随着植株高度增加,水分运输路径加长,水分运输阻力增大.双子叶植物可以通过向下拓宽的木质部管道来补偿随着高度增加而增加的水分运输阻力.而单子叶植物无次生生长,需终生使用同一套导管系统运输水分,这会对其个体生长过程中维持木质部水力传输效率产生极大的限制.因此,探明单子叶植物水力结构的轴向变化对于探讨该类物种的水分运输效率维持机制及其在自然界中能够广泛分布的原因显得尤为重要.该研究以树状单子叶植物雷竹(Phyllostachys violascens'Prevemalis')和青皮竹(Bambusa textilis)为研究对象,测定了植株茎干不同位置(即距茎尖不同距离)的导管大小、导管数量以及茎干外径等参数,并进一步计算水力加权导管直径(Dh)、平均导管面积、导管密度、导管面积/导管密度等指标,采用标准化主轴估计(SMA)的方法,对各性状沿茎干轴向的变化规律及性状间的协变关系进行分析.研究结果显示,雷竹和青皮竹从茎干顶端到基部,(1)Dh逐渐加宽、平均导管面积增大;(2)导管密度减小,导管面积/导管密度增大;(3)导管密度与导管大小之间呈显著负相关关系.表明竹子从茎干顶部向基部,导管大小逐渐拓宽,单位木质部横截面积内的导管数量逐渐减少,导管的大小与数量的变化是相互权衡的.

为阐明竹子种群构建与维持机制,探究小径笋用竹种雷竹(Phyllostachys praecox C.D.Chu et C.S.Chao'Prevernalis')从单株母竹扩繁为分株系统,进而构建竹子种群的过程,开展了不同年龄母竹、不同覆盖竹林土壤控制性盆栽实验,比较分析了盆栽竹苗地下茎形态、生物量及芽库等生长特征.结果表明:盆栽苗地下茎生长形态表现为2年生母竹盆栽苗平均发鞭长度为(666.58±111.75)cm·盆-1,平均鞭节数量为(342±44)个·盆-1,明显高于1年生母竹盆栽苗的(354.25±136.64)cm.盆-1和(216±88)个·盆-1,但其平均鞭径为(0.77±0.07)cm,低于1年生母竹盆栽苗的(1.07±0.12)cm;盆栽苗地下茎生物量积累表现为1年生母竹盆栽苗地下茎生长侧重于竹鞭生物量积累,2年生母竹盆栽苗地下茎生长侧重于竹根生物量积累;盆栽苗地下茎芽库生长特征表现为2年生母竹盆栽苗芽库数量整体高于1年生母竹盆栽苗,尤其总芽数量和休眠芽数量分别达(342±43)和(277±42)个·盆-1,而1年生母竹盆栽苗仅(216±80)和(187±69)个·盆-1.研究发现,竹鞭越粗,侧芽分化为鞭芽的数量越少;鞭节数量越多,地下茎生物量越大.地下茎芽库构成主要以休眠芽为主,细长的、鞭节数多的竹鞭着生的侧芽储量大,侧芽萌发主要以鞭芽为主,笋芽分化数量特征没有体现出明显规律性变化.母竹作为单一分株,在扩繁为分株系统的过程中具有高效的地下茎更新,增加了地下茎侧芽分化为鞭芽的数量,进而实现鞭长的快速增长,以利于芽库总芽量尤其是休眠芽数量的大容量储备,这为分株系统的进一步扩繁打下了良好的基础.

以不同覆盖栽培年限(0、3、6、9和12年)雷竹林为研究对象,分析雷竹林退化过程中林分生长与土壤养分的变化趋势.结果表明:随着覆盖年限的增加,竹林地上及地下生物量均在覆盖3年时达到最大值,与对照相比增幅分别为14.6％和146.6％,差异显著;土壤养分含量受覆盖年限和土层深度的影响而出现差异性,并逐渐表现出上层富集的现象,土壤有机碳和全氮含量随覆盖年限的增加呈上升趋势,全磷含量在不同土层中均呈先降低后升高的变化趋势,在表层(0～20 cm)和底层(40～60 cm)土壤中覆盖6年时达到最低,亚表层(20～40 cm)土壤中覆盖3年时达到最低,全钾含量在表层土壤中持续增大,在亚表层和底层土壤中则表现为在覆盖0～3年下降、3～12年上升的变化趋势,试验雷竹林间差异显著.覆盖9年后,土壤肥力综合指数总体得到较大幅度的提高,亚表层土壤肥力优于表层和底层土,但不同覆盖年限间土壤肥力综合指数与雷竹各器官生物量均没有显著的相关性,而在亚表层中,土壤氮含量与竹叶生物量,以及钾含量与竹叶和鞭根生物量呈显著负相关.这表明长期覆盖及大量施用化肥导致的土壤养分过量积累已经对雷竹林的扩繁和生物量积累产生严重的抑制作用,加剧了竹林衰退趋势.

植物叶片的反射光谱特征与叶绿素含量密切相关.以重要的笋用竹种雷竹(Phyllostachys violascens)为研究对象,采用盆栽及控水试验方法研究了2年生雷竹在干旱胁迫条件下冠层叶片反射光谱的响应特征,分析了叶片叶绿素含量与不同波段光谱反射率一阶微分值以及光谱特征参数之间的相关关系,并以雷竹叶绿素含量敏感波段及构建的植被指数与叶绿素含量进行了拟合.结果表明,重度缺水处理后雷竹叶片叶绿素含量显著降低,在可见光区叶片光谱反射率随叶绿素含量的降低而增加,以波长493、639、693、756 nm等处的光谱反射率一阶微分值与叶绿素含量的相关性较高.雷竹叶片叶绿素含量与光谱特征参数如绿峰反射率、红谷反射率、蓝边面积、绿峰面积之间的相关性较高.与已有的植被指数相比基于雷竹叶绿素含量敏感波段修正后的植被指数与叶绿素含量相关性优于原植被指数.基于反射率一阶微分值构建的多元回归方程以及修正的绿色归一化植被指数(mGNDVI)构建的回归方程拟合效果较好,为雷竹叶绿素含量的较优估算方程.研究结果可以为雷竹叶绿素含量的快速无损测定以及季节性干旱条件下雷竹林的科学经营及灾后评估提供依据.

为探讨雷竹林严重低温寒害特征及其影响因子,2016年1月下旬至2月上旬严重低温寒害后调查了不同林地覆盖经营年限雷竹林不同年龄和胸径立竹的受损情况.结果表明:持续低温寒害使雷竹叶片失水结冰、失绿、黄枯,严重的整株叶片枯黄脱落;竹秆干缩,颜色变黑,叶鞘枯黄,立竹死亡.严重低温寒害气候条件下,3 cm≤DBH<5 cm立竹的受损类型主要为Ⅰ～Ⅲ类,较小径级(DBH<3 cm)和较大径级(DBH≥5 cm)立竹的Ⅳ类受损情况明显提高;2年生、3年生立竹受损程度类型主要为Ⅰ类和Ⅱ类,而1年生、3年生以上立竹受损程度类型主要为Ⅲ类和Ⅳ类;短期林地覆盖(≤3 a)雷竹林立竹受损类型主要为Ⅰ～Ⅲ类,而长期林地覆盖(≥5 a)雷竹林主要为Ⅲ类和Ⅳ类,且Ⅳ类受损率明显提高,休养式覆盖雷竹林Ⅳ类受损率低于20％,显著低覆盖3a及以上雷竹林.研究表明,严重低温寒害气候条件下,立竹年龄、立竹胸径和林地覆盖经营对雷竹林立竹受损程度均有重要影响,宜留养3～5 cm立竹,合理调控竹林立竹年龄结构,留足2～3年生立竹,采取休养式林地覆盖经营方式,连续林地覆盖年限不宜超过3a.

为了探讨不同覆盖年限下雷竹(Phyllostachys praecox)细根碳(C)、氮(N)、磷(P)化学计量特征,明确雷竹细根养分动态对覆盖经营措施的响应,为实现雷竹笋用林地养分平衡和高效经济效益提供理论依据.该研究以雅安市雨城区草坝镇已开展连续4年覆盖(LM)、连续2年覆盖(SM)、不覆盖(CK)3种不同覆盖年限下的笋用雷竹林为研究对象,覆盖材料为谷壳(上层保温层)和稻草(下层增温层),在每个标准地内“S”形布设采样点并使用根系取样器对0～30 cm土层细根于各季节取样,分析计算不同覆盖年限下雷竹细根C、N、P的化学计量特征.结果 显示:(1)覆盖年限和季节均能显著影响雷竹细根C、N、P含量及其化学计量比,与季节相比覆盖年限是影响雷竹细根C、N、P含量及其化学计量比的更关键因素.(2)SM能增高细根养分含量,而LM会降低细根养分含量,覆盖影响细根C、N养分含量的季节变化规律,而不影响P的季节变化规律.(3)3种处理的C/N、C/P、N/P均分别具有相同的季节变化规律,SM降低雷竹细根各季节和年平均C/N,而LM增加雷竹细根各季节和年平均C/N,SM和LM均能降低雷竹细根各季节和年平均C/P和N/P,LM较SM各季节和年平均C/P增大,但两者各季节N/P差异均不显著(P＞0.05).(4)相关性分析显示,覆盖年限增长会使雷竹细根C、N、P及其化学计量比之间形成更为复杂的显著相关关系.研究表明,长期连续覆盖会降低雷竹细根C、N、P含量,同时造成细根养分失衡,雷竹林的覆盖经营需降低连续覆盖时间,采取短期覆盖经营措施,给细根休养恢复的时间,从而达到雷竹笋用林可持续经营目的.

为摸清提前钩梢对雷竹地上构件生物量积累与分配及其异速生长模式的影响,为雷竹林合理钩梢提供参考,调查了5月(提前钩梢)、6月(常规时间钩梢)钩梢和未钩梢雷竹林新竹当年(1年生立竹)和第2年(2年生立竹)秆、枝、叶生物量,分析了立竹地上构件生物量积累与分配特征及其异速生长.结果 表明:钩梢使雷竹1年生立竹秆、枝、叶生物量显著下降,秆生物量分配比例显著升高,枝、叶生物量分配比例显著下降,枝、叶-总生物量异速生长指数显著增大,秆-总生物量异速生长指数显著减小,且常规时间钩梢立竹叶生物量及其分配比例和出叶强度均显著高于提前钩梢立竹.钩梢也导致雷竹2年生立竹秆、枝、叶生物量明显下降,但秆、枝、叶-总生物量异速生长指数均显著增大,常规时间钩梢立竹叶生物量仅略低于未钩梢立竹,且叶生物量分配比例及出叶强度均显著高于未钩梢和提前钩梢立竹.研究表明提前钩梢对雷竹叶生物量及其分配比例、出叶强度及异速生长均有明显的负面影响,不利于雷竹林光合能力的发挥,因此,雷竹林不宜提前钩梢.

利用植物稳定山体边坡是一种环保、经济、可持续的生物工程措施,符合生态文明建设新理念.以亚热带典型散生竹种毛竹和雷竹地下系统结构为研究对象,描述毛竹和雷竹根系在土壤中的空间分布状况,探究影响毛竹和雷竹地下系统生物力学性质的因素.结果 表明:随着土层的深入,3个径级的毛竹和雷竹根系长度和体积所占比重均表现出逐渐减少的趋势,0-40 cm土层中集中了80％以上的根系.毛竹和雷竹径级D≤1mm根系占全部根系长度的比重均为最大,大小依次为雷竹鞭根(83.62％)＞雷竹竹根(80.46％)＞毛竹鞭根(75.70％)＞毛竹竹根(70.45％),毛竹径级D≥2mm根系体积所占比重最大,分别为竹根78.73％和鞭根70.23％,雷竹径级D≥2mm(43.60％)和D=1-2mm(39.76％)竹根体积比例相当,径级D=1-2mm鞭根体积为最大(50.78％);毛竹和雷竹不同生长阶段竹鞭抗拉强度和弹性模量之间均存在显著差异,中龄竹鞭抗拉强度显著高于幼龄和老龄,而中龄竹鞭的弹性模量显著低于幼龄和老龄,说明生长阶段是影响竹鞭抗拉强度和弹性模量的因素;饱和含水率条件下,毛竹和雷竹根系抗拉强度与直径呈负幂函数关系,12％含水率条件下,毛竹鞭根和雷竹竹根抗拉强度和直径仍然呈负幂函数关系,毛竹竹根和雷竹鞭根抗拉强度和直径关系不显著.毛竹和雷竹地下系统抗剪切强度与干物质量均呈幂函数关系,毛竹抗剪切强度增加趋势高于雷竹.

MITEs(miniature inverted-repeat transposable elements)又称颠倒重复序列,是缺少转座酶序列的非自主型转座子,在真核生物基因组含量丰富,是基因组多态性形成的重要驱动力之一.该研究利用MITE Tracker软件,在毛竹(Phyllostachys edulis)新版基因组中鉴定到1 579个MITEs家族,共包括18 373个全长MITEs,占毛竹基因组的0.34％,被归入到7个超家族.超家族的插入时间跨度为0.5～16.5 mya,其中有3个超家族在2～4 mya经历过一次扩增事件;2个超家族分别在1～2 mya和3～5 mya经历两次扩增事件;2个超家族在0.5～16.5 mya经历一次长期扩增.MITEs偏好插入基因或基因附近,且Micron-like超家族偏好插入ATT与ATA之间.该研究开发了3个分子标记,可从12份雷竹变种变型材料中鉴定出4份.综上所述,该文主要分析了毛竹基因组中MITEs的分布、进化及插入情况,并获得了3对可以区分雷竹变种变型的分子标记,为下一步验证MITEs功能奠定基础.

目的:分析比较毛竹、淡竹、净竹、雷竹、毛金竹、高节竹、苦竹、仙居苦竹8种不同基原竹种和干馏、烧制、蒸馏、水煮4种不同炮制方法制备的鲜竹沥中的酚性成分.方法:采用GC-MS法对鲜竹沥中的酚性成分进行分析鉴定,根据峰面积归一化法计算各成分的相对百分含量.结果:8种不同基原竹种干馏方法制备的鲜竹沥中共鉴定了26个成分,总相对百分含量均≥85.14％,其中酚性成分总相对百分含量均≥70.71％,且以苯酚和愈创木酚以及同系物为主.总相对百分含量最低的是苦竹,其中酚性成分种类最多均是毛竹、淡竹,数量最少的为仙居苦竹;4种炮制方法制备的鲜竹沥中共鉴定29个成分,烧制法的酚性成分种类与干馏法差异较小,蒸馏、水煮方法制备的鲜竹沥不含酚性成分.结论:不同基原竹种制备的鲜竹沥中酚性成分种类差异较小,而含量存在一定的区别;不同炮制方法制备的鲜竹沥成分存在差别,可用来区分鉴别市场上存在的不同炮制品.该研究从鲜竹沥成分种类和含量进行基原和炮制工艺的比较研究,可为鲜竹沥的原料选材、炮制方法规范以及质量标准研究等提供技术依据.