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2017年 第53卷 第5期 刊出日期:2017-05-25
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林业科学. 2017, 53(5):  0-0. 
摘要 ( 148 )   PDF (3034KB) ( 381 )  
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论文与研究报告
外来树种火炬树入侵的生理生态特性——与同属本地种盐肤木的比较
卜庆梅, 侯玉平, 房洪坤, 张治梁, 柏新富
林业科学. 2017, 53(5):  1-7.  doi:10.11707/j.1001-7488.20170501
摘要 ( 149 )   HTML   PDF (591KB) ( 427 )  
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[目的] 火炬树是我国黄河流域及以北地区栽植的一种外来树种,但关于其是否为入侵植物目前还存有争议。本文比较火炬树与其同属本地种盐肤木在光合性能、水分、氮素等资源利用效率以及建成成本方面的差异,探索火炬树入侵的生理生态机制,为其综合防控或选择种植提供参考。[方法] 用TPS-2光合系统测定火炬树和盐肤木的光合性能参数,并根据相关参数计算光能利用率和水分利用率。用Vario Micro cube元素分析仪测定叶片全氮含量,用C2000氧弹热量计测定干质量热值,并由此计算叶片光合氮利用效率和建成成本。[结果] 火炬树的表观光量子效率、最大净光合速率和呼吸速率均高于盐肤木,但仅9月差异达显著水平(P<0.05)。在2个树种之间光饱和点、光补偿点和叶绿素含量差异不显著。9月火炬树光能利用率和光合氮利用效率显著高于盐肤木(P<0.05),水分利用率则是7月盐肤木显著高于火炬树(P<0.05)。除7月外,8月和9月火炬树的比叶面积显著高于盐肤木,干质量热值、单位质量建成成本和单位叶面积建成成本显著低于盐肤木(P<0.05)。双因素方差分析显示,火炬树和盐肤木的光合性能指标、资源利用效率指标以及能量利用指标均差异不显著(P>0.05),但在不同测定时期之间多项指标有极显著差异(P<0.01)。虽然在生长季后期(9月)火炬树的光合能力、资源利用效率高于盐肤木,物质、能量利用策略优于盐肤木,但总体上两者之间无显著差异。[结论] 火炬树与其同属本地种盐肤木相比在生理生态特性方面具有入侵植物的一些特性,但仅在生长季后期才表现出一定的竞争优势。
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
黄绢, 陈存, 张伟溪, 丁昌俊, 苏晓华, 黄秦军
林业科学. 2017, 53(5):  8-15.  doi:10.11707/j.1001-7488.20170502
摘要 ( 161 )   HTML   PDF (1115KB) ( 469 )  
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[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(G3)、最大光化学效率(Fv/Fm)差异不显著,干旱胁迫下转基因株系ABJ01的GsFv/Fm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,Fv/Fm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。
桉树叶片水分状态的近红外光谱检测
卢万鸿, 杨桂丽, 林彦, 王楚彪, 罗建中
林业科学. 2017, 53(5):  16-22.  doi:10.11707/j.1001-7488.20170503
摘要 ( 119 )   HTML   PDF (874KB) ( 392 )  
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[目的] 探索近红外光谱(NIRS)分析技术在赤桉和细叶桉群体叶片水分状态相关生理指标快速检测中应用的可行性。[方法] 选取赤桉7个种源21个家系和细叶桉5个种源26个家系的幼苗,每家系选20株苗木植于等规格塑料盆中,对其按平均日蒸发量的100%,70%,50%,30%和0%5个等级进行控水。控水处理60天后,每家系每控水处理选择3株幼苗,测量其顶端第2对完全展开叶片的相对含水量(RWC)和水势(Ψw),用手持式近红外仪采集对应叶片的近红外光谱信息,持续测量18天。[结果] 利用近红外光谱技术检测赤桉和细叶桉叶片RWC和Ψw的结果显示,与赤桉和细叶桉水分性状关系最密切的近红外光谱区为1 860~1 960 nm。但经二阶导数处理后的近红外光谱则显示,样本叶片RWC和Ψw在近红外全光谱区间存在多个变异峰值。用于预测叶片Ψw建立的偏最小二乘法(PLS)模型的决定系数R2和均方根误差RMSE分别为0.92和0.25,预测叶片RWC的PLS模型的R2和RMSE分别为0.84和1.31。[结论] 对于桉树叶片水分状态生理性状的预测建模应选取近红外全谱段光谱信息,近红外光谱技术可为桉树群体的水分状态检测提供极大便利。
青杄MYB转录因子基因PwMYB20的克隆及表达分析
游韩莉, 袁义杭, 李长江, 张凌云
林业科学. 2017, 53(5):  23-32.  doi:10.11707/j.1001-7488.20170504
摘要 ( 125 )   HTML   PDF (1995KB) ( 440 )  
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[目的] MYB转录因子家族是植物中最大的一类转录因子,在植物生长发育及抗逆调控网络中发挥重要作用。对青杄中MYB同源基因PwMYB20的克隆与分析,有利于进一步探究PwMYB20在植物生长发育及逆境响应中的功能,挖掘与利用青杄中的优质基因。[方法] 采用RACE-PCR技术,从青杄cDNA文库中克隆得到PwMYB20基因,并通过PCR技术克隆验证。利用ProtParam、ProtScale、FoldIndex等生物信息学软件对PwMYB20理化性质进行分析预测。通过BLAST在线工具得到植物同源蛋白,并对其进行比对分析和进化树分析。采用实时荧光定量PCR技术分析PwMYB20基因在不同组织中的表达性,以及干旱、低温、盐、ABA等非生物逆境胁迫处理后的表达变化。通过亚细胞定位及转录激活活性验证试验,揭示其生物学特性。[结果] 通过RACE-PCR克隆得到PwMYB20cDNA全长966 bp,含675 bp的完整开放阅读框,编码225个氨基酸。ProtParam工具计算蛋白分子式为C1104H1740N340O330S8,分子质量为25.3 kDa,等电点为9.11;Protscale工具疏水性分析发现,PwMYB20的疏水位点与亲水位点均匀分布,推测该蛋白为亲水蛋白;SignalP工具预测发现该蛋白没有信号肽结构域;利用FoldIndex工具对蛋白质固有无序化进行分析,结果表明该蛋白固有无序化序列较多,推测在生理环境下蛋白的动态活性较大;TMHMM工具预测发现该蛋白没有跨膜结构域。通过对比分析发现PwMYB20属于MYB家族基因,编码1个R2R3-MYB蛋白。进化树分析结果显示,青杄PwMYB20与白云杉PgMYB20聚为一簇。实时荧光定量PCR结果表明,PwMYB20在种子中的表达量最高,其次是在针叶中,在花粉中的表达相对较少。PwMYB20对干旱、4℃和ABA处理均有响应,而对NaCl处理响应相对较弱。在干旱处理下,PwMYB20表达量先上升后下降;4 ℃低温处理3 h和12 h时PwMYB20的表达量上升,在4 ℃处理6 h时存在波动,呈现上升—下降—上升的趋势;PwMYB20的表达受ABA处理持续诱导。亚细胞定位分析表明,PwMYB20是一个主要定位于细胞核中的蛋白质。转录激活活性分析结果显示,PwMYB20的C端存在转录激活活性,而PwMYB20全长及其N端没有转录激活活性。[结论] 青杄PwMYB20,作为一个转录因子发挥作用,其转录激活活性位于C端;受干旱、低温和ABA诱导,普遍参与了植物应对逆境胁迫的响应过程。
杉木磷转运蛋白基因ClPht1;1的克隆及表达分析
苏烁烁, 李明, 吴鹏飞, 张颖, 马祥庆
林业科学. 2017, 53(5):  33-42.  doi:10.11707/j.1001-7488.20170505
摘要 ( 131 )   HTML   PDF (3783KB) ( 489 )  
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[目的] PHT1基因家族是影响植物吸收磷营养的重要磷转运子之一。从杉木32号磷高效家系cDNA中克隆得到PHT1基因家族的1个杉木磷转运蛋白基因ClPht1;1,并对不同程度磷胁迫下ClPht1;1的时空表达进行研究,为杉木PHT1基因序列特征和功能结构的研究以及磷高效利用杉木基因型的选育奠定基础。[方法] 根据PHT1基因家族序列保守性设计简并引物,以32号磷高效杉木基因型根系cDNA为模板进行扩增获得目的基因ClPht1;1的cDNA序列,使用RACE 技术对目的基因进行全长克隆,并对其序列特征、同源性和编码磷转运蛋白结构进行分析。实时荧光定量PCR检测ClPht1;1在32号磷高效杉木家系根、茎、叶中的表达,检测中度缺磷胁迫下ClPht1;1在不同磷利用效率杉木4号、15号、25号、27号、28号、32号家系根系中的表达差异,以及在中度、重度缺磷胁迫下ClPht1;1在32号磷高效杉木家系根系中随时间序列的表达量变化。[结果] 克隆得到1个杉木磷转运蛋白PHT1基因,命名为ClPht1;1(GenBank登录号:KX302006),基因序列编码区长1 638 bp,编码545 aa的蛋白质。ClPht1;1所编码蛋白质由12个疏水的跨膜区域组成,1个疑似跨膜域。每个跨膜结构域基本由17~25个氨基酸残基组成螺旋,同时跨膜蛋白的N 端和C端均位于细胞质内,保守序列位于第4个跨膜域。构成蛋白质的主要骨架是α-螺旋,无信号肽序列。ClPht1;1基因编码蛋白与日本柳杉PHT基因编码蛋白的氨基酸序列相似性达到87.0%,与胡杨、油茶、马尾松等PHT家族基因编码蛋白的氨基酸序列相似性均在75%以上。ClPht1;1基因在杉木的根、茎、叶组织中均有表达,其中在根中的表达量最高,在叶中的表达量最低。在中度缺磷胁迫下,ClPht1;1基因在杉木不同家系根部的表达量为25号 > 27号 > 4号 > 15号 > 32号 > 28号。在中度和重度缺磷胁迫下,ClPht1;1基因在32号杉木家系根部的表达量随胁迫时间的延长而逐渐上升;恢复供磷后,ClPht1;1基因表达量逐渐下降至正常水平;重度缺磷胁迫下,ClPht1;1基因表达量要高于其在中度缺磷胁迫下的表达量。[结论] ClPht1;1基因具有PHT1基因家族的典型结构,其编码蛋白的氨基酸序列与日本柳杉等磷转运蛋白氨基酸序列具有高度相似性,为杉木高亲和磷转运蛋白PHT1基因家族成员。ClPht1;1基因主要在杉木的根部表达,在叶片中的表达量较低;杉木磷利用效率越强,ClPht1;1基因在其根部的表达量越高。在不同磷利用效率的杉木家系中ClPht1;1基因表达量存在较大差异。ClPht1;1基因的表达受低磷胁迫的诱导,缺磷胁迫下ClPht1;1基因表达量明显升高,恢复供磷后ClPht1;1基因表达量明显降低。

木荷优树无性系种质SSR标记的遗传多样性分析
杨汉波, 张蕊, 王帮顺, 徐肇友, 陈焕伟, 周志春
林业科学. 2017, 53(5):  43-53.  doi:10.11707/j.1001-7488.20170506
摘要 ( 145 )   HTML   PDF (1343KB) ( 411 )  
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[目的] 利用SSR标记深入研究木荷优树无性系种质的遗传多样性,揭示其遗传多样性地理分布特点及种质间遗传关系,为木荷种质资源的保护和育种亲本的选择提供理论依据。[方法] 利用10对SSR引物,分析我国5个省份24个地区的734份木荷优树无性系种质的遗传多样性和遗传结构。利用CERVUS、GenAIEx 6.5、NTSYS、Arlequin和STRUCTURE 2.3软件进行无效等位基因检测、遗传参数估算、主坐标分析、聚类图构建、遗传变异分析及遗传结构分析。[结果] 10对引物共检测到105个等位基因(Na),平均每个引物为10.5个,ss16引物检测到的等位基因数最多,为16个。Shannon's信息指数(I)变化范围为1.121~1.908,平均值为1.473;多态信息指数(PIC)范围为0.557~0.807,平均值为0.668;平均期望杂合度(He)和观测杂合度(Ho)分别为0.713和0.735。木荷优树无性系种质的主坐标(PCoA)和遗传结构分析基本可以保持一致,供试734份木荷优树无性系种质可被分为3个PCoA类群,而在遗传结构上可划分为5个群组。24个种质群体间遗传距离范围为0.030~0.804,平均为0.230,表明群体间的亲缘关系较近,但仍有部分种质群体间存在较远的亲缘关系,如HNSZ和GDSX,JXFY和FJSX等;不同种质群体Shannon’s信息指数(I)变化范围为0.980~1.431,遗传多样性与地理分布不完全相关。STRUCTURE分析表明,71.1%的木荷优树无性系种质遗传组分相对比较单一,28.9%的种质遗传背景比较复杂。分子方差分析(AMOVA)表明,供试的木荷优树无性系种质有5.91%的遗传变异存在于群体间,而94.09%的遗传变异来自于群体内。[结论] 木荷优树无性系种质存在丰富的遗传多样性,各群体间遗传多样性水平相差较大。在木荷杂交育种亲本选配时不仅要考虑地理远缘,还应考虑亲本群体(个体)间的亲缘关系。
‘富有’甜柿中间砧的早期筛选和嫁接亲和性
汤丹, 江锡兵, 龚榜初, 刘同祥, 徐阳, 吴开云
林业科学. 2017, 53(5):  54-62.  doi:10.11707/j.1001-7488.20170507
摘要 ( 158 )   HTML   PDF (1629KB) ( 388 )  
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[目的] 通过研究‘富有’甜柿中间砧嫁接苗苗期生长、解剖等表现,筛选出早期亲和的嫁接组合,并探讨中间砧嫁接的亲和性机制。[方法] 以浙江柿作基砧,‘兰溪大红柿’、‘南通小方柿’、‘次郎’和‘西村早生’作中间砧(设置10 cm和25 cm 2种长度),嫁接‘富有’接穗,对其苗期生长等表型性状和生理生化指标进行对比分析和综合评价;采用石蜡切片法和光学显微镜技术,观测各嫁接组合基砧-中间砧、中间砧-接穗嫁接口愈合情况。[结果] ‘富有’甜柿嫁接苗因中间砧种类和长度不同,在苗期生长指标和解剖结构特征上存在明显差异。浙江柿直接嫁接‘富有’甜柿(对照)成活率、株高等表型性状和生理生化指标较差,且嫁接口存在明显的膨大(膨大指数R=0.980)、隔离层(隔离层产生比例G=88.9%)和导管堵塞(导管堵塞率D=16.3%)现象。4种中间砧中,以‘南通小方柿’和‘西村早生’作中间砧的2年生‘富有’甜柿嫁接苗株高、叶绿素总量、瞬时光合速率、叶片可溶性糖含量、根系可溶性糖含量和根系活力均极显著大于对照(P<0.05),成活率、茎段直径、叶片面积大于对照,且这2种中间砧明显降低植株嫁接口的R值、G值和D值。相同长度下,不同中间砧的嫁接苗生长指标综合评价值Q排序:‘南通小方柿’ > ‘西村早生’ > ‘次郎’ > ‘兰溪大红柿’。相同中间砧下,10 cm长度中间砧的组合成活率、株高、茎段直径、叶片面积和Q值大于25 cm中间砧的组合,R值、G值和D值则小于25 cm中间砧的组合。G值、D值与Q值极显著负相关(相关系数分别为-0.910,-0.977,P<0.01),表明嫁接口愈合情况直接影响嫁接苗早期表型生长和生理生化特性。[结论] 浙江柿直接嫁接‘富有’甜柿早期不亲和。利用‘南通小方柿’和‘西村早生’作中间砧能改善嫁接口愈合情况,促进浙江柿嫁接‘富有’甜柿亲和;且以10 cm长度‘南通小方柿’作中间砧的‘富有’甜柿嫁接苗早期亲和性最好(Q=2.71,G=11.1%,D=0)。
滴灌施肥下施氮量和施氮频率对毛白杨生物量及氮吸收的影响
席本野, 王烨, 贾黎明
林业科学. 2017, 53(5):  63-73.  doi:10.11707/j.1001-7488.20170508
摘要 ( 169 )   HTML   PDF (1344KB) ( 500 )  
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[目的] 为滴灌施肥下的毛白杨提供合理的氮(N)肥管理建议。[方法] 以毛白杨(无性系B301)速生纸浆林(林龄3~5年)为研究对象,于20102012年研究施N量和施N频率对毛白杨生物量积累和N吸收的影响。试验设置为施N量 115(N115),230(N230)和345(N345)kg·hm-2a-1和施N频率所组成的6个滴灌施肥处理和1个只灌溉不施肥的对照处理(CK)。试验期间,对林木生长、生物量积累、N吸收量和土壤养分进行测定。[结果] 自然条件下,3~5年生毛白杨林地土壤的表观矿化N量为23~42 kg·hm-2a-1,CK林分N吸收量约为60 kg·hm-2a-1,土壤供N量难以满足高产林分的N吸收量。滴灌施肥能明显促进毛白杨生长,其中,以施N量为115 kg·hm-2a-1、生长季内分4次施入处理(N115F4)最具生长优势,其2011和2012年林分总生物量分别达到33.9和45.5 t·hm-2,较CK分别显著提高42%和49%(P<0.05)。不同施N量水平对总生物量影响显著,2011年,N115处理总生物量显著大于N230和N345处理(P<0.05);2012年,N115显著大于N345处理(P<0.05),略大于N230处理(P > 0.05)。施N频率对生物量未产生明显影响,但较高的施N频率(F4)能提高林木年均N吸收量(P<0.05)。用二次回归方程拟合林分总生物量与施N量之间的关系,方程拟合效果较好(P<0.01,R2=0.482),由方程计算出最佳施N量为192 kg·hm-2 a-1,其90%置信区间为148~236 kg·hm-2 a-1。[结论] 滴灌施肥下,毛白杨人工林常规施N量(N345)并没有带来产量的增益效应,采用滴灌施肥技术能够比常规施肥技术减少肥料用量。施肥频率虽对产量没有影响,但采用较高的施N频率可提高林分的N吸收量,减少养分在土壤中的残留。3~5年生毛白杨人工林进行滴灌施N肥时,建议施N量为192 kg·hm-2a-1,每年分4次施入土壤。
基于统计检验的面向对象高分辨率遥感图像森林变化检测
李春干, 代华兵
林业科学. 2017, 53(5):  74-81.  doi:10.11707/j.1001-7488.20170509
摘要 ( 148 )   HTML   PDF (1427KB) ( 316 )  
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[目的] 探讨基于统计检验的面向对象高空间分辨率卫星遥感图像森林(地)变化的自动检测,为准确、快速、高效采集森林变化信息,及时更新森林资源数据库提供一种有效方法。[方法] 以森林(地)覆盖变化频繁和快速、变化图斑多而小的广西壮族自治区上思县局部区域为研究区,以2013年12月资源三号卫星图像、2015年1月高分一号卫星图像和2013年小班专题图为数据源,试验基于统计检验的面向对象森林变化检测方法:1)对两时相图像进行多尺度分割,提取图像对象(图斑)各波段的灰度均值和标准差;2) 鉴于两时相图像图斑灰度均值、标准差的差值的频率均近似呈正态分布,采用图斑的灰度均值、标准差的差值构造一个服从卡方分布的随机变量;3)根据假设检验,在事先给定一个置信度后,通过一个自动的反复迭代计算流程逐次将统计量异常的变化图斑检测出来。[结果] 1)对于一个事先给定的置信度,检测出来的变化图斑数量随着迭代次数的增加而迅速减少;2)当置信度分别为0.95、0.98、0.99和0.999时,分别通过25、23、20和15次迭代可将全部变化图斑检测出来,迭代次数随着置信度的增大而减少;3)当置信度为0.95~0.99时,随着置信度提高,漏检率升高、误检率降低,总体精度提高;4)当置信度为0.99时,总体精度达92.6%,Kappa系数为0.764 8,检测结果最好。[结论] 基于统计检验的面向对象高分辨率遥感图像森林变化检测方法具有严密的统计学基础,直接对分割图像进行计算,不需建立训练样本,不依靠任何外来信息,不需人为干预,整个检测过程自动完成,并且检测效果良好,在森林(地)变化检测中具有良好的应用前景。
无菌和带菌松材线虫对赤松的致病性
林丽, 周蕾, 潘珺, 康李鹏, 叶建仁, 朱丽华
林业科学. 2017, 53(5):  82-87.  doi:10.11707/j.1001-7488.20170510
摘要 ( 135 )   HTML   PDF (1231KB) ( 243 )  
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[目的] 探讨无菌和带菌松材线虫对赤松的致病性,明确松材线虫在松树萎蔫病中的地位,为致病机制研究及病害防控提供依据。[方法] 以赤松胚性愈伤组织为材料,每块组织接种无菌松材线虫250条,培养12天后,利用2,3,5-三苯基氯化四氮唑(TTC)染色法对愈伤组织进行染色,分析无菌松材线虫对赤松愈伤组织细胞活性的影响。以赤松组培苗和4年生盆栽实生苗为对象,每株接种无菌松材线虫和带菌松材线虫(组培苗250条,4年生苗3 000条),分别于18天和35天后统计2种类型线虫接种所致松苗萎蔫率,并对植株体内线虫进行再分离,分析2种类型松材线虫对赤松幼苗的致病能力。[结果] 无菌松材线虫接种导致赤松胚性愈伤组织严重水渍化,TTC染色为米黄色或淡粉色,证明愈伤组织已失去活性。无菌松材线虫和带菌松材线虫接种均能导致赤松组培苗萎蔫,接种18天后,萎蔫率分别为70%和60%;萎蔫植株中均可再分离到松材线虫,其每株平均分别为599±567条和365+240条,二者差异显著(P<0.01)。剩余外观健康的赤松组培苗中也分离到线虫,但数量较少(仅10~20条)。2种类型松材线虫接种引起赤松盆栽苗同等程度的萎蔫,接种35天后的萎蔫率均达80%,无菌和带菌松材线虫致萎蔫植株中均可再分离到松材线虫,其每株平均分别为34 733±34 162条和25 057±21 410条,但差异不显著(P=0.508)。其余外观尚健康的松苗也进行线虫分离,2株接种无菌松材线虫的植株体内线虫分别为486条和22条;接种带菌松材线虫的2株松苗中,1株分离到646条线虫,另1株没有分离到线虫。[结论] 无菌和带菌松材线虫均对赤松具有致病性,松材线虫是赤松萎蔫的直接原因,伴生细菌并非赤松萎蔫的必须因子。
松杨栅锈菌无毒基因型性状分离及AvrL567同源序列分析
余仲东, 陈祖静, 曹支敏, 任争争, 冯世强, 张瑶琦
林业科学. 2017, 53(5):  88-96.  doi:10.11707/j.1001-7488.20170511
摘要 ( 122 )   HTML   PDF (1320KB) ( 352 )  
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[目的] 分析松杨栅锈菌小种无毒基因型性状分离规律和其无毒基因序列与欧美小种无毒基因序列的差异和系统学关系。[方法] 以秦岭厚畛子落叶松上松杨栅锈菌2号小种HZ3542的性子器为雄性亲本,与秦岭火地塘落叶松上2号小种HF2369性子器为雌性亲本进行人工有性杂交,初步获得F1代锈孢子堆。通过对太白杨离体叶片接种反应型统计,分析松杨栅锈菌2号生理小种无毒基因型,并根据亚麻锈菌无毒基因AvrL567(accession:AAS66952)设计和筛选引物,利用同源扩增技术,对松杨栅锈菌无毒基因片段进行PCR扩增,经测序、比对后构建最大似然系统树。[结果] 2号生理小种无毒基因表现型符合孟德尔分离定律,来自秦岭厚畛子太白杨不亲和性亲本为Aa无毒基因型,来自秦岭火地塘的亲和性亲本为aa基因型。在F1代锈孢子堆群体(P=0.01)和F1代夏孢子堆群体(P=0.05)中,抗∶感表现型均按1∶1分离。无毒基因型以坏死斑有无和褪绿斑大小为重要标准,潜育期长短和夏孢子堆密度、直径大小等数量性状为辅助标准进行判断,并在PCR扩增中得到检验和证实。筛选引物对AvrPr1(5’-TAATCCTCGTTGACATCAGTC-3’,5’-AAGCTTGAGAGCTCCGCTC-3’,Tm=53.5℃)可以稳定扩增出800~900 bp的产物。ML系统树表明,真菌无毒基因序列总体上同源性较低,但本研究所供试的17条序列可分为2个群,栅锈菌无毒基因序列聚在一个分支上,其中5条中国松杨栅锈菌无毒基因序列同加拿大2条MLP无毒基因序列聚在同一个亚分枝上,另一条序列与法国松杨栅锈菌、美国亚麻锈菌等菌聚在另一个亚分支上。[结论] 中国松杨栅锈菌2号小种无毒基因为单显性遗传,其无毒基因序列同加拿大的小种无毒基因序列同源性高。
不同土壤环境下落叶松人工林昆虫群落结构及动态的差异
顾伟, 马玲, 孙虎, 王利东, 张子龙
林业科学. 2017, 53(5):  97-106.  doi:10.11707/j.1001-7488.20170512
摘要 ( 80 )   HTML   PDF (1117KB) ( 382 )  
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[目的] 研究不同土壤条件下落叶松人工林昆虫群落结构及动态的差异,为森林经营管理、生物多样性保护提供理论基础和科学依据。[方法] 以小兴安岭凉水自然保护区内封山育林状态下落叶松人工林为研究对象,根据地形土壤条件,选择埋藏潜育暗棕壤-落叶松人工林(A)、厚层埋藏暗棕壤-落叶松人工林(B)、暗棕壤性土-落叶松人工林(C)、典型暗棕壤-落叶松人工林(D)4种生境类型,分别设置3个20 m×20 m的样地,采用扫网法、巴氏罐诱法、震落法、高枝剪标准枝法对样地内昆虫群落进行系统的调查。[结果] 共捕获昆虫样本5 204头,经鉴定分属10目77科250种,各生境均以双翅目和膜翅目为优势类群,但所占比例具有较大差异。各生境昆虫群落科级优势类群季节动态也表现出较大的差异。聚类分析表明4种生境昆虫群落归为2类,A、B生境归为一类,C、D生境归为一类。不同生境间昆虫群落物种多样性指数和均匀度指数大小均表现为C生境>A生境>B生境>D生境,丰富度指数大小表现为样地B生境 > D生境 > A生境 > C生境,优势集中性指数大小表现为D生境 > B生境 > A生境 > C生境。时间序列上,B生境和D生境昆虫群落物种多样性指数与均匀度指数及丰富度指数均呈显著的正相关,但前者相关系数均显著大于后者。各生境昆虫群落中不同营养类群物种数均表现为植食性类群 > 中性类群 > 捕食性类群 > 寄生性类群,但各生境中不同营养类群物种数所占比例具有明显差异。各生境昆虫群落相对稳定性为B生境 > C生境 > D生境 > A生境。主分量分析表明对昆虫群落变化起着主导作用的因子在各生境中具有较大差异。[结论] 不同土壤条件下落叶松人工林各昆虫群落结构动态具有较大差异,昆虫群落物种多样性指数与丰富度指数正相关系数越大,群落稳定性越强,同时中性昆虫对昆虫群落相对稳定性起到显著的调控作用。4种生境中厚层埋藏暗棕壤落叶松人工林综合环境条件最适宜昆虫群落发生发展。
马缨丹提取物对黄胸散白蚁体内酶活性的影响
孙骊珠, 罗兰, 袁忠林
林业科学. 2017, 53(5):  107-115.  doi:10.11707/j.1001-7488.20170513
摘要 ( 108 )   HTML   PDF (2349KB) ( 289 )  
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[目的] 探究马缨丹氯仿提取物、乙酸乙酯和石油醚萃取物对黄胸散白蚁体内纤维素酶系及解毒酶系活性的影响,初步探讨其作用机制。[方法] 采用滤纸片带毒饲喂,测定处理不同时间点其对黄胸散白蚁体内3种纤维素酶[内切-β-1,4-葡萄糖酶(EG)、外切-β-1,4-葡萄糖酶(CBH)、β-葡萄糖苷酶(BG)]和3种解毒酶[羧酸酯酶(CarE)、谷胱甘肽S-转移酶(GSTs)、多功能氧化酶(MFO)]酶活性的影响。[结果] 马缨丹氯仿提取物、乙酸乙酯和石油醚萃取物在6~72 h对黄胸散白蚁体内6种酶活性的影响存在差异,主要表现为有一定的抑制作用。对3种纤维素酶活性的影响而言,氯仿提取物对EG酶活性无显著影响,但对CBH和BG酶有显著的抑制作用,尤其对CBH酶抑制作用较强,在72 h时抑制率最大,达17.61%;乙酸乙酯萃取物对3种酶均有抑制作用,对EG和BG酶活性抑制作用较强,在48 h时对EG的抑制率最大,为27.18%,在24 h时对BG酶活性抑制作用最大,为29.28%;石油醚萃取物对CBH酶活性无显著影响,但对其他2种酶抑制作用显著,对EG酶的抑制作用较强,在72 h时对此酶的抑制作用最大,为39.89%。对3种解毒酶活性影响而言,3种提取物对CarE酶的活性影响不大;对GSTs酶的影响主要在12~48 h,其中乙酸乙酯萃取物的抑制作用最强,36 h时抑制率最大,为39.54%;对FMO酶的抑制作用呈波动式变化,其中以12 h、36 h抑制作用较强。[结论] 马缨丹氯仿提取物、乙酸乙酯和石油醚萃取物能抑制黄胸散白蚁体内的纤维素酶和解毒酶,扰乱其正常的生理代谢功能。
纤维多孔缓冲包装材料泡孔参数与其力学性能的关系
罗瑜莹, 肖生苓, 李琛, 陈艳娜
林业科学. 2017, 53(5):  116-124.  doi:10.11707/j.1001-7488.20170514
摘要 ( 85 )   HTML   PDF (1637KB) ( 508 )  
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[目的] 借助适当的泡孔参数表征手段,探究纤维多孔缓冲包装材料的泡孔参数(孔隙率和孔径大小及分布)与其力学性能的关系,为制备出性能优良的纤维多孔缓冲包装材料提供理论依据,为进一步研究和揭示纤维多孔缓冲包装材料的发泡机制提供参考,以推动绿色环保缓冲包装材料的发展。[方法] 以木粉和废瓦楞纸浆为主要原料,同时添加发泡剂等辅料,采用热压成型方式制备出具有不同孔隙结构的发泡材料,使用Image Pro Plus 6.0图像处理软件对材料的显微图像进行处理与分析,得出不同材料的泡孔结构参数,即孔隙率和孔径大小及分布,通过静态压缩性能测试及4次压缩回弹测试得到材料的应力-应变曲线、缓冲系数-应力曲线、4次压缩平均回弹率曲线和单位体积变形能曲线,对材料泡孔结构参数与其力学性能的关系进行分析。[结果] 不同的泡孔参数与材料力学性能有着不同的关系,其中孔隙率与材料力学性能的关系为:孔隙率越大,材料的应力-应变曲线越平缓,最小缓冲系数越小,单位体积变形能越小;随着孔隙率的增大,材料的平均回弹率先升高后降低。孔径大小及分布与材料力学性能的关系为:大泡孔所占面积百分比越大,材料同一应变条件下对应的应力值越小,最小缓冲系数越小;大泡孔所占面积百分比越小,即孔径分布越均匀,材料的平均回弹率越高,单位体积变形能越大。[结论] 通过适当的泡孔参数表征手段及试验和统计方法,对纤维多孔缓冲包装材料微观泡孔结构参数(孔隙率和孔径大小及分布)进行表征,将宏观与微观相结合,获得其与不同孔隙结构材料力学性能间重要的理论关系,对于继续深入研究纤维多孔缓冲包装材料微观结构、优化泡孔形貌及均匀性甚至后续生产制备均具有重要的指导意义。
退耕还林工程对农户收入不平等影响的测度与分析 ——基于总收入决定方程的Shapley值分解
刘浩, 陈思焜, 张敏新, 刘璨
林业科学. 2017, 53(5):  125-133.  doi:10.11707/j.1001-7488.20170515
摘要 ( 173 )   HTML   PDF (1223KB) ( 461 )  
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[目的] 研究退耕还林工程对农户收入不平等的影响,以检验退耕还林工程目标的实现情况,为政府相关部门调整退耕还林工程后续政策及实施其他生态恢复项目提供决策依据。[方法] 基于四川、河北、陕西等6省(区)15个案例县1 158个样本农户1995-2012年的平衡面板数据,考虑参与退耕还林工程的总体影响和边际影响,建立样本农户总收入决定方程;以基尼系数、泰尔-L指数和泰尔-T指数作为衡量收入不平等的指标,采用Shapley值分解法对样本农户的总收入决定方程进行分解,全面系统评估退耕还林工程对农户收入不平等的影响。[结果] 经验性结果显示,样本农户是否参加退耕还林工程和参加退耕还林工程面积对总收入的影响均为正且在1%水平上显著。1999—2012年,样本农户是否参加退耕还林工程和参加退耕还林工程面积对总收入基尼系数的贡献率呈先升后降的趋势,贡献率最高为2008年,是否参加退耕还林工程和参加退耕还林工程面积的贡献率分别为3.04%和4.55%;在变化趋势上,退耕还林工程对样本农户总收入泰尔-L指数和泰尔-T指数的贡献与对基尼系数的贡献基本一致。[结论] 实施退耕还林工程增加了样本农户的总收入,但拉大了样本农户的总收入不平等。因此,就生态恢复工程对农户收入不平等可能产生的影响而言,有必要引起高度关注,实现生态恢复、农民增收与分配公平的多赢。
基于前景理论的林农创业行为实证研究
吕卫林, 温作民
林业科学. 2017, 53(5):  134-145.  doi:10.11707/j.1001-7488.20170516
摘要 ( 108 )   HTML   PDF (1792KB) ( 431 )  
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[目的] 量化创业各心理因素对林农创业行为的影响,找出其中关键心理因素,为建立林农创业激励模型提供数据和理论基础。[方法] 基于前景理论视角将心理学融入经济学研究中,并且将前景理论研究拓展到生产领域,特别是农业生产领域以家庭为单位的个体决策中,以确定影响林农创业的心理因素及因此而影响创业的行为因素。设计使用问卷调查,收集江苏南、中、北部三地林农创业的相关数据,建立基于心理与行为因素的林农创业结构方程假设模型。运用AMOS进行结构方程的数据拟合,同时运用SPSS检验调查问卷数据的信度和效度。[结果] 统计检验发现:参照依赖对创业态度有显著正向影响,创业态度对创业意向有显著正向影响,即敏感性递减对创业意向有显著正向影响,厌恶损失对创业意向有显著正向影响,创业意向对创业行为有显著正向影响,创业态度对创业行为有显著正向影响。模型的关键路径为参照依赖→创业态度→创业意向→创业行为。[结论] 参照依赖同时影响创业态度、创业意向和创业行为,抓住关键心理因素不仅要注意创业态度、创业意向,更要注重参照依赖。参照依赖表明多数人对得失的判断根据参照点来决定,林农对于是否创业的判断基于他人获利和自己获利的比较,即作为参照的决策、情境会影响林农对于创业的喜欢和认可。林农越认可创业,强烈觉得创业能够成功,非常期待能通过创业来检测自己的创意和想法,提升地位和威望,则越有可能做好充分的创业准备,包括思想准备、参加创业培训、积累创业经验,甚至做好多次创业的打算,进而越有可能关注、实践创业甚至影响他人创业。
综合评述
土壤重金属污染的生物修复研究进展
刘少文, 焦如珍, 董玉红, 刘彩霞
林业科学. 2017, 53(5):  146-155.  doi:10.11707/j.1001-7488.20170517
摘要 ( 271 )   HTML   PDF (1241KB) ( 906 )  
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近些年,土壤重金属污染日益严重,已对人类健康和社会发展造成严重威胁。同时,土壤污染修复技术也飞速发展,尤其是生物修复技术的发展,为重金属污染修复提供了更为高效、绿色的手段。本文对生物修复特点、发展历程、植物修复和微生物修复的研究进展进行综述,期望能对土壤重金属污染生物修复的研究提供参考。近些年来,生物修复领域引进了系统生物学、宏基因组学、转基因技术等方法,用整体的、系统的眼光看待生物修复过程,以此解决生物修复技术在不同环境条件下效果不稳定等问题,这对其产生了意义深远的影响。在植物修复方面,研究集中在利用转基因植物修复污染、利用细胞工程技术强化植物修复和发展农作物类超积累植物等方面。微生物修复的研究重点在于微生物的筛选改造以及植物-微生物联合修复。生物修复的发展面临诸多问题,首先,现阶段的研究主要集中在实验室和小规模样地阶段,大规模环境修复的案例还很少,有些修复手段虽然在实验室取得较好效果,可一旦应用于工程实际,因外部环境变的复杂且不可控,就会出现一系列的问题,其次,单纯的生物手段很难修复重度重金属污染土壤,因为生物修复的基础是生命的新陈代谢活动,每种生物对重金属都有一定的耐受范围,超出范围,生物修复的效果就会大打折扣;最后,生物修复效果的不稳定问题也是其难以大规模应用的重要原因。对于以上问题的解决可以从以下5方面入手:1)培养、选育超积累植物,筛选更加适合的微生物作为生物材料进行环境修复 植物和微生物的筛选和培育是生物修复技术的基础,生命宝库巨大且神秘,需要研究人员的不懈探索;2)利用现代生物技术对生物材料进行改造,如转基因技术、细胞融合技术、细胞杂交技术和生物诱变技术等 因为自然的植物和微生物在应用于重金属修复时存在诸多劣势,需利用现代生物技术对其进行改造,以提高其对环境的耐受性和修复效率;3)将生物修复重金属污染作为一个系统进行研究,通过基因组学、蛋白质组学的研究,了解系统中生命的代谢途径和调控机制,运用系统生物学和生物信息学的方法,整体把握整个生物修复过程,提高生物修复效果的稳定性;4)新技术、方法的应用 现阶段在土壤修复领域的新技术、新方法不断涌现,如环保新材料沸石等土壤调理剂的应用可有效改善土壤性质,提高植物和微生物的修复效率,增强生物对污染物的抗性,生物修复的知识体系应不断吸收新的技术方法,使之更加高效、完善;5)发展联合修复方式 任何一种修复手段都有其优势和劣势,单一的修复方式往往很难达到效果,在实际修复过程中应取长补短,综合运用各种修复技术和手段。对于生物修复来说,超积累植物、功能微生物、物理化学环保新材料的综合应用是未来发展的主要方向和目标。现有的土壤重金属钝化、固定化技术只是将重金属暂时封存,很容易造成二次污染,难以达到彻底修复的目的。因此发展能彻底将重金属从土壤中移除或清除的技术才是未来研究方向。
营林措施对森林土壤甲烷吸收的影响
王会来, 刘娟, 姜培坤, 周国模, 李永夫, 吴家森
林业科学. 2017, 53(5):  156-163.  doi:10.11707/j.1001-7488.20170518
摘要 ( 158 )   HTML   PDF (1214KB) ( 401 )  
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以期为全球气候变暖背景下的林地合理经营管理提供依据。利用Scopus,Web of Science,SDOS,CNKI 等数据库,查询林地土壤CH4的相关文献,对不同营林措施(施肥、采伐、火烧、林下植被管理)森林土壤CH4吸收通量方面的研究进行综述。施加N肥对于富氮森林土壤CH4吸收有抑制作用,但可以显著促进贫氮森林土壤CH4吸收;火烧后土壤CH4吸收通量受到多种因素的影响,因此存在一定的不确定性,多数研究表明,火烧减少土壤CH4吸收通量;皆伐改变土壤温度、含水量、有机碳的分解和利用等,从而减弱森林土壤CH4吸收能力;择伐对森林土壤CH4吸收的影响表现为抑制、促进和无影响;剔除林下植被提高土壤温度,加快土壤水分蒸发散失,增强CH4氧化菌的活性,促进土壤CH4吸收;种植固氮植物使森林土壤转变为CH4的排放源。 目前经营措施对森林土壤CH4吸收影响的研究结果还存在较大差异,对营林措施影响森林土壤CH4吸收的内在机理的认识还不充分。随着研究方法和观测手段的不断发展,今后应深入研究多种因素和气候变化对林地土壤CH4吸收影响的内在机理以及甲烷氧化菌对各种干扰因素的响应机制。

研究简报
连作对欧美杨I-107叶片主要养分元素化学计量特征的影响
李坤, 李传荣, 杨焕祥, 梁强, 刘莉莉, 张彩虹
林业科学. 2017, 53(5):  164-169.  doi:10.11707/j.1001-7488.20170519
摘要 ( 104 )   HTML   PDF (1565KB) ( 351 )  
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[目的] 以期为合理经营连作欧美杨I-107人工林提供理论依据。[方法] 以大汶河流域欧美杨I-107人工林为研究对象,分析一代、二代、三代连作欧美杨I-107人工林成熟叶和凋落叶主要养分元素含量计量特征。[结果] 三代(连作2代)林成熟叶片的P和K含量显著低于一代林和二代林(连作1代)(P<0.05),但一代林和二代林之间差异不显著,且连作对N素含量影响较小;连作增加了凋落叶中N,P,K含量,特别是三代林,进而导致三代林叶片N,P,K的回收率显著低于一代林和二代林(P<0.05);此外,K的回收率显著大于N和P回收率;凋落叶中的C/N、C/P、N/P化学计量比普遍高于成熟叶;三代林成熟叶片的N/P和C/P显著高于其他2种林分,但3种林分成熟叶片中C/N差异不显著;随着连作代数增加,凋落叶片中的C,N,P化学计量比没有一致的变化规律,一代林凋落叶中N/P和C/P显著高于其他2种林分(P<0.05),而二代林凋落叶中的C/N显著高于其他2种林分。[结论] 总体而言,连作会降低成熟叶片P和K含量,增加凋落物中N,P,K含量,同时降低欧美杨I-107养分回收率,影响养分内循环。此外,连作能通过降低凋落叶中N/P和C/P,降低欧美杨I-107凋落物的分解速率,影响土壤C,N,P含量的变化。
风灾害下树木强度分析的理论、方法及应用
邵卓平, 吴贻军, 黄天来, 王福利
林业科学. 2017, 53(5):  170-178.  doi:10.11707/j.1001-7488.20170520
摘要 ( 84 )   HTML   PDF (2138KB) ( 484 )  
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[目的] 研究风灾害下树木强度分析的理论和方法,建立树干最大应力与风速平方之间的关系,预测树木能够承受的最大风力。[方法] 设计一套新的树木组合变形测试方法,通过将2个位移传感器沿轴向安装在树干的正交直径上,另2个位移传感器分别与轴向呈+45°、-45°交叉叠放安装,即能够测量立木在风载荷作用下树干因弯扭组合变形所产生的最大弯曲线应变(应力)和扭转切应变(应力),并且最大应变(应力)与风向无直接关系。[结果] 选择4株香樟树作为研究对象,采用可知力值的拉力试验对新方法进行验证,结果证明试验所测得的最大应变仅取决于传感器的测值而与拉力方向无关,并且通过虎克定律转换的应力值与理论计算值相符合。应用该方法与风速仪相连,在大风环境下对1株香樟树进行实际测试,建立树干应力与风速平方之间的关系,并预测该树发生断裂的临界风速以及破坏方式,测算结果符合实情。[结论] 本文提出的树木强度分析理论和方法,可对在风载荷作用下处于弯扭组合变形状态下的树干应变(应力)进行测试分析,并可预测树木能够承受的最大风速。该方法不需要估算树冠面积、透风率以及树冠中心的高度、偏心距等许多难以确定的量,可以为林区或城市园林评估树木抗风害能力提供一种直接、有效的方法。