东北林业大学杨玲教授团队揭示蒙古栎早期生长过程中的光适应策略

生态与地理速报 2025年03月23日 10:29

植物在其生长、生存、繁殖以及适应环境等各个生命环节中均必须在有限的资源条件下做出权衡和调整。随着植物年龄的增长，它们需要不断应对不同的环境挑战，并适应这些挑战，包括叶片特征、生物量分配特征以及碳水化合物的存储与分配等生态适应策略。蒙古栎（Quercus mongolica Fisch.ex Ledeb.）是我国北方重要的阔叶树种之一，具有较高的经济价值和生态价值，尤其在防风防火、水土保持等生态功能中发挥着重要作用。在森林生态系统中，幼龄阶段是树木至关重要的生长阶段，它们的适应能力直接影响着森林植被的恢复和重建。过去的研究已明确指出光环境异质性对蒙古栎幼苗的生长具有显著影响，然而，人们对蒙古栎幼苗光适应策略随着年龄增长如何变化了解的尚不充分。

2024年2月，Forestry Research 在线发表了东北林业大学林木种苗定向培育团队题为Light adaptation strategies of Quercus mongolica at different ages in four plantations 的研究论文。

该论文研究了东北地区四种主要造林树种（白桦、樟子松、花曲柳、蒙古栎）人工中龄林内不同光环境下、不同年龄阶段、天然更新的蒙古栎幼苗的功能特征和非结构性碳水化合物的分配策略，揭示了蒙古栎幼苗光适应策略随年龄增长的变化趋势。研究发现蒙古栎在幼龄阶段采用了较保守的光合生长策略，其幼苗的比叶面积在较强光照条件下显著降低。年龄对蒙古栎幼苗的生物量分配策略有显著影响。随着年龄增长，其根重比呈下降趋势，而茎重比呈上升趋势，说明年龄较大的幼苗更加注重地上部分的生长。光环境和年龄对蒙古栎幼苗非结构性碳水化合物浓度的影响主要表现在根部和叶中。叶中可溶性糖含量受光环境影响显著，其随着光照的增强而降低；而根部的淀粉含量则主要受年龄的影响，其随着年龄的增大而降低。不同年龄阶段的蒙古栎幼苗的光适应策略有显著差异。1-2a的蒙古栎幼苗根、茎和叶的可溶性糖含量间存在显著的正相关性，说明该年龄阶段的蒙古栎幼苗各器官间存在高度协调性，碳资源在各器官间有活跃的转移和再分配。3-4a阶段蒙古栎幼苗的根部淀粉与叶中可溶性糖含量呈显著负相关关系，说明非结构性碳水化合物之间的转化在该树种应对外界环境变化中具有重要的作用。5-6a阶段蒙古栎幼苗茎的非结构性碳水化合物总量与根部淀粉、叶中可溶性糖含量的相关性均显著增强，说明随着年龄增加，碳资源在蒙古栎幼苗茎部加速积累，幼苗加大了对地上部分的投资，通过获得高度优势以进行更强的光合作用。这些发现有助于更好地理解不同年龄阶段的蒙古栎幼苗的生态适应机制，为森林植被的自然恢复和管理提供了重要参考。

图1 蒙古栎幼苗各器官的NSC浓度

图2 不同龄级蒙古栎幼苗NSC浓度之间的相关性分析（Pearson）

东北林业大学林学院硕士研究生唐国儒为论文第一作者，东北林业大学林学院杨玲教授为论文通讯作者。俄罗斯科学院通讯院士、俄罗斯科学院远东分院联邦陆地生物多样性中心主任Gontcharov Andrey A.、东北林业大学林学院博士研究生邢鸿林、硕士研究生张昊和袁天贺均为该论文的完成提供了技术支持和修改意见。该项研究得到了中央高校基本科研业务费（2572022AW14和2572022DS01）的资助。

团队介绍

杨玲，东北林业大学林学院教授，博士生导师，林木遗传育种全国重点实验室成员。主要研究方向为林木种苗培育原理与技术，在林木干细胞调控、林木抗逆生理、优良珍稀树种苗木繁育、人工林经营等方面具有研究经验。其中在林木细胞工程领域取得的成果在国际上受到了瞩目。主持“十四五”国家重点研发项目课题、“十三五”国家重点研发项目子课题、国家自然科学基金面上项目、国家自然科学基金青年基金项目、中国博士后科学基金特别资助项目、黑龙江省自然科学基金面上项目等20余项，发表论文130余篇，其中SCI检索论文40余篇；出版专著和教材16部，获得授权专利14项。所领导的林木种苗定向培育团队近十年来在红松、水曲柳、蒙古栎、红皮云杉等重要用材树种及花楸等特用经济树种良种壮苗培育研究方面取得了系列理论和技术创新成果。

团队合照

原文链接：

https://doi.org/10.48130/forres-0024-0002

PDF下载：

forres-0024-0002.pdf

特邀作者：唐国儒

编辑：顾笑寅

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关于Forestry Research

Forestry Research 是一本专注于林学领域的期刊，一本全新的国际化的、开放获取的、具有严格的编辑筛选和同行评审流程的期刊。主要发表与森林科学和多个相关领域的研究论文、方法、综述和观点；涵盖范围从分子到种群，再到生态系统。期刊主编由美国密歇根理工大学林业资源与环境学院卫海荣教授担任，北京林业大学钮世辉教授担任期刊执行主编。目前期刊已被ESCI、PMC、Scopus、DOAJ、CABI等大型数据库收录。

期刊官网：

www.maxapress.com/forres

投稿网址：

mc03.manuscriptcentral.com/forres

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