摘要：为提高形态表型检测速率,满足形态表型测量的标准化需求,以拟南芥为例,提出一种测量植物三维形态特征的方法,并建立植物时序生长方程和可视化模型,构建了一套经济实用、面向拟南芥生长过程的形态表型测量机器视觉系统。通过光学相机采集拟南芥植株的二维图像序列,利用运动中恢复结构算法生成三维点云;设计一种彩色标板,基于彩色标板的坐标系标准化方法,提取拟南芥植株的点云并标准化坐标系。与传统人工接触式测量值相比,该系统交互测量的拟南芥叶片宽度、长度、主茎长度、叶片面积、叶片间夹角的平均相对误差分别为9.83%、10.10%、1.07%、4.09%和4.37%。利用该系统采集哥伦比亚野生型拟南芥生命周期内的形态表型信息,拟合其数学生长模型,并使用L-studio软件,将时序生长模型可视化表达。结果表明,植物固定、传感器移动的平台结构解决了传统传感器固定、植物移动方式导致的植物抖动从而影响三维重建效果的问题,可快速、准确、可靠地提取植物表型信息。基于彩色标板的点云坐标系标准化方法在每个单位时间都能够对拟南芥植物对象进行参数提取,与传统的人工接触式测量方法相比,效率高、速度快,可满足拟南芥的形态表型分析需要。

摘要：[目的]利用生物技术方法,开展柳杉的组织快繁技术研究,为柳杉优良无性系的增殖扩繁和优良品种的推广提供理论和技术支持。[方法]以柳杉不同无性系无菌苗的嫩茎为外植体,采用激素种类及其浓度的L9（3^4）正交设计方法,研究各因素及其交互作用,对6个柳杉无性系植株的芽增殖能力和3个柳杉无性系植株的生根能力进行比较。[结果]6个柳杉无性系均能形成丛生芽,但不同无性系的芽增殖能力有很大差异。精1^#无性系不定芽增殖系数最高,为5.00;011^#,3^#和70^#无性系的芽苗颜色翠绿、健壮,芽增殖水平也较高;而59#和68#无性系的芽增殖系数为3.10和3.28,芽增殖效果较低,生长状况较差。对6个无性系芽增殖系数方差分析结果显示,6-BA及其与NAA的交互作用均对柳杉精1^#无性系芽增殖能力有极显著影响,而NAA在一定浓度范围内,对精1^#无性系芽增殖的影响不显著;而另5个无性系011^#,3^#,59#,70^#,68#,6-BA、NAA以及2种激素的交互效应均对各自的芽增殖系数有极显著的影响。柳杉不同无性系在芽增殖中起主导作用的激素类型亦存在一定的差异。在柳杉011^#、精1^#、3^#以及70^#无性系芽增殖过程中,起主导作用的因子是6-BA;而在柳杉59#和68#无性系芽增殖过程中,起主导作用的因子是NAA。3个柳杉无性系诱导出不定根,但不同无性系的生根率差异达到显著水平。011^#无性系的生根率、平均根数以及不定根形成能力在3个无性系中均处于最高水平,根长多处于2~3 cm范围内;70^#无性系的生根率次之,但平均根数和不定根的形成能力均不及3^#无性系,70^#无性系的根长以2.5~3.5 cm居多;而3^#无性系的平均根长达到4 cm以上,但生根率较低,为75.6%。[结论]对柳杉不同无性系的芽及根诱导差异的分析表明,柳杉无性系植株的芽增殖能力和生根能力均受到遗传基因的控制。柳杉不同无性系的组织培养再生能力对培养基类型及植物生长激素种类和配比的要求,有一定的特异性。

摘要：为了探讨林下植物物种多样性对杨树(Populus spp.)人工幼林阶段土壤微生物区系的影响,在林下设计了林下植被物种数量递增的3种处理,即清除林下植被(无林下植物)、保留单一林下植物(一种林下植物)和保留物种多样的自然林下植被(多种林下植物),于处理1年后采样分析土壤微生物生物量碳(MBC)和氮(MBN)含量、基于Biolog-ECO微平板的土壤微生物群落代谢特征以及与土壤碳、氮转化相关的胞外酶活性的差异,以期从土壤养分转化和供应的角度为科学管理人工林林下植被提供依据。结果表明,林下植被处理对8月份0—5 cm土层的土壤MBC、MBN含量以及酶活性有较大影响。与清除林下植被处理相比,保留单一林下植物处理8月份0—5 cm土层的土壤MBC、MBN含量以及β-葡萄糖苷酶、多酚氧化酶和芳基酰胺酶活性显著增加,增幅分别为27.91%、54.48%、14.74%、32.53%和6.20%,而保留物种丰富度高的自然林下植被处理林地土壤的上述指标进一步分别增加了4.88%、14.93%、9.22%、13.63%和12.86%。此外,林下植被处理还改变了土壤微生物群落代谢特征,8月份0—5 cm土层的土壤微生物Shannon指数随着林下植被物种数量的增加而显著增大。清除林下植被处理的土壤微生物主要利用的碳源包括部分糖类、氨基酸类和酯类,与清除林下植被处理相比,保留单一林下植物处理的土壤微生物提高了对上述几种碳源的利用能力,同时对糖类、氨基酸类、酯类和有机酸类碳源的利用种类范围明显扩大,而保留物种多样的自然林下植被的土壤微生物对31种碳源基本上可以全面有效利用。因此,保留林下植被,特别是提高林下植被的物种丰富度,有利于增加土壤微生物生物量,提高土壤微生物的代谢功能和分解活性,可以在一定程度上加快土壤的物质转化和养分循环功能。

摘要：【目的】研究秸秆覆盖对银杏用材林土壤全量养分和速效养分的影响,为沿海滩涂的土壤改良提供理论依据。【方法】采用随机区组试验设计,以不覆盖秸秆为对比,分析了不同覆盖材料(小麦秸秆、稻草秸秆和玉米秸秆)以及不同覆盖量(2、4和6 kg/m2玉米秸秆)对林下浅层土壤(0~10 cm)养分的影响。【结果】3种覆盖材料均有提高林下浅层土壤养分含量的作用,其中稻草秸秆和玉米秸秆对土壤的培肥效果相对较好,稻草秸秆对碱解氮、全钾、速效钾含量影响较大,玉米秸秆对全氮、全磷、速效磷含量影响较大。不同覆盖量的玉米秸秆对土壤养分含量的增加效果不同,覆盖量越大,覆盖效果越好。相对于秸秆覆盖对土壤全氮、全磷和全钾的作用,对速效养分含量的增加效果更加明显。【结论】秸秆覆盖能有效提高土壤养分,可用于沿海滩涂银杏用材林土壤的改良。

摘要：由于受到角度、距离等因素影响,同种地物反射的激光强度数据存在较大的偏差,需要建立校正模型使强度数据能准确反映地物信息,并快速提取。从激光雷达测距方程出发,设计校正实验,运用多项式模型拟合强度数据校正方程,通过定义其标准值,改正距离和高度影响下的反射强度。采用阈值法和随机森林法进行立木枝叶分离。利用二次多项式对七类材质分别进行校正,校正后各材质强度数据级差均小于0.1,不受距离、高度影响,可以区分主干和叶片;活立木强度数据经过校正可以得到枝叶分离的阈值;随机森林法的最终分类效果较好,两树种叶模型校正分类精度分别为91.5%和84.3%。本研究建立的校正模型方法,对自然漫反射目标物的激光强度数据能够进行较为精确的校正,选用的自然立木验证实验校正成功,为进一步进行立木的枝叶分离提供了可能性。

摘要：【目的】通过构建研究区三维可视化直观模型,为大尺度风景园林规划设计提供前期分析资料。【方法】以南京神策门公园为研究区,通过轻小型无人机低空航测方式获取原始数据,利用Agisoft Photo Scan程序进行数据处理,自动对齐输入影像并进行优化处理,定向提取密集点云,建立不规则三角网(TIN)及数字正射影像(DOM)的制作。根据生成的三维可视化直观模型建立研究区域完整的正射影像,同时结合Arc GIS和ENVI等软件进行空间信息量化分析。【结果】无人机观测值与GPS观测值对比拟合得到线性回归模型,二者相关系数R=0.994;将输出的正射影像在Arc GIS中进行空间分析得到神策门公园绿地面积为36 974.78 m2,在ENVI中进行监督分类得到研究区土地利用类型统计表,其中绿地占比为64.34%。【结论】Agisoft Photo Scan软件在处理无人机影像时自动拼接精度较高,拼接影像时效性较好;对于较大尺度范围,能够有效提取风景园林规划设计前期分析所需的场地地理信息,并实现信息的量化分析。

摘要：【目的】为探究适用于观赏海棠SSR反应分子标记研究的最佳PCR反应条件,采用正交设计法对观赏海棠SSR-PCR体系进行优化,并利用优化体系筛选适于观赏海棠的多态性SSR引物。【方法】以6个二倍体观赏海棠DNA模板为材料,采用L16(45)正交试验对DNA模板浓度、Taq酶浓度、引物浓度、Mg2+浓度和d NTP浓度进行优化实验,确立了观赏海棠SSR-PCR最佳反应体系。【结果】得出15μL优化体系各成分为:DNA模板5 mg/L、Taq酶1.25 U、引物0.3μmol/L、Mg2+2 mmol/L、d NTP 0.25 mmol/L、1×Buffer1.5μL。利用优化体系在73对苹果属SSR引物中筛选出15对条带清晰、多态性丰富、重复性好的SSR引物并确定各引物的退火温度,其多态信息含量均大于0.25。【结论】正交试验结果达到优化目的,利用优化体系筛选的15对多态性引物可直接应用于观赏海棠SSR分子标记实验中,为观赏海棠品种鉴定、分类以及遗传育种等研究提供了有效工具。

摘要：为了了解间伐对杨树大径材生长的影响,按人工林不同间伐方式和强度设计了4种间伐处理,分别为对照、30%强度的下层伐（下层30%）、50%强度的下层伐（下层50%）、50%强度的机械伐（机械50%）,探讨了不同间伐处理对杨树人工林凋落物及其养分归还量的影响。结果表明,不同间伐强度显著影响林分凋落物及其养分归还量,凋落物及养分归还量均随间伐强度的增大而降低;凋落物中5种营养元素含量及归还量大小为Ca〉K〉N〉Mg〉P;4种处理的凋落物及养分归还月动态变化趋势均为8—11月最多,分别占年归还总量的76.48%-79.68%和80.35%-90.46%。该研究结果为杨树人工林的林分结构调控提供参考。

摘要：【目的】探索无性系、株行距及两者交互作用对杨树人工林的林木生长和树冠结构的影响。【方法】采用双因素随机试验设计,通过调查36块13年生杨树样地胸径、树高、活枝下高和冠幅等指标,以综合指数法构建3个林分综合指数(生长指数、冠形指数、干冠协调指数)。【结果】南林95杨和南林895杨的胸径、树高和生长指数显著高于南林797杨(P 0.05)。株行距为6 m×6 m和4.5 m×8 m的林分胸径、冠形指数和生长指数均显著高于5 m×5 m和3 m×8 m林分,不同密度林分对树高影响不显著(P> 0.05)。在相同密度条件下,正方形和长方形配置对东西和南北冠幅有显著影响,较大株行距促进树冠生长,但对胸径、树高和平均冠幅等影响不显著(P> 0.05)。无性系和株行距对冠长、活冠比、树冠表面积和干冠协调指数影响均不显著,且无性系和株行距对林木生长和树冠结构均无显著交互作用(P> 0.05)。【结论】杨树无性系对林木胸径、树高和树冠结构的影响大于株行距。综合考虑林木生长和树冠结构等两个方面,在类似的立地条件上,相比于其它无性系和配置方式,以南林95杨在种植株行距为6 m×6 m(278株/hm^2)时具有培育大胸径林木的潜力,适于培育速生、优质大径材。

摘要：【目的】研究薄壳山核桃(Carya illinoinensis)CiDGAT1基因的结构特征和表达模式,为深入分析CiDGAT1基因功能提供理论参考。【方法】以薄壳山核桃‘波尼’果实为材料,利用DGAT1基因保守片段设计特异引物,通过3’RACE和RT-PCR技术,克隆薄壳山核桃的CiDGAT1基因。运用生物信息学方法分析其蛋白性质、亲缘进化关系及基因结构。通过实时荧光定量PCR分析该基因在不同品种以及果实不同发育时期的表达模式。【结果】克隆到1条薄壳山核桃油脂合成相关基因CiDGAT1,该基因开放阅读框(ORF)1617 bp,编码538个氨基酸,5’UTR区包含294个碱基,3’UTR区包含340个碱基。基因结构分析显示,CiDGAT1由15个外显子和14个内含子组成。系统进化分析表明CiDGAT1蛋白聚在双子叶植物分支中,与栎树(Quercus suber)QsDGAT1和榛子(Corylus americana)CaDGAT1的亲缘关系最近。实时荧光定量PCR结果表明,在早熟品种‘波尼’和晚熟品种‘马罕’与‘金华’3个品种果实发育过程中,CiDGAT1在‘波尼’发育时表达量较高,在145 d成熟期时达到最高,而‘马罕’、‘金华’品种在生长过程中,CiDGAT1表达量一直缓慢增长,152 d后迅速升高,至最后成熟时达到最高值。【结论】CiDGAT1属于MBOAT家族,在薄壳山核桃果实发育过程中表达量呈上升趋势,是油脂合成过程中重要的调控因子。