‘红叶’杜仲叶色转变过程中叶片生理指标变化

【目的】研究‘红叶’杜仲不同时期叶片生理指标变化规律,为揭示其特殊叶色转变机理提供理论依据。【方法】以‘红叶’杜仲和‘小叶’杜仲为材料,选择5个时期进行叶片色素含量测定。分别测定叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素、类胡萝卜素、类黄酮和花色苷含量。使用CR2500型色差计(日本MINOLTA公司)测定L(明度值)、a^*(变红度值)及b^*(变黄度值),利用a^*和b^*计算出色泽饱和度(Chroma,C^*)和色调角(hur angle,h),并进一步计算叶片颜色指数(color index)。对叶色转变过程及花色苷合成代谢途径中的关键酶苯丙氨酸裂解氨酶(PAL)和查尔酮异构酶(CHI)进行提取和酶活性测定,研究各时期差异显著性并通过相关分析研究各指标间的关联程度。【结果】① ‘小叶’杜仲虽与‘红叶’杜仲变化规律相似,但两品种各指标的初始值及变化幅度均存在显著差异。‘小叶’杜仲颜色指数始终属于黄绿级,而‘红叶’杜仲第1、2阶段属于黄绿级,第3、4阶段属于粉红级,第5阶段达到深红级。② 两个品种各种色素含量均为逐步上升,但在C_a(叶绿素a含量)、C_b(叶绿素b含量)、C_T(总叶绿素含量)、C_Car(类胡萝卜素含量)、C_f(类黄酮含量)和C_A(花色苷含量)这几种物质含量变化中,叶片颜色变红过程中最关键的是花色苷含量。分别比较两品种第5时期(38 d)相对于第1时期(6 d)各色素含量的增幅,得到‘红叶’杜仲的C_A增幅是‘小叶’杜仲的553.96%。③ 无论‘小叶’杜仲还是‘红叶’杜仲,不同时期的PAL酶活性无显著差异,且各时期两品种的酶活性值大小相近。而‘红叶’杜仲CHI酶活性随着叶色的转变直线上升,第5时期(38 d)为第1时期(6 d)的306.14%,不同阶段间差异达到极显著水平;‘小叶’杜仲CHI酶活性随着叶色转变也有逐步升高的趋势,但是增幅较小,不同时期的酶活性无显著差异。④ L、a ^*及b^*与类胡萝卜素含量、花色苷含量及类黄酮含量呈极显著相关,而与叶绿素a含量、叶绿素b含量、总叶绿素含量及叶绿素a与叶绿素b含量比无显著相关关系。CHI酶活性和杜仲叶片L、a^*、b^*、类胡萝卜素含量、花色苷含量及类黄酮含量间均存在显著或者极显著的相关关系,而PAL与叶片色差值间则无显著相关性。【结论】在‘红叶’杜仲叶片颜色转变过程中,花色苷含量变化幅度远大于叶绿素含量变化幅度,是其呈色的直接原因;‘红叶’杜仲CHI酶活性高在‘红叶’杜仲典型叶色转变过程中具有关键作用。     

日本红枫春季叶片色彩评价

【目的】探讨日本红枫品种群间的叶色关系及其时空分布规律,为挖掘和创制日本红枫特异种质以及叶色育种提供参考。【方法】利用英国皇家园艺学会(RHSCC)比色卡和色差仪对28个日本红枫品种的春季叶色进行了动态测定,通过构建L^*(色调角)三维动态分布图,聚类分析及色彩参数分析,进行日本红枫春季叶片色彩变化规律分析及叶色综合性评价。【结果】供试各品种叶色在^*、C^*和h^*3个维度皆呈规律性空间分布特点和阶段性变化趋势。叶色聚类分析树状图结果将28个日本红枫品种划分为3大色系和6个子色系类群,色系/子色系类群之间具有明显不同的色彩参数特征,3大色系品种叶色变化程度差异显著。【结论】4月下旬为日本红枫春季最佳观赏时期;在3大色系中,色彩律动程度从大到小依次为紫红色系、绿色系、黄色系;选择特异种质为杂交亲本,对今后高稳定性、高观赏性红枫定向育种具有重要参考价值。     

金叶银杏叶色变化特性分析

【目的】金叶银杏为银杏(Ginkgo biloba L.)的1个芽变品种,具有独特的叶色性状及较高的观赏价值和药用价值。通过观察分析金叶银杏实生苗叶色变化特性,为选育更优良的品系及推广利用提供理论依据。【方法】以来自湖北安陆的1年生金叶银杏实生苗为材料,在对叶形、叶色观察的基础上,应用X-Rite色差仪测定叶色参数L ^*、a ^*和b ^*值,计算出反应色彩变化的彩度C ^*和色相角h,测定其色素含量及光合特征参数,并对各指标进行相关性分析。【结果】金叶银杏叶形主要为扇形,叶色4—5月为金黄色,6月开始转绿,先为浅黄绿色,直至深绿,10月底后再次变黄。色差参数L ^*维度方向上,大部分位点集中在中间位置(L ^*值为50~65),a ^*值主要集中在负值区域,b ^*维度方向位点整体呈现上移趋势。色素含量的年变化中, Chla(叶绿素a)、Chlb(叶绿素b)、ChlT(总叶绿素)的含量变化趋势相似,呈现“下降—上升—下降”的规律,且色素含量之间基本达到极显著差异(P<0.01)。Car(类胡萝卜素)含量变化呈现“下降—升高”趋势。ChlT/Car(总叶绿素与类胡萝卜素质量之比)与ChlT的变化趋势相似,Chla/b(叶绿素a与叶绿素b质量比)的变化呈现波动下降。Chla和Chlb均与色差参数L ^*、a ^*、b ^*和C ^*呈负相关,与h则为极显著正相关。Car与色差参数a ^*呈显著正相关,与b ^*呈极显著正相关。P_n(净光合速率)、G_s(气孔导度)的日变化均表现为明显的双峰,T_r(蒸腾强度)在13:00前处于较高水平,15:00后急剧下降。C_i(细胞间隙CO₂浓度)的日变化呈“W”形,即一天之内出现两个低谷,分别在11:00和15:00。P_n与Chla、Car含量呈显著负相关,与Chla/b呈显著正相关。其他光合特征值与色素含量的相关性不明显。【结论】1年生金叶银杏叶形主要为扇形,叶色在4—5月为金黄色,6月逐渐变绿色,10月时变黄。色差参数在4—5月,高亮度单株增加,各单株绿色变浅,随时间推移,黄色加深。相关性分析表明,色素含量与叶色密切相关。     

黄连木变色期叶片色素变化规律及呈色机理

【目的】研究黄连木(Pistacia chinensis)秋季叶片变色期相关生理指标含量变化,揭示其叶色变化与生理特征间的内在规律。【方法】以变色期的黄连木为研究对象,对其叶色参数、色素、渗透物质、全氮、全磷含量和关键酶活性变化进行定量测定及分析。【结果】变色期黄连木叶片中叶绿素和类胡萝卜素含量不断下降,花青素含量增多,叶片变为红色;黄连木变色期叶片中花青素与色相参数a^*值、类胡萝卜素与叶绿素质量比、花青素与叶绿素质量比、可溶性糖、游离氨基酸含量、苯丙氨酸解氨酶和花青素合成酶活性极显著正相关(P<0.01),与二氢黄酮醇-4-还原酶活性显著正相关(P<0.05),与全氮含量显著负相关(P<0.05),与全磷含量极显著负相关(P<0.01)。【结论】黄连木秋季变色期叶片中花青素与叶绿素质量比及花青素含量在变色中期剧增是导致叶片变红的物质基础,可溶性糖含量、苯丙氨酸解氨酶活性是影响呈色的关键因子,同时,变色期矿质元素氮和磷含量显著降低,共同促进花青素合成进而对叶色产生影响。     

3个观赏海棠半同胞家系子代叶色动态分析与初选

【目的】探讨观赏海棠自由授粉子代苗期叶色变异规律,为半同胞家系育种及海棠新品种选育提供参考。【方法】以3个绿叶观赏海棠品种(‘冬金'、‘冬红'和‘红珠宝')为母本的自由授粉半同胞家系子代为试材,采用Minolta色差仪对120株半同胞家系子代不同叶位叶片色彩进行动态测定,进行叶色动态变化研究及优选。【结果】①基于5—8月子代上叶位L^*、C^*、h°色彩参数进行CIELCH色空间动态分布图的构建,发现 ‘冬金' 家系子代叶色参数位点最为分散,叶色最为丰富,子代中出现母本不具有的亮绿色和红色叶片。②基于5月子代上位叶色彩参数(L^*、C^*、h°),构建叶色聚类分析图,发现在欧式距离19水平上可将子代划分为两大色系类群和 5 个子色系类群,即绿色系(包括褐绿色、深绿色和亮绿色)和红色系(包括紫红色和棕红色),其中绿色系占比92.5%。③基于聚类分析结果及色彩参数分别构建绿色系和红色系子代评价体系,绿色系中从高亮度、高饱和度及色彩稳定性角度优选出 ‘冬金' 家系的‘A03'、‘A09', ‘冬红' 家系的‘D21'和 ‘红珠宝' 家系的‘C10'、‘C26'、‘C29', 红色系从低色调角和色彩持续性角度优选出‘冬金' 家系的‘A37',优株叶色观赏性优于资源圃品种。【结论】通过自由授粉,观赏海棠半同胞子代群体遗传基础大大增加,叶色多样性得以提高; 以参数色空间作为优选评价方法,更为直观可视化,可用作观赏海棠实践生产及新品种选育等。     

彩叶桦‘紫霞1号’新品种

【目的】 培育适合北方寒冷地区栽培的彩叶桦,满足园林绿化对彩叶树种的需要。【方法】 以引种的紫雨桦(Betula pendula ‘Purple Rain’)为母本,东北地区广泛分布的白桦(B. platyphylla SUK.)为父本,通过杂交、群体及个体选择等育种技术获得了耐寒性较强的 ‘紫霞1号’彩叶桦新品种。【结果】 该品种树干灰白色,枝条红褐色,叶为紫色,叶色为其主要观赏特性。但叶色随着季节变化而略有改变,春季新生叶全部为紫色,夏季老叶呈紫绿色,新叶为紫色,秋末随着温度降低,叶片呈深紫粉色。【结论】 ‘紫霞1号’适宜栽培区域为黑龙江、吉林、辽宁省,宜在微酸性至中性壤土栽植。     

亚热带常绿阔叶林幼树与灌木的地上生物量模型

【目的】准确估测亚热带常绿阔叶林木本植物幼苗、幼树及灌木的地上生物量,为森林生态系统的经营管理提供理论参考。【方法】通过采样准确获得九连山39种木本植物746个单株样本的地径(d)、树高(h)和木材基本密度(ρ),以及各器官(叶、枝、干)的地上生物量观测值,并按生活型将样本分为乔木组、小乔木组和灌木组3类,分别以d²、ρd²、d²h和ρd²h为自变量拟合模型,根据拟合模型的R²值和估计值的标准误(SEE)选择最优生物量模型。【结果】九连山常见木本植物的木材基本密度在0.459～0.784 g/cm³之间; 推导的64个生物量模型都具有较高的R²值和较低的SEE值,据此选择出16个最优生物量模型。其中,小乔木组和灌木组的叶片和枝条生物量在只含自变量d时具有较高的R²值,而乔木组和小乔木组树干以及总的地上生物量在含自变量d、h和ρ时具有较高的R²值和SEE值。【结论】研究拟合的模型可准确估算该地区及相似地区常见木本植物幼苗、幼树及灌木的地上生物量。     

镉污染土壤中添加外源有机物料对杨树苗期生长的影响

【目的】探究两种常见的有机物料(杨树凋落物和城市生活污泥堆肥)进入镉(Cd)污染土壤后对该土壤上杨树的生长及生理生化产生的影响。【方法】通过土壤盆栽试验,研究添加有机物料对不同含量Cd²⁺污染土壤上‘南林895'杨(Populus&#215;euramericana ‘Nanlin 895')生长3个月后植株地上部分生物量、叶片中光合色素含量、抗氧化保护酶活性以及丙二醛(MDA)含量的影响。【结果】①添加污泥堆肥(CS)处理的杨树地上部分干质量、叶片中光合色素含量均明显高于同等条件下的对照(CK)处理; 添加杨树叶(PL)处理的杨树地上部分干质量在低Cd²⁺(0、10 mg/kg)污染土壤上高于对照处理,在高Cd²⁺(50、100、150 mg/kg)污染土壤上则显著低于对照处理; 而与对照相比,除了不添加Cd²⁺外,PL处理下叶片中光合色素含量都低于CK处理。②随着Cd²⁺含量升高,3种处理杨树叶片SOD与CAT活性均呈现先上升后下降的趋势,CS处理杨树叶片SOD及CAT的活性均明显高于同等条件下的对照(CK)处理; PL处理叶片中SOD及CAT的活性在不添加外源Cd²⁺时均高于CK处理,而Cd²⁺含量≥50 mg/kg时均低于CK处理。此外,杨树叶片MDA含量受外源物料类型的影响,CS处理的MDA含量均低于同等条件下的CK处理; PL处理的MDA含量则高于同等条件下CK处理的。【结论】镉污染土壤上不同处理间杨树生长的状况总体表现为:添加污泥堆肥处理的杨树生长最好,其次是对照处理,而杨对凋落物处理的相对最差。     

彩叶桦‘紫霞1号’新品种

【目的】培育适合北方寒冷地区栽培的彩叶桦,满足园林绿化对彩叶树种的需要。【方法】以引种的紫雨桦(Betula pendula‘Purple Rain’)为母本,东北地区广泛分布的白桦(B.platyphylla SUK.)为父本,通过杂交、群体及个体选择等育种技术获得了耐寒性较强的‘紫霞1号’彩叶桦新品种。【结果】该品种树干灰白色,枝条红褐色,叶为紫色,叶色为其主要观赏特性。但叶色随着季节变化而略有改变,春季新生叶全部为紫色,夏季老叶呈紫绿色,新叶为紫色,秋末随着温度降低,叶片呈深紫粉色。【结论】‘紫霞1号’适宜栽培区域为黑龙江、吉林、辽宁省,宜在微酸性至中性壤土栽植。     

彩叶桂新品种‘南林彩云’

【目的】桂花(Osmanthus fragrans)是中国十大传统名花之一,四季常绿,花香浓郁,广泛应用于园林绿化。桂花优良品种的选育对促进桂花产业发展有重要意义。【方法】从桂花实生苗中选育获得彩叶单株,对其无性系后代进行DUS测试。【结果】选育出的彩叶桂新品种‘南林彩云’(O.fragrans‘Nanlin Caiyun’)叶色变化明显,幼叶由初期的暗紫色逐渐变为粉红色,成型叶为黄绿色,嫩枝暗紫色。【结论】通过DUS测试,显示其性状具有特异性、一致性、稳定性,获得植物新品种权证书。‘南林彩云’色叶观赏期长,具有很高的观赏价值。     

彩叶桂新品种‘南林彩玉’

【目的】桂花(Osmanthus fragrans)是我国重要的园林经济树种,集绿化、美化、香化于一身,兼具生态、社会和经济效应,桂花新品种的选育不仅可丰富种质资源,更可推动桂花产业的发展。【方法】从桂花实生苗中选育出变异的彩叶单株并对其无性系后代进行DUS(特异性、一致性和稳定性)测试。【结果】选育出的新品种‘南林彩玉’,叶色由初期的紫红色变为粉红,逐渐转为橘粉、橘黄色,叶柄紫黑色,幼枝紫红色。【结论】通过DUS测试,该品种与已知彩叶品种性状均不相同,色叶观赏期长达半年,观赏价值高,应用前景广。     

桂花及其近缘种倍性和基因组大小分析

【目的】 解决桂花(Osmanthus fragrans)及其近缘种[柊树(O. heterophyllus)、齿叶木犀(O. × fortunei)和华东木犀(O. cooperi)]在分类处理上存在的较多争议,为桂花及其近缘种的分类研究提供新的依据。【方法】 以水稻品种‘日本晴’(Oryza sativa ‘Nipponbare’)为参照样品,通过流式细胞术对14个桂花代表品种及其3个近缘种的倍性及基因组大小进行分析比对研究。【结果】 四季桂品种群基因组大小为777.24 Mb,金桂品种群为760.85 Mb,银桂品种群为739.06 Mb,丹桂品种群为717.29 Mb。其中‘四季’(O. fragrans ‘Siji’)的基因组最大,为903.14 Mb,‘雄黄’(O. fragrans ‘Xionghuang’)、‘金球’(O. fragrans ‘Jinqiu’)和‘云田彩’(O. fragrans ‘Yuntian Cai’)基因组较大,为801.15~832.79 Mb,超出各品种群的平均值;近缘种华东木犀基因组大小为817.19 Mb,比其他近缘种略高,桂花基因组大小为755.24 Mb,柊树为769.50 Mb,齿叶木犀的基因组最小,为729.11 Mb。【结论】 14个桂花代表品种及其3个近缘种都为二倍体;华东木犀的基因组大小和桂花品种‘雄黄’、‘金球’和‘云田彩’比较接近,都为800 Mb左右,初步表明华东木犀与桂花各品种间具有较为近缘的关系。     

彩叶桂花新品种‘南林彩锦’

【目的】桂花(Osmanthus fragrans)四季常绿,花香浓郁,深受大众喜爱。桂花优良品种的选育可推动桂花产业发展。【方法】从广西壮族自治区桂林市永福县种植的桂花实生苗中选育获得彩叶单株,并对其无性系后代进行DUS(特异性、一致性和稳定性)测试。【结果】新品种‘南林彩锦’叶色变化明显,幼叶由初期的暗紫色变为水红、黄褐色,逐渐变为黄色,叶柄紫黑色,幼枝紫红色。【结论】该品种耐热性好,与已知彩叶品种性状均不相同,色叶观赏期长,具有很高的观赏价值。     

增强-染色复合改性杨木的强度和耐光色牢度

【目的】通过木材增强-染色联合改性,提高人工林杨木的物理力学和装饰性能,为人工林速生软质木材的高效增值利用提供技术支持。【方法】将水溶性低分子质量三聚氰胺脲醛树脂(MUF)与酸性大红G复配得到复合染色剂,通过真空加压浸渍处理,对杨木进行增强-染色一体化改性,测试改性材颜色、强度、氙光老化等性能,并利用SEM分析其微观性状。【结果】增强-染色复合改性材的Δa^*、Δb^*、ΔC^*、ΔL^*与ΔE^*等色差指标与水染材基本一致; 复合染色材表面与内部颜色差异小于水染材。与未处理材相比,增强-染色复合改性材的密度、抗弯弹性模量(MOE)、抗弯强度(MOR)和抗压强度分别提高了38.2%、6.28%、20.67%和48.87%,与树脂增强改性材相当。SEM分析结果表明,MUF改性材和复合改性材细胞腔和细胞间隙被改性剂填充; 与水染材相比,复合改性材中的染料颗粒分布更均匀。耐光色率度测试结果表明水染材颜色在10 h内变化最快,50 h开始趋于平缓; 增强-染色复合改性材在光照50～75 h颜色变化加快,75 h后趋于稳定,其耐光色牢度比水染材提高了28.3%。【结论】染料的添加对树脂MUF的增强改性作用无明显影响,染料的加入也不影响水溶性低分子质量MUF树脂的高渗透性,树脂填充细胞腔和细胞间隙使得两种改性材的密度和力学强度均大大提高,树脂对染料的包覆和固结使得复合染色材的耐水色牢度明显提高,增强-染色复合改性材比水染材具有更好的耐光色牢度。将木材功能性改良与染色相结合的杨木增强-染色一体化改性技术,能显著改善速生杨木材料的物理力学和装饰性能。     

桂花新品种‘金灿’

【目的】桂花(Osmanthus fragrans)是我国十大传统名花之一,通过优良品种的选育可推动桂花产业发展。【方法】以桂花金桂品种群实生苗为选育材料,对发现的特异单株进行DUS测试。【结果】‘金灿’(‘Jincan’)属于金桂品种群,叶片条状披针形或条形,花色金黄,已获得植物新品种权(品种权号:20190248)。【结论】‘金灿’符合植物新品种特异性、一致性和稳定性要求,具有较高观赏价值。     

黄栌光合和呈色特性对重庆阴雨天气的响应

【目的】探讨重庆地区阳性植物黄栌的光合和呈色特性对当地阴雨天气的响应,为黄栌人工抚育提供科学依据。【方法】以黄栌为研究对象,于2019年4—11月定期监测(避开雨天)自然条件下控根容器内种植的4年生黄栌的光合特性、叶片色素含量、叶色参数等,并与2018年所测数据进行比较;收集2016—2019年重庆市气象数据,分析重庆地区2019年阴雨天气占比、降水量、日照时间、相对湿度等特征与2016—2018年的差异性,了解气象因子与黄栌叶片光合、呈色特性间的相关关系。【结果】2019年4—11月(黄栌生长期),重庆遭遇罕见的连绵阴雨天气,监测期超过半数时间为阴雨天气。相比2016—2018年,2019年日照时间减少10%~25%,最大日降水量增加30%~37%,平均降水量增加12.5%~25.0%,平均气温(Q)降低1%~2%。高湿、多雨、寡日照环境不利于黄栌光合色素合成,导致其净光合速率(P_n)降低,叶片呈色质量较差。相关性分析表明:P_n与日照时间(SD)和Q极显著正相关(P<0.01),与光合有效辐射(PAR)显著正相关(P<0.05),与日降水量≥0.1 mm天数(DPD)极显著负相关(P<0.01);蒸腾速率(T_r)与SD和Q极显著正相关(P<0.01),与PAR显著正相关(P<0.05),与DPD极显著负相关(P<0.01),与大气CO₂浓度(C_a)显著负相关(P<0.05)。叶绿素a(Chla)含量与Q显著正相关(P<0.05);花青素含量与DPD显著负相关(P<0.05)。叶色亮度(L^*)与叶绿素b(Chlb)含量极显著正相关(P<0.01),与Chla含量显著正相关(P<0.05);红/绿属性色相(a^*)与Chla、Chlb含量极显著负相关(P<0.01);其他色素含量与叶色参数间相关性均不显著(P>0.05)。a^*与T_r、P_n、气孔导度(G_s)极显著负相关(P<0.01);黄/蓝属性色相(b^*)与T_r、P_n、G_s极显著负相关(P<0.01);彩度(C^*)与T_r、P_n极显著负相关(P<0.01)与G_s显著负相关(P<0.05)。【结论】在2019年4—11月的连绵阴雨天气条件下,重庆地区黄栌表观量子效率(AQY)和P_n降低,利用弱光的能力和叶片呈色质量较差,但具有较宽的CO₂生态利用幅度与光照耐受范围,叶片Chlb含量的增加提高了对散射光的利用能力,从而增强对连绵阴雨天气的适应与耐受能力。研究结果可为我国黄栌引种栽培及科学管理提供参考。     

21份木槿栽培品种表型多样性评价

【目的】 研究木槿品种资源表型性状的多样性,为改良现有木槿品种、开发新品种提供理论支持。【方法】通过聚类分析、相关性分析、多样性分析,对21份木槿栽培品种的10个数量性状和24个质量性状进行分析。【结果】木槿品种资源表型多样性丰富,24个质量性状的多样性指数为4.175 8~4.392 3,10个数量性状的多样性指数为4.217 9~4.384 7;基于表型性状聚类分析,在欧氏距离为22时,可将21份木槿品种分成浅色类、深色重瓣类及单瓣类三大类型。通过主成分分析,花色数、花瓣长度、花瓣内部次色、花瓣次色的分布等9个主成分可以反映29个性状的基本特征,特征值均大于1,累计贡献率达88.960%,表明花越大、花色越艳丽的木槿品种观赏性越强。在相关性方面,花晕相对花瓣面积大小(HAS)、花瓣次色的分布(DPS)等花部性状与花瓣内部次色(ISCP)之间呈极显著正相关,相关系数均大于0.800,叶柄的长度(LP)与叶片长度(LL)、叶片长度(LL)与叶片宽度(WL)、重瓣性(PS)与花瓣具裂(PC)之间呈极显著正相关,相关系数分别为0.673、0.702、0.796。【结论】21份木槿栽培品种表型多样性丰富,花朵的外部形态与色彩是木槿分类的主要依据,树形、生长习性、叶片基部形状也对其形态分类有较大影响,这可以为木槿种质资源的保护和利用以及新品种的研究奠定基础。