论文部分内容阅读
油松(Pinus tabulaeformis Carr.)是我国特有的乡土树种,也是我国北方地区主要造林树种之一,在我国人工林营造、改善生态环境以及加速恶劣立地造林绿化中作用突出。目前,我国北方油松造林难度越来越大,重点培育适用困难立地造林的优质苗木是保证造林成活率的有效途径。短日照处理在国外被认为是一种有效调控针叶树种苗木质量和抗逆性的育苗技术,北美和北欧林业先进国家在挪威云杉[Picea abies(L.)Karsten]、欧洲赤松(Pinus sylvestris L.)等针叶树种苗木上已有较好的应用,但在我国涉及较少。本研究旨在揭示短日照处理调控油松容器苗苗木质量和抗逆性机理,创新油松育苗技术,提高造林效果。本研究以北京地区油松容器苗(1-0)为研究对象。通过5年造林试验,探讨短日照处理对油松容器苗造林效果的影响,寻找适合油松容器苗的短日照处理技术参数;通过研究两种短日照处理模式对油松容器苗根系形态发育、内源激素脱落酸(ABA)和非结构性碳水化合物含量变化、木质化及抗旱能力的影响,揭示短日照处理对苗木质量和抗逆性的调控规律;应用蛋白质组学技术初步探讨短日照处理调控油松容器苗苗木质量和抗逆性的分子机制。本研究主要结论有:(1)短日照处理起始时间与光照长度交互效应对油松容器苗造林效果影响显著。起始时间7月24日、光照长度10小时处理组合油松苗木第5年造林存活率高于全天自然光照苗木50.2%。8-10小时光照长度适用于北京地区油松容器苗的短日照处理,短日照处理起始时间宜晚于7月上旬、早于8月上旬。(2)短日照处理促进油松容器苗根系中0.0<D1≤0.2 mm、0.2<D2≤0.5 mm细根生长,优化根系构型和提高根系吸收功能。起始时间7月24日、光照长度10小时(SD2-10h)处理油松容器苗根系中根径小于或等于0.5 mm细根长度大于全天自然光照苗木20.8%。(3)短日照处理促进油松容器苗ABA合成与积累,SD2-10h处理苗木ABA含量高于对照苗木62.8%。短日照处理促使油松容器苗ABA含量增高,调节碳水化合物的分配,对苗木根系生长和地上部分木质化发育产生影响。(4)短日照处理激发油松容器苗木质素生物合成相关酶活性,促进苗木木质素合成。SD2-10h处理苗木茎、针叶木质素含量分别高于全天自然光照苗木10.2%、16.1%,显著提高苗木地上部分的木质化程度。(5)短日照处理改善油松容器苗抗旱能力。(6)成功获取5个短日照处理诱导表达差异显著的蛋白质:叶绿体放氧增强蛋白1(OEE1)、甘油醛-3-磷酸脱氢酶(GAPDH)、磷酸甘油酸激酶1(PGK1)、延伸因子-Tu(EF-Tu)、核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶活化酶(RCA),这些蛋白质的功能主要涉及光合代谢、糖代谢和胁迫防御。