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[目的]为探究ROP基因在林木中的功能。[方法]本研究以杨树为模式,在全基因组水平上对ROP基因的家族成员、基因结构、保守结构域、氨基酸序列相似性及表达模式进行了分析。[结果]显示,杨树PtROP基因家族包含13个成员,不同成员间在进化上相对保守,均存在与GTP结合与水解相关的结构域。这些基因在不同组织、不同胁迫条件下的表达具有明显差异,说明它们参与不同的生物学过程。通过构建功能基因网络（functional gene network for poplar）发现PtROP基因主要参与了信号转导过程。[结论]杨树PtROP基因家族包含13个成员参与不同的生物学过程,可能主要参与了信号转导过程。

功能基因网络既能够衡量基因之间的功能关联关系,也可以预测基因间的直接相互作用,可为未知功能基因的功能注释提供重要信息,本文简要介绍功能基因网络的概念、功能基因关联挖掘的计算方法和实验方法、功能基因网络的分析方法以及在植物和林木中的应用研究进展。随着林木生物信息学大数据的不断增长,功能基因网络将得到更深入的应用。

[目的]为探究滴灌条件下杨树人工林细根的空间分布特征，对大兴区林场滴灌栽培的5年生欧美107杨的细根分布进行研究。[方法]采用根钻法分别在株间、对角和行间方向距树干0.2、0.5、1.0、1.5 m处取样，取样深度为60 cm，每10 cm为1个土层。[结果]滴灌条件下，在不同方向的不同树干距离和土层深度，杨树人工林的细根生物量和根长表现出相似的分布特征，其分布受树干距离、土层及其交互作用的影响显著（P 〈 0.05）。滴灌条件下，株间方向的细根总长为12.7 cm，分别是对角和行间方向细根长的1.82倍和2.32倍，上述3个方向取样位点细根总长为25.2 cm，其中的86.4%在滴灌形成的湿润带范围内；0-40 cm土层的细根长占0-60 cm土层细根总长的84.5%。各方向的细根水平分布特征不同，株间方向细根长在距树干0.5 m处最大，为4.2 cm，占该方向细根总长的33.1%，且与其他树干距离处差异显著（P 〈 0.05）；对角和行间方向细根长在距树干0.2 m处最大，分别为2.7、2.3 cm，占各自方向细根总长的38.1%和41.8%。各方向的细根垂直分布特征不同，株间方向细根长在0-10 cm土层最大，为3.7 cm，占该方向细根总长的29.1%，且与其他土层差异显著（P 〈 0.05）；对角和行间方向细根长均在10-20 cm土层最大，分别为2.0、1.7 cm，占各自方向细根总长的27.9%和31.0%，与其他土层细根长差异显著（P 〈 0.05）。[结论]滴灌条件下，杨树人工林细根的空间分布特征可以采用细根生物量或细根长任一指标来表述。滴灌后形成的连续湿润带导致土壤水分条件的差异使细根在不同方向的水平分布和垂直分布特征不同，细根分布表现为株间 〉 对角 〉 行间，细根主要分布在湿润带范围内且在0-40 cm土层相对集中分布。依据滴灌栽培杨树人工林细根的水平和垂直分布规律，每次滴灌后应保证水分侧渗到距离树干至少50 cm的范围，下渗的深度至少达到40 cm深，以满足杨树人工林正常生长对水分的需求。本研究结果和结论为确定精准的单次有效灌溉量提供理论依据，从而实现既节水又确保林木正常生长的双重目标。

[目的]为实现杨树叶片水分高光谱信息进行快速、准确估算,[方法]将实测杨树叶片等效水厚度作为水分含量表征量,并测定叶片高光谱数据,同时,利用辐射传输模型模拟不同等效水厚度条件下的叶片尺度和冠层尺度的高光谱反射数据,通过分析常用水分植被指数对等效水厚度的敏感性,利用植被指数比值的方法构建新等效水厚度植被指数（GVMI/MSI）。通过GVMI/MSI、全球植被水分指数（GVMI）、水分胁迫指数（MSI）分别对杨树叶片尺度和冠层尺度等效水厚度估算精度进行比较分析。[结果]表明：GVMI指数、MSI指数以及新建GVMI/MSI指数的叶片尺度杨树叶片等效水厚度估算模型的精度R2分别为0.997、0.995、0.998;冠层尺度杨树叶片等效水厚度估算模型精度分别为0.837、0.836、0.973,其中,新建GVMI/MSI指数为杨树叶片等效水厚度估算最佳指数。[结论]GVMI/MSI构建的杨树叶片等效水厚度模型的预测精度较高,是杨树叶片等效水厚度的最佳估算模型。

[目的]开展不同品系的杨树亲本来源、干部物理特性与抗性关系研究,为抗杨干象新品系的选育奠定一定基础。[方法]本研究连续2年研究了10个亲本51个不同杨树品系10 11年生杨树的被害株率、杨干象虫口密度与杨树木质部硬度、树皮硬度、树皮厚度、胸径等的关系。[结果]免疫品系、高抗虫品系、抗虫品系、感虫品系和高感虫品系木质部平均硬度分别为（47.38±1.71）HD、（46.07±1.17）HD、（44.64±1.61）HD、（41.84±1.66）HD、（40.73±2.04）HD;树皮平均硬度分别为（40±3.53）HD、（39.99±0.96）HD、（37.63±0.46）HD、（32.35±1.54）HD、（31.7±0.52）HD;平均胸径分别为（361.64±13.8）mm、（313.8±6.19）mm、（309.98±5.27）mm、（289.56±10.73）mm、（287.67±17.49）mm,亲本为美洲黑杨×青杨、马氏杨、美洲黑杨×马氏杨、小叶杨×胡杨的品系为抗虫品系;亲本欧洲黑杨×美洲黑杨、欧洲黑杨×小叶杨、美洲黑杨的多数品系为感虫品系。[结论]杨树木质部硬度与树皮硬度越大抗杨干象能力越强;胸径生长相对较快的品系抗性强;青杨、马氏杨、小叶杨为亲本抗虫性强,美洲黑杨、欧洲黑杨为亲本抗虫性差。在抗杨干象品系育种工作中应选择青杨、小青杨或甜杨做为亲本;避免以美洲黑杨或欧洲黑杨为亲本。

[目的]为实现杨树叶片水分高光谱信息进行快速、准确估算,[方法]将实测杨树叶片等效水厚度作为水分含量表征量,并测定叶片高光谱数据,同时,利用辐射传输模型模拟不同等效水厚度条件下的叶片尺度和冠层尺度的高光谱反射数据,通过分析常用水分植被指数对等效水厚度的敏感性,利用植被指数比值的方法构建新等效水厚度植被指数(GVMI/MSI)。通过GVMI/MSI、全球植被水分指数(GVMI)、水分胁迫指数(MSI)分别对杨树叶片尺度和冠层尺度等效水厚度估算精度进行比较分析。[结果]表明:GVMI指数、MSI指数以及新建GVMI/MSI指数的叶片尺度杨树叶片等效水厚度估算模型的精度R2分别为0.997、0.995、0.998;冠层尺度杨树叶片等效水厚度估算模型精度分别为0.837、0.836、0.973,其中,新建GVMI/MSI指数为杨树叶片等效水厚度估算最佳指数。[结论]GVMI/MSI构建的杨树叶片等效水厚度模型的预测精度较高,是杨树叶片等效水厚度的最佳估算模型。

为探究CDPK基因在木材形成过程中的作用，本研究在基因组水平上对杨树CDPKs基因家族的成员进行分析，找到32个CDPKs及10个CRKs成员。对CDPK基因家族成员在杨树中表达特性进行了分析，发现其家族成员在不同组织、不同发育阶段以及毛白杨次生维管发育不同时期的表达特性不同。分析杨树CDPK基因家族中3个基因PtCPKl、PtCPK6、PtCPKl5，其蛋白质一级结构均存在1个跨膜区，其蛋白定位在细胞膜上。

[目的]揭示杨树人工林皆伐对滩地蒸发散和产流的影响。[方法]基于涡度相关系统对长江滩地杨树人工林皆伐前后水汽通量连续3年（2010-2012年）的观测数据，通过对比皆伐前、后气候条件相似的2个时段（1整年）的蒸发散，揭示皆伐后研究区蒸发散的变化，并基于水量平衡反推研究区产流的变化。[结果]皆伐后土壤温度和水位上升，土壤表层含水量全年均值减小约0．03；研究区蒸发散皆伐前、后具有相似的日变化规律和季节动态特征，但皆伐后的全年蒸散量仅为皆伐前的66．3％；皆伐后研究区产流率（产流量／降雨量）从皆伐前的0．53上升至0．62；皆伐前、后7、8、12月的干旱指数（潜在蒸发散／降雨量）均大于l，其他时期均小于1。[结论]滩地杨树人工林皆伐后滩地蒸发散减少而产流率增加，加剧夏季干旱的可能性有所降低，但洪水爆发期间削减洪峰的能力也减弱。

随着基因工程技术的发展，转基因技术在林木品种改良上得到了广泛的应用和迅速发展，已经开展了30多个树种的转基因研究，改良性状主要集中在抗除草剂、抗虫、降低木质素合成、增加纤维素合成、重金属积累以及加速生物量积累等方面。近年来研究发现将外源基因转入植物后，常引起非靶目标变异，表现出与外源基因表达似乎无关的表型和农艺性状的变异，同时还伴随遗传基础的改变。

以毛果杨叶片cDNA为模板，采用PCR技术分离出杨树ZFL基因，序列分析结果表明该基因序列开放读码框315bp，共编码104个氨基酸，推导的蛋白质分子量为11．202kDa，理论等电点9．83，命名为PtrZFL。对ZFL基因进行实时荧光定量PCR表达分析，结果表明：甘露醇、NaCl、H2O2、ABA、低温胁迫都能诱导PtrZFL基因的表达，且PtrZFL表达量在ABA处理3h时达到最高，然后随处理时间延长而逐渐降低；低温（4℃）胁迫在6h后能显著诱导PtrZFL基因表达，并随着低温处理能一直保持较高水平的表达。根据毛果杨基因组信息设计引物，获得了PtrZFL基因上游1000bp的启动子序列，序列分析结果表明该启动子包含有多个与胁迫相关的元件，如抗冻、缺水、抗寒、脱落酸响应元件ABRE、MYB和WRKY。GUS活性检测发现，该启动子在转基因拟南芥整株中都有表达，但存根部和成熟叶片中表达较强，其他位置表达微弱。