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不同覆盖条件下坡面流水力学特征试验研究
刘京晶, 马岚, 黎俊佑, 陈佩岩, 张金阁, 孙占薇, 燕琳, 张栋
当前状态: ?doi:?10.13332/j.1000-1522.20190070
[摘要](207) [HTML全文](89) [PDF 1057KB](16)
摘要:
目的坡面流水力学特性对阐明土壤侵蚀和坡面产沙机理具有重要意义,本试验就不同覆盖条件下坡面的坡面流阻力及相关水力学特征进行了研究,探究不同覆盖条件下坡面流水力学特征,以期为指导水土保持坡面措施合理配置提供理论支持。方法试验使用自制定床冲刷水槽,选用不同覆盖度(0%、10%、15%、20%)砾石、草被床面,在不同流量(15 ~ 120 L/min)、不同坡度(3° ~ 15°)条件下进行室内定床冲刷试验。结果结果表明:(1)不同坡面上流速随着流量、坡度的增大而增大,且相同覆盖度下草被床面流速大于砾石床面流速,最高可达其2.2倍。(2)不同覆盖条件下弗劳德数(Fr)随着坡度的增大而增大,Darcy-weisbach阻力系数(f)随着覆盖度的增加而增加,相同覆盖度下砾石床面f大于草被床面,最高可分别为草被床面的10.9倍。(3)不同覆盖条件下坡面流阻力与流量呈线性正相关关系,相同覆盖度下砾石床面坡面流阻力大于草被床面,最高可达草被床面的2.2倍。(4)坡度与覆盖度对坡面流阻力均有显着影响,坡面流阻力随坡度的增大而增大,随着覆盖度的增大而增大,且呈较好的线性相关关系。结论本试验通过对不同覆盖条件下坡面流阻力的研究,可为建立基于径流动力学过程的山坡水文模型和侵蚀物理模型提供一定基础,为指导水土保持坡面措施合理配置提供理论支持。
河北坝上土地利用变化对生态服务价值的影响
刘晓, 张学霞, 徐新良, 陈德超
当前状态: ?doi:?10.13332/j.1000-1522.20180244
[摘要](125) [HTML全文](66) [PDF 2402KB](10)
摘要:
目的定量研究土地利用背景下生态系统服务价值的时空变化特征,旨在正确认识不同生态系统服务功能对土地利用变化的响应机制,为坝上区域土地利用格局优化与生态经济协调发展提供参考。方法本文以河北坝上张北、沽源、丰宁3县为研究对象,采用GIS空间分析方法,分析了2000年以来土地利用时空动态变化特征,并在此基础上利用陆地生态系统服务价值估算模型评估了生态系统服务价值及其对土地利用变化的响应,进而探讨了该地区生态与经济发展的协调性。结果(1)2000—2015年坝上地区湿地、草地面积逐渐减少,分别减少28、26 km2,建筑用地面积持续增加,共增加24 km2,其他土地利用面积稍有增加;草地和湿地主要向农田转移,建筑用地的增加主要来自于农田、湿地的转移。(2)坝上地区生态系统服务价值总体上呈“西低东高”的趋势,低值区主要位于张北西部,而高值区主要位于丰宁南部燕山森林区;15年间,坝上地区85.92%的区域生态系统服务价值呈增加态势,生态系统服务总价值共增加334.83亿元,其中,气候调节服务价值增加最多,增加了90.44亿元,土壤保持、水文调节、水资源供给价值先增后减;草地、森林和湿地对生态系统服务总价值的贡献率在85%以上,对生态系统服务的影响最大。(3)坝上地区人均生态系统服务价值逐渐增加,生态经济协调度为0.09,处于潜在危机区,坝上地区的生态经济系统具有潜在的危险性。结论坝上地区生态系统服务价值逐渐提高,但对坝上生态系统服务功能起重要贡献作用的草地和湿地退化明显,经济发展仍受生态压力的制约,生态环境仍然脆弱。
倾斜摄影测量技术提取落叶松人工林地形信息
曾健, 张晓丽, 周雪梅, 尹田
当前状态: ?doi:?10.13332/j.1000-1522.20190126
[摘要](167) [HTML全文](124) [PDF 1302KB](29)
摘要:
目的林下地形是提取单木树高、冠幅等森林参数的必备条件,但由于林区地形起伏较大,传统的测量手段难以获取大范围高精度的森林地区数字地形模型(DTM)。近年来,倾斜摄影测量克服了传统测量技术的缺点,成为获取三维地理信息的新型手段。本文使用无人机倾斜摄影测量技术提取落叶松林下地形,并评测精度与适用性,为后续基于倾斜摄影测量技术提取单木参数的研究提供参考。方法选择内蒙古旺业甸林场内山区典型落叶松幼龄林、中龄林和成熟林林分在落叶季进行无人机飞行,采用Context Capture软件对获取的落叶季倾斜像片进行三维重建,生成林区点云。使用布料模拟滤波、加权线性最小二乘、渐进不规则三角网加密法、渐进形态学滤波算法从点云中提取地面点,并采用3种插值方法插值地面点生成测区完整地形。使用激光雷达DTM作为验证数据评价精度。结果不同算法的地形提取精度与郁闭度相关。在幼龄林区域和中龄林区域,布料模拟滤波提取地面点的精度最高,决定系数(R2)均达到0.999,均方根误差(RMSE)分别为1.61 m和0.47 m;在成熟林区域,渐进三角网滤波效果最好,R2为0.999,RMSE为0.39 m。在不同郁闭度林分选择最优滤波算法基础上,比较不同插值方法生成的数字地形模型(DTM)精度,结果表明:在幼龄林和中龄林,布料模拟滤波点云后经不规则三角网(TIN)插值得到的DTM精度最高,RMSE分别为1.58 m和0.44 m;成熟林分渐进不规则三角网加密滤波后地面点经克里金(Kriging)法插值得到的DTM精度最高,RMSE为0.31 m。结论实验证明,倾斜摄影测量技术可用于落叶松林分地形提取。
高产优质毛白杨良种施肥响应特性解析
宋跃朋, 肖亮, 卜琛皞, 卢文杰, 刘鹏, 张德强
当前状态: ?doi:?10.13332/j.1000-1522.20180427
[摘要](117) [HTML全文](81) [PDF 837KB](19)
摘要:
目的探寻林木最佳栽培方法是切实提高森林生产力的重要举措。由于毛白杨是杂种起源,其种内无性系间施肥响应特性差异显着。为保证人工林建设的速生丰产特性,同时减轻环境保护压力,应该大量推广毛白杨良种配制最佳施肥配比。方法以3个毛白杨良种为研究对象,利用不同施肥处理探明影响其重要生长性状的最佳施肥配比,并对高产优质毛白杨良种施肥响应特性相关的候选基因表达模式进行系统解析。结果‘毅杨1号’最佳施肥配比为N(3 g) + P2O5(2. 25 g) + K2O(1 g);‘毅杨2号’最佳施肥配比为N(3 g) + P2O5(2. 25 g) + K2O(0.5 g);‘毅杨3号’最佳施肥配比为N(7 g) + P2O5(2. 25 g) + K2O(0.5 g)。其中,氮元素是影响毛白杨毅杨良种的苗高、地径以及生物量最为显着的营养元素。为进一步解析其遗传调控基础,对与氮素运输、同化、代谢相关的16个重要候选基因在不同氮肥施肥水平下在叶片以及根系中的表达模式进行了解析。候选基因表达模式分析结果表明,毛白杨良种氮素相关候选基因在叶片以及根中聚类成不同的模块,并且无性系之间表达模式差异显着。结论本研究阐明了毅杨毛白杨良种的施肥响应特性,系统分析其转录调控特异性将有利于解析其氮肥响应特性形成的分子机制,并对进一步针对氮素吸收利用效率开展遗传改良的分子设计育种具有重要意义。
用潜在疏密度评价林分长势
刘瑞红, 惠刚盈, 张岗岗, 刘文桢, 张弓乔, 胡艳波, 杨瑷铭
当前状态: ?doi:?10.13332/j.1000-1522.20180340
[摘要](172) [HTML全文](106) [PDF 685KB](29)
摘要:
目的林分长势是林分活力的直接体现,疏密度是反映林分密度和长势的重要指标之一。计算疏密度的关键是对标准断面积的准确求算,但在实际应用中标准林分难以判定,标准断面积的可获得性较差,削弱了其可应用性,探求新的指标是解决这一问题的有效途径,因此本研究旨在探究可以替代疏密度的新指标。方法一定的立地条件下,林地生产力是有限的,基于最终产量恒定法则,本研究以长期连续监测且经营数表齐全的杉木试验林分为材料,1989年编制的全国分区杉木标准表为参照,以林分内不同比例较大林木个体的平均断面积与全部林木株数的乘积表示林分生长能够达到的潜在最大断面积,即在50% ~ 80%林木株数比例范围内,以5%为梯度,依次比较不同比例较大林木个体所得潜在最大断面积与标准断面积的差值,求使潜在最大断面积与标准断面积偏差率最小时所对应林木株数比例,并以此为基础,分析天然林中林分断面积与潜在最大断面积的关系,检验潜在最大断面积的计算方法在天然林中的适用性。结果当较大林木株数占总株数比例为70%时,所有试验样地的潜在最大断面积与标准断面积的偏差最小,均在 ± 10%左右,此时,潜在疏密度与疏密度的差值最小;天然林中70%较大林木个体断面积之和与林分断面积呈显着线性关系,故可用70%较大个体的平均断面积与总株数乘积作为潜在最大断面积,来求算潜在疏密度。结论林分潜在最大断面积可以70%较大林木个体平均断面积与林木总株数的乘积表示,所求潜在疏密度可替代疏密度来表征林分长势。
含三唑复合防腐剂及其竹处理材的金属腐蚀性能
王卿平, 曹金珍, 张景朋, 蒋明亮
当前状态: ?doi:?10.13332/j.1000-1522.20190232
[摘要](16) [HTML全文](16) [PDF 985KB](1)
摘要:
目的探究三唑复合防腐剂及其竹处理材对金属连接件的腐蚀性和适用性,为选择处理设备材质和竹处理材防水涂层提供参考。方法参考GB/T 34726—2017和GB/T 34724—2017标准,测定复合防腐剂(有效成分:丙环唑?戊唑醇(PPZ-TEB)、碘丙炔基正丁氨基甲酸酯(IPBC)、异噻唑啉酮(CMIT-MIT))及其毛竹(Phyllostachys edulis)处理材对Q235碳钢、65Mn弹簧钢、304不锈钢、201不锈钢、H59黄铜、T2紫铜、7075铝合金和6061铝合金的金属腐蚀性。通过在竹材?金属组件表面涂刷水性聚氨酯漆、水性丙烯酸漆和木蜡油考察表面涂饰对防腐蚀效果的影响。结果1)经复合防腐剂浸泡加速腐蚀后,304不锈钢、201不锈钢、6061铝合金和7075铝合金的金属腐蚀速率均为0;Q235碳钢和65Mn弹簧钢的金属腐蚀速率随时间增加保持不变,且腐蚀速率离散性前期较大、后期逐渐减小;H59黄铜和T2紫铜在制剂A、C、CK1和CK2中浸泡腐蚀和与竹处理材接触腐蚀的金属腐蚀速率均为0,而浸泡在制剂B中发生轻微腐蚀。2)在与竹处理材接触加速腐蚀后,304不锈钢、201不锈钢、H59黄铜和T2紫铜的金属腐蚀速率为0;Q235碳钢和65Mn弹簧钢腐蚀速率随时间增加而减小并趋于平缓,且腐蚀程度明显大于防腐剂对金属的腐蚀;6061铝合金和7075铝合金发生轻微腐蚀。3)不同复合制剂及其竹处理材对Q235碳钢和65Mn弹簧钢的腐蚀性分别为:CMIT-MIT(CK1)> PPZ-TEB/CMIT-MIT(C)> PPZ-TEB/IPBC(B)> PPZ-TEB(A)> 素材(CK2)和C > CK1 > B > A > CK2。4)在Q235碳钢和65Mn弹簧钢的竹材?金属组件表面涂饰水性聚氨酯漆、水性丙烯酸漆和木蜡油涂层后,竹处理材的金属腐蚀速率均有所下降,且木蜡油较水性聚氨酯漆和水性丙烯酸漆的防腐蚀效果更优。结论含三唑复合防腐剂与其竹处理材对304不锈钢和201不锈钢均无腐蚀。复合防腐剂与其竹处理材对H59黄铜/T2紫铜基本无腐蚀。复合防腐剂对Q235碳钢和65Mn弹簧钢的腐蚀速率随时间增加保持不变,而竹处理材腐蚀速率随时间增加而减小并趋于平缓,且前者小于后者。复合防腐剂对7075铝合金/6061铝合金无腐蚀,而竹处理材有轻微腐蚀。不同复合制剂及其竹处理材对Q235碳钢和65Mn弹簧钢的腐蚀性:C > B > A。表面涂饰可降低竹处理材对金属的腐蚀性。
纳米纤维素表面聚丙烯酸丁酯原位修饰
王璇, 贾园, 宋立美
当前状态: ?doi:?10.13332/j.1000-1522.20190201
[摘要](12) [HTML全文](8) [PDF 1825KB](3)
摘要:
目的 由于强亲水的纳米纤维素与有机高分子材料之间的界面相容性差,使其作为一种有前景的增强剂应用受到限制。本文采用丙烯酸丁酯(BA)对纳米纤维素(CNF)表面进行原位乳液接枝聚合改性用以提高纳米纤维素与聚乳酸等高分子材料的相容性。方法本文优化了纳米纤维素表面接枝聚丙烯酸丁酯(PBA)链接枝率的影响条件,并利用傅里叶红外光谱(FTIR)、X射线衍射光谱(XRD)、透射电镜(TEM)、热重(TG)、X射线光电子能谱(XPS)以及扫描电子显微镜?能量散射X射线微区(SEM-EDX)分析等手段对聚丙烯酸丁酯修饰前后的纳米纤维素进行了表征,利用扫描电子显微镜对改性纳米纤维素与聚乳酸基体的相容性进行了分析。结果结果表明:改性纳米纤维素(PBA-g-CNF)在1 734 cm? 1出现了典型的羰基红外吸收;改性纳米纤维素的结晶度指数为48%,较纳米纤维素的61%有所下降;纳米纤维直径由50 nm增加至 80 ~ 100 nm;最大热失重温度由改性前的340 ℃增加至改性后的354 ℃;纳米纤维素中的C和O的原子数比为1.58,改性纳米纤维素的C和O的原子比为3.74,C和O元素在改性前后纳米纤维素中分布均匀;改性纳米纤维素与聚乳酸的共混膜材料拉伸断面呈现出韧性断裂过程。结论 聚丙烯酸丁酯改性纳米纤维素是成功的,且改性过程主要发生在纳米纤维素的表面。改性后的纳米纤维素与聚乳酸之间展现了良好的界面相容性。
将乐林场马尾松树轮宽度对气候变化的响应
王童, 孙玉军, 乔晶晶
当前状态: ?doi:?10.13332/j.1000-1522.20190067
[摘要](32) [HTML全文](31) [PDF 807KB](6)
摘要:
目的研究福建将乐地区马尾松年轮宽度对气候变化的响应,为本地区的树木年轮生态学研究提供参考,为当地马尾松的生产、农林业的发展提供数据支撑。方法以福建将乐林场采集的80根马尾松树芯为对象,运用ARSTAN程序建立差值年表和标准年表,通过相关函数、响应函数、单年分析等方法研究马尾松径向生长对气候因子变化的响应,并采用响应面函数建立树木径向生长—气候因子关系模型。结果马尾松年轮宽度序列对气候变化相当敏感,上一年5月到当年12月的月降水量和月平均气温的响应函数模型可解释年轮宽度变化的57.43%;温度对马尾松径向生长的影响存在一定“滞后性”,上一年6月平均气温促进马尾松径向生长;月降水量和月极端最低气温是马尾松抽梢期生长的气候限制因素,当年抽梢期的降水和极端最低温对马尾松年轮宽度有显着的正效应,其中当年3月份的降水和极端最低气温对马尾松年轮宽度的作用尤为显着;月极端最高温是马尾松伏旱期径向生长的气候限制因素,其中8月份的气温对马尾松年轮宽度表现出显着的负效应。结论该研究地区马尾松生长具有明显的季节性,马尾松年轮宽度序列对气候变化相当敏感。建立的马尾松径向生长?气候因子关系模型R2为51.2%,进一步验证了当年的逐月气候因子对马尾松径向生长的影响,该模型可较好地模拟马尾松树木径向生长对气候的响应。
刺玫果醇提物制备及其主要活性成分与抗氧化相关性
符群, 吴桐, 廖声玲, 王梦丽
当前状态: ?doi:?10.13332/j.1000-1522.20180227
[摘要](1375) [HTML全文](182) [PDF 1170KB](30)
摘要:
目的通过对北方林区刺玫果醇提物的制备及其主要活性成分进行研究,为刺玫果的进一步合理利用提供参考。方法采用高剪切乳化技术辅助乙醇提取刺玫果活性成分,在单因素试验基础上,以醇提物得率为指标,采用响应面法对主要工艺参数进行优化。对刺玫果醇提取物中总多酚、总黄酮、槲皮素和绿原酸进行提取,与DPPH·、OH·和·ABTS+的清除能力利用Pearson法做相关性研究。结果回归模型较好的反映了刺玫果黄酮醇提物与料液比、剪切转速、剪切时间的关系;确定最佳提取工艺为:料液比为1:25 g/mL,剪切转速为18 000 r/min,剪切时间为3 min,得率为(14.94 ± 0.47)%,回归模型的失拟值不显着,说明该回归模型模拟较好。绿原酸对DPPH·清除能力最强,在0.150 μg/mL时清除率达到80.84%;总黄酮对OH·清除能力最强,在0.484 μg/mL时清除率为82.32%;槲皮素对·ABTS+清除能力最强,在4.7 μg/mL时清除率达到91.32%。总黄酮与DPPH·、·OH、·ABTS+这3种自由基清除率相关系数最大,并与这3者清除能力的相关系数分别为 0.886、0.976、0.989(P < 0.01)。结论采用高剪切乳化技术辅助乙醇提取的刺玫果醇提物得率比普通超声辅助醇提法效果更好,醇提物得率增加了(2.11 ± 0.51)%,且不破坏刺玫果主要成分活性,刺玫果中总黄酮含量与抗氧化能力相关性最强。
基于卷积神经网络的高分二号影像林分类型分类
江涛, 王新杰
当前状态: ?doi:?10.13332/j.1000-1522.20180342
[摘要](86) [HTML全文](56) [PDF 862KB](12)
摘要:
目的基于遥感影像的林分类型分类在现代林业中是一项重要的应用。本文试图构建一个基于高分二号(GF-2)影像林分类型分类的CNN模型,探索CNN在遥感图像像素级分类这一领域的发展潜力。方法以GF-2卫星遥感影像为数据源,利用Tensorflow(一种开源用于机器学习的框架)构建4种不同图像斑块大小(m = 5,7,9,11)为输入的CNN,同时以传统的神经网络模型,多层感知器(multi-layer perceptron, MLP)为基准,比较不同图像斑块大小下的CNN分类图的分类效果和分类精度。结果实验分类结果表明:CNN(m = 9)得出最高的分类精确度,总体精度比MLP和CNN(m = 5,7,11)分别高出10.91%和6.55%、1.3%、2.54%。分类图的可视化结果也表明CNN(m = 9)更好地解决了“椒盐现象”与过度平滑后的边界不确定性问题。结论CNN能够在利用高分影像光谱特征的同时充分挖掘影像的空间特征,从而提高分类精度,同时在利用CNN基于遥感影像分类时,根据数据源以及地物的特点选择合适的图像斑块大小是提高分类精度与分类效果的关键措施。
截冠处理对种子园樟子松壮龄母树结实的影响
阎雄飞, 刘永华, 袁小琴, 张增强, 郭荣, 陈巧燕, 曹存宏
当前状态: ?doi:?10.13332/j.1000-1522.20190178
[摘要](177) [HTML全文](95) [PDF 547KB](21)
摘要:
目的樟子松是我国北方干旱和半干旱沙区水土保持和防风固沙的重要树种。研究截冠处理对种子园壮龄樟子松母树结实的影响,以期为樟子松种子园母树的优质高产和科学管理提供理论依据。方法本研究以陕西省榆林市樟子松种子园18个无性系樟子松24年生的母树为研究对象,比较分析未截冠与截冠处理对樟子松母树球果产量、种子产量、球果大小和种子质量等8个指标的影响。结果结果表明,截冠处理对樟子松母树单果重和单株球果重2个指标影响不显着,但其平均增益值分别达到24.84%和23.82%,说明截冠处理在一定程度上能提高樟子松壮龄母树的球果产量。截冠处理对樟子松母树单株种子重和出籽率有明显影响,截冠后单株种子重和出籽率的平均增益值分别达到81.38%、55.94%,说明截冠处理能提高壮龄母树种子产量。截冠处理对球果长径和短径均无明显影响,截冠处理后球果长径和短径的平均增益值仅为? 0.25%和1.37%。截冠处理后樟子松母树的种子千粒重、优良度平均增益值分别达7.43%、24.96%,并且大部分无性系千粒重为正增益,全部无性系优良度为正增益;截冠处理对种子千粒重无明显影响,但对种子优良度有明显影响。说明截冠处理能提高樟子松壮龄母树种子的质量。结论研究证明截冠处理可以提高樟子松壮龄母树的产量和种子质量。
足尺人造板力学性能无损检测研究进展
管成, 刘晋浩, 张厚江, 周卢婧
当前状态: ?doi:?10.13332/j.1000-1522.20180379
[摘要](136) [HTML全文](40) [PDF 617KB](11)
摘要:
弹性常数(弹性模量和剪切模量)、强度常数与动态黏弹性是表征足尺人造板力学性能非常重要的3项指标,而弹性常数与其强度常数间关系密切,因此,无损检测足尺人造板的弹性常数和动态黏弹性是其力学性能无损检测研究的焦点。本文首先对人造板力学性能及其检测方法进行了概述和归纳,然后对国内外人造板弹性常数和动态黏弹性振动检测研究现状作了汇总与分析,同时指出了足尺人造板力学性能振动检测已有研究存在的不足,并介绍了笔者所在课题组针对面向力学性能评估的足尺人造板振动检测研究的开展情况。足尺人造板力学性能无损检测下一步科研的目标是建立一种基于振动检测理论的面向结构用足尺人造板整板力学性能快速、无损检测和评估的技术和方法。其研究成果可以为将来实现结构用足尺人造板实验室环境下的快捷抽检、及生产线上的力学性能普检和分等,奠定理论基础。
CLT墙体?楼板T型连接抗剪性能特征值分析方法对比研究
刁玥, 贾贺然, 孟鑫淼, 高颖, 张佳男
当前状态: ?doi:?10.13332/j.1000-1522.20190161
[摘要](152) [HTML全文](65) [PDF 1159KB](10)
摘要:
目的力学特征值分析法是评价结构力学性能的有效方法。在木结构领域,以北美ASTM E2126标准,欧洲EN 12512标准和日本Y&K法的3种评估方法接受度较高。正交胶合木(CLT)被认为是一种可建造多高层木结构建筑的重要木质复合材料,目前针对其材料本身特性的研究较为广泛,但是针对其连接系统的开发和研究尚处于初期阶段。方法本研究设计了一种用于CLT墙体和楼板连接的T型金属连接件,结合对该连接件构造的抗剪试件试验结果,分别采用上述3种分析方法对节点刚度、屈服点特性和延性系数等力学性能参数进行了对比分析。结果Y&K法所得屈服点性质与另两种方法所得点相差较大,EN法计算所得刚度值和延性值略大于另两种方法,ASTM法和EN法在屈服荷载数值的差异性受试验曲线特征影响较大。结论综合比较以上对比结果,对于本文设计的CLT墙体?楼板节点,以及其他力?变形曲线发展较为平缓、破坏模式为延性破坏的木结构节点,Y&K法分析结果更具有实际工程应用意义。
晋西黄土区典型林分水源涵养能力评价
张佳楠, 张建军, 张海博, 孙若修, 张守红, 杨云斌
当前状态: ?doi:?10.13332/j.1000-1522.20180173
[摘要](259) [HTML全文](109) [PDF 624KB](27)
摘要:
目的评价晋西黄土区典型林分的水源涵养能力,为筛选水源涵养林、水土保持林构建与管护提供依据。方法以山西吉县蔡家川小流域的山杨辽东栎次生混交林、油松人工林、侧柏人工林、刺槐人工林4种典型林分类型为研究对象,对植被层、枯落物层和土壤层的持水能力进行测定,采用熵权法(EWM)对各林分类型的水源涵养能力进行综合分析。结果(1)4种林分类型植被层的持水能力依次为:油松人工林(17.79 t/hm2) > 侧柏人工林(13.55 t/hm2) > 刺槐人工林(12.81 t/hm2) > 山杨辽东栎次生混交林(6.71 t/hm2)。油松人工林、侧柏人工林的主要持水层为乔木层;刺槐人工林中乔灌草的持水量相近;山杨辽东栎次生混交林中主要持水层为草本层。(2)4种林分类型中枯落物有效拦蓄量分别为:山杨辽东栎次生混交林(23.02 t/hm2) > 侧柏人工林(13.00 t/hm2) > 刺槐人工林(10.36 t/hm2) > 油松人工林(2.81 t/hm2)。(3)4种林地土壤最大蓄水能力分别为:山杨辽东栎次生混交林地(3 182.43 t/hm2) > 油松人工林地(3 176.67 t/hm2) > 侧柏人工林地(2 995.3 t/hm2) > 刺槐人工林地(2 803.5 t/hm2)。其中除山杨辽东栎次生混交林地与油松人工林地持水能力差异不显着外,其余各林地持水能力之间均存在显着差异。(4)4种典型林分类型水源涵养能力的综合排序为:山杨辽东栎次生混交林 > 侧柏人工林 > 油松人工林 > 刺槐人工林,影响水源涵养能力的主要因素为林下草本层与枯落物。结论从涵养水源的角度出发,晋西黄土区应采用仿拟自然植被技术、封山育林等加强次生植被的建设与管护,营造林下草本层和枯枝落叶层丰富的植物群落,以达到保持水土、涵养水源、改善生态环境的多重作用。
水曲柳磨削的砂带磨损机理研究
杨雅琦, 汪生莹, 耿金光, 刘炀, 张健, 罗斌
当前状态: ?doi:?10.13332/j.1000-1522.20190136
[摘要](483) [HTML全文](103) [PDF 1653KB](6)
摘要:
目的砂带磨削是木材加工行业的一项重要工艺。分析砂带磨削过程中的砂带磨损机理及其对材料去除率、磨削表面质量的影响,旨在进一步完善木材切削理论,推动新型砂带研发制造。方法本研究以水曲柳为实验材料,通过测定磨削过程中的试件质量变化和表面形貌,就砂带磨损对试件材料去除率和表面粗糙度的影响进行分析,结合试件材料去除率、磨削过程中砂带的质量变化和表面形貌探究砂带的磨损机理,并采用灰色模型预测磨削长度与材料去除率、磨削表面粗糙度之间的定量关系。结果横纹磨削时,材料去除率整体大于顺纹磨削的材料去除率。整体而言,材料去除率与砂带质量随磨削次数的增加而不断减小,试件表面粗糙度呈先增大后减小的趋势。磨削过程中,砂带磨粒出现磨损、破碎以及脱落的现象,造成砂带质量不断减小,磨粒等高性逐渐增加。顺纹方向磨削对砂带磨粒的磨损大于横纹方向磨削。磨粒磨损程度越大,材料去除率越小。当材料去除率降低至3%时,可认为已基本达到砂带使用寿命。结论磨削过程中,等高性越差,材料去除率越高。随磨削次数增加,砂带材料去除能力不断下降,试件表面粗糙度则呈先增大后减小的趋势。均值GM(1,1)灰色预测模型的平均模拟相对误差都在20%以内,适用于水曲柳砂带磨削过程中磨削长度与材料去除率、表面粗糙度之间的预测。
杨树miRNA的靶基因预测及低氮胁迫表达分析
霍晓薇, 徐千惠, 王延伟
当前状态: ?doi:?10.13332/j.1000-1522.20190205
[摘要](84) [HTML全文](68) [PDF 706KB](11)
摘要:
目的鉴定杨树受低氮胁迫后miRNA的靶基因,分析靶基因在氮胁迫后的差异表达并探讨其功能,为揭示杨树低氮胁迫下miRNA的调控功能提供参考,并为树木低氮营养高效利用育种提供重要的候选基因。方法根据miRNA的保守性及与靶基因的严谨互补配对关系,以杨树miRNA为探针利用靶基因预测软件psRNATarget,通过与毛白杨转录组的基因序列进行比对鉴定靶基因,进一步开展毛白杨受低氮胁迫后靶基因的差异表达分析及功能注释。结果获得了131个miRNA家族的242个miRNA成员对应的3 024个靶基因,分别参与了植物激素信号转导、次生代谢产物的生物合成、氨基酸合成代谢、碳代谢和RNA运输等通路。57个靶基因在低氮胁迫处理后发生显着变化,其中受到诱导(29个)和抑制(28个)的基因数目相当。14个低氮胁迫响应的miRNA,其对应的11个靶基因也发生了显着的差异表达变化,其中miRNA和靶基因表达量发生相反变化的有8个miRNA。本研究发现参与植物激素信号转导的靶基因(2个)及参与代谢途径的靶基因(6个)发生了差异表达。miR162的靶基因编码ABC转运蛋白,miR393作用于靶基因KAT2,可调节Na+和K+动态平衡,miR399的靶基因PIF3编码光敏色素互作因子PIFs蛋白,这些miRNA及靶基因可能在杨树响应低氮胁迫中发挥重要作用。结论本文鉴定到了毛白杨中一批低氮胁迫响应miRNA的靶基因,可调控杨树对氮逆境胁迫信号的反应。这些miRNA及靶基因为进一步揭示miRNA及靶基因在低氮胁迫下的调控功能提供了研究线索,为树木氮营养的高效利用改良提供了重要候选基因。
白桦BpTCP2基因的克隆及表达特性分析
栾嘉豫, 安琳君, 任丽, 李慧玉
当前状态: ?doi:?10.13332/j.1000-1522.20180430
[摘要](167) [HTML全文](87) [PDF 1316KB](32)
摘要:
目的通过克隆白桦BpTCP2基因,分析其序列特征,并检测该基因在不同组织部位、激素处理及非生物胁迫下的基因表达特性,为揭示BpTCP2在植物生长发育及逆境应答中的作用提供理论依据。方法通过PCR技术克隆BpTCP2基因的全长,并对得到的cDNA序列进行生物信息学分析;采用实时荧光定量PCR技术分析该基因的组织表达特性,以及在外源植物激素(ABA、IAA、BR、JA、SA)处理和非生物胁迫(CdCl2、NaCl、NaHCO3、PEG)下的响应模式。结果成功克隆了BpTCP2基因的cDNA序列;生物信息学分析发现BpTCP2含有高度保守的bHLH结构域,属于PCF亚类。qRT-PCR结果显示,BpTCP2基因在木质部、幼嫩的叶片和茎节中表达量较高;在CdCl2、NaCl、NaHCO3处理下,该基因持续上调表达;且5种外源激素均能诱导该基因表达。结论BpTCP2基因参与白桦木质部的形成,影响叶片及初期茎节的发育,并能在各激素、重金属、盐、碱的诱导下表达。
呼伦贝尔沙地风沙土粒径分布特征
陈宇轩, 高广磊, 张英, 丁国栋, 朴起亨, 赵洋, 王陇
当前状态: ?doi:?10.13332/j.1000-1522.20180348
[摘要](259) [HTML全文](170) [PDF 762KB](22)
摘要:
目的土壤粒径分布可显着影响土壤风蚀强度,研究其变化特征,对阐明风沙运动过程及其影响因素具有重要意义。方法以呼伦贝尔沙地流动、半固定和固定沙丘表层风沙土为研究对象,采用激光衍射技术测定土壤粒径分布,计算分析不同类型沙丘风沙土粒度组成、粒度参数和粒配曲线。结果研究结果显示:(1)呼伦贝尔沙地表层风沙土以砂粒为主,其含量可达60% ~ 80%,黏粒与粉粒含量较少。随沙丘的固定,土壤黏粒、粉粒与极细砂含量显着增加(P < 0.05),细砂、中砂与粗砂含量显着减少(P < 0.05),极粗砂含量无显着变化(P > 0.05)。(2)沙地土壤平均粒径较粗,分选性较差,粒度分布较集中,偏度情况为极正偏,峰度值为尖窄,分形维数介于2.25 ~ 2.49之间。随沙丘的固定,风沙土粒度组成不断细化,粒径分布的对称性与均匀程度不断优化,分形维数不断增大。(3)沙地不同类型沙丘的土壤粒度频率分布曲线均具有唯一峰值。流动沙丘跃移与蠕移组分的分选性较好;固定沙丘悬移组分的分选性较好。随沙丘的固定,在组分之间过渡时,土壤颗粒变化的剧烈程度不断降低。结论呼伦贝尔沙地不同类型沙丘风沙土粒径分布特征差异显着,研究结果反映了风沙土粒径分布随沙丘固定的变化特征,可为呼伦贝尔沙地土地沙漠化防治提供理论支撑。
白桦BpSPL8启动子的克隆及异源过表达BpSPL8对拟南芥耐旱性的影响
张勇, 胡晓晴, 李豆, 刘雪梅
当前状态: ?doi:?10.13332/J.1000-1522.20190137
[摘要](181) [HTML全文](225) [PDF 879KB](25)
摘要:
目的目前对植物SPL8的基因功能研究主要集中在开花和育性方面,而其在干旱胁迫响应中的作用却鲜有报道。本文克隆、分析了白桦BpSPL8启动子,并研究了BpSPL8基因在拟南芥中响应干旱胁迫的功能。方法通过PCR克隆技术得到了白桦BpSPL8启动子;利用PLACE和PlantCARE软件对BpSPL8启动子顺式作用元件进行了预测。构建了BpSPL8启动子驱动GUS(β-葡萄糖苷酸酶编码基因)的植物表达载体,并采用浸花法将其转化至拟南芥中;继而利用GUS染色分析了BpSPL8启动子的组织表达模式;同时对BpSPL8在PEG处理下的表达水平进行了qRT-PCR分析。最后,以过表达BpSPL8拟南芥为材料来探究BpSPL8在干旱胁迫下的生物学功能。结果启动子元件分析显示BpSPL8启动子中含有组织特异表达、光响应、激素响应及多个胁迫响应元件。GUS染色结果表明,BpSPL8启动子可在拟南芥的下胚轴、叶片、叶柄、根和花序中启动GUS基因表达。BpSPL8基因在PEG处理下的野生型白桦的根和叶片中均呈现先上调后下调的表达趋势。干旱胁迫下,过表达BpSPL8拟南芥的存活率和脯氨酸含量均显着低于野生型,丙二醛含量显着高于野生型;两个已知的抗逆基因DR29BP5CS1在干旱处理后的野生型和转基因拟南芥中均上调表达;但在转基因拟南芥中呈现出延迟上调的表达模式。结论异源过表达白桦BpSPL8能够降低拟南芥的耐旱性,并在干旱胁迫下影响抗性基因DR29BP5CS1的表达模式。
雌雄异株植物簇毛槭繁殖代价延迟效应研究
赵海艳, 宋子龙, 徐萌, 黄云浩, 张新娜, 王娟
当前状态: ?doi:?10.13332/j.1000-1522.20180360
[摘要](171) [HTML全文](150) [PDF 763KB](16)
摘要:
目的植物将大部分资源用于繁殖活动时必将导致其对生长发育等其他功能的资源投入下降,生活史理论把这种现象称为繁殖代价。植物繁殖代价主要体现为当年繁殖资源投入与当年营养生长资源投入之间的权衡,以及当年繁殖资源投入与未来生长发育资源投入之间的权衡,这意味着植物的繁殖代价可能存在着一定的延迟效应。本文利用雌雄异株植物雌雄功能分离的属性,验证吉林蛟河针阔混交林中簇毛槭是否存在繁殖代价的延迟效应。方法2012年选取簇毛槭雌雄各90株,将不同性别植株分成3个处理组(A为对照组,B为摘除花朵即开花不结实组,C为摘除花蕾组)进行试验操作。2013年和2017年跟踪调查不同处理组中簇毛槭繁殖及生长状况。利用双因素方差分析检验不同处理方式下雌雄植株的1年生枝条长度和叶片生物量的差异显着性。结果2013年花期,在1年生枝条水平和2级侧枝水平上1年生枝条长度顺序为C组 > B组 > A组。其中雌株的B组和C组显着大于A组,雄株的处理组间差异显着。2013年花期,在1年生枝条水平和2级侧枝水平上雌株的叶片生物量顺序为C组 > B组 > A组;其中B组和C组显着大于A组。2017年花期,在1年生枝条水平雄株的叶片生物量顺序为C组 > B组 > A组,其中C组显着大于A组。结论构件水平影响着繁殖代价延迟效应的检测结果;雌雄异株树种簇毛槭的繁殖代价的延迟效应在营养器官上的表现具有性别和养分分配差异;繁殖代价延迟效应持续表现时间也具有性别差异。
长白山自然保护区蒙古栎幼树生理生长特性随海拔梯度的变化
樊莹, 乔雪涛, 赵秀海
当前状态: ?doi:?10.13332/j.1000-1522.20190095
[摘要](360) [HTML全文](58) [PDF 962KB](8)
摘要:
目的揭示长白山自然保护区蒙古栎幼树生理生长特征对海拔梯度的响应,以预测环境变化对该地区蒙古栎幼树生长的潜在影响。方法以长白山自然保护区不同海拔的林下蒙古栎幼树为材料,研究其叶片生理学、叶片形态学特性和植株生长特性对海拔梯度的响应。结果(1) 蒙古栎叶片的比叶重和叶片干物质含量没有显着的海拔差异(P > 0.05),而叶片的表观量子效率、光饱和点、光饱和速率、水分利用效率和表观CO2利用效率随海拔高度的增加呈下降趋势,即蒙古栎叶片的对弱光的利用能力、对强光的适应能力和最大光合潜力随海拔高度的增加而下降,生成单位有机物所需消耗的水分和胞间CO2随海拔高度的增加而增加;(2) 蒙古栎植株的叶生物量、新生枝条生物量、一年生枝条生物量、叶生物量比重、新生枝条生物量比重和一年生枝条生物量比重随海拔高度的增加分别下降了64%、59%、60%、53%、45%和47%,即蒙古栎幼树的年生长量随海拔高度的增加而下降;(3) 本研究中选择的叶片因子共解释了蒙古栎总生长变异的12.03%,选择的环境因子共解释了总生长变异的19.31%。结论蒙古栎幼树叶片生理性状和整株生长性状对海拔梯度的响应反映了该物种在异质生境中具有较强的叶片生理和整株形态可塑性。蒙古栎幼树的叶片的比叶重和干物质含量随海拔梯度没有显着变化,但其光合速率以及年生长量随海拔高度的增加而下降,即环境变化可能会通过影响蒙古栎幼树叶片的光合特征而非叶片的形态学特征进而影响蒙古栎幼树的生长。本文对预测蒙古栎在未来气候变化下的生理生态响应及演化方向具有一定意义。
LdNPV对CO2含量胁迫下舞毒蛾生长发育及生化酶活性影响
李欣悦, 王振越, 曹传旺
当前状态: ?doi:?10.13332/j.1000-1522.20180199
[摘要](770) [HTML全文](52) [PDF 713KB](7)
摘要:
目的以森林害虫舞毒蛾为对象,研究CO2含量介导下LdNPV病毒对舞毒蛾生长发育、解毒酶和保护酶的影响。方法利用密闭式CO2人工气候箱研究了不同CO2含量(397、550和750 μL/L)条件下饲养的舞毒蛾幼虫,LdNPV对其生长发育指标的影响,并采用分光光度计法测定体内保护酶和解毒酶活性。结果高CO2含量胁迫下舞毒蛾3龄幼虫体质量累计增长率降低。LdNPV胁迫导致不同CO2含量(397、550和750 μL/L)条件下饲养的舞毒蛾3龄幼虫体质量累计增长率分别比对照组增加81.27%、71.63%和68.41%;随着CO2含量升高幼虫感染LdNPV死亡率增加,750 μL/L高含量处理组死亡率为27.09%。高CO2含量胁迫下舞毒蛾3龄幼虫体内解毒酶CarE和AChE活性随着CO2含量升高而诱导增加,ALP活性随CO2含量增加抑制下降;保护酶CAT活性随着CO2含量升高诱导增加,而SOD活性随着CO2含量升高抑制减少。高CO2含量条件下生长的舞毒蛾3龄幼虫接种LdNPV后,随着CO2含量升高体内CarE、ALP、AChE和CAT活性被抑制,而SOD活性表现为诱导增加。结论不同CO2含量下舞毒蛾饲养至3龄幼虫接种LdNPV,随着CO2含量增加,幼虫体重累计增长率减少、死亡率增加。舞毒蛾幼虫CarE、AChE、ALP和CAT活性随着LdNPV处理时间和CO2含量增加而主要表现为抑制减少;SOD活性则主要表现为诱导增加。CO2含量升高可能通过影响生长发育和生理生化增加LdNPV对舞毒蛾幼虫的致病力。
寒温带林区不同林型下土壤中氮矿化特征
吴迪, 崔晓阳, 郭亚芬
当前状态: ?doi:?10.13332/j.1000-1522.20190276
[摘要](161) [HTML全文](48) [PDF 1273KB](9)
摘要:
目的研究不同林型不同海拔下森林土壤凋落物层和表层矿质土壤中氮矿化特征及与培养时间、土壤理化性质的关系,以了解森林土壤中针阔叶林下氮的矿化潜能,为充分地理解森林土壤氮循环提供参考。方法采用实验室好气培养法,以我国寒温带林区大兴安岭的偃松林、杜鹃?白桦林、杜鹃?落叶松林、杜香?落叶松林下漂灰土和棕色针叶林土的凋落物层及表层矿质土壤为研究对象,按培养时间测定其中的铵态氮、硝态氮含量及全氮、有机质、有机碳、含水量、pH、土壤机械组成等理化性质,研究4种林型下土壤中氮矿化与培养时间、海拔的关系,并通过主成分分析探讨氮矿化的潜在驱动因素。结果4种林型下,凋落物层中氮矿化以氨化作用占优势,表层矿质土壤中以硝化作用占优势。随培养时间的延长,凋落物层的矿化氮含量呈现先增后减的趋势,而表层矿质土壤中矿化氮含量呈现先减后增的趋势,培养初期有明显的矿化滞后期。pH对表层矿质土壤氮矿化产生了直接影响,而有机质、有机碳、全氮、土壤机械组成是土壤氮矿化过程中潜在的主要驱动因子。结论寒温带林区不同林型下凋落物层和表层矿质土壤中的氮矿化特征,因培养时间的差异导致氮矿化的趋势差异,两个层次均表现为随着海拔的升高,氮矿化量减少。通过比较分析,能够深入地认识寒温带林区森林土壤氮矿化潜力的变化趋势,研究结果为进一步理解森林土壤氮循环提供科学依据。
UPLC-MS/MS测定植物组织中植物激素的含量
邓文红, 赵欣蕊, 张俊琦, 郭惠红
当前状态: ?doi:?10.13332/j.1000-1522.20190052
[摘要](77) [HTML全文](64) [PDF 637KB](8)
摘要:
目的植物激素在植物生长发育和响应生物和非生物胁迫过程中起着非常重要的作用,研究植物激素的合成、运输、代谢和分子作用机理,需要对植物激素进行定量分析。针对植物激素在大多数植物组织中的含量很低,性质不稳定,与其共存的次生代谢产物背景干扰严重,此外有些植物材料非常珍稀,材料量少的问题,以毛白杨叶片为材料,建立了超高效液相色谱?串联质谱(UPLC-MS/MS)同时测定植物组织中吲哚乙酸(IAA)、脱落酸(ABA)、赤霉素(GA3)、茉莉酸(JA)和水杨酸(SA)的新方法,为植物激素的研究提供技术支撑。方法在用异丙醇、水和盐酸(2:1:0.002,v:v:v)混合液4 ℃提取激素时,定量加入IAA、ABA、GA3、JA和SA内标(2H5-IAA、2H6-ABA、2H-JA和2H5-SA各10 ng,2H2-GA3 20 ng),激素提取液经二氯甲烷萃取后,UPLC-MS/MS定量测定。乙腈?0.1%乙酸水溶液为流动相,梯度洗脱,流速 0.8 mL/min,柱温30 ℃,C18色谱柱分离,多反应监测(MRM)、电喷雾电离源(ESI)负离子模式下进行分析,内标曲线法定量。结果5种植物激素在5 min内实现完全分离,检出限为0.01 ~ 0.05 pg/g,定量限为0.05 ~ 0.15 pg/g。在实验所采用的浓度范围内线性相关系数r在0.999 4 ~ 0.999 9之间,精密度和重现性均较好,峰面积的相对标准偏差为1.1% ~ 3.9%。经检测毛白杨叶片中IAA、ABA、GA3、JA、SA的含量分别为(74.38 ± 4.62)ng/g、(193.80 ± 6.04)ng/g、(674.67 ± 18.08)ng/g、(286.62 ± 7.48)ng/g、(746.02 ± 13.93)ng/g。结论本法操作简单,灵敏度高,分析时间短,适用于多种植物激素的测定。
辽东山区两种针叶人工林土壤真菌群落结构特征
邓娇娇, 周永斌, 殷有, 白雪娇, 高慧淋, 朱文旭
当前状态: ?doi:?10.13332/j.1000-1522.20180147
[摘要](307) [HTML全文](84) [PDF 951KB](8)
摘要:
目的为探讨辽东山区两种典型针叶人工林土壤真菌群落多样性及结构特征,揭示真菌群落结构与树种、土壤环境因子的相关性。方法本研究以辽东山区白石砬子自然保护区内落叶松(LGe)、红松(PKe)人工林和辽宁省森林经营研究所实验林场落叶松(LGd)、红松(PKd)为研究对象,采用Illunima Miseq高通量测序技术和OTU分析法比较不同针叶人工林土壤真菌群落结构差异,分析优势菌群与土壤理化性质的相关性。结果(1)与红松人工林相比,落叶松人工林有助于提高土壤全碳、全氮和速效氮的含量明显高。(2)该区落叶松和红松人工林土壤共检测到9个土壤真菌门,优势菌门为担子菌门、子囊菌门、接合菌门和Rozellomycota。(3)LGe和PKe,LGd和PKd土壤真菌的多样性和丰富度指数存在差异,但都不显着。(4)Venn和Heatmap表明落叶松和红松人工林土壤真菌群落组成和相对丰度存在差异,LGe和PKe间的差异较LGd和PKd间的差异小。(5)RDA分析与Pearson相关性分析表明,土壤pH、土壤全碳、速效氮、土壤碳氮比是该区针叶人工林土壤真菌群落结构变化的关键影响因素。结论土壤真菌群落结构、多样性指数在不同树种间存在一定差异,LGe和PKe土壤有机质和真菌群落结构多样性差异较小,表现趋同性,LGd和PKd差异较大。
基于石榴全基因组序列的SSR标记开发及鉴定
洪文娟, 郝兆祥, 刘康佳, 罗华, 庞晓明, 毕润霞, 苑兆和, 宗世祥, 王君
当前状态: ?doi:?10.13332/j.1000-1522.20190167
[摘要](360) [HTML全文](105) [PDF 894KB](7)
摘要:
目的利用cDNA文库筛选的石榴SSR多态性标记数量有限,为进一步推动石榴遗传多样性分析、遗传图谱构建、品种鉴定等研究,有必要系统开发高效稳定的分子标记位点。方法本研究根据已发表的石榴基因组测序数据利用MISA软件对1 ~ 6核苷酸重复的SSR位点进行了查找,分析了不同类型SSR位点的序列特征,进而设计引物并检测了引物的有效性和多态性。结果(1)石榴基因组中共检测到146 445个SSR位点,其中以单核苷酸重复型SSR最多(占51.95%),六核苷酸重复型最少(仅占0.38%);SSR序列以A/T碱基占主导,具有偏向性。(2)石榴基因组SSR序列长度变化范围为10 ~ 252 bp,平均长度15.48 bp。不同长度重复单元类型的SSR序列长度存在丰富变异,呈现随着重复次数增多,SSR序列丰度减少的趋势。(3)根据不同类型SSR位点设计并合成引物140对,其中119对在12份石榴种质中可扩增出有效条带,41对可产生多态性条带,PIC值在0.007 ~ 0.566之间;从中筛选出多态性较高、稳定性好的引物15对,共检测到等位基因44个,平均每个SSR位点检测到2.933 3个等位基因。结论利用石榴全基因组序列可实现SSR标记的大规模开发,并可鉴定出大量适用于石榴遗传多样性分析、遗传图谱构建、品种鉴定等研究的SSR引物。相关研究为石榴的遗传育种研究提供了丰富的SSR序列信息和标记资源。
阔叶红松混交林不同大小林隙地表温度和浅层土壤温度的时空异质性分析
段文标, 郭绮雯, 陈立新, 冯静, 王丽霞, 杜珊
当前状态: ?doi:?10.13332/j.1000-1522.20180390
[摘要](234) [HTML全文](42) [PDF 2320KB](5)
摘要:
目的探究不同大小林隙地表温度和浅层土壤温度的动态变化特征,为阔叶红松混交林苗木更新、生物多样性维持及生态环境的恢复提供理论依据。方法以小兴安岭阔叶红松林中林隙和小林隙为研究对象,采用网格法和十字样线法分别布设地表温度表和土壤温度表观测样点,在植物生长季测定了两个林隙的地表温度、地表最低和地表最高温度以及浅层(5、10、15和20 cm)土壤温度,采用经典统计学与地统计学对地表温度和土壤温度进行测量及时空异质性的分析。结果(1)地表温度和地表最高温度在生长季内(6—9月)的月变化均表现为先升后降的单峰型曲线分布,且7月达到最大值。地表温度的升温速率高于降温速率,升温幅度大,降温幅度小。(2)不同样地间地面最高温度与地面温度的变化相同,生长季内(6—9月)地面温度变化为:中林隙 > 小林隙 > 郁闭林分,最低温度变化为:中林隙 < 小林隙 < 郁闭林分。(3)各月份林隙土壤温度空间变异程度不同,6月和9月变异程度较7月和8月有所增加;随着土层深度增加,土壤温度的变异减小。(4)林隙日均地表温度和日均土壤温度均较郁闭林分高,且林隙土壤温度的最大值区域随时间出现动态变化。林隙中心地表温度和土壤温度极其日较差均高于郁闭林分。中、小林隙各土层温度差并无明显差异。(5)7月和8月土壤温度均呈较弱变异,6月和9月部分呈中等变异。结论地表温度和浅层土壤温度在不同月份均呈现出不同的变化趋势,生长季(6—9月)的地表温度与土壤温度恰恰是苗木更新及种子萌发的关键条件之一,本文旨在对群落演替和种群动态研究提供基础性数据。
基于SSR和SRAP标记的红花玉兰品种遗传关系分析及分子鉴定
张妹, 何正权, 马江, 桑子阳, 朱仲龙, 张德春, 马履一, 陈发菊
当前状态: ?doi:?10.13332/j.1000-1522.20190204
[摘要](349) [HTML全文](89) [PDF 836KB](22)
摘要:
目的为了解析红花玉兰各品种间的遗传多样性和遗传差异不清等问题,本研究采用SSR和SRAP分子标记方法对红花玉兰不同品种的遗传多样性水平和遗传分化程度进行评估,以建立其分子标记体系。方法以35个红花玉兰品种为实验材料,分别进行SSR和SRAP标记扩增,计算出SSR和SRAP分子标记的各遗传参数。利用NTSYS-pc2.1软件计算各品种间的遗传相似系数并用非加权法(UPGMA)进行聚类分析。通过R语言分析筛选出能够完全区分红花玉兰品种的引物对组合。结果经筛选共获得18对具有多态性且条带清晰的SSR引物,分别以35个红花玉兰品种基因组DNA为模板,共扩增出条带数为128条,引物扩增条带在2 ~ 15之间,平均每对引物扩增7.1条,平均带型数为9.9,平均有效带型数为5.4,平均分辨能力(D)为0.73;不同引物的多态性位点百分比变化范围很大,在0.142 9 ~ 1.000 0之间,均值为0.730 2;Shannon’s指数平均为0.304 2,范围是0.086 4 ~ 0.433 7;平均期望杂合度为0.248 8,范围是0.059 2 ~ 0.282 3。利用筛选获得的11对SRAP引物对35个红花玉兰品种进行鉴定,共扩增156条,引物扩增条带数在7 ~ 18,平均每对引物扩增14.2条,平均带型数为22.7,平均有效带型数为13.2,平均分辨能力(D)为0.93;11对引物的多态性位点百分比平均数为0.815 6,变异范围是0.657 1 ~ 1.000 0;平均Shannon’s指数为0.375 9,变异区间在0.287 2 ~ 0.455 3;平均期望杂合度为0.240 4,范围在0.180 2 ~ 0.311 6之间。结论红花玉兰具有较高的遗传多样性,经筛选和优化后的SSR和SRAP引物组合均能将现有红花玉兰品种完全区分开,实现了对红花玉兰品种的简便、快速、准确地鉴定,并为红花玉兰的保护和繁育,以及新品种的选育提供了重要的参考。
青海湖湖滨不同土地类型土壤酶活性的研究
李娜, 黄金, 耿玉清, 董颖, 张超英
当前状态: ?doi:?10.13332/j.1000-1522.20180402
[摘要](105) [HTML全文](79) [PDF 593KB](16)
摘要:
目的探讨青海湖湖滨不同土地类型中土壤酶活性的变化及其影响因素,可为退化湿地的植被恢复与生态重建提供理论依据。方法选取青海湖东岸尕海区的湖滨湿地,由其退化的草地和沙地3种土地类型为研究对象。分别采集0 ~ 10 cm,10 ~ 20 cm和20 ~ 30 cm的土壤样本,比较不同土地类型土壤化学性质与土壤酶活性的差异,运用CANOCO5.0软件对土壤酶活性与土壤化学性质间关系进行冗余分析(RDA)。结果湿地中的土壤有机碳、全氮和水溶性有机碳氮的含量显着高于沙地,而土壤易氧化碳和铵态氮含量显着高于草地和沙地;对于水溶性有机碳、硝态氮和有效磷来说,湿地和草地显着高于沙地。草地土壤β-葡萄糖苷酶、亮氨酸氨基肽酶和甘氨酸氨基肽酶的活性较湿地分别显着下降了32.17%、30.90%和39.67%;而沙地较草地分别显着下降了79.22%、73.46%和64.84%。湿地和草地的N-乙酰氨基葡萄糖苷酶和酸性磷酸酶活性均显着高于沙地,但仅湿地的纤维二糖酶和碱性磷酸酶活性显着高于沙地。冗余分析结果表明,土壤水溶性有机碳和氮是影响土壤酶活性的主要因素,对其解释程度分别为58.8%和29.4%。水溶性有机碳可以很好解释亮氨酸氨基肽酶和酸性磷酸酶活性的变化;水溶性有机氮与碱性磷酸酶相关性显着;有机碳则与纤维二糖酶存在显着的正相关。结论湖滨湿地退化为草地和沙地后,土壤有机碳和氮以及土壤酶活性呈现下降趋势,土壤水溶性有机碳、水溶性有机氮以及有机碳显着地影响土壤酶活性的变化。
沙蒿水浸提液化感物质的分离与鉴定
邓文红, 赵欣蕊, 张俊琦, 郭惠红
当前状态: ?doi:?10.13332/j.1000-1522.20190086
[摘要](106) [HTML全文](56) [PDF 709KB](5)
摘要:
目的研究沙蒿根、茎、叶和种子水浸提液的化感物质,探究其对沙米种子发芽的影响,为沙蒿在群落演替过程中化感作用的研究提供理论依据。方法用超纯水室温浸提沙蒿根、茎、叶和种子48 h,离心,上清液经萃取后得到酸性、中性和碱性浸提液。将3种浸提液分别分为两部分,一部分用气相色谱质谱联用仪(GC-MS)对其组分含量进行分析,另一部分用于沙米种子发芽实验。结果沙蒿水浸提液酸性组分共检测到35种化合物,根的酸性组分主要为丁二酸(22.42%)和3,4-二羟基苯甲酸(13.13%);茎的酸性组分主要为丁二酸(25.81%)、咖啡酸(13.53%)、3-羟基-4-甲氧基苯甲酸(12.12%)和2-羟基丙酸(11.13%);叶的酸性组分主要为3,4-二羟基苯甲酸(23.15%)、苯甲酸(16.62%)和3-羟基-4-甲氧基苯甲酸(15.68%);种子的酸性组分主要为2-羟基丙酸(47.64%)和丁二酸(32.28%)。中性组分共检测到20种化合物,根、茎、叶和种子的主要成分均为2-呋喃丙醇,分别占检测到物质的62.28%、33.10%、47.42%、85.13%。碱性组分共检测到6种化合物,根中主要成分为乙胺(43.80%),茎、叶和种子中主要成分为2-羟基乙胺,分别占检测到物质的53.95%、42.45%、56.29%。沙蒿水浸提液酸性、中性和碱性组分对沙米种子发芽均有抑制作用,其中酸性组分的抑制作用最强,其次为碱性组分,影响最弱的为中性组分。结论沙蒿化感物质主要是酸性物质,在沙蒿与其它植物竞争中具有重要作用。不同部位水浸提液所表现出来的化感效应强度不同,表明化感作用与其含有的化感物质的种类与含量有关。
胡杨异形叶抗氧化能力的比较
李萍萍, 曾明, 李文海, 赵媛媛, 郑彩霞
当前状态: ?doi:?10.13332/j.1000-1522.20190134
[摘要](172) [HTML全文](124) [PDF 778KB](6)
摘要:
目的胡杨是我国西部荒漠地区抗逆性较强的树种,具有异叶性。前人的研究发现,胡杨叶片从披针形叶到锯齿卵圆形叶其结构趋于旱生性,且抗性逐渐增强。本文拟从活性氧清除机制着手,深入探讨胡杨异形叶的抗氧化能力,以期阐释其抗逆性的生化机制。方法以成年胡杨披针形叶、卵圆形叶和锯齿卵圆形叶3种典型形态叶为试验材料,对其·O2?产生速率、MDA含量、抗氧化酶(SOD、POD、CAT、APX、GR)活性和抗氧化物质(黄酮、类胡萝卜素、AsA、GSH)含量随季节(5、7和9月)变化的规律进行了比较研究。结果(1)·O2?产生速随季节变化,·O2?产生速率锯齿卵圆形与卵圆形叶中递增,在披针形叶中先增后减;MDA含量在锯齿卵圆形叶中递减,在卵圆形叶中先减后增,而在披针形叶中持续递增。值得注意的是,9月份披针形叶中·O2?产生速率最低而MDA含量最高。(2)锯齿卵圆形叶与卵圆形叶的SOD活性先降后升而CAT活性先升后降,POD活性持续升高而GR活性递减。APX活性在锯齿卵圆形叶中先升后降,在卵圆形叶中一直升高。而披针形叶的SOD、POD、CAT、APX和GR活性均呈先升后降的变化趋势。整体而言,锯齿卵圆形叶的抗氧化酶活性 > 卵圆形叶 > 披针形叶。其中,POD活性差异最为明显。(3)黄酮和类胡萝卜素在7月份大量积累,9月份ASA含量最高而GSH含量最低。黄酮和类胡萝卜素含量在锯齿卵圆形与卵圆形叶中先增后减,在披针形叶中递增;AsA含量在锯齿卵圆形与卵圆形叶中递增,在披针形叶中先减后增;3种形态叶的GSH含量均递减。(4)锯齿卵圆形叶中·O2?产生速率与POD活性及AsA含量呈极显着正相关(P < 0.01),卵圆形叶中·O2?产生速率与POD和APX活性及类胡萝卜素和AsA含量存在极显着正相关(P < 0.01),披针形叶中·O2?产生速率则与POD、CAT和APX活性及黄酮和类胡萝卜素含量都存在极显着正相关(P < 0.01)。结论胡杨3种形态叶的抗氧化能力不同。锯齿卵圆形叶抗氧化能力最强,卵圆形叶次之,披针形叶最弱。3种形态叶随季节变化的抗氧化应答机制也存在差异。夏季锯齿卵圆形叶与卵圆形叶中以POD、CAT和APX作为主要清除ROS的抗氧化酶,秋季则以高活性的SOD和POD作为主要的抗氧化酶。同时,秋季卵圆形叶中APX活性也维持在较高水平。而披针形叶中以SOD、POD、CAT、APX和GR协同清除ROS。此外夏季胡杨叶片大量积累黄酮和类胡萝卜素消除ROS;秋季则通过AsA-GSH循环清除更多的ROS。
单板层积材的三维光学检测及其托盘的有限元仿真分析
储德淼, 母军, 康柳, 赖宗元
当前状态: ?doi:?10.13332/j.1000-1522.20190056
[摘要](289) [HTML全文](784) [PDF 1234KB](5)
摘要:
目的单板层积材应用广泛,但其性能测试多采用破坏性实验方法,存在检测效率低且会造成资源浪费的不足。本研究对一种新型层积板材及其制得的托盘进行无损检测,旨在为木质层积材及制品性能的高效、精确检测提供理论参考和技术支撑。方法将三维光学检测法与有限元仿真分析相结合,首先采用数字散斑法测量并计算获得新型层积板材的弹性常数包括弹性模量,泊松比,剪切模量;然后导入有限元仿真分析中,分别选取layer单元和solid 185单元对板材模型进行网格划分和静力模拟,优化其仿真模拟参数;参照国际标准ISO 8611-2011 对新型层积板材托盘性能进行检测,利用Solidworks建立及装配托盘模型,在ANSYS workbench软件中对托盘整体结构进行整体抗压、底板抗压、面板抗压及角跌落等仿真模拟,并与实验测试结果进行对比分析。结果三维光学法获得的弹性参数可以应用于新型层积板材及制品的有限元仿真分析中,ANSYS有限元仿真结果可靠:将新型层积材作为整体结构,选用solid 185单元的仿真模拟结果与实际测试情况最为接近;新型层积材托盘静力仿真分析中托盘的最大变形与实验结果相近,4种工况仿真分析结果与实测结果相同。结论三维光学检测法结合有限元仿真分析可以对木质层积材及其制品的受力、变形和破坏情况进行无损检测,可达到高效和节能的目的。
转录组分析氧化胁迫对毛白杨悬浮细胞生长发育的影响
尹玢, 陆海
当前状态: ?doi:?10.13332/j.1000-1522.20190157
[摘要](46) [HTML全文](42) [PDF 939KB](4)
摘要:
目的毛白杨是多年生木本植物,由于其固着的生长模式,毛白杨存在长期承受胁迫的可能性。氧化胁迫是常见的非生物胁迫方式,在多个物种中均有不同程度的研究,然而以毛白杨为材料在转录水平的研究目前鲜有报道。通过转录组数据探明活性氧平衡的打破对毛白杨悬浮细胞生长发育的影响。方法本研究对毛白杨悬浮细胞系进行H2O2胁迫处理,通过激光共聚焦显微镜和转录组测序技术(RNA-Seq),观察、分析了线粒体的形态学和基因表达量的差异。结果通过对转录组数据的分析得到了806个显着差异基因(P-value < 0.001 and |log2ratio| > 1),其中449个差异基因下调,357个差异基因上调。这些差异基因涉及细胞分裂、细胞分裂素的激活、赤霉素调控以及磷酸化途径。通过线粒体特异性染料并使用激光共聚焦显微镜观察氧化胁迫条件下毛白杨线粒体的形态学,结果表明氧化胁迫下线粒体以蠕虫状为主。结论通过分析氧化胁迫条件下细胞转录组数据,在RNA水平揭示了氧化胁迫对植物细胞生长发育的影响,为植物的应激反应和生长发育研究提供了理论基础。
天然马尾松林土壤碳氮磷特征及其与凋落物质量的关系
向云西, 潘萍, 陈胜魁, 欧阳勋志, 宁金魁, 吴自荣, 纪仁展
当前状态: ?doi:?10.13332/j.1000-1522.20190029
[摘要](135) [HTML全文](133) [PDF 709KB](14)
摘要:
目的对森林土壤碳氮磷特征及其与凋落物质量的关系进行分析,可为森林质量的精准提升提供参考依据。方法以赣南天然马尾松为研究对象,基于标准地调查及样品测定获取数据,利用主成分提取反映凋落物质量特征的变量并将其分别与土壤有机碳(C)、全氮(N)、全磷(P)建立线性回归模型,分析土壤C、N、P含量与凋落物质量的关系。结果(1)随土层深度的加深,土壤C、N、P含量逐渐降低,0 ~ 10 cm土层的C、N含量均显着高于其他土层(P < 0.05),各土层P含量均无显着差异(P > 0.05)。土壤中的C、N、P含量整体表现为中等偏低到极低的状态;随林龄的递增,各土层C、N、P含量均呈上升趋势,其中0 ~ 10 cm土层的C含量各龄组间均呈显着差异(P < 0.05)。(2)凋落物半分解层、未分解层现存量随林龄的递增呈先增后减的趋势,各龄组均在近熟林达最大值;各分解层的C、N、P含量在不同龄组间均无明显变化规律,但半分解层的C含量、C/N值均显着小于未分解层(P < 0.05),N、P含量则为半分解层大于未分解层,其差异均不显着(P > 0.05)。(3)反映凋落物半分解层、未分解层质量特征的主成分均与土壤C、N含量呈显着相关、与土壤P含量相关性不显着,表现为土壤C、N、P含量与凋落物半分解C、N、P含量呈正相关、凋落物未分解层C、N、P含量呈负相关。结论天然马尾松林土壤的养分含量整体偏低,凋落物C、N、P含量在未分解层减少、半分解层增加时其土壤养分含量增加,因此,在经营中促进凋落物的分解可提高土壤养分含量,有利于林木生长。
油蒿灌木荒漠光能利用效率季节动态研究
李成, 马景永, 张财, 王奔, 查天山, 贾昕
当前状态: ?doi:?10.13332/j.1000-1522.20180217
[摘要](262) [HTML全文](129) [PDF 1066KB](10)
摘要:
目的光能利用效率(LUE)是表征植被通过光合作用将所吸收的能量转化为有机干物质效率的指标,是评价生态系统生产力的重要参数。当前,油蒿灌木荒漠LUE的季节动态以及环境因子对其的调节机制仍存在很大的不确定性,严重制约着对油蒿灌木荒漠生产力估算和预测。方法本研究于2014年5—10月通过涡度协方差法观测了宁夏盐池典型油蒿灌木荒漠生态系统的净碳交换、光合有效辐射、温度和水分等因子,分析油蒿灌木荒漠生态系统LUE的昼夜和季节变化及与其主要环境因子的关系。结果在日尺度上,LUE在14:00时达到最低值(0.000 8 ~ 0.002 4 μmol CO2/μmol photons)。LUE的日变化主要受到冠层导度(gs)和光合有效辐射的影响。在季节尺度上,LUE从5月份开始迅速升高,9月份达到最大值(0.002 5 gC/MJ),而后逐渐降低。LUE月平均值介于0.000 9 ~ 0.002 5 gC/MJ之间。LUE的季节变化主要受土壤氮含量(Nsoil)、冠层导度(gs)和光合有效辐射(PAR)的影响。结论通过以上研究,发现在季节尺度上,通过增加土壤中的氮含量可以促进生态系统总生产力(GEP),从而增大油蒿灌木荒漠的光能利用效率。研究结果可以为提高半干旱区油蒿灌木荒漠生态系统生产力提供一定的理论指导,也为区域植被恢复重建提供重要参考。
上海城市街道小气候要素与绿化布局关系测析——以徐汇区、杨浦区为例
张德顺, 薛凯华, 王振, 曹玮, 马椿栋
当前状态: ?doi:?10.13332/j.1000-1522.20170359
[摘要](257) [HTML全文](167) [PDF 1097KB](24)
摘要:
目的阐述小气候要素与街道绿化布局的对应关系,指导城市街道绿化空间的适应性设计。方法基于街道绿化布局因素分类进行小气候要素的相关分析。对太阳辐射、空气温度和风速等小气候要素进行测析,探索小气候要素与街道绿化垂直结构的关系。结果(1)街道绿荫覆盖率与小气候要素的作用关系:绿荫覆盖率越高,对太阳辐射的削减效率越好,当覆盖率达到90%以上时,效果最为显着;绿荫覆盖率越高,降温效应的规律特征越显着,但过高的绿荫覆盖使得街道空间闭塞,导致其降温效应反而有所降低;绿荫覆盖率在90%以上的街道绿化对风速削减效率比覆盖率为50% ~ 70%高出21%以上。(2)街道绿化复层结构与小气候要素的作用关系:复层垂直结构中,结构越复杂,绿化量越大,所能发挥的太阳辐射削减效率越高,其总体对太阳辐射的平均削减效率为88.78%;复层垂直结构的日平均降温效率为8.69%;乔?灌?草在一天的自然周期内,对风速的削弱效率相对最好,乔?灌其次,乔?草再次,灌?草最弱;复层结构的日平均风速削减效率在77.61%左右。(3)垂直绿量比与小气候要素的作用关系:乔灌木所占总绿量的比值与太阳辐射削减效率呈现正相关性;乔灌木所占比例越高,平均降温效率也越高;在一天的自然周期内,当乔灌与草比例越接近时,对风速的削弱效率越好。结论基于街道绿化布局与小气候要素的关系,提出了调控街道绿化构成对提升小气候舒适度的技术对策:(1)为营造舒适的街道夏季小气候,宜保持70 ~ 90%的绿荫覆盖率;(2)通过适度的绿化复层结构增加遮荫和通风,但要避免过于复杂以至影响正常通风;(3)科学配比垂直绿量,综合考虑夏季绿荫覆盖率和冬季增温要求,通过种植落叶乔木并保持乔灌木占街道绿化中50%以上。
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2019-07期目录
2019, 41(7): 1-2.??
[摘要](51) [HTML全文](91) [PDF 310KB](9)
摘要:
林学
关于林木无性系育种策略的思考
康向阳
2019, 41(7): 1-9.?? doi: 10.13332/j.1000-1522.20190098
[摘要](174) [HTML全文](128) [PDF 612KB](28)
摘要:
林木无性系育种随着森林工业的兴起而诞生并取得快速发展,在世界林业产业中占具越来越重要的地位。其始终围绕高产、优质的育种目标,通过选择和利用天然群体或人工创制的育种后代群体中遗传增益最为突出的个体,经无性繁殖实现规模生产并适时采收,以满足社会对木材、果实、药物等林产品的巨大需求。由于受树体高大、多为异花授粉,性成熟较晚,生长周期和测试时间长且占地多等限制,决定大多数林木必然在相当长的时期内选择与作物不同的育种策略。现代生物科学和育种技术进步为突破基于传统交配设计杂交育种的遗传改良策略提供了可能。基于种间杂交或异花授粉树种的种内杂交育种时,可采取在毛白杨中成功应用的综合SSR遗传距离和优良单株父本鉴定构建育种亲本群体,并与配子染色体加倍选育三倍体相结合的育种策略,即首先通过SSR分子标记分析林木种质资源库亲本遗传距离,同时采用SSR分子标记对种质资源库自由授粉半同胞家系优株进行父本鉴定,在此基础上通过亲本遗传距离以及半同胞家系优株父本鉴定双重筛选构建育种亲本群体,进而利用高配合力育种亲本开展基于有性多倍化的多倍体育种,并通过无性繁殖实现倍性优势和杂交优势最大限度的利用,经济而高效地推进林木无性系育种进程。
毛白杨多态SSR引物库和种质资源指纹图谱库构建
韩志强, 任勇谕, 夏宇飞, 耿喜宁, 杜康, 康向阳
2019, 41(7): 10-18.?? doi: 10.13332/j.1000-1522.20190040
[摘要](474) [HTML全文](189) [PDF 680KB](16)
摘要:
目的针对毛白杨优树种质资源形态学差异小、不易区分等问题,利用多态SSR引物构建优树种质资源指纹图谱,为毛白杨种质资源管理、新品种选育、知识产权保护等提供参考。方法本研究以山东冠县毛白杨种质资源库469个优树无性系为对象,从毛白杨SSR多态引物筛选入手,通过荧光SSR引物PCR扩增和毛细管电泳仪检测筛选SSR引物,并构建指纹图谱。结果在2 317对SSR引物中,共计得到清晰、特异、多态、稳定扩增的SSR引物406对,这些SSR引物在19条染色体上的分布数量介于3 ~ 39对之间,利用BLAST比对分析可将其中389对SSR引物定位到毛果杨基因组,构建了毛白杨优树种质资源多态SSR引物库。应用多态性较高的SSR核心引物,以及特异的SSR辅助引物相结合的技术策略,筛选出25对多态性较高的SSR核心引物,以及13对特异的SSR辅助引物,构建了毛白杨种质资源库内469个优良无性系指纹图谱库,并完成了指纹图谱的QR编码。结论本研究成功构建了毛白杨种质资源多态SSR引物库和优树无性系指纹图谱库,对与毛白杨类似的林木种质资源遗传变异研究以及品种鉴定、系谱分析等具有重要意义。
油松地理种群针叶形态解剖与生理指标遗传变异分析
陈新宇, 孟景祥, 周先清, 袁虎威, 钮世辉, 李悦
2019, 41(7): 19-30.?? doi: 10.13332/j.1000-1522.20190170
[摘要](312) [HTML全文](97) [PDF 631KB](15)
摘要:
目的针叶作为松树生命活动的重要器官,其不同地理种群的形态解剖特征与生理指标的关联尚待阐明,两者间联系可以为认识油松适应性变异提供新的视角。方法本研究在对来自油松全分布区不同生境的8个地理种群田间对比试验基础上,分析了4年生苗木次生针叶形态解剖指标、蒸腾与光合生理指标变异及两类指标间的相关关系。结果(1)针叶粗细、维管束、气孔和树脂道指标在地理群体间存在显着遗传变异;(2)各生理指标在地理种群间有极显着遗传差异;(3)针叶的净光合速率、蒸腾速率和胞间CO2浓度与形态解剖指标均存在不同紧密程度的正相关;(4)种群的胞间CO2浓度与产地年降水和1月均温与年降水比值呈显着正相关,气孔限制值与年降水量和1月均温/年降水量成显着负相关;(5)种群针叶的气孔线数与经度成显着正相关,而树脂道数与经度显着负相关,但与海拔成显着正相关;树脂道面积和叶肉面积比值与经度和纬度成显着负相关。结论遗传相对稳定的针叶形态解剖指标差异可在一定程度上反映地理种群间的光合生理差异,种群间存在针叶气孔量和调节能力随降水量及其维持力减低而提高趋势,树脂道数量及相对截面积随降水量降低而降低的适应性进化趋势。该发现为认识针叶形态解剖特性与光合生理指标关系,松种的适应性进化以及遗传改良提供了理论参考。
三倍体毛白杨新无性系多性状与环境互作及稳定性分析
张平冬, 张锋, 孙静, 宋连君, 康向阳
2019, 41(7): 31-38.?? doi: 10.13332/j.1000-1522.20190106
[摘要](104) [HTML全文](76) [PDF 701KB](18)
摘要:
目的为揭示与阐明三倍体毛白杨纸浆材新无性系在多点试验条件下的主要生长和材性指标遗传变异、无性系与栽培环境互作和稳定性信息,服务于各栽培地区的主栽品种选择。方法本文对设置在晋、鲁、豫5个试验点的三倍体毛白杨新无性系区域化对比试验林7年生无性系植株进行了木材基本密度和主干生长指标的调查分析,估算了无性系间遗传变异与稳定性参数。结果结果表明:栽培地点、无性系效应对三倍体毛白杨生长性状、木材基本密度以及主干生物量均有极显着影响;地点与无性系间的交互作用对生长性状和主干生物量具显着影响,对木材基本密度的影响不显着。三倍体毛白杨新无性系的木材基本密度重复力为0.92,略大于胸径(0.90)、树高(0.84)、单株材积(0.86)以及主干生物量(0.80)的重复力。通过生长性状、木材基本密度以及主干生物量的稳定性分析,筛选出高产且相对稳定的三倍体毛白杨无性系B303,两个木材基本密度大且稳定性好的无性系B331、B302。三倍体毛白杨生长性状和木材基本密度稳定性评价结果不一致,可能与两者间存在弱的负相关性有关。建议主干生物量可作为纸浆材新品种评价的重要指标。结论论文成果深化了对毛白杨材性变异与影响因子的认识,为优良纸浆材品种选择提供了技术参考,对促进优良品种的推广有积极指导意义。
山西省吉县刺槐无性系种质遗传多样性的EST-SSR分析
李秀宇, 郭琪, 董黎, 孙宇涵, 牛东升, 刘佳平, 王红生, 李云
2019, 41(7): 39-48.?? doi: 10.13332/j.1000-1522.20190108
[摘要](223) [HTML全文](82) [PDF 591KB](23)
摘要:
目的了解各对EST-SSR引物检出的等位简单序列重复片段数量,解析吉县良种基地刺槐无性系种质的多态性状况与种质间亲缘关系,为引物利用和刺槐种质遗传管理提供参考。方法利用课题组开发的45对EST-SSR引物进行PCR扩增,使用毛细管电泳仪对产物进行检测,用Popgene 1.32版软件对群体遗传参数进行评估,利用NTsys 2.10e进行聚类分析。结果45对EST-SSR引物中,除了引物RP-24均表现出良好的多态性。44对引物共检测到等位重复序列298个,每对引物检测到2 ~ 15个,平均6.77个。群体观测杂合度(Ho)的变化范围为0.022 7 ~ 0.842 1,平均为0.412 6。期望杂合度(He)的变化范围为0.088 7 ~ 0.822 3,平均为0.484 0。引物多态性信息量(PIC)变化范围为0.085 2 ~ 0.796 6,平均为0.444 4。结论该基地的刺槐无性系种质具有较高的遗传多样性。由聚类结果可知,在遗传距离为0.81时,可将96份刺槐无性系种质聚成5类。聚类图在分子水平上显示了刺槐无性系种质间的亲缘关系,研究结果对于利用这些引物用于刺槐的种质评价、资源管理和辅助育种有积极的参考价值。
茶壶枣离体多倍体诱导关键技术研究
郭烨, 崔艳红, 孔德仓, 曹明, 庞晓明, 李颖岳
2019, 41(7): 49-56.?? doi: 10.13332/j.1000-1522.20190230
[摘要](147) [HTML全文](71) [PDF 1290KB](7)
摘要:
目的离体多倍体育种是枣树育种的重要方法,对其关键技术的研究有利于建立和完善枣树离体多倍体育种体系,加快枣树多倍体种质的创制。方法以茶壶枣无菌叶片为材料,将预培养不同天数(7 ~ 20 d)的叶片固定后制成石蜡切片,进行细胞学观察以确定适宜的预培养时间。在此基础上,将叶片不定芽再生技术与秋水仙素染色体加倍技术相结合,在叶片预培养8、9、10、11 d后,分别用70和90 mg/L的秋水仙素处理48和72 h,并对处理后得到的不定芽进行流式细胞术倍性检测。结果通过对叶片最佳预培养时间的细胞学研究可以得出,茶壶枣无菌叶片在预培养8 ~ 9 d时,分生细胞的分裂能力最强,且未出现分化现象,在此时期用秋水仙素对叶片进行处理,可大大提高诱导率,并且可以有效避免嵌合体和混倍体的出现。染色体加倍试验发现,在预培养8 d后,用70 mg/L的秋水仙素处理72 h,其诱导率最高,达4.11%,并成功获得8株多倍体植株。通过流式细胞术确定这8株多倍体均为纯合四倍体。结论本研究探索出了将茶壶枣叶片不定芽再生体系与秋水仙素染色体加倍技术相结合,人工诱导茶壶枣多倍体的技术方法。
二倍体及其同源四倍体酸枣的生理特征和转录组分析
李萌, 郭烨, 刘松珊, 庞晓明, 李颖岳
2019, 41(7): 57-67.?? doi: 10.13332/j.1000-1522.20190118
[摘要](90) [HTML全文](67) [PDF 1037KB](14)
摘要:
目的研究酸枣基因组复制后分子水平的变异机制,为深入探讨枣树多倍体性状、关键调控基因的克隆及基因工程育种提供参考。方法本实验以二倍体及其同源四倍体酸枣为研究材料,比较了二者的叶片相对含水量、叶绿素含量、可溶性糖含量以及可溶性蛋白质含量,对两种材料进行了转录组测序,并参考GO Ontology、KEGG等数据库对差异基因和转录因子进行功能分类与富集分析。结果四倍体的叶绿素含量、可溶性糖含量和可溶性蛋白质含量均显着高于二倍体植株,叶片相对含水量在两种材料中没有显着差异。二倍体与四倍体酸枣共1 329个基因具有显着差异,GO功能分析表明这些差异基因主要参与生长发育和胁迫耐受相关功能。KEGG通路分析显示,大部分差异基因富集在碳水化合物代谢、氨基酸代谢和信号传递过程,其中16个关键基因参与糖和氨基酸的代谢与转运过程,如SPS2、GAE6和PGDH3,这些基因在四倍体中具有较高的表达量;23个基因参与激素信号传导通路,其中与生长素传导、应答相关的基因如ARG7,GH3.6和IAA26在四倍体植株中表达量较高,而与油菜素内酯合成酶(CYP)、乙烯不敏感蛋白(EIN)相关的基因在四倍体植株中表达量较低。在对二倍体与四倍体差异转录因子的分析中发现,四倍体MYB转录因子家族基因表达量高于二倍体。结论四倍体叶片叶绿素含量高是植株叶色加深的原因之一,可溶性糖、可溶性蛋白质含量高为四倍体叶片变大、茎加粗提供了更多能源物质。参与糖、氨基酸代谢和激素合成、信号传导的关键基因在二倍体与四倍体中差异表达,可能与四倍体植株体内能源物质含量高、生长势强的性状相关;具有渗透调节功能的基因在四倍体中表达量较高暗示着四倍体可能具有较强的抗性。进一步对差异转录因子的分析表明,MYB转录因子在二倍体与四倍体植株中的差异表达可能会导致植物在生长发育、形态建成和抗逆过程中的差异,但二者的具体差异性状还需进一步的实验研究。
茎部形成层赤霉素在植物生长发育中的调控作用
杨钧贺, 刘畅, 钮世辉, 李伟
2019, 41(7): 68-74.?? doi: 10.13332/j.1000-1522.20190107
[摘要](85) [HTML全文](82) [PDF 1057KB](12)
摘要:
目的赤霉素(GAs)是一种重要的植物激素,对植物生长发育具有广泛的调控作用。本文通过对茎部形成层赤霉素在植物生长发育中的调控作用进行研究,为阐明植物体内源活性GAs的运输及其调控作用提供参考。方法本研究通过转基因方法特异下调烟草茎部形成层活性GAs含量,探究其对植株茎部、叶片、根生长发育的调控作用;在此基础上,利用35S:: PtGA20ox、35S:: PtGA2ox1转基因烟草株系分别作接穗和砧木进行微嫁接和施加外源GAs,探究内源与外源活性GAs在烟草体内的运输特性。结果结果表明,茎部形成层特异启动子LMX5介导的PtGA2ox1转基因烟草植株茎部GAs含量与野生型相比显着降低,而叶与根中含量无明显变化;通过石蜡切片观察发现茎部形成层GAs含量降低明显延缓了茎部木质部的发育,同时对植物的叶片、侧根的生长也有抑制作用;对不同转基因株系微嫁接分析发现,外源施加的GAs可以恢复茎部形成层GAs缺乏引起的表型,而内源活性GAs却不能自由运输,也不能恢复表型;结论茎部形成层GAs含量不仅对茎部木质部的发育有重要作用,并且对叶片的生长及不定根的发育也有调控作用,利用微嫁接的方法验证了活性GAs在烟草中的运输机制,明确了GAs在调控植物组织发育中的重要意义,为今后GAs在林木中的应用奠定了理论基础。
青黑杨杂种三倍体花粉母细胞减数分裂染色体行为及其花粉变异研究
李代丽, 商静, 田菊, 宋连君, 刘春和, 李迎春, 康向阳, 王君
2019, 41(7): 75-82.?? doi: 10.13332/j.1000-1522.20190099
[摘要](71) [HTML全文](36) [PDF 734KB](9)
摘要:
目的本研究通过分析青黑杨杂种三倍体的花粉母细胞减数分裂特征和配子变异规律,为进一步利用三倍体种质作为中介材料进行杨树染色体工程育种奠定基础。方法本研究以雌配子染色体加倍来源的‘哲引3号杨’ × ‘北京杨’杂种三倍体WT-21及杂种二倍体WD-2雄株为材料,基于醋酸洋红染色压片观察,比较分析了两者花粉母细胞减数分裂染色体行为及花粉形态变异。结果(1)无论是三倍体杂种WT-21还是二倍体杂种WD-2,其花粉母细胞减数分裂染色体行为均非常丰富,存在高频率的染色体提前分离、落后染色体、微核等异常现象,反映了亲本基因组间较强的异质性。(2)WT-21和WD-2花粉母细胞减数第二次分裂过程均存在平行纺锤体、融合纺锤体、三极纺锤体等异常定向,而且在WT-21中还发生胞质提前分裂,共同导致减数分裂产物中二分体、三分体等的产生。(3)三倍体WT-21的花粉空瘪率达44.55%,高于二倍体WD-2;WT-21饱满花粉的直径显着大于WD-2,从花粉直径分布可推测出WT-21能产生少量未减数花粉;WT-21的花粉生活力为(1.08 ± 0.44)%,显着低于二倍体WD-2(28.67% ± 2.04%)。结论由于倍性效应和杂合性的双重影响,青黑杨杂种三倍体的花粉母细胞减数分裂存在复杂的染色体行为,并对配子发育造成影响;利用三倍体的花粉进行授粉,可能获得非整倍体和四倍体后代,为杨树染色体操作奠定基础。
秋水仙碱对银杏和毛新杨雄株生殖细胞的生理影响
李健康, 于丹阳, 崔彬彬, 陆超, 张自和, 刘泽东, 孙宇涵, 李云
2019, 41(7): 83-90.?? doi: 10.13332/j.1000-1522.20190133
[摘要](504) [HTML全文](90) [PDF 1220KB](8)
摘要:
目的多倍化是树木遗传改良的重要途径,秋水仙碱诱导生殖细胞是树木多倍体诱变的重要方式,但还存在某些树种多倍体诱导困难、多倍化诱导质量难以判别等问题。因此,探究多倍化诱导机制,找到一种能够对秋水仙碱人工诱导树木生殖细胞多倍化效果进行初步判别的科学方法很有必要。方法本文以银杏和毛新杨雄性生殖细胞为研究对象,采用茚三酮显色法、CBA法、四氮唑蓝法、愈创木酚法、硫代巴比妥酸法,分别测定了受秋水仙碱诱导后其各自细胞内游离脯氨酸(PRO)含量、可溶性蛋白(Protein)的含量,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)的活性、丙二醛(MDA)含量等变化趋势,并对比分析了银杏和毛新杨雄性生殖细胞在秋水仙碱加倍诱导状态下各自生理生化指标差异动态变化节点。结果秋水仙碱处理后,银杏生殖细胞内脯氨酸含量在12 ~ 36 h先增高后降低,可溶性蛋白含量1 ~ 36 h内降低,SOD活性有所降低,POD活性在3 ~ 36 h内大幅度升高,MDA含量6 h开始升高,12 ~ 48 h处在顶峰状态。毛新杨生殖细胞脯氨酸含量0.5 ~ 1 h内升高后期变化趋势不明显,可溶性蛋白含量24 ~ 48 h内略降低,SOD活性在12 ~ 48 h内明显升高,POD活性与空白组变化差异不明显,MDA含量与空白组、对照组相似。结论秋水仙碱诱导对银杏与毛新杨生殖细胞基因表达机制影响不同,对银杏生殖细胞的胁迫强于毛新杨。毛新杨受水分与秋水仙碱胁迫伤害较小,生理指标变化差异不大,但保护酶变化银杏相反,12 ~ 48 h内SOD活性上升明显,POD活性变化不明显。银杏生殖细胞POD活性上升,SOD活性有所降低,在此之前脯氨酸与MDA含量有明显上升趋势,可溶性蛋白含量下降。 所以秋水仙碱胁迫损伤积累后的基因表达调控可能是其生殖细胞多倍化困难的主要原因,对基因表达调控的影响主要在秋水仙碱胁迫后期。研究结果将为探究秋水仙碱诱导过程基因表达调控机制奠定基础,并为初步判别不同树木种质生殖细胞多倍化诱导难易提供了理论和实例参考。
转基因三倍体毛白杨花粉活力及枯落物外源基因检测
吕威, 孙宇涵, 张华新, 杨庆山, 李娟, 陈受宜, 张万科, 李云
2019, 41(7): 91-100.?? doi: 10.13332/j.1000-1522.20190105
[摘要](116) [HTML全文](50) [PDF 1848KB](9)
摘要:
目的长期持续的开展转基因林木安全性评价研究,对林木遗传改良育种工作的开展和转基因林木的生物安全性评价具有重要意义。方法对田间种植11年和13年的转AhDREB1基因三倍体毛白杨[(Populus tomentosa × P.bolleana)× P.tomentosa]花粉活力和杂交结实率进行检测。此外,对自然条件下转基因三倍体毛白杨枯落物中外源基因进行检测,并从转基因三倍体毛白杨林下根际土壤中筛选出44株卡那霉素抗性细菌,对其基因组DNA进行PCR检测。结果MTT和TTC染色检测结果表明转基因三倍体毛白杨花粉没有活力,杂交试验结果再次表明转基因三倍体毛白杨花粉不具备可授性和育性,其杂交结实率为0。转基因三倍体毛白杨的枯落物(枝、茎和叶)无论是埋在土里,飘落在地表,飘落在草坪上,其外源基因在3个月后均未能检测到。种植13年的转基因三倍体毛白杨枯落物中的外源基因暂未水平转移到根际土壤可培养细菌基因组中。结论未发现大田种植13年的转基因三倍体毛白杨对周围生态环境造成显着影响。
基于SSR标记的杨树新品种鉴定及核心引物筛选
王世杰, 王雪婷, 杜向前, 陈洪刚, 张会恰, 杨敏生
2019, 41(7): 101-110.?? doi: 10.13332/j.1000-1522.20190110
[摘要](523) [HTML全文](83) [PDF 912KB](10)
摘要:
目的利用经过长期筛选的11对SSR引物对50份杨树新品种(系)进行扩增,探究11对引物的品种鉴定能力和核心引物的筛选依据,为杨树新品种的鉴定、育种工作和核心引物的筛选工作奠定基础。方法使用毛细管电泳技术对扩增结果进行检测,计算等位重复序列数、Shannon信息指数和引物多态性信息指数等。按0/1矩阵记录扩增条带的有无,并通过非加权组平均法(UPGMA)进行聚类分析。计算单个引物和11对引物组合的遗传相似系数,分析遗传相似系数之间的相关性,剔除相关性较低的引物,再对剩余的引物组合进行聚类分析。结果11对引物共扩增出122个DNA片段,平均每对引物扩增的等位重复序列数为11.091个;不同引物PIC值的变化范围是0.530 ~ 0.908,平均值为0.803。11对引物的聚类结果显示,当支距为0.40时,参试样品可以分为2个大类;当支距为0.37时,可分为4个亚类,聚类结果与品种(系)的谱系来源基本吻合。在11对现有引物的基础上,通过分析单个引物和11对引物的遗传相似系数之间的相关性,优化得到9对核心引物。相关性分析和聚类分析表明,优化后的9对引物具有高效鉴定能力和亲缘关系聚类效果。结论本研究证实SSR分子标记可以有效鉴定杨树新品种,并较好反映品种之间的亲缘关系;同时,利用遗传相似系数的相关性可优化现有的引物,为杨树的育种及核心引物的筛选工作提供了参考。
基于山茶转录组的SSR标记开发及亲缘关系分析
潘丽芹, 李纪元, 李绍翠, 范正琪, 殷恒福, 何丽波
2019, 41(7): 111-120.?? doi: 10.13332/j.1000-1522.20190101
[摘要](302) [HTML全文](130) [PDF 854KB](9)
摘要:
KG开元棋牌论坛【目的】开发基于山茶转录组的EST-SSR分子标记,并应用该标记进行山茶种质的亲缘关系分析。【方法】本研究以山茶叶片转录组测序所获得的50 518条Unigenes为背景数据,利用MISA软件搜索SSR标记,设计并筛选SSR多态性引物,对8份山茶种质进行了UPGMA聚类。【结果】共检索到13 197个SSR位点,SSR的发生频率和分布频率分别为19.52%、26.12%,平均分布距离为4.33 kb;在6种SSR重复类型中,以单、二、三核苷酸这3种重复类型为主,分别占48.420%、34.917%和15.473%;出现频率高的基序类型为A/T、AG/CT和AT/TA,占总SSR位点的79.61%;三核苷酸中以AAG/CTT、ACC/GGT、AAT/ATT类型居多;在设计出的10 974对引物中,随机选用其中90对引物进行多态筛选,73对引物扩增产物与预期大小一致,有效扩增率为81.11%,29对引物存在扩增多态性,占39.73%。扩增得到72个等位基因,有效等位基因数平均达到3.264;观察杂合度和期望杂合度的平均值分别为0.208和0.638,引物多态信息含量平均为0.496;8份山茶种质在相似系数为0.58时,可以分为4类:山茶原种为Ⅰ类,‘黑蛋石’、‘红叶黑魔法’和‘黑骑士’为Ⅱ类,‘黑魔法’和‘金华美女’分别为Ⅲ类和Ⅳ类。【结论】山茶转录组测序的Unigenes信息可作为SSR标记开发的有效来源,为山茶的遗传多样性研究、亲缘关系鉴定以及分子标记辅助育种等奠定了一定的理论基础。
高产优质毛白杨良种组培繁育体系构建
宋跃朋, 陈盼飞, 卜琛皞, 轩安然, 张德强
2019, 41(7): 121-127.?? doi: 10.13332/j.1000-1522.20180428
[摘要](102) [HTML全文](74) [PDF 700KB](6)
摘要:
目的毛白杨是我国北方人工林营造、景观绿化及木材加工等产业应用的主要树种。近年来,由于林业产业升级,原有的毛白杨多圃配套繁育体系不能满足高质量毛白杨良种的快速繁育需求,因此亟需构建高效的毛白杨良种繁育技术体系以保障毛白杨良种在木材生产以及城市绿化中的广泛应用。方法以高产优质毛白杨良种‘毅杨1号’‘毅杨2号’和‘毅杨3号’为研究对象,以其茎段和叶片为试验材料,利用组织培养技术构建毛白杨良种组培繁育体系。本研究系统地分析了‘毅杨 1 号’ ‘毅杨2号’和‘毅杨3号’外植体的消毒方法及植物激素对其不定芽、生根及叶片增殖诱导过程中的作用。结果(1)75%乙醇处理30 s联合2%次氯酸钠处理5 min是3个毛白杨良种外植体的最佳消毒方法。(2)不定芽诱导中0.3 mg/L 6-BA和0.1 mg/L的NAA适用于‘毅杨 1 号’和‘毅杨2号’ ‘毅杨3号’则在0.5 mg/L 6-BA和0.1 mg/L NAA的条件下增殖系数达到最大。(3)生根诱导中‘毅杨 1 号’和‘毅杨3号’的IBA最适质量浓度为0.5 mg/L,‘毅杨2号’则为0.3 mg/L。(4)叶片增殖结果显示,‘毅杨 1 号’和‘毅杨3号’的植物激素最适质量浓度为1.0 mg/L 6-BA和0.1 mg/L NAA,‘毅杨2号’为0.7 mg/L 6-BA和0.1 mg/L NAA。结论本研究构建了‘毅杨 1 号’ ‘毅杨2号’ ‘毅杨3号’的快速繁育体系,可用于毛白杨良种的快速繁殖以及遗传转化研究,并将为毛白杨良种推广应用以及进一步利用基因工程技术在分子水平对现有良种开展精准改良奠定了基础。
不同质量浓度NAA、IBA对栓皮栎、蒙古栎黄化嫩枝扦插生根的影响
张杰, 李健康, 段安安, 孙宇涵, 刘洪山, 武素然, 李贵芬, 李云
2019, 41(7): 128-138.?? doi: 10.13332/j.1000-1522.20190103
[摘要](111) [HTML全文](85) [PDF 1127KB](23)
摘要:
目的以不同质量浓度的NAA、IBA对选育的栓皮栎、蒙古栎优良种源当年生实生苗半木质化黄化嫩枝扦插生根的影响,探究何种质量浓度下最有利于其扦插生根,以期选出最合适的质量浓度组合,为今后栓皮栎和蒙古栎的无性选育提供技术支持。方法本研究以选育的栓皮栎、蒙古栎优良种源当年生实生苗半木质化黄化嫩枝为材料,采用萘乙酸(NAA)、吲哚丁酸(IBA)2种植物生长调节剂,分别设置6个质量浓度(3 000、2 000、1 500、750、600、400 mg/L),并用清水、未黄化实生苗半木质化嫩枝为对照,调查不同质量浓度NAA、IBA对栓皮栎、蒙古栎黄化嫩枝扦插生根的影响。结果黄化插穗在生根率、生根数、根长和根径方面均明显优于未黄化插穗,2种植物生长调节剂对黄化栓皮栎、蒙古栎嫩枝插穗不定根诱导差异显着。IBA分别为2 000、1 500、750、600、400 mg/L时处理黄化或未黄化栓皮栎、蒙古栎嫩枝的生根效果均优于NAA相对应的5个不同质量浓度处理的生根效果。在生长调节剂各个质量浓度条件下,处理的黄化栓皮栎、蒙古栎插穗,其不定根发生率、生根数等生根指标均明显高于未黄化插穗所对应的指标。当质量浓度为1 500 mg/L时,栓皮栎黄化嫩枝生根率比未黄化栓皮栎嫩枝的还要高20.0%,蒙古栎黄化嫩枝生根率比未黄化蒙古栎嫩枝的还要高14.6%。结论栓皮栎、蒙古栎优良种源当年生实生苗半木质化的黄化与未黄化嫩枝扦插繁殖的最佳植物生长调节剂处理剂量均为1 500 mg/L的IBA。其不定根发生率、生根数等生根指标均最大,其中黄化栓皮栎插穗生根率达100%,黄化蒙古栎插穗生根率达84.6%。

1979年创刊

CN?11-1932/S

ISSN?1000-1522

主管:中华人民共和国教育部

主办:北京林业大学