为回答桉树(Eucalyptus)引种对植物多样性有无影响的争议问题,以云南省桉树大规模集中引种区澜沧县桉树林为研究对象,将次生常绿阔叶林、人工思茅松(Pinus kesiya)林作为参照林,各设置6组对比样地,划分植物为不同功能群,比较分析桉树林与参照林林下各功能群的物种组成特征和物种多样性指数的差异,研究桉树引种对林下植物功能群的物种组成及其多样性的影响.结果表明:(1)桉树林替代次生常绿阔叶林后,会增加暖性-阳生-中生功能群的物种数量,减少温性-阴生-喜湿功能群的物种数量;而桉树林替代人工思茅松林后,会增加温性-阴生-喜湿功能群的物种数量,减少暖性-阳生-中生功能群的物种数量.(2)桉树林替代两种参照林后,林下植物种类组成及重要值改变,紫茎泽兰(Eupatorium adenophorum)占据暖性-阳生-中生功能群的绝对优势地位,荩草(Arthraxon hispidus)占据温性-阴生-喜湿功能群的绝对优势地位.(3)桉树林替代两种参照林后,林下暖性-阳生-中生功能群的Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数显著降低(P<0.05),而对温性-阴生-喜湿功能群的各物种多样性指数均无显著影响(P>0.05).总之,桉树引种改变了林下植物功能群的物种组成,对不同植物功能群的物种多样性影响不同.

研究近缘种复合体的针叶表型变异及其地理分布格局,有助于从生理生态机制上理解针叶树种的地理变异、种群动态以及对区域气候的响应.云南松(Pinus yunnanensis)、思茅松(P.kesiya var.langbianiensis)和卡西亚松(P.kesiya)是一个跨越了东南亚热带和亚热带地区的近缘种复合体,具有典型的地理替代分布特征,拥有丰富的表型变异和遗传变异.该研究在3种松树分布区采集了31个代表种群,每个种群选择10个样木,测量了针叶长度、气孔密度、气孔保卫细胞长度和宽度、木质增厚层长度和宽度、气孔腔长度和宽度等共8个性状.采用巢式方差分析计算性状在树种间和种群间的差异,通过主成分分析和聚类分析揭示针叶性状的种群变异结构;分析针叶性状随纬度的变化规律,运用多元线性回归模型来确定影响针叶性状变异的主要环境因子.结果表明:(1)针叶性状在种群间的变异系数为12.01％-34.08％,气孔保卫细胞长度、木质增厚层长度和宽度、针叶长度和气孔密度的表型分化系数较高;(2)云南松和卡西亚松在大多数性状上存在显著差异,思茅松介于二者之间,聚类分析结果表明3种松树针叶性状的种群变异结构与其地理区域分布一致;(3)针叶长度和气孔密度与纬度正相关,气孔腔长度和宽度与纬度负相关;(4)影响针叶性状变化的关键环境因子是最干季平均气温、降水量季节性变异系数、平均气温日较差、最湿月降水量和最干月降水量.3种松树针叶性状具有丰富的种间和种群间变异,呈现显著的纬度梯度变异趋势,反映了其对环境长期适应的结果.热带亚热带松树针叶性状变异及其对环境因子的响应可为造林育种的地理种源选择提供科学依据.

目的:探讨外生菌根真菌(Ectomycorrhizal fungi,ECF)对思茅松幼苗生长的影响,为提高栽培繁育提供科学依据.方法:采用盆栽试验,接种5种ECF至思茅松幼苗,分析侵染率、根系活力、成活率、生长指标及营养元素变化水平.结果:5种ECF对思茅松幼苗的侵染率不同,从大到小依次为:黄色须腹菌>美味牛肝菌>黄豹斑鹅>彩色豆马勃>紫金蜡磨,组间存在极显著差异(P<0.01);思茅松对侵染率高的ECF有较强的依赖性.接种美味牛肝菌和黄色须腹菌株均可极显著提高幼苗成活率、根系活力、株高、地上鲜重、总干重和营养元素(N、P和K)含量水平(P<0.01).结论:5种ECF对思茅松幼苗的促生效果不同,宿主植物对ECF种类具有一定的选择性.

以云南省普洱市思茅松人工林中14a龄林为研究对象,对5种造林密度(1m×1m、1.5m×1.5m、2m×1 m、2 m×2 m、2 m×3 m)的思茅松人工林的林分特征及其根系生物量空间分布进行调查分析,以明确林分密度对思茅松人工林细根生物量空间分布的影响,为思茅松人工林经营管理提供理论依据.结果表明:(1)树高和胸径随着林分密度的减少呈增大趋势,而生物量呈减少趋势.(2)14 a思茅松人工林的细根生物量随林分密度的增大而减少,单株细根生物量随林分密度的减小而增大,但粗根与死根生物量在5个林分密度之间无显著差异.(3)细根生物量主要分布在土壤上层,其中40.21%~54.73%的细根集中在0~10 cm土壤深度,不同林分密度的细根生物量随土层深度的增加而减少的趋势较为明显,随着林分密度的减小,土壤上层的细根生物量比例呈先增加后减少的趋势.(4)林分密度和土壤深度对细根生物量有显著影响,而且乔木个体大小差异与细根生物量具有极显著的负相关关系,而单株细根生物量与林分密度、乔木个体大小差异、地下生物量及胸高断面积之间呈显著或极显著的负相关关系,而与树高和胸径之间呈显著正相关关系.

通过研究不同径级思茅松人工林根系特征、地上部分各器官以及根系生物量分配特征,构建以胸径和树高为变量的思茅松人工林各器官生物量的异速生长方程,为思茅松人工林乔木层碳储量的准确测算提供科学依据.结果表明:思茅松的粗根(根径＞2.0 cm)、大根(1.0～2.0 cm)、中根(0.5～1.0 cm)和小根(0.2～0.5 cm)的根长和比根长随径级增加而增大,细根(＜0.2 cm)的比根长降低;中根、小根和细根在根生物量中所占的比例随径级增大先减小后增加,粗根和大根先增加后减小;同一径级中,细根的比根长远高于其他根系类型;思茅松各器官生物量分配大小比例为干＞枝＞根＞叶＞果,树干生物量均占全株生物量50％以上,各器官生物量随着径级的增大而增加,地上生物量和地下生物量之间呈显著正相关.思茅松单株地上部分生物量在2.23～ 324.95 kg,根生物量在0.52～41.80 kg,根颈、主根和侧根的生物量随径级增加而增加,根颈/主根、根颈/总根、侧根/主根与胸径和树高呈显著正相关,主根/总根与胸径和树高呈显著负相关;思茅松人工林各器官和总生物量异速生长模型的非线性回归与对数转换后的线性回归的AIC差值都大于2,误差为相乘型,选用线性模型更合适.各器官和总生物量线性模型的R2adj为0.661～0.992,除球果外,加入树高的模型能较好地拟合各器官与全株生物量.

肠道微生物在昆虫的食物消化、 免疫防御中发挥重要作用,但目前对昆虫肠道真菌了解不多.本研究以重要林业害虫—思茅松毛虫Dendrolimu kikuchii Matsumura为材料,分离鉴定其幼虫中的肠道真菌.采用传统微生物分离纯培养的方法从思茅松毛虫4龄幼虫肠道样品中分离肠道真菌,运用ITS序列分析鉴定,并对其产酶活性初步研究.经同源序列比对分析,思茅松毛虫4龄幼虫肠道中共分离得到12株真菌,分别属于德巴利酵母属Debaryomyces sp.,拟盘多毛孢属Pestalotiopsis sp.,青霉属Penicillium sp.,弯担菌属Curvibasidium sp..产酶活性研究表明8株菌产纤维素酶,9株菌产淀粉酶,7株菌产脂肪酶,2株菌产蛋白酶.DKF-8产淀粉酶能力最高,酶活力是60.907 U/mL.DKF-10产纤维素酶能力最高,酶活力是14.276 U/g,菌株DKF-6产蛋白酶活力是5.561 U/mL,菌株DKF-8产蛋白酶酶活力是2.918 U/mL.思茅松毛虫4龄幼虫肠道真菌物种丰富度较低.本实验为未来深入研究思茅松毛虫肠道微生物功能提供了菌株材料.

α-蒎烯合成酶(α-pinene synthase,APS)是α-蒎烯生物合成的关键酶.本研究利用同源克隆及基因组步移法从思茅松中克隆得到一个α-蒎烯合成酶基因,命名为PkA PS (GenBank登录号为KX394684),基因全长3 523 bp,含有10个内含子,其cDNA全长1956 bp,编码651个氨基酸残基.生物信息学分析显示PkAPS属于萜烯合成酶家族蛋白;系统进化树分析显示PkAPS与马尾松α-蒎烯合成酶亲缘关系最近.基因表达分析显示:PkA PS在高产脂思茅松个体各组织的表达量均高于低产产脂思茅松个体;而在高产脂思茅松不同组织中的表达比较中,PkA PS在小枝中的表达量最高.本研究将有利于进一步研究思茅松α-蒎烯合成酶调控机理及培育高产α-蒎烯思茅松新品种的研究.

密码子偏好性(codon usage bias)是指同义密码子的使用频率不同的现象,该现象广泛存在于植物中.本研究利用Codon W 1.4.2和CUSP软件分析思茅松(Pinus kesiya var.langbianensis)叶绿体基因组的45条CDS,结果显示思茅松叶绿体基因组密码子第三位碱基的GC含量为29.63％,偏好以AT碱基结尾;ENC值在37.66～60.30之间,且ENC值＞45的CDS有37个,占总参试基因的82.22％;GC1、GC2、GC3与GCall均为极显著相关,GC3与ENC呈显著相关.中性绘图分析显示GC12和GC3的相关系数为-0.1114,回归系数为-0.1111;ENC-plot软件分析显示大部分基因与标准曲线的距离较远;PR2-plot软件分析显示思茅松叶绿体基因组在密码子的碱基使用频率方面,T＞A,G＞C.这些说明思茅松叶绿体基因密码子偏好性的主要影响因素为选择,突变的作用较小.本研究为思茅松种源选择、系统发育等研究提供科学依据.

运用MCI Gel、Sephadex LH-20、ODS和硅胶等柱色谱,结合半制备液相、TLC等分离方法,从思茅松松脂的95％乙醇部位分离纯化得到7个化合物.运用现代波谱学方法(1D、2DNMR、UV、IR、MS等)对所分离得到的化合物进行结构鉴定,并运用计算ECD的方法确定了新化合物的绝对构型.其中,化合物1为新化合物,化合物2、5～7为首次从思茅松中分离得到.

思茅松毛虫Dendrolimus kikuchii是我国南方针叶林的重大害虫之一,本研究利用DNBSEQ-T7测序平台分别对其卵、幼虫(1龄、4龄、7龄)、蛹、成虫等发育阶段进行转录组测序,并对转录组数据进行参考基因组比对、差异比较和功能富集分析.测序共获得高质量有效读序368027762条.通过比较转录组分析,不同发育阶段共有表达基因9251个,特有表达基因798个,呈现不同的基因表达模式和高表达基因簇;各阶段基因表达差异显著,其中卵与1龄幼虫间的最多,达3336个(上调1902个,下调1434个).通过GO和KEGG分析,差异表达基因主要富集于氧化还原过程、催化活性、跨膜运输、蛋白质水解、几丁质结合及胞外区域等功能,参与细胞周期、细胞外基质受体互作、碳水化合物代谢、蛋白质代谢、能量代谢、解毒代谢及与飞行有关的昼夜节律等通路.本研究为解析思茅松毛虫等全变态昆虫各发育阶段表征提供转录组数据,为后续深入挖掘生长发育相关功能基因及其表达调控和害虫防治策略研究奠定理论基础.