阶段森林的蒸腾耗水特征,为当地森林恢复树种选择、水源涵养功能提升与低效林改造等提供科学参考。【方法】选择川西亚高山地区植被恢复系列中无论是林龄、类型还是面积都具有典型代表性的岷江冷杉老龄原始林、红桦次生林和粗枝云杉人工林作为研究对象,利用热扩散技术监测生长季树木蒸腾量;利用林分边材面积进行尺度上推,估算林分冠层蒸腾耗水量。基于机器学习技术(随机森林回归算法)估算整个生长季(5—10月)的林分冠层蒸腾耗水量。【结果】各森林类型平均日冠层蒸腾量表现为粗枝云杉林>红桦林>岷江冷杉林;在整个生长季观测到的粗枝云杉林、红桦林和岷江冷杉林日最大冠层蒸腾量分别为3. 17、2. 08和1. 69 mm;基于多气象因素,随机森林回归算法可有效估算森林蒸腾耗水量;整个生长季的林分冠层蒸腾总量估算结果表现为粗枝云杉林(314. 1 mm)>红桦林(199. 3 mm)>岷江冷杉林(125. 5 mm)。【结论】处在演替早期的红桦次生林冠层蒸腾耗水量明显高于处于演替晚期的岷江冷杉原始林;人工林蒸腾耗水量明显高于天然林(岷江冷杉原始林和红桦次生林),因此可将森林蒸腾耗水特征作为研究区森林恢复度的评价指标。该区大量营造的粗枝云杉人工林已步入中龄林阶段,高蒸腾特征可能会对流域产水量构成压力,建议进行抚育性结构调整。通过综合分析多项研究结果,本文提出一个"森林水分利用生态演替"假说:伴随着亚高山森林植被自然恢复进程(正向演替),林地蒸腾耗水量趋于减少,地带性演替顶级群落亚高山暗针叶林具有最低蒸腾耗水特征。这个假说可作为川西亚高山区区域水文平衡维持和植被结构调整的参照体系。

关键词：蒸腾液流天然林人工林演替随机森林