湿地松优良家系高产的生理基础研究
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摘要
面对天然林的减少，全球森林资源总量和质量下降的格局，世界各国均在迅速发展工业人工林。湿地松(Pinus elliottii)是我国从美国引进的一种速生纸浆原料树种，目前在我国亚热带和热带地区广为种植。利用田间试验和模拟试验方法，采用野外与室内仪器测定相结合的方法，以定量分析为主，综合运用林木遗传育种学、植物生理学、森林培育学、生态学、动态经济学、生物统计学、多元统计分析的方法，以实现工业人工林的集约经营和定向培育为目标，开展了湿地松优良家系高产的生理基础研究，为湿地松优良家系遗传改良和人工林高产栽培措施的调控提供理论依据。
本项研究的主要结论如下：
1、利用约束和无约束选择指数，根据纸浆材的要求，进行生长、形质和材性联合选择，选出了0-1027、0-464、Ⅱ-101、2-46、0-609、0-508、0-1077等7个最佳纸浆材家系。
2、湿地松优良家系的抗旱性与其体内保护酶系统对活性氧有较强的清除能力相关。在水分胁迫条件下SOD、CAT、AsA、MDA、O_2~-产生速率在品种之间没有明显的规律性，但其产生具有同步性，一方面湿地松各家系在受到过氧化产物MDA和O_2~-的毒害的同时，另一方面所有家系的SOD、CAT、AsA活性被激活并得到加强，以维持其植株的正常生理活动。
3、水分胁迫下湿地松优良家系具有较高的还原性糖和可溶性糖含量；在水分胁迫下家系464、1027的Chl、Chla、Chlb、Chla／Chlb、Caro值显著高于对照、高于家系的平均水平；在水分胁迫下，湿地松优良家系1027、464的光合特征值Pn、Cond、Tr、CE、Φ显著高于对照，优于其它家系。可用水分胁迫下湿地松针叶中的还原性糖、可溶性糖、总叶绿素含量和净光合速率值的大小作为湿地松优良家系选择的生理指标。
4、湿地松优良家系在3～8月典型天气的Pn日变化模式为‘双峰’型，一年中其余各月即1、2、9、10、11、12月的Pn日变化模式为‘单峰’型；湿地松各家系1龄针叶、2龄针叶净光合速率的季节变异规律呈‘双峰’型；各家系1龄针叶、2龄针叶最大净光合速率的季节变异规律呈‘双峰’型，这种季节变异规律分别受表观量子效率和羧化效率较强控制。
5、各家系1龄针叶的Pn值显著高于2龄针叶的Pn值，全天以傍晚时的Pn值为最低。且湿地松优良家系的Pn值与湿地松的生长量呈正相关；湿地松优良家系1龄针叶的Pn值明显低于其Amax值，仅为Amax的64．41％，各家系2龄针叶的Pn值明显低于其Amax值，仅为Amax的54．44％。
6、湿地松优良家系1龄针叶、2龄针叶的表观量子效率、羧化效率、光饱和点、CO_2饱和点等光合特征参数均明显高于普通品种。湿地松优良家系家系2龄针叶光补偿点、1龄针叶、2龄针叶的CO_2补偿点要低于普通种，表明湿地松优良家系在弱光和低CO_2浓度条件下仍具有较强的光合能力，在较高光合有效辐射和CO_2浓度条件下也能继续进行光合同化，其光合效率高；适宜的水分和CO_2浓度，是湿地松优良家系高产的主要生境因子。可用湿地松表观量子效率和羧化效率的大小作为湿地松优良家系选择的生理指标。
Many countries of the world develop industry forest fast in face of decrease crude forest and fall the gross andquality of forest resource. Slash pine has been planted in tropic and semi-tropical region widely as a fastgrowing pulpwood which introduced from American. Research on physiological roles with high yield of slashpine's half-sib with method of field test and and simulate and utilization instrument mensuration in field andlaboratory.and integration mobilization genetic and breeding of forest and physiology of plant and silvicultureof forest and ecology and dynamic economics and biology statistic and multianalysis in order to realizeintensive management and directional cultivation to industry industry plantation. Quantitative analysis ismain.
The result can provide theory and technology for genetic improvement adjusting and controlling high yieldcultivation measurement on choiceness families of slash pine's plantation.
This result is concluded below:
The 7 choiceness families such as 0-1027,0-464, II -101,2-46,0-609,0-508, 0-1077 of slash pine's pulpwood isselected by index of restriction and nonrestraint consider of growth and form and timber character.
The drought resistance of Pinus elliottii well-bred genealogy Related thatprotective enzyme systemin have strong scavenging capacity to active oxygen. Under the conditions of waterstress in the SOD, It's no apparent regularity that between varieties on production rate of CAT ,AsA, MDA,and O2-, but have a synchronous. On the one hand , Pinus elliottii genealogy are poisoned by the MDA andO2- as all the families's SOD, CAT, AsA activity are activated and strengthened so that maintain their normalphysiological activities of the plant.
Pinus elliottii well-bred genealogy content high sugar and the reduction of soluble sugar wetlands under waterstress; The Chl, Chla, Chlb, Chla / Chlb, Caro of familmly 464,1027 significantly higher than that thecontrol's and the average's under the water stress; The photosynthetic characteristics of Pn, Cond, Tr, CE,Φof family 1027,464significantly higher than that of control and the other family, in the conifer under waterstress as Pinus elliottii well-bred genealogy family-choice physiological indicators. We can use the reductionof sugar, soluble sugar, total chlorophyll content and net photosynthetic rate as the physiological index ofPinus elliottii well-bred genealogy selection.
Pinus elliottii well-bred genealogy's Pn typical with weather patterns is changeed in the 'double' type in theMarch to August, the rest of the year that is January, February, September, October, November and Decemberthe Pn variation on the model is 'single '; each of the age of Pinus elliottii genealogy of one-year old coniferand two-year old conifer changed in Season is 'double' type. The net photosynthesis rate of one-year oldconifer and two-year old conifer changed in Season is 'double' type too. The seasonal variation of the rules wasControled by superfacial quantum efficiency and carboxylation efficiency.
The Pn of genealogy one-year old conifer is notably higher than that of two-year old ones,and the pn of the dask is the lowest in day. The pn of Pinus elliottii well-bred genealogy has a direct relation with its growth. The pn of one-year old conifer of Pinus elliottii well-bred genealogy distinctively lower than its Amax,and only account for 64.41% of amax. The Pn of two-year old conifer of Slash pine genealogy distinctively lower than its Amax, and only account for54.44%.
The photosynthesis parameter of one and two-year old conifer of Pinus elliottii well-bred genealogy,such as superfacial quanta efficiency, carboxylic efficiency, light saturation point,co2 saturation point and so on,are obviously higher than common genus. In Pinus elliottii well-bred genealogy,the light compensate point of two-year old conifer, co2 compensate point of one and two-year old conifer, are lower than that of common genus.it indicates that Pinus elliottii well-bred genealogy has a much better photosynthesis ability even when it is in the condition of weak light and low co2 concentration, it also can get high photosynthesis assimilation when it is in the condition of strong light and high co2 concentration. Feasible moisture and co2 concentration are the main living genes of high yield Slash pine well-bred genealogy. We can use superfacial quanta efficiency and carboxylic efficiency as the physiological index of Pinus elliottii well-bred genealogy selection.
本项研究的主要结论如下：
1、利用约束和无约束选择指数，根据纸浆材的要求，进行生长、形质和材性联合选择，选出了0-1027、0-464、Ⅱ-101、2-46、0-609、0-508、0-1077等7个最佳纸浆材家系。
2、湿地松优良家系的抗旱性与其体内保护酶系统对活性氧有较强的清除能力相关。在水分胁迫条件下SOD、CAT、AsA、MDA、O_2~-产生速率在品种之间没有明显的规律性，但其产生具有同步性，一方面湿地松各家系在受到过氧化产物MDA和O_2~-的毒害的同时，另一方面所有家系的SOD、CAT、AsA活性被激活并得到加强，以维持其植株的正常生理活动。
3、水分胁迫下湿地松优良家系具有较高的还原性糖和可溶性糖含量；在水分胁迫下家系464、1027的Chl、Chla、Chlb、Chla／Chlb、Caro值显著高于对照、高于家系的平均水平；在水分胁迫下，湿地松优良家系1027、464的光合特征值Pn、Cond、Tr、CE、Φ显著高于对照，优于其它家系。可用水分胁迫下湿地松针叶中的还原性糖、可溶性糖、总叶绿素含量和净光合速率值的大小作为湿地松优良家系选择的生理指标。
4、湿地松优良家系在3～8月典型天气的Pn日变化模式为‘双峰’型，一年中其余各月即1、2、9、10、11、12月的Pn日变化模式为‘单峰’型；湿地松各家系1龄针叶、2龄针叶净光合速率的季节变异规律呈‘双峰’型；各家系1龄针叶、2龄针叶最大净光合速率的季节变异规律呈‘双峰’型，这种季节变异规律分别受表观量子效率和羧化效率较强控制。
5、各家系1龄针叶的Pn值显著高于2龄针叶的Pn值，全天以傍晚时的Pn值为最低。且湿地松优良家系的Pn值与湿地松的生长量呈正相关；湿地松优良家系1龄针叶的Pn值明显低于其Amax值，仅为Amax的64．41％，各家系2龄针叶的Pn值明显低于其Amax值，仅为Amax的54．44％。
6、湿地松优良家系1龄针叶、2龄针叶的表观量子效率、羧化效率、光饱和点、CO_2饱和点等光合特征参数均明显高于普通品种。湿地松优良家系家系2龄针叶光补偿点、1龄针叶、2龄针叶的CO_2补偿点要低于普通种，表明湿地松优良家系在弱光和低CO_2浓度条件下仍具有较强的光合能力，在较高光合有效辐射和CO_2浓度条件下也能继续进行光合同化，其光合效率高；适宜的水分和CO_2浓度，是湿地松优良家系高产的主要生境因子。可用湿地松表观量子效率和羧化效率的大小作为湿地松优良家系选择的生理指标。
Many countries of the world develop industry forest fast in face of decrease crude forest and fall the gross andquality of forest resource. Slash pine has been planted in tropic and semi-tropical region widely as a fastgrowing pulpwood which introduced from American. Research on physiological roles with high yield of slashpine's half-sib with method of field test and and simulate and utilization instrument mensuration in field andlaboratory.and integration mobilization genetic and breeding of forest and physiology of plant and silvicultureof forest and ecology and dynamic economics and biology statistic and multianalysis in order to realizeintensive management and directional cultivation to industry industry plantation. Quantitative analysis ismain.
The result can provide theory and technology for genetic improvement adjusting and controlling high yieldcultivation measurement on choiceness families of slash pine's plantation.
This result is concluded below:
The 7 choiceness families such as 0-1027,0-464, II -101,2-46,0-609,0-508, 0-1077 of slash pine's pulpwood isselected by index of restriction and nonrestraint consider of growth and form and timber character.
The drought resistance of Pinus elliottii well-bred genealogy Related thatprotective enzyme systemin have strong scavenging capacity to active oxygen. Under the conditions of waterstress in the SOD, It's no apparent regularity that between varieties on production rate of CAT ,AsA, MDA,and O2-, but have a synchronous. On the one hand , Pinus elliottii genealogy are poisoned by the MDA andO2- as all the families's SOD, CAT, AsA activity are activated and strengthened so that maintain their normalphysiological activities of the plant.
Pinus elliottii well-bred genealogy content high sugar and the reduction of soluble sugar wetlands under waterstress; The Chl, Chla, Chlb, Chla / Chlb, Caro of familmly 464,1027 significantly higher than that thecontrol's and the average's under the water stress; The photosynthetic characteristics of Pn, Cond, Tr, CE,Φof family 1027,464significantly higher than that of control and the other family, in the conifer under waterstress as Pinus elliottii well-bred genealogy family-choice physiological indicators. We can use the reductionof sugar, soluble sugar, total chlorophyll content and net photosynthetic rate as the physiological index ofPinus elliottii well-bred genealogy selection.
Pinus elliottii well-bred genealogy's Pn typical with weather patterns is changeed in the 'double' type in theMarch to August, the rest of the year that is January, February, September, October, November and Decemberthe Pn variation on the model is 'single '; each of the age of Pinus elliottii genealogy of one-year old coniferand two-year old conifer changed in Season is 'double' type. The net photosynthesis rate of one-year oldconifer and two-year old conifer changed in Season is 'double' type too. The seasonal variation of the rules wasControled by superfacial quantum efficiency and carboxylation efficiency.
The Pn of genealogy one-year old conifer is notably higher than that of two-year old ones,and the pn of the dask is the lowest in day. The pn of Pinus elliottii well-bred genealogy has a direct relation with its growth. The pn of one-year old conifer of Pinus elliottii well-bred genealogy distinctively lower than its Amax,and only account for 64.41% of amax. The Pn of two-year old conifer of Slash pine genealogy distinctively lower than its Amax, and only account for54.44%.
The photosynthesis parameter of one and two-year old conifer of Pinus elliottii well-bred genealogy,such as superfacial quanta efficiency, carboxylic efficiency, light saturation point,co2 saturation point and so on,are obviously higher than common genus. In Pinus elliottii well-bred genealogy,the light compensate point of two-year old conifer, co2 compensate point of one and two-year old conifer, are lower than that of common genus.it indicates that Pinus elliottii well-bred genealogy has a much better photosynthesis ability even when it is in the condition of weak light and low co2 concentration, it also can get high photosynthesis assimilation when it is in the condition of strong light and high co2 concentration. Feasible moisture and co2 concentration are the main living genes of high yield Slash pine well-bred genealogy. We can use superfacial quanta efficiency and carboxylic efficiency as the physiological index of Pinus elliottii well-bred genealogy selection.
引文
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