检索结果-内蒙古大学图书馆

林业科学 2017年第4期53卷 9-17页

作者：张晓丽翟飞飞李伟刘俊祥钱永强韩蕾孙振元中国林业科学研究院林业研究所国家林业局林木培育重点实验室北京100091

【目的】研究27个柳树无性系的根、插穗树皮、枝条和叶片对Cd^(2+)的吸收分配特性,获得地上部和地下部富集Cd浓度最大的无性系,为Cd污染地的植物修复提供理论参考,为进一步研究柳属植物对Cd^(2+)的解毒机制提供依据。【方法】以具有优... 详细信息

【目的】研究27个柳树无性系的根、插穗树皮、枝条和叶片对Cd^(2+)的吸收分配特性,获得地上部和地下部富集Cd浓度最大的无性系,为Cd污染地的植物修复提供理论参考,为进一步研究柳属植物对Cd^(2+)的解毒机制提供依据。【方法】以具有优良经济价值和观赏价值的27个柳树无性系为研究对象,在水培条件下,40 mg·L^(-1)Cd^(2+)胁迫6天,分别取根、枝条、叶片和插穗树皮样品,采用原子吸收分光光度计测定不同部位的Cd浓度,并计算地上部插穗树皮、枝条和叶片对Cd向地上部转运的贡献率。【结果】27个柳树无性系Cd^(2+)主要富集在根中,很少向地上部转移,根Cd浓度为1 106.08~4 261.46 mg·kg^(-1),无性系柳Q2根中Cd浓度仅为蒿柳的25.96%,地上部Cd浓度为38.29~207.87 mg·kg^(-1),柳D31地上部Cd浓度仅为柳SH31的18.42%;柳SH31叶片、枝条和树皮中Cd浓度均高于其他柳树无性系,分别为177.17、506.85和263.04 mg·kg^(-1);27个柳树无性系对Cd的转运系数均较小,最小的柳2465为0.016,最大的柳SH31也仅为0.199;叶片、枝条和树皮对Cd向地上部转运的贡献率不同,柳Q43和柳SH18的枝条对Cd转运的贡献率最大,分别为56.3%和57.2%,其他无性系树皮的贡献率最大,最大的柳23达到了88.5%,最小的柳Q43为28.6%,仅为柳23的32.3%。【结论】27个柳树无性系主要将吸收的Cd富集在根中,以较少向地上部转移;蒿柳根富集Cd浓度最大,主要将吸收的Cd固定在根中,以减少其对自身其他器官的伤害,同时降低土壤中有效Cd的浓度,减少其对其他植物的伤害;柳SH31地上部富集Cd浓度最大,可通过多次短轮伐并收集地上部达到减少土壤中Cd^(2+)的目的。

关键词：柳树 Cd 地上部地下部根枝条叶片树皮富集

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北京香山公园主要植被类型的夏季环境效应评价

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林业科学 2018年第4期54卷 155-164页

作者：杜万光王成王茜包红光贺然徐晨高飞谢静中国林业科学研究院林业研究所国家林业局森林培育重点实验室北京100091 国家林业局城市森林研究中心北京100091 北京市园林科学研究院北京100102 北京市园林绿化局北京100013 内蒙古农业大学林学院呼和浩特010018 北京市公园管理中心北京100044 北京市林业碳汇工作办公室北京100013

【目的】对香山公园典型植被生态环境效应相关影响因子分析评价,以期为游客选择香山公园最佳游览时间及公园绿地管理和景观设置提供理论依据。【方法】夏季连续10天在北京香山公园5处不同植物类型的游憩点进行测定,选择园外广场为对照,... 详细信息

【目的】对香山公园典型植被生态环境效应相关影响因子分析评价,以期为游客选择香山公园最佳游览时间及公园绿地管理和景观设置提供理论依据。【方法】夏季连续10天在北京香山公园5处不同植物类型的游憩点进行测定,选择园外广场为对照,分析6处监测点微气候、PM_(10)和PM_(2.5)浓度、人体舒适度、空气负离子浓度及噪音情况,研究各因子日变化规律,并统计比较不同游憩点间差异和各生态因子间的相关性。【结果】香山公园日空气温度和空气相对湿度呈单峰型变化,平均降低空气温度1.7℃,增加空气相对湿度6%;人体舒适度达到Ⅱ级标准的时间最长可达8.5 h;PM_(10)和PM_(2.5)浓度均呈早晚高、午后低的双峰型变化特征,各游憩点对PM_(2.5)日均净化率达27.6%,对PM_(10)日均净化率达25.9%,2种颗粒物浓度间呈极显著正相关(P<0.01),2种颗粒物浓度与温度、湿度分别呈显著负相关(P<0.05)和极显著正相关(P<0.01);负离子浓度呈波峰波谷交替变化,早、中、晚出现3个高峰,园内日均值为795个·cm^(-3),为园外的2.43倍,与PM_(10)和PM_(2.5)浓度极显著负相关(P<0.01),与温度显著负相关(P<0.05)、与湿度极显著正相关(P<0.01),通过空气离子评价指数得出各游憩点均在6:00前后和20:00—21:00达到了轻度或中度污染;噪音呈现出早晚2个高峰,园内噪音平均值为40.3 d B,平均降噪率达21.8%,与植物郁闭度显著负相关(P<0.05);植物郁闭度与负离子浓度极显著正相关(P<0.01),与PM_(10)和PM_(2.5)质量浓度极显著负相关(P<0.01)。【结论】香山公园绿地内不同植被类型间增湿、降温、抗污染、降噪等能力存在差别,黄栌混交林的生态效应最高,草坪最低;香山公园夏季合理的游憩时段为7:00—11:00和17:00—20:00。

关键词：生态环境效应大气颗粒物人体舒适度负离子浓度噪音

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八大公山土壤跳虫群落结构与多样性的季节动态

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林业科学研究 2018年第3期31卷 68-77页

作者：何振赵琴李迪强李密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局森林生态环境重点实验室北京100091 湖南省林业科学院湖南长沙410004 国家油茶工程技术研究中心湖南长沙410004

[目的]探索八大公山国家级自然保护区生境和季节变化对土壤跳虫群落分布的影响,为自然保护区森林健康的评价和监测提供科学的理论依据。[方法]于2016年4月、7月和11月对该区青冈林、光皮桦林和栲树林的凋落物和土壤进行取样调查,采用Tul... 详细信息

[目的]探索八大公山国家级自然保护区生境和季节变化对土壤跳虫群落分布的影响,为自然保护区森林健康的评价和监测提供科学的理论依据。[方法]于2016年4月、7月和11月对该区青冈林、光皮桦林和栲树林的凋落物和土壤进行取样调查,采用Tullgren干漏斗法分离土壤跳虫,分析土壤跳虫群落结构和多样性与生境和季节变化的相关性。[结果]共捕获土壤跳虫3 785头,隶属于4目15科29属,其中优势类群为符属、长属、球角属和棘属,4属共占总个体数的71.08%。分析数据表明,土壤跳虫主要集中分布于凋落物层,其个体数、类群数、Shannon-Wiener多样性指数和Margalef丰富度指数大小顺序为青冈林>栲树林>光皮桦林,且主要类群与生境的土壤有机质、全氮呈显著正相关,与土壤全钾、pH呈显著负相关。春季(4月)土壤跳虫类群数最多,Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数和Margalef丰富度指数均最高,群落结构最复杂;秋季个体数量最多,但丰富度最低。[结论]八大公山土壤跳虫群落结构与多样性受生境和季节变化影响显著,生境的植被类型与土壤理化性质共同决定土壤跳虫分布,保持地表植被多样性和保留凋落物对促进土壤跳虫多样性具有积极作用。

关键词：土壤跳虫群落结构多样性季节动态八大公山

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北京市第一道绿化隔离区树冠覆盖特征与景观生态变化

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林业科学 2017年第9期53卷 1-10页

作者：贾宝全刘秀萍中国林业科学研究院林业研究所国家林业局林木培育重点实验室国家林业局城市森林研究中心北京100091

【目的】以北京市第一道绿化隔离区建设为例,利用高空间分辨率的航、卫片信息源,分析城市林木树冠覆盖特征,力图一方面准确揭示北京市第一道绿化隔离区的生态建设成效,另外也试图从景观生态学视角揭示其格局内在变化过程与趋势,进而为... 详细信息

【目的】以北京市第一道绿化隔离区建设为例,利用高空间分辨率的航、卫片信息源,分析城市林木树冠覆盖特征,力图一方面准确揭示北京市第一道绿化隔离区的生态建设成效,另外也试图从景观生态学视角揭示其格局内在变化过程与趋势,进而为北京市及其他城市未来的生态建设提供借鉴。【方法】以0.5 m分辨率的2002年航片和2013年的worldview2卫片为基础,利用econgnition面向对象的解译技术平台,以城市树冠覆盖为核心,利用景观生态学的分析方法,从景观动态、景观格局变化和景观斑块尺度变化等方面,探讨一道绿化隔离区内的林木树冠覆盖特征。【结果】一道绿化隔离区林木树冠覆盖面积从2002年的4 832.98 hm^2增加到了2013年的10 095.01 hm^2,11年间共增加了20.57%;绿地率净增23.94%,生态用地率净增24.11%;斑块平均分维数和斑块面积形状指数呈现不断增加的特点;小型斑块和巨型斑块的数量和面积变化幅度最为显著,11年间数量分别减少了42 286个和130个,面积分别减少了186.08和5 457.75 hm^2;城市总体规划、2008奥运会的绿色需求、城市公园环建设决策和首都百万亩平原大造林是其变化的最重要驱动因素。【结论】与建设之初相比,一道绿化隔离地区内的林木绿地斑块更趋向于向自然化的方向变化,同时斑块规模呈现了小、中、大型斑块数量与面积同步减少,而特大型斑块与巨型斑块的斑块数量和面积同步增加的变化趋势。第一道绿化隔离区域城市林木和绿地不仅取得面积上的急速扩大,而且其在城市生物多样性保护中的作用也越来越大、越来越突出。

关键词：一道绿化隔离区城市林木树冠覆盖变化景观格局动态北京

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基于保健因子和动物旷场试验的毛竹林生态保健功能研究

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西北林学院学报 2018年第5期33卷 269-277页

作者：王茜王成董建文北京市园林科学研究院北京100102 中国林业科学研究院林业研究所国家林业局林木培育重点实验室北京100091 国家林业局城市森林研究中心北京100091 福建农林大学福建福州350002

以毛竹林为例,研究林内一年四季保健因子的季节变化、日变化规律,并通过小白鼠的旷场试验(OFT)研究林内保健因子对小白鼠自发行为的影响,为毛竹林保健型园林以及森林浴场的开发建设提供理论参考。通过对林内四季的空气温湿度、风速、光... 详细信息

以毛竹林为例,研究林内一年四季保健因子的季节变化、日变化规律,并通过小白鼠的旷场试验(OFT)研究林内保健因子对小白鼠自发行为的影响,为毛竹林保健型园林以及森林浴场的开发建设提供理论参考。通过对林内四季的空气温湿度、风速、光照、空气颗粒物浓度、植物挥发物等环境因子进行同步观测和采集,并借助小白鼠OFT试验评价毛竹林生态保健功能。结果表明:1)人体舒适度方面,四季光照强度大小顺序为夏季>春季>秋季>冬季;风速大小顺序为春季>秋季>冬季>夏季;气温值高低顺序为夏季>春季>秋季>冬季;相对湿度大小顺序为夏季>秋季>春季>冬季;2)空气颗粒物方面,TSP、PM10、PM2.5颗粒物日均浓度大小为冬季>秋季>夏季>春季,PM1.0日均浓度大小为冬季>夏季>秋季>春季。其中TSP和PM10的浓度冬季与春、夏季差异显著(P<0.05),PM2.5和PM1.0的浓度冬季与其他3个季节差异均显著(P<0.05);3)植物挥发物方面,春季植物挥发物种类最多为22种,夏季、秋季次之分别为20种和19种,冬季最少为17种,从主要挥发物的相对含量大小来看:夏季>春季>秋季>冬季;4)动物旷场试验表明,与对照组相比经竹林"处理"后的小白鼠紧张感有所降低,探索、认知能力明显增强。毛竹内尤其是春、夏季有很好的生态保健功能,对人体健康有利,适合保健型园林的开发和建设。

关键词：保健因子动物旷场试验毛竹林生态保健功能

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杉木树轮不同组分δ^(13)C对气候因子响应的初步探究

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江西农业大学学报 2018年第6期40卷 1145-1154页

作者：刘小英段爱国张建国张雄清朱安明中国林业科学研究院林业研究所/国家林业局林木培育重点实验室北京100091 南京林业大学南方现代林业协同创新中心江苏南京210000

树轮稳定碳同位素技术广泛用于生态学和气候学研究。以广西柳州杉木种源试验林中3个不同地理种源为试材,比较分析树轮全木和α-纤维素中的δ^(13)C原值序列对年、季、月不同尺度气候要素的响应情况。结果表明:(1)杉木树轮全木和α-纤维... 详细信息

树轮稳定碳同位素技术广泛用于生态学和气候学研究。以广西柳州杉木种源试验林中3个不同地理种源为试材,比较分析树轮全木和α-纤维素中的δ^(13)C原值序列对年、季、月不同尺度气候要素的响应情况。结果表明:(1)杉木树轮全木和α-纤维素中稳定碳同位素的序列(1987—2013)变化分别是-24.577‰～-26.336‰和-23.311‰～-25.597‰,平均值分别是-25.589‰和-24.063‰,两者之间的平均偏差约1.5‰,全木中δ^(13)C的含量明显低于α-纤维素,且α-纤维素中δ^(13)C序列方差及变异系数绝对值均大于全木,α-纤维素具有更优的灵敏度;(2)通过对比相关性分析,发现杉木树轮不同组分中的δ^(13)C值对年气候年值响应没有明显差异,而对月值气候因子的响应中α-纤维素的δ^(13)C较灵敏;(3)杉木树轮α-纤维素中δ^(13)C值主要受春季和夏季的最小相对湿度、春季日照、秋季的温度、冬季的相对湿度以及3月的降水等气候要素的影响。

关键词：杉木树轮 α-纤维素全木 δ^13C值气候因子

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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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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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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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毛白杨PtoWOX11/12a对杨树扦插苗生长发育的影响

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林业科学 2017年第11期53卷 69-76页

作者：李真王留强卢孟柱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】WOX转录因子家族是一类植物特有的转录因子家族,在植物胚胎建成、干细胞分裂和分化的维持以及器官的形成过程中发挥重要调控作用。本研究分析毛白杨Pto WOX11/12a基因对转基因84K杨叶形、茎等生长发育的影响,分析毛白杨不定根... 详细信息

【目的】WOX转录因子家族是一类植物特有的转录因子家族,在植物胚胎建成、干细胞分裂和分化的维持以及器官的形成过程中发挥重要调控作用。本研究分析毛白杨Pto WOX11/12a基因对转基因84K杨叶形、茎等生长发育的影响,分析毛白杨不定根诱导过程中及过表达和抑制表达Pto WOX11/12a转基因84K杨中Pto WOX11/12a基因、生长素合成基因YUCCA1和YUCCA8的表达模式,为深入研究WOX基因对植物生长发育的调控机制提供参考。【方法】对在温室生长1~3个月的过表达和抑制表达Pto WOX11/12a转基因以及非转基因84K杨(对照)的叶形、株高和地径进行比较;通过组织切片对转基因和非转基因84K杨的第5、9和13节间的解剖学特征进行分析,并对各节间的形成层和木质部宽度进行比较;利用实时荧光定量PCR(q PCR)技术,分析Pto WOX11/12a、生长素合成基因YUCCA1和YUCCA8在毛白杨不定根产生过程中及在过表达和抑制表达Pto WOX11/12a转基因84K杨中的表达模式。【结果】在叶形上,过表达Pto WOX11/12a转基因84K杨叶片长度与非转基因84K杨(对照)没有显著差异,但是宽度显著大于对照;抑制表达Pto WOX11/12a转基因84K杨的叶长和叶宽都明显小于对照,且叶边缘呈现锯齿状缺刻。在植株的株高和地径方面,过表达和抑制表达Pto WOX11/12a转基因84K杨的株高和地径都明显低于对照,且存在显著差异;茎解剖分析发现,过表达Pto WOX11/12a转基因84K杨木质部宽度小于对照,形成层细胞层数多,而抑制表达Pto WOX11/12a转基因84K杨木质部宽度同样小于对照,但与过表达植株相比,木质部宽度相对变大,形成层细胞层数变少。q PCR结果显示Pto WOX11/12a基因在毛白杨不定根产生过程中被诱导并持续表达,而生长素合成基因YUCCA1和YUCCA8在诱导培养3天后表达量才迅速增加,但在过表达Pto WOX11/12a转基因植株中表达量升高,在抑制表达植株中表达量降低。【结论】Pto WOX11/12a基因的过表达或者抑制表达都影响了转基因84K杨叶的发育、茎的高生长和径向生长(次生木质部发育);Pto WOX11/12a基因在杨树不定根形成和生长过程中发挥作用涉及到生长素合成基因YUCCA1和YUCCA8的参与。在生根过程中,Pto WOX11/12a基因和生长素合成基因YUCCA1及YUCCA8在表达时间上存在时间间隔。高水平的Pto WOX11/12a抑制了生长素合成相关基因的表达,导致过表达Pto WOX11/12a转基因84K杨由于更容易形成分生组织,促进了根原基的形成,产生比较多的不定根。在不定根生长过程中,YUCCA1及YUCCA8基因上调表达,可促进生长素合成和根部分生组织细胞的分裂;在茎中,二者上调表达促使过表达Pto WOX11/12a转基因84K杨形成层活动的增强,继而影响木质部的分化,木质部变窄。

关键词：杨树 PtoWOX11/12a 基因表达实时荧光定量PCR 不定根形成层

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