[目的]探究山桐子叶片表皮微形态特征及其雌、雄株差异,为该种质资源的挖掘利用提供参考.[方法]利用扫描电镜对40份山桐子(雌、雄株各半)叶片进行微形态观察,测定12个气孔相关性状,并分析样品间的异同.[结果](1)山桐子雌、雄株叶片的表皮毛、细胞形态、气孔特征及蜡质式样相似,其下表皮密布的类锥形纤维体型蜡质纹饰,鲜见于其他植物类群.(2)山桐子雌株叶片的气孔大小(长度、宽度、面积及周长)及密度相关参数均略大于雄株;雄株叶片的气孔开口相关参数(孔隙宽度、开口面积及气孔开度)均略高于雌株;但所有差异均未达到统计学显著水平(P＞0.05).(3)多数气孔性状彼此显著相关,而气孔密度与其他性状关联较弱,可能受到相对独立的遗传调控.[结论]研究明确了山桐子叶片表皮的微形态特征,其类锥形纤维体型蜡质式样可作为种质评鉴的关键依据,其气孔性状参数可为童期种苗的性别判定提供重要参考.

山桐子(ldesiapolycarpa)是我国特有且极具开发潜力的油料树种,果实含油率高且油品好.在苗期通过分子生物学手段对山桐子进行性别鉴定,可有效降低种苗培养成本.在前期组装的染色体级别高质量山桐子基因组基础上,进一步对山桐子雌雄群体进行全基因组重测序,根据雌雄株系的特异性片段,确定山桐子属于ZW/ZZ性别决定类型;并根据3.365x107个SNPs,结合性别表型进行全基因组关联分析,找到控制性别的19号染色体,并将性别决定区段定位到35 Mb附近;针对显著性位点,开发了性别共显性CAPS分子标记.该方法可在幼苗期快速、高效鉴定山桐子的性别,极大地降低了山桐子育苗环节的生产成本,也可在山桐子种质鉴定及分子标记辅助育种等方面为产业提供技术支撑.

生物燃油树种是发展生物质能源,实现化石能源替代战略的重要物质基础,明确当前和未来气候变化下我国生物燃油树种适生区分布,对保护和利用生物燃油树种,促进林业生物能源产业发展,保障能源安全和实现"双碳"目标具有重要意义.基于我国10个主要生物燃油树种的1037条树种分布数据和20个环境变量,利用最大熵模型(MaxEnt)预测了各树种当前和未来气候情景下(2050年和2070年的RCP4.5情景)的潜在适生区,得到了影响各树种分布贡献率最大的环境因子,并对我国各区域主要种植树种进行了区划.结果表明:(1)MaxEent模型预测效果较好,各树种模拟结果AUC值均在0.9以上.(2)影响各种分布的贡献率较高的环境因子因树种而异,最暖季度降水量和温度季节性变化标准差的相对贡献率较高.(3)10个生物燃油树种极高适生区面积范围在43.38万km2-117.74万km2之间,可根据模拟结果将树种分布划分为北部、中东部、东南部和西南部4个亚区,北部亚区主要树种为文冠果(Xanthoceras sorbifolium)和欧李(Cerasus humilis),中东部亚区主要树种为盐肤木(Rhius chinensis)、山桐子(Idesia polycarpa)、无患子(Sapindussaponaria)、乌桕(Triadica sebifera)和黄连木(Pistacia chinensis),东南部亚区主要树种为光皮梾木(Cornus wilsoniana)和山鸡椒(Litsea cubeba),西南部亚区主要树种为小桐子(Jatropha curcas),各树种分布亚区与我国发布的林业生物质能发展规划一致性较高.(4)与当前相比,在未来2070年RCP4.5情景下,欧李和山鸡椒适生区面积表现出增加趋势,分别增加31.79万km2和5.61万km2,其他树种面积均减小,减小幅度范围在5.25万km2和38.63万km2之间;光皮梾木和山鸡椒的分布中心在未来向西北移动,盐肤木、乌桕和小桐子向东南移动,其他树种均向东北移动.

论述了山桐子产业的开发利用前景,产业的现状,以及存在的问题与解决办法.

发挥木本植物在土壤重金属污染修复方面的特殊作用是当前城市绿化发展的重要方向.本研究通过盆栽试验的方法,分析了54种木本植物对土壤Cu、Pb、Zn的提取能力.结果 表明,木本植物根系Cu、Pb、Zn含量分别为22.91～ 370.96、0.21～27.00和25.03～539.02 mg·kg-1,显著高于地上部分.地上部分Cu含量超过30 mg·kg-1、Zn含量超过150 mg·kg-1的种类分别有11种和15种,Pb含量在10 mg·kg-1以上的仅有刺槐(Robinia pseudoacacia)1种.对Zn具有修复能力的木本植物有16种,而对Cu或Pb具有修复能力的种类较少.综合评价表明,白蜡树(Fraxinus chinensis)、白棠子树(Callicarpa dichotoma)、紫薇(Lagerstroemia indica)、盐肤木(Rhus chinensis)、接骨木(Sambucus williamsii)、刺槐、枫香树(Liquidambar formosana)、构树(Broussonetia papyrifera)、山桐子(Idesia polycarpa)和珊瑚树(Viburnum odoratissimum)具有较强的综合提取能力.其中,白蜡树具有很强的重金属提取能力,是修复城市Cu、Pb、Zn污染土壤的理想树种.

山桐子是优良的生态树种,对气候和土壤要求不严,分布于我国大部分地区,是集生态性、观赏性、经济性、能源性等优势为一身的潜力树种.针对山桐子产业化种植的需求,总结山桐子苗木繁育技术研究要点,包括实生苗、嫁接苗、扦插苗、组培苗等,可为山桐子工厂化育苗提供技术参考.

目的:筛选出栽培天麻的最佳菌材.方法:选择山樱桃、枳棋、化香、山桐子、青榨槭、野漆树、白栎、水青冈和桤木9种本地修枝材作为菌材开展天麻栽培试验,对试验各处理样品天麻产量、天麻素、对羟基苯甲醇、天麻多糖含量指标进行了测定和分析.结果:以白栎作为菌材栽培天麻,产量为(4.16±0.88)kg/m2,天麻素和对羟基苯甲醇总含量达到(0.47±0.07)％,天麻多糖含量为(54.73±3.24)mg/g,其天麻产量和品质指标最佳.采用隶属函数法对各参数进行综合分析,也印证白栎是栽培天麻的首选菌材,山桐子、水青冈、山樱桃为栽培天麻的较优菌材.结论:白栎是栽培天麻的最佳菌材.

以国内14个山桐子居群为研究对象,采用方差分析、相关性分析、聚类分析和主成分分析等方法,探究山桐子果实表型性状变异及其与环境因子的关系.结果表明:(1)山桐子的9个果实表型性状在居群间和居群内均有广泛变异,居群间各表型性状的变异系数为6.47％—32.51％,居群内各表型性状的变异系数为4.69％—35.21％.单串果穗重和单串果实重的变异系数较大,单果横径、单果纵径及单果重的变异系数均较小.河南农业大学林木种苗繁育工程技术中心居群表型变异最丰富,四川省方山村居群最小.山桐子果穗表型性状与果实产量性状呈显著正相关,通过聚类分析可将山桐子14个居群分为4个类群,类群Ⅳ中山桐子果实表型性状最为优良,果穗大、单果重,表现出突出的育种优势.(2)山桐子14个居群地土壤pH在5.36-8.49范围内,多数居群土壤为酸性,土壤有效氮、有效磷、有效钾含量低.(3)环境因子中全氮对山桐子果实表型性状影响较大,土壤pH、有效磷含量与果实表型性状存在显著相关性.山桐子果实表型性状存在丰富变异,果穗外形对其产量有着显著影响;土壤pH及有效磷含量是影响山桐子果实表型性状的主要土壤养分因子,在生产中或可通过调节土壤酸碱度及有效磷含量来达到增产的目的.

目的:探究毛叶山桐子种子(Idesia polycarpa Maxim.var.vestita Diels)的休眠类型和解除休眠的最适方法,为生产实践中的种苗繁育提供一种能有效解除毛叶山桐子种子休眠和提高萌发率的方法.方法:以成熟的毛叶山桐子种子为材料,研究种子的水分透性及温度、光照、去垢剂、后熟、层积和植物激素对种子休眠与萌发的影响.结果:(1)种子具有发育成熟的胚,种皮被有蜡质层但具有透水性;(2)在10～35℃和交替光照(12 h光照/12 h黑暗,光强度为144 μmol?m-2?s-1)下萌发30 d,种子的萌发率低于30%,具有休眠特性;(3)种子在完全黑暗条件下几乎不萌发,是一种需光性种子;(4)4℃和10℃层积30 d显著地增加种子的萌发速率和萌发率,后熟90 d则对种子萌发没有影响;(5)GA3能部分解除种子的休眠和促进萌发,将萌发率提高至56.7%,氟啶酮则没有作用.结论:毛叶山桐子种子的休眠类型为非深度生理休眠,解除休眠和促进萌发的最适方法是将种子在4℃或者10℃中层积30 d,然后在25℃和交替光照中萌发.