检索结果-内蒙古大学图书馆

林业科学 2024年第8期60卷 152-163页

作者：李仰龙魏书蒙陈详腾董玉红厚凌宇焦如珍林木资源高效生产全国重点实验室、国家林业和草原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】探究1株植物促生菌洋葱伯克霍尔德菌菌株JLS17对Cd^(2+)的耐受与去除能力以及在Cd^(2+)胁迫下的代谢响应,以期为菌株在土壤镉污染修复的应用提供基础理论依据,并为阐明具有抗镉功能分子与代谢途径的挖掘及微生物Cd^(2+)耐受机... 详细信息

【目的】探究1株植物促生菌洋葱伯克霍尔德菌菌株JLS17对Cd^(2+)的耐受与去除能力以及在Cd^(2+)胁迫下的代谢响应,以期为菌株在土壤镉污染修复的应用提供基础理论依据,并为阐明具有抗镉功能分子与代谢途径的挖掘及微生物Cd^(2+)耐受机制提供数据支撑。【方法】通过测定含不同Cd^(2+)浓度培养液的吸光度(OD600)值评价菌株对Cd^(2+)的耐受性,利用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)测定菌株对LB培养基中Cd^(2+)的去除效果,采用非靶向代谢组学技术(LC-MS)分析菌株在Cd^(2+)胁迫下的差异代谢物与代谢途径。【结果】1)不同程度的Cd^(2+)胁迫(50~800 mg·L^(−1))均对菌株JLS17的生长速率及生物量增长(OD600)有明显的抑制作用,且抑制作用随Cd^(2+)浓度的升高而不断加剧。2)菌株JLS17对LB培养基中Cd^(2+)的去除量随Cd^(2+)浓度的提高(10~100 mg·L^(−1))而增加,最高去除量可达55.90 mg·L^(−1),但去除率受Cd^(2+)浓度影响相对较小,维持在41.9%~66.0%。3)LC-MS分析结果表明,菌株JLS17在50 mg·L^(−1)和300 mg·L^(−1)的Cd^(2+)浓度胁迫处理下,共有147种差异代谢物表达趋势一致,其中92种共性上调,55种共性下调,主要涉及氨基酸及其衍生物、核苷酸及其衍生物、脂质、有机酸及其衍生物、萜类、酮类、生物碱等。KEGG富集分析结果表明,菌株JLS17在50 mg·L^(−1)和300 mg·L^(−1)的Cd^(2+)浓度胁迫处理下显著富集的共有代谢通路为嘧啶代谢、氨基苯甲酸酯降解、半胱氨酸和蛋氨酸代谢、色氨酸代谢、β-丙氨酸代谢、叶酸的生物合成与磷酸戊糖途径,其中嘧啶代谢、色氨酸代谢、磷酸戊糖途径共性下调,叶酸的生物合成共性上调。【结论】1)菌株JLS17对Cd^(2+)胁迫具有极强的适应性,并能有效去除LB培养基中的Cd^(2+),在镉污染修复中具有良好的应用潜力。2)菌株JLS17在Cd^(2+)胁迫下可通过氨基酸及其衍生物、核苷酸及其衍生物、脂质等代谢物含量变化影响体内的代谢途径,其中色氨酸代谢、β-丙氨酸代谢、半胱氨酸和蛋氨酸代谢、嘧啶代谢、磷酸戊糖途径、叶酸的生物合成等代谢途径与JLS17的Cd^(2+)耐受性密切相关。

关键词：镉污染植物促生菌耐受机理重金属吸附代谢组

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江西九龙山铁尾矿区3种树木对土壤重金属质量分数及微生物群落组成的影响

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林业科学 2024年第3期60卷 78-86页

作者：王文正宋立国王钱刘相荣孙启武厚凌宇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、林木遗传育种国家重点实验室北京100091

【目的】探究种植湿地松、杉木、桤木对江西九龙山铁尾矿区土壤重金属质量分数及微生物群落组成的影响,为该矿区及相似立地区域植被恢复提供可靠的科学数据和理论依据。【方法】采用微波消解法处理湿地松、杉木、桤木的根际、非根际土... 详细信息

【目的】探究种植湿地松、杉木、桤木对江西九龙山铁尾矿区土壤重金属质量分数及微生物群落组成的影响,为该矿区及相似立地区域植被恢复提供可靠的科学数据和理论依据。【方法】采用微波消解法处理湿地松、杉木、桤木的根际、非根际土壤样品和根、茎、叶样品,通过ICP、AAS测定样品重金属质量分数,依据测定结果计算3种树木的生物富集和转移系数,分析其对不同重金属的富集和转移能力。应用宏基因组学测序分析3种树木根际、非根际土壤样品,探究各树种对应土壤中的微生物群落组成。【结果】1)3种树木对Hg、Cu、Pb、Zn的生物转移系数(BTF)均大于1,对Cr的BTF小于1,表明其对Hg、Cu、Pb、Zn的转移能力强,对Cr的转移能力弱。杉木的BTF(As)大于1,表明杉木对As的转移能力强。2)杉木对Hg、Pb的生物富集系数(BCF)均大于1,表明杉木对Hg、Pb的富集能力强。相较于其他重金属,湿地松对Hg、Pb的生物富集系数最高,桤木对Zn的生物富集系数最高,表明湿地松对Hg、Pb的富集能力强,桤木对Zn的富集能力强。3)在门水平上,对照组(J1)中酸杆菌门相对丰度最高(45.55%),其次为变形菌门(12.11%)。在湿地松根际土壤(J2)和非根际土壤(J3)、杉木根际土壤(J4)、桤木根际土壤(J5)和非根际土壤(J6)中变形菌门相对丰度最高(22.72%~44.56%),其次为酸杆菌门(13.49%~16.56%)。在属水平上,对照组优势属为短根瘤菌属和纤线杆菌属,J2、J3、J4、J5、J6中相对丰度占比最高的优势属为短根瘤菌属和鞘氨醇单胞菌属。【结论】1)根据3种树木对重金属的转移和富集能力评估结果,杉木、湿地松可作为Hg、Pb修复的先锋树种,桤木可作为Zn的修复树种与其间作。2)基于门、属2分类等级水平的分析,3种树木根际、非根际土壤中优势微生物群落均为变形菌门,3种树木种植均促进土壤中变形菌门微生物相对丰度增加,变形菌门可提高植物对重金属的吸收并对植物生长有促进作用,二者相辅相成,可有效提高植物吸收重金属的效率。

关键词：宏基因组学铁尾矿重金属污染植物修复效果微生物群落组成

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不同种源北美乔柏和北美香柏幼苗叶挥发性成分的比较

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林业科学 2019年第3期55卷 22-35页

作者：倪妍妍肖文发刘建锋张玉婷胡军中国林业科学研究院林业研究所国家林业和草原局林木育种重点实验室北京100091 中国林业科学研究院森林生态与环境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 南昌市林业科学研究所南昌330004

【目的】分析不同种源北美香柏和北美乔柏叶挥发油成分的组成及相对含量,为进一步合理开发和利用崖柏属植物资源提供理论依据。【方法】以大小相同、长势一致的健康2年生幼苗为材料,通过固相微萃取技术(SPME)提取幼苗相同位置新叶中的... 详细信息

【目的】分析不同种源北美香柏和北美乔柏叶挥发油成分的组成及相对含量,为进一步合理开发和利用崖柏属植物资源提供理论依据。【方法】以大小相同、长势一致的健康2年生幼苗为材料,通过固相微萃取技术(SPME)提取幼苗相同位置新叶中的挥发性成分,利用气相色谱质谱联用(GC-MS)进行分离与鉴定,采用质谱进行定性,并通过峰面积归一化法求得各挥发成分的相对含量。【结果】不同种源北美乔柏和北美香柏幼苗叶挥发油中共鉴别出156种成分,北美乔柏鉴定出74种,北美香柏鉴定出95种。北美乔柏和北美香柏叶挥发性成分均以单萜类化合物为主,北美乔柏的平均相对含量(80.258%)高于北美香柏(69.445%),而倍半萜类及其他萜类化合物相对含量相反。两树种挥发油成分组成差异明显,不同种源北美乔柏幼苗特有成分27种,北美香柏35种; 10个种源共有成分仅6种且含量差异显著,共有成分分别为α-崖柏酮、γ-松油烯、(8β,13β)-13-methyl-17-Norkaur-15-ene、α,α-4-三甲基-3-环己烯-1-甲醇乙酸酯、石竹烯和棕榈酸甲酯。北美乔柏和北美香柏的主要成分差异明显,相同主成分仅有α-崖柏酮和β-水芹烯,但两树种均以α-崖柏酮含量最高。【结论】不同种源北美乔柏和北美香柏挥发性成分组成和含量差异明显,但两树种均以α-崖柏酮含量最高。

关键词：北美香柏北美乔柏挥发性成分固相微萃取气相色谱-质谱联用

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侧柏古树实生树和嫁接树的扦插生理和解剖特性比较

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林业科学 2019年第9期55卷 41-49页

作者：杜常健孙佳成陈炜纪敬江泽平史胜青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 中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所北京100091

【目的】比较侧柏古树实生树和嫁接树的插穗内源激素、非结构碳水化合物、木质化程度和形态解剖学的区别,为侧柏古树扦插生根过程中取材和机制研究提供参考。【方法】以来源于2000年和5000年生侧柏的实生树(S5-2000、S5-5000)和嫁接树(G... 详细信息

【目的】比较侧柏古树实生树和嫁接树的插穗内源激素、非结构碳水化合物、木质化程度和形态解剖学的区别,为侧柏古树扦插生根过程中取材和机制研究提供参考。【方法】以来源于2000年和5000年生侧柏的实生树(S5-2000、S5-5000)和嫁接树(G2-S3-2000、G2-S3-5000)的插穗为材料,扦插前取插穗基部韧皮部,利用HPLC法测定激素IAA、GA3、ABA含量,蒽酮比色法测定可溶性糖和淀粉含量,切片观察基部木质化程度;并在扦插4个月后观察其根原基发生情况。【结果】扦插前IAA含量在2种实生树中显著高于相应的嫁接树,GA3含量则未见明显差异,但ABA含量仅在S5-5000中明显高于G2-S3-5000;可溶性糖和淀粉含量均未见明显差异;实生树和嫁接树插穗木质化程度未存在差异,也均未见潜伏根原基。扦插4个月后,生根率统计发现实生的S5-2000和S5-5000的分别为10.0%和8.3%,而G2-S3-2000和G2-S3-5000的则均未见生根;嫁接树插穗基部未见不定根原基,而实生树中则有不定根原基形成,起源于形成层和木质部。【结论】通过侧柏古树嫁接的方法可以为古树扦插研究提供充足的材料。其嫁接一代保留了其难生根的特点。侧柏不定根发生属于诱导根原基生根类型,千年以上侧柏插穗基部未见根原基形成。古树高龄遗传背景可能导致嫁接树内源IAA含量较低,影响根原基的诱导,而可溶性糖和淀粉等非结构碳水化合物不是古树扦插较难生根的原因。

关键词：侧柏古树扦插不定根内源激素非结构碳水化合物解剖结构

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北亚热带日本落叶松不同改良水平群体的遗传多样性

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林业科学 2021年第5期57卷 68-76页

作者：杜超群孙晓梅谢允慧侯义梅林木遗传育种国家重点实验室国家林业和草原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 湖北省林业科学研究院武汉430075 建始县林业科学研究所建始445300

【目的】利用EST-SSR标记比较和评价北亚热带亚高山区日本落叶松引种种源群体、一代育种群体和二代育种群体的遗传多样性及其变化趋势,为该区域日本落叶松高轮次遗传改良和持续利用提供依据。【方法】利用16个SSR标记分析日本落叶松3个... 详细信息

【目的】利用EST-SSR标记比较和评价北亚热带亚高山区日本落叶松引种种源群体、一代育种群体和二代育种群体的遗传多样性及其变化趋势,为该区域日本落叶松高轮次遗传改良和持续利用提供依据。【方法】利用16个SSR标记分析日本落叶松3个群体共873份个体的遗传多样性,应用GenAlex 6.41软件进行遗传参数估算、遗传变异分析和主坐标分析。【结果】16对引物在全部样品中共检测到106个等位基因,平均等位基因数为6.7个,不同位点的多态性差异较大,其中中高度多态性位点有14个,说明这些标记能够较好地反映该群体的遗传多样性水平;3个群体的平均有效等位基因数(N e)为2.543,Shannon多样性指数(I)为0.979,多态性信息含量PIC值为0.480,具有较高的遗传多样性;引种种源群体、一代育种群体和二代育种群体的多样性指数I值分别为0.911、1.017和1.009,PIC值分别为0.432、0.484和0.488,说明一代和二代育种群体的遗传多样性参数略高于种源群体,但方差分析结果显示3个群体之间差异不显著;总体来说3个群体间的遗传距离较小,在0.006~0.075之间,其中,一代和二代育种群体间的距离最小,种源群体与一代和二代育种群体间的遗传距离逐渐增大;AMOVA分析结果也表明3个群体间分化较小,变异主要来源于群体内;等位基因频率比较及主坐标分析(PCoA)结果显示种源群体与一代和二代群体的遗传基础存在着明显的差异,将少量种源群体中差异较大的基因型引入二代育种群体中,可有效提高二代育种群体的遗传多样性水平。【结论】北亚热带日本落叶松育种群体的遗传多样性较高,改良代群体遗传变异水平并没有降低,说明目前该区域的育种策略对于维持遗传多样性是合适的。3个群体的材料来源差异、栽培与育种中的花粉污染以及高强度的定向选择,是造成种源群体与一代、二代群体遗传多样性参数及遗传组成上的差异的主要因素,适时地将原产地资源补充到育种群体中,这对日本落叶松这样的外来树种的高轮次育种群体构建尤为重要。

关键词：北亚热带日本落叶松育种群体 SSR标记遗传多样性

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高分六号宽幅数据识别火烧迹地的光谱及指数分析

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光谱学与光谱分析 2021年第8期41卷 2536-2542页

作者：刘倩覃先林胡心雨李增元中国林业科学研究院资源信息研究所国家林业和草原局林业遥感与信息技术重点实验室北京100091

为探究利用高分六号卫星宽幅(GF-6 WFV)数据识别火烧迹地的适宜光谱波段和指数,选取2019年发生在我国内蒙古大兴安岭林区的三处雷击火形成的火烧迹地作为研究区,结合GF-6 WFV波段组成,选取归一化植被指数(normalized difference vegetat... 详细信息

为探究利用高分六号卫星宽幅(GF-6 WFV)数据识别火烧迹地的适宜光谱波段和指数,选取2019年发生在我国内蒙古大兴安岭林区的三处雷击火形成的火烧迹地作为研究区,结合GF-6 WFV波段组成,选取归一化植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)、全球环境监测指数(global environment monitoring index,GEMI)、增强植被指数(enhanced vegetation index,EVI)、燃烧面积指数(burned area index,BAI)、土壤调节植被指数(soil-adjusted vegetation index,SAVI)、改进型土壤调节植被指数(modified soil-adjusted vegetation index,MSAVI)和归一化差异水体指数(normalized difference water index,NDWI)等7个光谱指数及地面叶绿素指数(MERIS terrestrial chlorophyll index,MTCI)、归一化差值红边指数(normalized difference red edge index 1,NDRE1)、改进的叶绿素吸收指数(modified chlorophyll absorption ratio index 2,MCARI2)和改进的归一化土壤指数(modified normalized difference soil index,MNDSI)等4个改进指数,基于同期影像和前后两期影像进行火烧迹地和其他典型类别的区分度计算,并利用上述11个指数及指数差值进行火烧迹地的识别,定量评价了GF-6 WFV各波段、所选光谱指数及改进指数识别火烧迹地的能力。结果表明:(1)GF-6 WFV的近红外波段和新增的两个红边波段区分度较高,反映火烧迹地特征的能力较强。(2)在区分火烧迹地和火烧前正常植被上,NDVI,GEMI,EVI,BAI,SAVI,MSAVI和NDWI 7个光谱指数等的区分能力较强,4个改进指数中,NDRE1和MCARI2的区分能力较好,MNDSI和MTCI的区分效果较差。(3)在区分同期影像火烧迹地和其余典型类别上,BAI,NDVI,MCARI2和NDWI区分效果较优,其次为NDRE1,GEMI,EVI,SAVI和MSAVI,而MNDSI,MTCI的区分能力较差。(4)在利用所选指数和指数差值识别火烧迹地中,GEMI,EVI,BAI,SAVI和MSAVI的识别精度均较优,其次是MCARI2,NDVI和NDWI,做差后提取精度显著上升,Kappa系数均提升到0.80以上,MTCI,MNDSI和NDRE1提取效果较差。综合比较,BAI和GEMI识别效果最好,NDVI,EVI,SAVI,MSAVI,NDWI和MCARI2的识别能力中等,而MNDSI,NDRE1和MTCI等3个改进指数识别火烧迹地的能力较差。

关键词：高分六号宽幅数据光谱指数改进指数区分度M 火烧迹地

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基于叶绿体和核基因片段序列的甘蒙柽柳谱系地理研究

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林业科学 2020年第1期56卷 55-64页

作者：温月仙甘红豪史胜青江泽平吴利禄褚建民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 中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所北京100091

【目的】甘蒙柽柳为我国黄河流域特有种,本研究旨在探讨该物种各居群间的谱系地理结构以及黄河形成对甘蒙柽柳居群分布、遗传结构的影响。【方法】利用叶绿体基因trn Q-rps16片段和核基因片段ITS序列信息,通过PCR扩增、测序,对分布于我... 详细信息

【目的】甘蒙柽柳为我国黄河流域特有种,本研究旨在探讨该物种各居群间的谱系地理结构以及黄河形成对甘蒙柽柳居群分布、遗传结构的影响。【方法】利用叶绿体基因trn Q-rps16片段和核基因片段ITS序列信息,通过PCR扩增、测序,对分布于我国黄河流域的甘蒙柽柳17个居群共266个个体的序列进行分析,研究其遗传多样性、遗传结构及种群历史动态。【结果】在甘蒙柽柳居群中,共检测得到4个叶绿体单倍型(207个个体)和32个核基因单倍型(232个个体)。该物种的叶绿体基因遗传多样性较低(HT=0.13),但其核基因的遗传多样性较高(HT=0.82)。甘蒙柽柳居群的遗传变异主要发生在居群内,叶绿体基因(cp DNA)和核基因(nDNA)的遗传分化系数NST(cpDNA:0.15;nDNA:0.22)和GST(cpDNA:0.19;nDNA:0.24)均不显著(P>0.05),且NST小于GST,表明该物种无明显的谱系地理结构。中性检验结果Tajima’s D和Fu’s Fs均为负值,且失配分析表明期望扩张群体的分布曲线与实际观测到的分布曲线基本吻合,期望分布曲线呈单峰,表明甘蒙柽柳居群经历过快速扩张,这可能与黄河的贯通形成有关。单倍型分布及网络结构分析结果表明,叶绿体单倍型H1、核基因单倍型R1频率最高,位于网络结构图中心位置,且分布最为广泛,可能为古老单倍型。叶绿体基因的结果显示,甘肃省永靖县、积石山县的甘蒙柽柳单倍型种类、多态性及核苷酸多样性显著高于其他地区,且具有特有单倍型(H2、H4),推测其在永靖县、积石山县附近最为古老,以此为起源中心,分别向上游(青海省)和中下游迁移,奠基者效应造成新建居群的遗传多样较低。【结论】本研究揭示了我国黄河流域主要甘蒙柽柳居群的遗传结构及其历史迁移动态。甘蒙柽柳的叶绿体基因遗传多样性水平较低,核基因的遗传多样性较高,遗传变异主要发生在居群内,无明显的谱系地理结构。该物种经历过快速扩张,其起源中心可能为甘肃省积石山县、永靖县附近,随着黄河的形成分别向黄河上游和中下游迁移,推测黄河的形成贯通是导致甘蒙柽柳居群迁移扩散的重要因素。

关键词：甘蒙柽柳谱系地理遗传变异居群黄河流域

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冬奥会崇礼生态核心区植被覆盖时空变化遥感监测

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林业科学 2022年第4期58卷 141-151页

作者：谭炳香沈明潭郄光发戚瞾贺晨瑞中国林业科学研究院资源信息研究所国家林业和草原局林业遥感与信息技术重点实验室北京100091 中国林业科学研究院北京100091

【目的】基于植被覆盖度遥感定量估测结果,统计分析植被覆盖度的时空变化特征和地形分异效应,探讨植被覆盖变化的驱动因素,为研究区生态规划和生态环境保护、森林防火提供参考依据。【方法】以北京冬奥会崇礼生态核心区为研究区,以GF-1 ... 详细信息

【目的】基于植被覆盖度遥感定量估测结果,统计分析植被覆盖度的时空变化特征和地形分异效应,探讨植被覆盖变化的驱动因素,为研究区生态规划和生态环境保护、森林防火提供参考依据。【方法】以北京冬奥会崇礼生态核心区为研究区,以GF-1 WFV和Sentinel-2多光谱影像为数据源,采用像元二分模型法对研究区2014、2016和2020年3个时期的植被覆盖度进行遥感估测,结合数字高程模型,利用差值指数、马尔科夫模型、植被覆盖动态度和地形分布指数分析植被覆盖度的时空变化特征及其在地形上的分异性。【结果】1)研究区植被覆盖度在空间上呈显著差异性,表现为中部低、四周高的分布格局,与整个研究区的地形地貌特征紧密相关,山区植被覆盖度高,平原区或山谷等人类活动区植被覆盖度相对偏低。2)研究区植被整体以中、中高和高植被覆盖度为主,3个时期3种植被覆盖等级面积占比分别为81.59%、90.00%和86.88%,均大于80%,植被覆盖处于较好水平,生长状况良好。3)海拔梯度上,2014—2016年改善型和明显退化型在海拔1800 m以下区域有分布优势,在海拔1800 m以上区域无分布优势;轻微退化型在海拔1700 m以下和2000 m以上区域有分布优势;2016—2020年改善型和退化型在海拔1700 m以下区域有分布优势,明显退化型表现出极强分布优势;2014—2020年明显改善型在海拔1700 m以下区域有分布优势,在海拔2000 m以上区域分布优势较弱,而明显退化型在海拔1700 m以下区域表现出强优势分布,在海拔1700 m以上区域则无分布优势。4)2014—2016年和2016—2020年植被覆盖退化主要分布在坡度小于8°的平缓区域,8°以上区域无分布优势,其他植被覆盖度变化类型在坡度上趋于稳定。5)坡向上,2014—2016年改善型植被在阳坡和半阳坡有分布优势,明显退化型在阴坡有分布优势,2016—2020年轻微改善型在阳坡和半阳坡有分布优势,明显退化型和轻微退化型在阴坡有分布优势;2014—2016年改善型在阳坡和半阳坡有分布优势,轻微退化型在阴坡和半阴坡有分布优势。【结论】1)植被覆盖度在空间上呈中间低、四周高的分布格局,在时间上表现为2014、2016和2020年不同等级间的植被覆盖度结构平稳,局部植被覆盖度出现降低现象,总体趋势为植被覆盖度增加。2)植被覆盖度在海拔、坡度和坡向不同等级上呈规律性分布,植被覆盖变化类型与地形因子存在显著差异,明显减少型区域聚集在坡度小于8°、海拔1533~1700 m区域,在坡向上没有明显表现出分异性,主要为土地利用方式转换所致;植被覆盖明显改善型聚集在阳坡和半阳坡地区,说明人工造林效果比较明显。3)森林防火重点区域为植被覆盖度高的山区。

关键词：植被覆盖度像元二分模型地形分异特征遥感崇礼区

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土壤重金属污染的生物修复研究进展

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林业科学 2017年第5期53卷 146-155页

作者：刘少文焦如珍董玉红刘彩霞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

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... 详细信息

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。

关键词：土壤重金属生物修复植物修复微生物修复研究进展

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美洲黑杨群体结构分析及核心种质库构建

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林业科学 2020年第9期56卷 67-76页

作者：陈存丁昌俊张静李波褚延广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】利用SSR分子标记技术研究美洲黑杨种质资源的群体结构,构建美洲黑杨核心种质资源库,为美洲黑杨种质资源的科学管理、高效利用和有效保护提供理论依据。【方法】利用15对SSR引物,分析美洲黑杨6个种源23个采样点的338个个体的遗... 详细信息

【目的】利用SSR分子标记技术研究美洲黑杨种质资源的群体结构,构建美洲黑杨核心种质资源库,为美洲黑杨种质资源的科学管理、高效利用和有效保护提供理论依据。【方法】利用15对SSR引物,分析美洲黑杨6个种源23个采样点的338个个体的遗传结构。应用GeneAlEx 6.503等软件计算等位基因数(N a)、有效等位基因数(N e)、Shannon’s信息多样性指数(I)、观测杂合度(H o)、Nei’s遗传多样性指数(H)和多态信息含量(PIC)等遗传参数,并进行主坐标(PCoA)分析。采用分组的逐步聚类方法结合位点等位基因数目最大化法和位点稀有等位基因优先相结合的取样策略构建核心种质库,并在核心种质库的基础上补充种质个体使等位基因保留比例达到100.00%,形成优化核心种质库。通过对相关遗传参数的t检验和PCoA分析验证核心种质库和优化核心种质库的有效性。【结果】美洲黑杨群体结构研究结果表明6个种源群体被划分为3大类型,即分布在圣劳伦斯河流域的Que种源的个体和哥伦比亚河流域的Was种源个体归为一类;分布在密西西比河中下游流域的种源个体(Mis、Lou、Ten)大致归为一类;分布在密西西比河上游的Iow种源的个体单独分为一类。基于群体结构分组筛选出19份核心种质,占原始种质的5.62%,等位基因数的保留比例为79.83%,N e、I、H o、H、PIC遗传参数的保留比例分别为102.75%、103.39%、125.31%、104.72%和105.27%,通过t检验和PCoA分析表明核心种质库具有代表性。通过在核心种质库中添加包含缺失等位变异基因的15个补充种质,构建包括34个个体的优化核心种质库,取样比例为10.06%,等位基因保留比例为100.00%,其他遗传参数N e、I、H o、H、PIC的保留比例分别为107.94%、110.93%、119.48%、107.52%和109.19%,t检验和PCoA分析结果均表明优化核心种质库的遗传多样性与原始种质库之间没有显著差异,包含的遗传信息优于核心种质库。【结论】美洲黑杨种质资源群体的6个种源分为三大类型:北方型美洲黑杨(Que、Was)、中间型美洲黑杨(Iow)和南方型美洲黑杨(Mis、Lou、Ten)。通过多种策略相结合构建的核心种质库和优化核心种质库的遗传多样性与原始种质库之间不存在显著差异,能够良好地代表美洲黑杨资源群体的遗传多样性。构建的优化核心种质库在保留原始种质库更多遗传多样性信息的基础上,去除遗传冗余,有利于美洲黑杨资源的有效保护和科学利用,为杨树育种工作奠定基础。

关键词：美洲黑杨群体结构核心种质库

来源：评论

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