目的 基于赤霉素(gibberellin A3,GA3)处理下的南方红豆杉Taxus chinensis var.mairei转录组数据鉴定和分析SSR位点,开发可用于南方红豆杉种质资源鉴定和遗传多样性分析的SSR标记.方法 使用MISA软件对南方红豆杉转录组数据进行SSR分析,搜索SSR位点.可搜索单核苷酸、二核苷酸、三核苷酸、四核苷酸、五核苷酸和六核苷酸,最小重复数分别设置为10、6、5、5、5、5次.采用Primer 3(2.3.5版,默认参数)进行SSR引物设计.通过毛细管荧光电泳检测,最终选定多态性好,扩增成功率高的SSR引物用于后续数据分析;通过MEGA进行UPGMA聚类分析,构建聚类树.结果 转录组测序共获得202 361条Unigene,采用MISA软件搜索出12 008个SSR位点,分布在10 894条Unigenes上,发生频率为5.38％,平均距离为1/7.64 kb.单核苷酸重复类型最丰富,占总SSR位点的51.74％,其次为三核苷酸(20.92％)和二核苷酸重复类型(20.88％).A/T、AG/CT是优势重复基序,分别占总SSR重复类型的49.60％和10.93％.随机抽选96对SSR引物,以4个地区12份南方红豆杉种质进行引物有效性和多态性验证,筛选出13对具多态性的SSR引物,多态性引物比率为13.54％.13对引物在东北红豆杉Taxus cuspidata扩增效率高达100％,但在曼地亚红豆杉Taxus × media扩增效率仅为23.08％.聚类分析表明太行山地区南方红豆杉聚为一类,浙江、福建和湖南等南方来源的南方红豆杉聚为一类,后三者彼此之间遗传距离更近.结论 南方红豆杉转录组测序产生的Unigene信息可以用来开发SSR分子标记,开发的13个标记将有助于南方红豆杉物种遗传多样性、分子育种、资源保护等方面的研究.

高纬度地带,在冬季食物资源有限的环境中,野生大型有蹄类动物满足营养需求的同时,需要对植物中次生代谢产物进行平衡,回避有害物质并选择对机体有益的成分,从而形成特定的食物组成模式.以东北马鹿(Cervus elaphus xanthopygus)为研究对象,于2020年11月,在黑龙江穆棱东北红豆杉国家级自然保护区境内,采集东北马鹿粪便和植物样本.通过粪便显微分析法确定保护区内马鹿冬季食物组成,采用k-means聚类分析揭示马鹿冬季食物组成模式.应用广泛靶向代谢组技术对部分植物中次生代谢产物的含量进行全覆盖定性和相对定量检测,将食物组成与次生代谢产物数据整合,进行曼特尔检验(Mantel test)分析,以探究植物次生代谢产物对马鹿种群内食物组成模式的影响.结果表明,林区内马鹿种群冬季共采食30种植物,其中木本植物占92.48％;且种群内分别呈现出以东北红豆杉(Taxus cuspidata),簇毛械(Acer barbinerve),毛榛子(Corylus mandshurica)为主要食物的不同食物组成模式.广泛靶向代谢组技术共检测出638种次生代谢产物,有25种代谢物与马鹿采食频率显著相关,其中多数菇类物质抑制马鹿采食,而鞣质类物质对马鹿的采食选择有一定的正向作用;Mantel test结果显示,上述25种物质中黄酮、鞣质、菇类化合物相对含量与不同马鹿个体食物组成显著相关,说明这些代谢物相对含量和性质的差异会造成种群内不同个体食物组成的差异,是种群内形成不同食物组成模式的原因之一.从植物次生代谢产物角度揭示了该地区东北马鹿种群冬季食物组成模式呈现差异的可能因素,为进一步研究大型有蹄类营养策略和植物化学防御关系提供基础依据.

东北梅花鹿(Cervus nippon hortulorum)在我国主要分布区为黑龙江省老爷岭南部,开展栖息地适宜性评价和构建连接核心栖息地斑块的生态廊道是对该物种保护和恢复的基础.本研究于2018-2021年,通过大样方调查和相机监测的方法收集到763个梅花鹿出现位点,利用最大熵(Maximum entropy,MaxEnt)模型对该地区梅花鹿栖息地进行适宜性评价,基于最小成本路径(Least-cost path,LCP)分析方法识别并规划梅花鹿的迁移廊道.Max-Ent模型对环境变量预测的贡献率表明:河流、林间小道、常绿针叶林、居民区和公路对模型累积贡献率达77.3％,是影响梅花鹿分布的关键因子.栖息地适宜性分析结果表明,黑龙江省老爷岭南部梅花鹿适宜栖息地面积为1 055.62 km2,占研究区域面积的27.38％.适宜栖息地主要集中分布于西南部的穆棱东北红豆杉国家级自然保护区和东部的东宁朝阳沟林场、绥阳三岔河和暖泉河林场,而研究区域中部适宜栖息地破碎化严重,且呈条带状分布.适宜栖息地面积的减少以及破碎化可能是影响野生梅花鹿种群恢复的关键因素.基于栖息地适宜性分析结果和梅花鹿种群分布情况共确定总面积为705.22 km2的4块梅花鹿核心栖息地斑块,构建总长度为84.43 km、最小宽度为600 m的3条适宜梅花鹿迁移的生态廊道.本研究成果可为野生动物保护部门开展野生东北梅花鹿种群恢复提供科学依据,亦为推动生物多样性保护服务.

为了掌握红豆杉研究领域的热点问题及发展趋势,将2010年1月1日～2022年10月31日CNKI数据库中1604篇文献作为原始数据,通过Citespace可视化软件及文献计量学方法,对红豆杉领域年度发文量、研究机构、主要发文作者、关键词进行分析,得出以下结论:红豆杉研究自2010年开始经历了3个阶段,即快速发展期、快速衰退期、稳定减少期.明溪县林业局、云南省林业科学院、东北林业大学森林植物生态学教育部重点实验室和中国林业科学研究院资源昆虫研究所是主要的研究机构,在该领域占据重要地位,各机构位置分散,缺乏密切合作,因此机构的跨区域交流仍需加强.欧建德、刘彤、吴志庄、张恺恺、陈段芬为探究红豆杉做出突出贡献,发文质量较高.生态保护与医用价值仍将是红豆杉研究领域的热点问题,观赏价值、经济价值与食用价值的开发可能会成为该领域未来的关注重点.

红豆杉属植物是国际珍稀濒危灭绝保护植物和国家一级保护植物.由于可分离得到具有显著抗肿瘤活性的药物紫杉醇, 红豆杉属植物倍受关注, 成为天然药物的研究热点.但该属植物种子具有深度休眠, 自然条件下要经过两冬一夏才能萌发, 繁殖率低, 这也是导致其物种濒临灭绝的原因.简要综述了我国的红豆杉属植物种子休眠机制及其休眠解除的研究进展, 并对今后的研究重点和发展趋势进行展望.

在东北红豆杉主要分布区选择有代表性的林分,确定树龄相近的单株(30～40 a)调查连年生长量,分析不同林分间连年生长量的变异规律及生长与气候因子的相关性.结果表明:不同林分间连年生长量差异显著,变异系数为43.6％,呈现出随着纬度升高生长量降低的变异规律;同一林分内个体间变异系数为23.5％ ～44.7％;主枝长度生长量与积温、无霜期和降雨呈正相关,相关系数分别为0.7285?,0.7179?,0.6398;侧枝长度与积温和降雨的相关性很弱,与无霜期呈不显著负相关;针叶长度与积温、无霜期、降雨呈不显著负相关;针叶宽度与积温、无霜期、降雨呈正相关;枝条伸长生长与针叶长度、宽度和叶面积呈极显著正相关.

植物在进化适应过程中形成了一套对环境变化响应的防御体系,其中黄酮类化合物作为植物体内重要的次生代谢产物,是表征植物化学防御能力的重要指标.本研究将5个种源东北红豆杉幼苗分别移栽到4个试验地(37°N—43°N),利用多酚测量仪Multiplex-3(Force-A,France)对其叶片表皮黄酮类化合物含量进行无损测定,探讨随试验地、种源地气候因子的变化,东北红豆杉幼苗黄酮类化合物含量的变化规律.结果 表明:试验地环境变化对类黄酮指数、花青素指数变化的相对贡献率大于种源地、试验地与种源地交互效应的相对贡献率;试验地气候因子对类黄酮指数、花青素指数解释率(49.8％、55.4％)分别高于种源地气候因子的解释率(35.3％、29.2％);东北红豆杉幼苗类黄酮指数、花青素指数随试验地纬度的升高而下降;试验地3类气候因子方差分解结果显示,光照因子对类黄酮指数、花青素指数变化的单独解释率最高;种源地气候因子方差分解结果显示,水分因子对类黄酮指数、花青素指数变化的单独解释率最高;试验地环境变化对东北红豆杉幼苗黄酮类化合物含量变化起主要作用;东北红豆杉幼苗在低纬度试验地表现出更强的化学防御能力;光照因子在短期影响东北红豆杉幼苗黄酮类化合物含量变化中起主导作用,而长期影响黄酮类化合物含量变化则转变为水分因子起主导作用.

以东北红豆杉(Taxus cuspidata Sieb.et Zucc.)所在群落为对象,选择有东北红豆杉分布的21个样方进行群落调查,结合样方植物和环境数据,采用系统聚类、RDA分析、方差分解等方法研究东北红豆杉所在群落的特征及其主要影响因素.结果表明:(1)东北红豆杉所在群落共记录到48科90属107种植物,其物种组成丰富,可将群落划分为红松-紫椴林、红松-云杉-冷杉林、红松-槭树林、红松-风桦林4个林分类型;(2)温度、降水、林分类型和土壤pH等环境因子显著影响东北红豆杉的分布及其群落特征,整体上温度是最显著的影响因子,但在不同林型中各环境因子的主要作用不同;(3)气候因子、地形与土壤因子、生物因子三者对东北红豆杉所在群落分布的共同解释率为49.85％,地形与土壤因子的单独解释力最大(15.70％),其次为气候因子(14.96％)和生物因子(9.79％).总之,由于自然和人为因素的干扰,东北红豆杉所处的群落类型多样,且东北红豆杉种群特征在不同的群落中各不相同,主要分布在红松-紫椴林和红松-云杉-冷杉林中,其他2种群落类型对回归保护地的选择具有很好的指示作用,应针对不同的分布群落采取不同的保护措施.

以长白山自然保护区野生东北红豆杉种群为研究对象,在野生东北红豆杉的主要分布区设置4块标准地(50 m ×50 m),运用群落生态学方法统计野生东北红豆杉的树木特征(树高、胸径、冠幅等),立地条件,林分状况等,分析野生东北红豆杉在分布地区的群落物种多样性特征.所调查的4个样地共有木本植物32种,隶属17科24属,草本植物53种,隶属于23科41属.不同样地的Simpson指数和Shannon指数变化一致,样地C4的均匀度Pielou指数为草本层＞灌木层＞乔木层,其余的样地均为灌木层＞乔木层＞草本层.Margalef丰富度指数显示,除了样地C4的草本层物种丰富度最大之外,其余3个样地都是乔木层物种丰富度指数最大.在4个样地中,野生东北红豆杉的重要值偏低,在群落中不占优势.野生东北红豆杉所在的群落主要以红松、长白鱼鳞云杉、紫椴等针阔叶树种组成的混交林.根据这种现象,提出了野生东北红豆杉的保护策略,为野生东北红豆杉资源的保护、繁育和利用提供了合理建议和有效途径.

东北红豆杉(Taxus cuspidata)是我国数量极少的珍贵濒危树种,了解其天然群落的组成和特征对东北红豆杉种群的保护利用和恢复有重要意义.本文对吉林省天然东北红豆杉群落进行调查,根据物种组成进行系统聚类分析.将20块40m×40m样地划分为5种群丛类型,分别以优势种进行命名,即:Ⅰ.舞鹤草-五味子+狗枣猕猴桃-紫椴十臭冷杉群丛;Ⅱ.东北羊角芹-狗枣猕猴桃-臭冷杉群丛;Ⅲ.盾叶唐松草-狗枣猕猴桃-臭冷杉群丛;Ⅳ.舞鹤草-软枣猕猴桃-红松十紫椴十臭冷杉群丛;V.舞鹤草-软枣猕猴桃-紫椴十臭冷杉群丛.对群丛的物种组成、群落结构和群丛类型、物种多样性进行了分析.物种多样性选用Menhinick丰富度指数、Pielou均匀度指数、Simpson优势度指数以及Shannon-Wiener多样性指数,对比分析不同群丛特征.结果 显示:东北红豆杉植物群落组成中蔷薇科的种和属数所占比例最大;5个群丛的多样性指数顺序为群丛V＞群丛Ⅲ＞群丛Ⅳ＞群丛Ⅱ＞群丛Ⅰ;群丛Ⅰ和Ⅱ具有较低的多样性和较高的优势度,群丛Ⅱ和群丛Ⅲ的乔木层的多样性指数差异不明显,但其丰富度指数和优势度指数却呈现了相反的特征;群丛Ⅱ丰富度低而优势度高,而群丛Ⅲ丰富度高而优势度低;群丛Ⅲ中的草本层的多样性高于乔木层,群落郁闭度较低;群丛Ⅳ和群丛V均位于和龙市荒沟林场,随着海拔上升,其物种多样性随之下降.结果 表明,不同物种组成的东北红豆杉植物群丛的群落特征存在显著差异.