北京林业大学学报

2022 � 8 期目录

2022-08-25

北京林业大学学报. 2022 44(8): 1-2.

基于气候因子的兴安落叶松天然林单木直径生长模型构建

杨鑫, 王建�? 杜志, 王文�? 孟京辉]]> — 2022-08-25

杨鑫, 王建�? 杜志, 王文�? 孟京� 目的建立基于气候因子的兴安落叶松天然林单木直径生长模型用于预测胸径生长，为内蒙古大兴安岭地区兴安落叶松天然林经营管理提供理论依据�?lt;/sec> 方法基于内蒙古大兴安岭地�?013�?018年森林资源连续清查数据中�?87块兴安落叶松天然林固定样地及样地位置对应的气候数据，运用逐步回归法建立考虑气候因子的传统单木直径生长模型，并在此基础上，加入样地效应构建兴安落叶松单木直径生长混合效应模型。最后，利用独立检验样本数据对基础模型和混合效应模型进行检验�?lt;/sec> 结果年平均气温MAT、生长季平均降雨�?lt;i>P_gm是影响该地区兴安落叶松胸径生长量的主要气候因素，二者与胸径生长量均呈正相关。其余显著影响胸径生长量的因子包括初期胸径的倒数�?/DBH）、大于对象木的断面积和（BAL）、每公顷株数（NT），3个变量都与胸径生长量呈负相关。胸径混合效应模型的决定系数�?lt;i>R²）为0.760 4，平均绝对误差（MAE）和均方根误差（RMSE）分别为0.386 6�?.486 3 cm²。与基础模型相比，混合效应模型的R²提高�?.321 7，MAE和RMSE减少�?.230 6 �?.267 4 cm²。在模型检验中，混合效应模型也呈现出了较好的拟合效果�?lt;/sec> 结论基于气候因子的单木直径生长混合效应模型可以较好地描述内蒙古大兴安岭地区的兴安落叶松胸径生长过程�?lt;/sec> 北京林业大学学报. 2022 44(8): 1-11.

白桦木质部原生质体初生细胞壁再生过程转录组分析

2022-08-25

目的木质部细胞壁的组成及特性是决定材性的重要因素，研究木质部细胞壁形成的分子调控机制对于木材改良具有重要意义。本研究探究了白桦木质部原生质体初生壁再生过程的分子调控机制，并鉴定出重要调控基因，旨在为林木材性性状研究提供数据和材料�?lt;/sec> 方法分别以培�? h�? h的白桦木质部原生质体为材料，通过荧光增白剂染色观察初生壁再生过程。利用转录组分析技术研究初生壁再生前后的差异表达基因及其参与的调控途径，将检测到的差异表达基因在GO、KEGG、PlantTFDB数据库中进行比对分析�?lt;/sec> 结果荧光显微镜观察结果显示：原生质体分离后不具有细胞壁，培养2 h再生初生细胞壁。以|log₂（FC）| � 1（FC为差异倍数）且q < 0.05为标准筛选差异基因，结果显示：相较于刚分离的原生质体，培�? h的原生质体中检测到4 396个上调表达的基因�? 056个下调表达基因，总计8 452个差异表达基因。其中GO数据库共注释�?0个显著上调条目，KEGG数据库注释到10个显著差异代谢通路，PlantTFDB数据库共注释�?6个家族的360个差异表达转录因子。GO注释结果表明，DNA复制、细胞周期相关基因上调表达。KEGG注释结果表明，谷胱甘肽、�?亚麻酸等与抗逆代谢相关的基因下调表达，果胶脂酶相关基因上调表达。PlantTFDB注释结果表明，bHLH、NAC、MYB、bZIP等与细胞壁合成密切相关的转录因子均差异表达�?lt;/sec> 结论培养2 h的木质部原生质体处于细胞壁再生及分裂准备状态，DNA复制、细胞周期、多糖合成代谢等相关基因在白桦木质部原生质体培养及初生细胞壁形成过程中起调控作用�?lt;/sec> 北京林业大学学报. 2022 44(8): 12-22. 郑杰, 于颖, 贺卓�? 路明�? 孙宇, 尹天�? 王超目的木质部细胞壁的组成及特性是决定材性的重要因素，研究木质部细胞壁形成的分子调控机制对于木材改良具有重要意义。本研究探究了白桦木质部原生质体初生壁再生过程的分子调控机制，并鉴定出重要调控基因，旨在为林木材性性状研究提供数据和材料�?lt;/sec> 方法分别以培�? h�? h的白桦木质部原生质体为材料，通过荧光增白剂染色观察初生壁再生过程。利用转录组分析技术研究初生壁再生前后的差异表达基因及其参与的调控途径，将检测到的差异表达基因在GO、KEGG、PlantTFDB数据库中进行比对分析�?lt;/sec> 结果荧光显微镜观察结果显示：原生质体分离后不具有细胞壁，培养2 h再生初生细胞壁。以|log₂（FC）| � 1（FC为差异倍数）且q < 0.05为标准筛选差异基因，结果显示：相较于刚分离的原生质体，培�? h的原生质体中检测到4 396个上调表达的基因�? 056个下调表达基因，总计8 452个差异表达基因。其中GO数据库共注释�?0个显著上调条目，KEGG数据库注释到10个显著差异代谢通路，PlantTFDB数据库共注释�?6个家族的360个差异表达转录因子。GO注释结果表明，DNA复制、细胞周期相关基因上调表达。KEGG注释结果表明，谷胱甘肽、�?亚麻酸等与抗逆代谢相关的基因下调表达，果胶脂酶相关基因上调表达。PlantTFDB注释结果表明，bHLH、NAC、MYB、bZIP等与细胞壁合成密切相关的转录因子均差异表达�?lt;/sec> 结论培养2 h的木质部原生质体处于细胞壁再生及分裂准备状态，DNA复制、细胞周期、多糖合成代谢等相关基因在白桦木质部原生质体培养及初生细胞壁形成过程中起调控作用�?lt;/sec> 北京林业大学学报. 2022 44(8): 12-22.

缺钾胁迫对核桃幼苗生长及生理特性的影响

黄小�? 吴焦�? 冯大�? 孙向阳]]> — 2022-08-25

黄小�? 吴焦�? 冯大�? 孙向� 目的探讨核桃在短期缺钾胁迫下的适应机理�?lt;/sec> 方法以核桃幼苗为研究对象，设置为�?5 d不同程度的缺钾处理：对照（CK）、中度缺钾（MK）和重度缺钾（SK），每隔15 d进行相关指标测定，分析缺钾胁迫对核桃幼苗生长和生理特性的影响�?lt;/sec> 结果 �?）在缺钾胁迫下，核桃幼苗地上部分生物量、根系生物量、叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量均显著低于CK，且总体上随着缺钾程度的加重和处理时间的延长下降更明显；（2）相比于CK处理，MK和SK处理后期�?0 ~ 75 d）核桃幼苗的最大光化学效率�?lt;i>F_v/F_m）、实际光化学效率�?lt;i>Φ_{PS�?lt;/sub>）、电子传递速率（ETR）和光化学猝灭系数（qP）显著下降；�?）随着处理时间的延长，不同缺钾处理下的核桃幼苗中过氧化氢酶（CAT）先上升后下降，MK、SK和CK处理中分别在30�?5�?0 d时出现最大值；MK和SK处理使超氧化物歧化酶（SOD）活性增加，而SK处理降低了过氧化物酶（POD）活性；处理中期�?0 d）后，核桃幼苗中丙二醛（MDA）含量随胁迫程度加深而升高�?lt;/sec> 结论核桃受到缺钾胁迫后，根系和地上部分生长以及光合色素的合成均受到明显影响，但核桃能通过自身调节，加大对根部的投入，以提高吸收能力；并通过增加热耗散来消耗PSⅡ反应中心的过剩激发能，减少胁迫对光合机构的损害，调动体内的酶促抗氧化系统，对缺钾胁迫的伤害产生一定的抵抗能力�?lt;/sec> 北京林业大学学报. 2022 44(8): 23-30.}

核桃JrTT1-1启动子不同长度片段响应干旱的活性分析

谢牧�? 李文�? 张昭�? 崔茂�? 王艺, 孙雅�? 杨桂燕 — 2022-08-25

目的 TTl是C2H2-ZFP（WIP型锌指结构）类转录因子调控蛋白，核桃JrTT1-1基因启动子含有干旱响应元件，具有调控干旱胁迫的功能。本研究通过分离JrTT1-1基因不同长度启动子片段并对其受干旱胁迫后的表达活性进行分析，探讨JrTT1-1基因响应干旱胁迫的机制�?lt;/sec> 方法根据WRKY顺式作用元件的分布，�?lt;i>JrTT1-1基因启动子分�? 002 bp（−1 ~ �? 002）�?20 bp（−1 ~ �?20）�?48 bp（−1 ~ �?48）�?74 bp（−1 ~ �?74）�?49 bp（−1 ~ �?49�?个片段，分别记为S1、S2、S3、S4、S5。用S1、S2、S3、S4、S5分别替换pCAMBIA1301载体的CaMV35S启动子构建重组载体，通过农杆菌介导的蘸花法转化拟南芥，经潮霉素筛选、PCR验证�?lt;i>GUS基因表达分析确定后培养至T3代。对不同生长期不同组织进行GUS酶活性测定，评价不同片段的时空表达活性。将S1、S2、S3、S4、S5转基因植株种子萌发生�?0 d进行干旱处理�?0 mmol/L甘露醇），未干旱处理的设为对照（CK），分析整株、根及地上部分GUS酶活性，评价不同片段响应干旱的差异�?lt;/sec> 结果正常生长条件下，S1、S2、S3、S4、S5转基因拟南芥在不同生长时期、不同组织器官中均能检测出GUS酶活性，但不同片段GUS活性具有差异，且随着片段变短，活性降低；但S1和S2之间的差异不显著。比较成熟种子、鲜种子�?5 d根、茎、叶、花的GUS活性，发现不同组织之间也有区别，体现了5个片段的组织表达特异性。与CK相比，干旱胁迫下�?个片段整株、根和地上部分的GUS活性均显著提高，其中干旱胁迫后S1、S2、S3、S4、S5全株的GUS活性分别为CK�?.50�?.46�?.47�?.46�?.23倍，根GUS活性分别为CK�?.29�?.29�?.28�?.53�?.36倍，地上部分GUS活性分别为CK�?.62�?.59�?.57�?.59�?.30倍�?lt;/sec> 结论 JrTT1-1基因启动子片段的表达活性与其长度呈正相关，每个长度启动子片段活性具有根、茎、叶、花、种子等组织特异性；WRKY元件及其数量可能与干旱胁迫调节作用相关，�?lt;i>JrTT1-1启动子在干旱胁迫下的表达也具有组织差异性�?lt;/sec> 北京林业大学学报. 2022 44(8): 31-38. 谢牧�? 李文�? 张昭�? 崔茂�? 王艺, 孙雅�? 杨桂� 目的 TTl是C2H2-ZFP（WIP型锌指结构）类转录因子调控蛋白，核桃JrTT1-1基因启动子含有干旱响应元件，具有调控干旱胁迫的功能。本研究通过分离JrTT1-1基因不同长度启动子片段并对其受干旱胁迫后的表达活性进行分析，探讨JrTT1-1基因响应干旱胁迫的机制�?lt;/sec> 方法根据WRKY顺式作用元件的分布，�?lt;i>JrTT1-1基因启动子分�? 002 bp（−1 ~ �? 002）�?20 bp（−1 ~ �?20）�?48 bp（−1 ~ �?48）�?74 bp（−1 ~ �?74）�?49 bp（−1 ~ �?49�?个片段，分别记为S1、S2、S3、S4、S5。用S1、S2、S3、S4、S5分别替换pCAMBIA1301载体的CaMV35S启动子构建重组载体，通过农杆菌介导的蘸花法转化拟南芥，经潮霉素筛选、PCR验证�?lt;i>GUS基因表达分析确定后培养至T3代。对不同生长期不同组织进行GUS酶活性测定，评价不同片段的时空表达活性。将S1、S2、S3、S4、S5转基因植株种子萌发生�?0 d进行干旱处理�?0 mmol/L甘露醇），未干旱处理的设为对照（CK），分析整株、根及地上部分GUS酶活性，评价不同片段响应干旱的差异�?lt;/sec> 结果正常生长条件下，S1、S2、S3、S4、S5转基因拟南芥在不同生长时期、不同组织器官中均能检测出GUS酶活性，但不同片段GUS活性具有差异，且随着片段变短，活性降低；但S1和S2之间的差异不显著。比较成熟种子、鲜种子�?5 d根、茎、叶、花的GUS活性，发现不同组织之间也有区别，体现了5个片段的组织表达特异性。与CK相比，干旱胁迫下�?个片段整株、根和地上部分的GUS活性均显著提高，其中干旱胁迫后S1、S2、S3、S4、S5全株的GUS活性分别为CK�?.50�?.46�?.47�?.46�?.23倍，根GUS活性分别为CK�?.29�?.29�?.28�?.53�?.36倍，地上部分GUS活性分别为CK�?.62�?.59�?.57�?.59�?.30倍�?lt;/sec> 结论 JrTT1-1基因启动子片段的表达活性与其长度呈正相关，每个长度启动子片段活性具有根、茎、叶、花、种子等组织特异性；WRKY元件及其数量可能与干旱胁迫调节作用相关，�?lt;i>JrTT1-1启动子在干旱胁迫下的表达也具有组织差异性�?lt;/sec> 北京林业大学学报. 2022 44(8): 31-38.

金子�? 王京�? 任一�? 张晓, 冀晓东 — 2022-08-25

金子�? 王京�? 任一�? 张晓, 冀晓东目的刺槐是我国造林常用树种，在黄河入海口地带广泛种植，但该地区易遭受大风侵袭，刺槐由于根系浅容易发生风倒，因此通过合理的林带布置降低林内最大风速，避免林木倒伏，提升刺槐林的防风效应刻不容缓�?lt;/sec> 方法该研究以沿海刺槐防护林为研究对象，基于双向流固耦合技术利用Ansys Workbench平台建立风场与刺槐的计算模型，探讨不同林带结构刺槐林的防风效应�?lt;/sec> 结果 �?）建立刺槐流固耦合仿真模型，经现场实测数据验证，模型水平归一化风速误差为13%，垂直归一化风速误差为6%，枝干风振位移相对稳定时误差�? mm，模型具有较高的仿真精度。（2）模拟试验表明首行刺槐对风速减弱的效果明显，在固定行间�? m的工况下每增�?行刺槐，风速对比前1行刺槐依次降�?.12