高级检索

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

2018年  40卷  第9期

显示方式:
林学
转录组分析组蛋白去乙酰化酶抑制剂TSA对毛白杨悬浮细胞表达谱的影响
张永卓, 刘雅琳, 陆海, 李慧
2018, 40(9): 1-14. doi: 10.13332/j.1000-1522.20180158
摘要:
组蛋白去乙酰化酶HDAC具有调节细胞增殖、诱导细胞分化、凋亡的作用, 是近年生物学研究热点之一, 而在木本植物方面的作用却鲜有报道。目的本实验用组蛋白去乙酰化酶抑制剂曲古抑菌素A(Trichostatin A, TSA)对杨树悬浮细胞进行处理, 通过改变细胞的组蛋白乙酰化水平, 来探讨其对基因表达谱变化的影响。方法用0.5 μmol/L的TSA处理悬浮细胞, 10 d后收集材料用于RNA-Seq分析, 比较经过TSA处理与对照组的悬浮细胞之间转录组表达差异情况。结果通过显微镜观察发现, 对照组细胞呈均匀椭圆形, 而经过TSA处理后的细胞出现圆形及长条形细胞。通过转录组分析得到4 465个差异表达基因(DEGs), 其中2 363个基因上调, 2 102个基因下调。差异表达基因主要富集在细胞周期、苯丙素生物合成、细胞壁结构成分和乙酰化相关等途径。结论通过分析TSA处理和对照组的悬浮细胞基因表达差异, 发现TSA通过影响组蛋白乙酰化水平直接或间接影响细胞生长、细胞壁组分和细胞周期的相关基因, 为认识组蛋白乙酰化对植物生长发育的影响提供依据。
NaHCO3胁迫下刚毛柽柳叶片蛋白质差异表达谱的建立
索慧英, 刘静, 曲冠证, 郑密, 李莹
2018, 40(9): 15-24. doi: 10.13332/j.1000-1522.20180200
摘要:
目的为了研究刚毛柽柳响应盐胁迫的作用机制, 本研究以刚毛柽柳叶片为材料, 对叶片总蛋白质的提取方法进行优化, 探究出适用于双向电泳的刚毛柽柳叶片总蛋白质的提取方法, 并建立NaHCO3胁迫下刚毛柽柳叶片差异蛋白质的表达谱。方法本研究比较了改良Tris-三氯乙酸, 改良Tris-三氯乙酸+PVP40, 改良Tris-三氯乙酸+丙酮和植物蛋白提取试剂盒法4种提取植物蛋白质的方法提取刚毛柽柳叶片总蛋白质的差异, 并利用蛋白质双向电泳用技术研究NaHCO3胁迫后刚毛柽柳叶片蛋白质表达变化, 建立了盐胁迫下刚毛柽柳叶片差异蛋白表达谱。结果采用改良Tris-三氯乙酸法提取刚毛柽柳叶片蛋白质, 利用该方法可获得高质量的蛋白质样品, 所得到的双向电泳凝胶图谱中蛋白质分离效果好、图谱分辨率高, 通过ImageMaster 2D Platinum 7.0凝胶分析软件对NaHCO3处理0和12 h的双向电泳凝胶图谱进行分析, 获得了25个响应盐胁迫的差异表达蛋白质, 并分析了差异表达蛋白量的变化。结论研究结果表明, 利用改良Tris-三氯乙酸法提取刚毛柽柳叶片蛋白质适用于双向电泳体系, 该方法可以用于对刚毛柽柳叶片蛋白质组学的研究。本研究建立了NaHCO3胁迫下刚毛柽柳叶片差异蛋白质的表达谱, 为进一步分析刚毛柽柳耐盐分子机制奠定了基础。
基于DIVA-GIS的水榆花楸适生区模拟及生态特征
邱靖, 朱弘, 陈昕, 汤庚国
2018, 40(9): 25-32. doi: 10.13332/j.1000-1522.20180162
摘要:
目的水榆花楸是一种优良的林木种质资源, 具有重要的生态和观赏价值, 全面了解其在我国的自然分布现状与生态特征, 将有助于制定水榆花楸的资源保护与科学引种规划。方法基于183个野外采集与历史标本凭证, 利用地理信息技术的DIVA-GIS软件及其耦合的BIOCLIM模型, 对其适生区分布格局以及主导气候因子进行了首次定性定量分析。结果水榆花楸的当代潜在适生区覆盖我国东部季风区各省, 基于BIOCLIM的模型预测结合辛普森多样性指数评估表明:中国中部山区、华北沿海丘陵与东北地区, 是水榆花楸现代3个集中分布的区域, 其中陕、豫、鄂与渝多省交界的山区(秦岭-大巴-巫山山脉)可视为核心分布区域; 气候因子主成分分析(PCA)与主导气候因子贡献率排序依次为:年降水量(bio12)>最湿季降水量(bio16)>温度季节变化方差(bio4)>最暖季降水量(bio18)>最冷季降水量(bio19);累计频率曲线进一步明确水榆花楸地理分布的生态特征分别为:423.00~1508.00 mm, 245.00~675.00 mm, 590.63~1280.93(SD×100), 229.00~655.00 mm和8.00~185.00 mm; 用于模型评估的受试者工作特征曲线(ROC)和Kappa统计值分别达到0.782和0.515, 满足预测精度的一般要求。结论水榆花楸当下分布格局在区域尺度上主要受到东亚季风驱动的降水因子影响, 并偏好高海拔适度低温的环境, 此外水榆花楸分布格局的差异在区域尺度上还受海拔、经纬度地理因素不同程度影响。
不同龄组长白落叶松种内及种间竞争研究
罗梅, 陈绍志
2018, 40(9): 33-44. doi: 10.13332/j.1000-1522.20180126
摘要:
目的通过对不同龄组的落叶松人工林种内和种间竞争进行定量分析, 揭示不同龄组的林木生长动态变化, 为长白落叶松人工林的可持续经营与管理提供科学依据。方法对吉林省汪清林业局金沟岭林场6块样地的落叶松对象木和竞争木进行调查, 利用Hegyi简单竞争模型对不同龄组的落叶松人工林种内和种间竞争进行研究; 采用对数函数、二项式、幂函数、指数函数、Logistic共5种模型对总竞争指数与落叶松对象木胸径间的关系进行回归拟合。结果(1) 样地a、b、c、d、e、f的种内竞争指数占总竞争指数的比例分别为86.40%、92.81%、61.97%、77.18%、81.42%和93.70%, 种内竞争为林木之间竞争的主要形式。(2)各树种在每个样地中的分布情况不尽相同, 种间竞争指数存在较大差异, 没有一定的规律性。(3)中龄林和近熟林样地落叶松对象木胸径与竞争指数的关系服从幂函数, 成熟林落叶松对象木胸径与竞争指数的关系服从指数函数, 竞争强度随对象木的胸径增大而减小。中龄林对象木的胸径在达到20 cm时, 竞争指数下降较为平稳, 此时对象木受到的竞争较少; 近熟林胸径为25 cm、成熟林胸径为30 cm时, 对象木受到的竞争较小。结论落叶松人工林的竞争主要来源于种内竞争, 竞争指数随着胸径的增大而降低。
晋西黄土区不同林地植物多样性研究
赵耀, 王百田
2018, 40(9): 45-54. doi: 10.13332/j.1000-1522.20180091
摘要:
目的探索不同林地林下植物多样性特征及其与环境因子的相关性, 为黄土高原地区植被恢复与重建工作提供科学依据。方法以山西吉县蔡家川流域3种人工林(油松林、刺槐林和油松×刺槐混交林)和2种天然次生林(山杨次生林、辽东栎次生林)为研究对象, 采用标准样地调查法进行植被调查。结果结果表明:5种林地类型共出现林下植物52种(灌木植物17种, 草本植物35种), 且不同林地类型林下植物物种组成及分布差异较大, 天然次生林的灌木物种数量明显多于人工林, 而草本物种数量却要少于人工林。5种林地类型的灌木层均匀度指数无显著差异, 物种丰富度指数和多样性指数表现为天然次生林>人工林, 而草本层物种丰富度指数、均匀度指数及多样性指数均表现为人工林>天然次生林。环境因素对林下植物多样性的影响较大, 尤其是郁闭度、土壤含水量及毛管孔隙度对林下植物多样性的影响较为显著。结论不同林地林下植物多样性差异显著, 综合考虑灌木及草本层植物组成及多样性特征, 油松×刺槐混交造林方式优于纯林造林方式, 应该在该地区合理扩大油松×刺槐混交造林的面积; 郁闭度是影响林下植物多样性的主要环境因子, 因此可以通过适当开窗疏林来提高林下植物多样性。
北京山区主要针叶林潜在火行为及冠层危险指数研究
陶长森, 牛树奎, 陈锋, 李连强, 陈羚, 张鹏
2018, 40(9): 55-62. doi: 10.13332/j.1000-1522.20180109
摘要:
目的树冠火作为一类对森林生态系统特别是针叶林造成严重损害的森林火灾, 一旦发生树冠火, 其在林火蔓延过程中起主导作用。通过对针叶林潜在火行为大小和冠层危险指数的探究, 以及其在一天中的变化情况, 了解树冠火危害大小及发生的条件, 为预防及扑救林火提供科学依据。方法本文以北京山区主要的针叶树种油松和侧柏作为研究对象, 通过对2种林分可燃物的载量、理化性质、分布规律的调查, 计算林分潜在火行为随风速变化的趋势, 并利用树冠火发生和发展的气象因子临界指标来建立冠层危险指数。最终, 结合该地区的气象资料, 选取外业调查期间的2 d为例, 计算冠层危险指数, 判断2种林分可能发生树冠火的类型、时间、持续时长以及林分潜在火行为大小。结果2种林分的理化性质差距较小, 但冠基高度上相差较大; 在高风速(40 km/h)天气下, 油松林发生连续型树冠火, 蔓延速度和火线强度分别为17.0 m/min、16079 kW/m, 侧柏林发生间歇型树冠火, 蔓延速度和火线强度分别为11.4 m/min、5290 kW/m, 油松林和侧柏林分别在风速为30、37 km/h时达到高强度火; 油松林的冠层危险指数TI(torching index)和CI(crowning index)值随时间分别在17.1~29.6 km/h和33.9~38.8 km/h范围内波动, 侧柏林的波动范围分别为11.9~21.1 km/h和47.5~54.9 km/h, 油松林在48 h内发生地表火、间歇型树冠火、连续型树冠火的时间占比分别为87%、9%、4%, 其最高速度和火焰最大强度分别为17.5 m/min、8598 kW/m, 而侧柏林只能发生地表火和间歇型树冠火, 其比例为56%、44%, 最大潜在火行为指标分别为14.5 m/min、4506 kW/m。结论2种林分中, 冠基高度是树冠火发生最主要的影响因素之一; 林分整体潜在火行为随风速变化明显, 且能在5级风速下形成高强度森林火灾; 侧柏林更易形成树冠火, 油松林发生极高强度火灾的可能性大。
不同形态氮素配比对雄性毛白杨苗木生长的影响
常笑超, 刘勇, 李进宇, 李世安, 孙明慧, 万芳芳, 张劲, 宋协海
2018, 40(9): 63-71. doi: 10.13332/j.1000-1522.20180178
摘要:
目的研究雄性毛白杨对不同氮素形态配比的响应, 为提高雄性毛白杨的氮素利用效率和科学施肥提供理论依据。方法以窄冠雄性毛白杨331幼苗为研究对象, 采用容器植苗方法, 设置不同形态氮素配比(硝态氮:铵态氮=0:100、75:25、50:50、25:75、100:0)、单一形态氮(酰胺态氮)和不施肥为对照, 测定毛白杨苗高、地径、生物量、叶片结构、根系特征和氮、磷、钾含量, 研究不同形态氮素配比对雄性毛白杨生长、生理结构和养分累积的影响。结果雄性毛白杨331在同一施氮水平下, 苗高、地径随着硝态氮比例的增大呈现先增加后稳定的趋势, 当硝态氮比例达到50%及以上时, 苗高、地径趋于稳定, 平均分别达到189.33 cm、21.84 mm; 根和茎的生物量随着硝态氮比例的增大而增大, 但硝铵比为75:25处理(0.84)的根茎比显著大于单施硝态氮的处理(0.68)。硝铵配比施肥对毛白杨叶片总厚度、细根的生长具有明显的促进作用, 50%及以上硝态氮处理下的细根根长和根表面积显著大于其他处理组合。高硝铵比(50:50或75:25)和尿素施肥处理均能有效促进植株茎、根的氮素积累, 但尿素处理苗木根系的磷含量显著低于高硝铵配比处理。结论硝态氮能够明显促进窄冠雄性毛白杨331的生长和养分积累, 毛白杨331具有明显的偏硝性。雄性毛白杨施肥时建议采用硝铵比为50:50至75:25的施肥配比。
植物功能性状及其叶经济谱对城市热环境的响应
朱济友, 于强, 刘亚培, 覃国铭, 李金航, 徐程扬, 何韦均
2018, 40(9): 72-81. doi: 10.13332/j.1000-1522.20180132
摘要:
目的了解植物功能性状及叶经济谱对城市热环境的响应,有助于从功能生态学角度理解植物对城市环境的适应机制。方法以北京热环境高温点和低温点常见绿化树种国槐、栾树和洋白蜡为研究对象,测定地表温度、土壤含水量及叶功能性状指标。结果(1) 城市热环境地表温度表现为高温点(HTR)显著高于低温点(CTR)(P < 0.05);土壤含水量则表现为CTR相对大于HTR,但未达到显著水平。(2)城市热环境对不同树种影响存在一定差异,其中对国槐、栾树的影响主要源于高温胁迫,对洋白蜡的影响主要源于干旱胁迫。(3)在城市热环境中,叶性状关系与全球尺度基本一致,比叶面积(SLA)与叶绿素含量(CHL)、叶干物质含量(LDMC)、叶组织密度(LTD)呈极显著的负相关关系(P < 0.01);CHL与LDMC、LTD间存在极显著的正相关关系(P < 0.01);LDMC与LTD间呈现显著的正相关关系(P < 0.05)。气孔密度(SD)与气孔面积(SS)、气孔开度(SA)、SLA之间分别呈负相关关系,但差异不显著(P>0.05)。(4) RDA结果显示,植物功能性状指标中SLA主要受地表温度的正向影响(R2=0.97,P < 0.05),但土壤水分含量对它们具有负向影响(R2=0.75,P < 0.05);地表温度对LDMC、LTD、CHL有正向作用,但土壤含水量对它们有负向作用。结论全球叶经济谱在城市热环境中也同样存在,总体上向“快速投资-收益”型一端偏移,在HTR植物具有低的SLA,小的SS和SA,高的CHL、LDMC、LTD和SD,以适应高温、干旱的特殊生境。因此,在城市绿化植物配置时,在热环境高值区应选择耐高温、耐旱的树种,同时采取降温、灌溉等措施来降低高温的影响。
便携式树木胸径测量系统的研制
孙林豪, 方陆明, 唐丽华, 刘江俊
2018, 40(9): 82-89. doi: 10.13332/j.1000-1522.20180102
摘要:
目的树木胸径为距根茎1.3m处的树木直径,是森林调查最基本的因子之一。简便、快速、准确的测量与入库是森林调查追求的目标。为解决传统测量方法效率低、难以数字化及新产品成本高、便携性差、数据分析难以扩展等问题,急需研制集低成本、高精度、操作简便、耗时短等优点的便携式树木胸径测量系统。方法本文设计的便携式树木胸径测量系统,由嵌入式装置和上位机软件平台组成。嵌入式装置主要包含了绝对式编码器、无线通信模块、显示屏、按键和超声波传感器等元件;上位机软件平台由上位机、数据库、数据管理分析软件组成。测量时,首先在上位机设置好测量参数,按下开关1,启动超声波传感器测定离地的高度,当屏幕显示1.3米高度时,用编码器的拉绳绕树一周,按下开关2,测得胸径数据通过上位机上传到数据库。结果实验表明:系统胸径测量精度达99.97%, 平均单株树耗时5.3s,无需人工读取数据、手工录入数据和数据勘误,工作效率显著提升。结论本文的便携式树木胸径测量系统,在保证测量精度和效率的情况下,集测量、数据传输、存储、分析等功能于一体,实现了嵌入式、移动端、数据库、Web端的多平台联动,同时为胸径渐变生长持续感知与分析研究奠定了良好的基础。
基于无人机遥感技术的废弃采石场立地条件类型划分
马得利, 孙永康, 杨建英, 史常青, 张艳, 张春禹
2018, 40(9): 90-97. doi: 10.13332/j.1000-1522.20180051
摘要:
目的无人机遥感影像和ArcGIS技术结合成为废弃地生态恢复的新手段,而准确划分立地类型是废弃采石场生态修复和造林绿化的关键基础步骤。本研究基于无人机遥感影像技术和ArcGIS技术,快速、准确地实现对冀北山区废弃采石场立地条件类型的划分。方法以草帽山废弃采石场为试验区,采用数量化理论Ⅰ与ArcGIS空间分析,对废弃采石场的立地类型划分和立地质量评价,再得到立地类型分布图,并与实地立地因子分类结果进行精度检验。结果利用上述方法将冀北草帽山采石场废弃地划分为9种立地类型,同时根据立地分级结果将试验区立地定量评价为4个等级;与实地立地类型调查结果对比发现,本研究划分结果精度高达96%。结论无人机遥感影像与ArcGIS技术的结合应用不仅能实现采石场废弃地立地类型的高精度划分,还能够为采石场废弃地以期合理规划造林绿化提供决策依据和技术支撑。
毛乌素沙地植被物候动态及其对气象因子变化的响应
朱娅坤, 秦树高, 张宇清, 张举涛, 邵艳莹, 高岩
2018, 40(9): 98-106. doi: 10.13332/j.1000-1522.20180020
摘要:
目的监测沙区区域植被物候,并确定植被物候与气候要素的关系,对理解沙区生态系统对气候变化的动态响应至关重要。方法本研究利用1982年1月至2015年12月的归一化差值植被指数(NDVI)时间序列数据,通过高阶曲线拟合的方法提取毛乌素沙地植被物候,包括生长季开始日期、结束日期和长度,分析其时间变化和空间特征,并利用偏相关性分析法确定其与气象因子(气温和降水量)的关系。结果毛乌素沙地植被生长季开始日期集中在第96~144天,生长季结束日期集中于第280~300天,生长季长度介于135~195d。从东到西生长季开始日期逐渐推迟,生长季长度逐渐缩短,生长季结束日期没有明显变化。在过去34年中,毛乌素沙地植被生长季开始日期和长度分别呈现显著提前和延长的趋势,分别为0.54和0.94d/a,生长季结束日期呈现推迟趋势,但该趋势并不显著。毛乌素沙地植被的生长季开始日期主要受2—4月的平均气温影响,结束日期主要受8—10月的累计降水量的影响。结论毛乌素沙地植被物候特征发生了明显变化,主要体现在生长季的提前和延长,这对该区域植被恢复与荒漠化的逆转具有一定的促进作用。
风景园林
近55年气候变化对上海园林树种适应性的影响
刘鸣, 张德顺
2018, 40(9): 107-117. doi: 10.13332/j.1000-1522.20180113
摘要:
目的近几年,关于城市树木的气候适应性研究在国际上已成为前沿和热点,然而,我国开展园林树木应对气候变化的适应性研究则较少。本文通过对上海1961—2015年55年间40种园林树种气候适应性的定量化评估,探讨了气候变化对树木健康生长产生的潜在影响,为适应未来气候的园林树种选择和科学管理提供依据。方法采用物种分布模型(Species distribution model)从世界范围内对目标树种的自然地理分布进行广泛而全面的信息收集,提取其地理分布所在区域的气候因子数据,构建树种气候因子数据库,确定树种最适气候幅度,最后采用欧式距离计算各树种最适气候因子与上海气候的差异,进行气候适应性评估。结果近55年来,上海年均温度由15.5℃上升至16.6℃,市区温差上升趋势最为突出,但未达到显著水平;年均降水量由1086.0mm上升至1198.9mm,湿季全市平均降水、郊区之间、市区与郊区之间变化均达到显著性水平;按年均生物温度和干湿指数可将目标树种分为4类:炎热干燥气候型、温暖湿润气候型、温凉干燥气候型和温凉湿润气候型;前30年,上海郊区气候条件最适宜温凉干燥的落叶树种生长,温凉湿润型树种次之,温暖湿润型树种再次,炎热干燥气候型树种居末;近30年,市区气候出现新变化,温暖湿润型树种适应性排名已占据绝对优势,温凉湿润型和温凉干燥型树种适应性依次下降。结论上海近55年来的气候变化以温度的普遍升高和湿季降水的显著增加为特征。上海气候变化对园林树种的适应性产生了潜在影响,改变了园林树种选择的优先序列。
林业工程
落叶松树皮多聚原花青素的树脂催化降解及抗氧化活性
姜贵全, 张卓睿, 张诗朦, 任宣百, 庞久寅
2018, 40(9): 118-126. doi: 10.13332/j.1000-1522.20180124
摘要:
目的研究落叶松树皮多聚原花青素的树脂催化降解工艺及降解产物的抗氧化活性,为落叶松树皮的开发利用提供科学依据。方法以落叶松树皮中多聚原花青素(LPPC)为原料,使用CR57树脂催化降解制备了落叶松树皮低聚原花青素(LOPC)。通过单因素试验和响应面试验分析,优化降解工艺条件,并对降解产物进行结构表征,考察其抗氧化能力。结果催化降解最佳工艺条件为每100mL多聚原花青素中加入18mL催化树脂,催化温度76℃,催化时间1.8h,此条件下降解产物平均聚合度为3.76。对比LPPC和降解产物LOPC的色谱图,发现降解产物中多聚组分含量明显降低,证实LPPC发生了降解反应;根据紫外光谱图和红外光谱图,确定降解产物具有原花青素的结构特征;由质谱图可知降解产物是从三聚体到十二聚体,并以四聚体为主分布的低聚物。分析降解产物的抗氧化活性,其1, 1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)自由基、羟自由基(·OH)和2, 2′-二氮-双(3-乙基苯并噻唑-6-磺酸)铵盐(ABTS)自由基的半数抑制质量浓度(IC50)分别为72.56、12.64和2.52mg/L。与各对照品相比较,降解产物清除DPPH自由基的能力最强,其还原能力、清除·OH自由基能力和清除ABTS自由基能力仅低于葡萄籽提取物(GS),而高于松树皮提取物(PB)、VC、特丁基对苯二酚(TBHQ)。结论催化树脂CR57可适用于催化LPPC的降解反应,降解后的LOPC具有较强的抗氧化性。
国产栓皮栎软木热响应特性研究
臧小榕, 母军, 张新宇, 赖宗元, 储德淼
2018, 40(9): 127-133. doi: 10.13332/j.1000-1522.20180212
摘要:
目的软木是一种具有黏弹性的天然高分子材料,除天然软木塞以外,软木制品多由软木颗粒施胶后热压而成,软木材料主要化学组分的熔融温度、玻璃化转变温度等热转变温度对了解软木的黏弹性和制定热加工工艺具有重要的理论参考价值。方法首先对栓皮栎软木进行热重分析以了解其热稳定性,确定软木发生热降解的最低温度,之后又采用了DSC、DMA、TMA这3种热分析方法对国产栓皮栎软木材料在热解起始温度内的热效应温度进行分析,并相互验证。结果热重分析结果显示在219℃之前栓皮栎软木基本不发生热降解,采用DSC、DMA、TMA方法测得的软木脂微晶的熔融温度分别为66℃、78℃(1Hz)和78℃,通过DMA测得软木脂无定形区在频率为1Hz时的玻璃化转变温度在0.7℃左右,在-66℃附近有一次级松弛转变,各热效应温度与栓皮槠软木略有差异,应与两者化学组分的单体构成和分子间作用力之间的差异相关。此外,由于软木径向壁上具有褶皱,采用TMA测试时可发现在加热条件下软木径向尺寸受热膨胀程度要大于轴向。结论在栓皮栎软木发生热解前的温度范围内存在主要成分软木脂的各热效应转变温度,据此确定合适的软木热加工温度,可通过增加软木的黏性流动来促进软木材料的热成型。