空间关系是影响森林生长与群落演替的重要因素,种间关系是其重要组成部分,研究空间关系有利于了解森林群落的生长更新、功能作用与演替进程.利用移动窗口法对凉水自然保护区 10.4 hm2 样地不同径级的红松与主要伴生树种做空间相关性研究,并进行多尺度比较,得到不同尺度下不同径级红松与主要伴生树种个体的空间关系特征.研究结果表明:(1)红松与伴生树种的相互关系复杂多样,多种相互关系并存,表现出阔叶红松林群落结构的复杂性与稳定性.大径级红松压制同径级伴生树种,二者呈极显著负相关,但其对小径级伴生树种有庇荫作用,二者呈极显著正相关.(2)红松与主要伴生树种的相互关系在不同尺度、径级上均有极显著差异.尺度越大,红松与主要伴生树种的相关系数变化速率越小;伴生树种的径级越大,红松与主要伴生树种的相关系数变化速率越大.(3)红松与伴生树种的相关性具有尺度特征,主要表现在大尺度(≥60 m)范围上,在小尺度(＜60 m)上相关性较弱.红松与伴生树种在相同径级与不同径级的结合方式上表现出不同的空间关系.同径级的红松与伴生树的种间关系多表现为负相关,不同径级的红松与伴生树种种间关系多表现为正相关.(4)以种间关系确定样方最小面积,凉水保护区临界样地面积为 60 m×60 m.该研究集中于不同尺度下不同径级的红松与伴生树种的种间关系,解释优势种红松与伴生树种在森林的空间关系以及群落结构特征,为东北地区阔叶红松林的森林管理提供参考意见.

小枝与叶片间的关系能够很好地反映植物对环境的适应策略.目前,从枝叶间权衡关系的角度研究树木对庇荫环境适应性的报道尚少,其中主要包括“生长-生长”权衡和“生长-生存”权衡两种假说.因此,为了探讨灌木在庇荫环境中,是否会在小枝和叶性状间采取权衡策略,来提高光照资源的利用能力或增强生存和防御能力,在城市绿地的林隙和林冠下两种光环境中,选择了没有人工修枝、整形等经营措施的金银木(Lonicera maackii)、小花溲疏(Deutzia parviflora)和连翘(Forsythia suspensa)等11种、79株观赏灌木作为研究对象,采集其当年生小枝,观测并计算了每棵灌木所处环境的有效光合辐射(PAR)相对累积光量和红光/远红光(R/FR),以及灌木的小枝干重(TDW)、单位小枝叶干重(LDW)、出叶强度(LN/TDW)、叶面积支持效率(LA/TDW)、比枝长(TL/TDW)和单叶面积(ILA)6个性状.对数据进行标准化和数据转换后,运用Pearson相关检验分析光环境指标和灌木枝叶性状间的相关性;采用标准化主轴估计法进行异速生长方程的参数估计;使用多元回归分析不同光强下各性状的相互关系.结果表明:(1)PAR相对累积光量和R/ FR与TDW和LDW呈极显著(P＜0.01或P＜0.001)正相关,与TL/TDW、LA/TDW、LN/TDW呈极显著(P＜0.001)负相关,与ILA相关性不显著(P＞0.05).整体上,R/FR与各灌木性状的相关性大于PAR相对累积光量;(2)TDW和LDW存在极显著(P＜0.001)的异速生长正相关关系.随着光强的减小,灌木当年生小枝和叶片的生物量都趋于减小,但是表现出相对偏向于叶片生物量的投资偏好;(3) LA/TDW和TL/TDW存在极显著(P＜0.001)的等速生长正相关关系.但随着光强的减小,比枝长随叶面积支持效率增加而增加的速率却减小,说明灌木在庇荫条件下,更倾向于采取忍耐型的光资源利用策略;(4) ILA和LN/TDW呈极显著(P＜0.001)异速生长负相关关系.随着光强的减小,灌木趋向于表现出单位小枝上着生大量小叶的现象.所以总体上,庇荫环境下的观赏灌木存在投资偏好和权衡,倾向于通过枝叶生长提高光截获能力来适应弱光环境,与“生长-生长”的权衡假说相符,但整体上,观赏灌木的耐阴性较差,故不建议种植在庇荫环境中.

BBX转录因子家族在植物种子萌发、幼苗光形态建成、庇荫性反应、开花的光周期调节等一系列光介导的生长发育过程以及植物对多种非生物和生物胁迫的响应过程中都发挥重要作用.本研究利用生物信息学方法从白桦(Betula platyphylla)基因组中鉴定出19个BBX蛋白,分布于6个亚家族中,其中一个非典型BBX蛋白在其他物种中还未发现,将其单列为一个亚家族,分析该家族蛋白生物信息特征及干旱、高盐胁迫下表达模式.结果显示BpBBX转录因子家族中有14个酸性蛋白质,18个亲水性蛋白质,同时有11个BpBBX蛋白质定位于细胞核.该家族基因分布在9条染色体上,启动子中包含光响应元件、胁迫响应元件等43种顺式作用元件.转录组分析数据显示,BpBBX3、BpBBX5、BpBBX6、BpBBX15、BpBBX24、BpBBX29、BpBBX30受到高盐或干旱胁迫信号调控.进一步对BpBBX24抗逆功能深入研究发现,在干旱及高盐胁迫下,BpBBX24可以增强白桦幼苗活性氧物质的清除能力,减少细胞膜过氧化损伤.该研究结果不仅为研究白桦BBX转录因子家族的功能研究奠定了基础,同时为白桦抗性育种提供了候选基因和科学依据.