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《中国农业科学》2020,(3)
【目的】山荆子是中国原产苹果属植物中分布最广泛的种,母系遗传的叶绿体基因组的非编码区适用于较低的分类阶元(如科、属)的系统研究。对野外考察新收集的山荆子种质的叶绿体DNA(cpDNA)非编码区进行测序,解析其序列遗传变异,从母系遗传基因的角度探究山荆子不同居群的遗传多样性和系统演化关系,为我国山荆子种质资源的起源演化以及收集和保护提供理论依据。【方法】利用4对叶绿体DNA引物扩增新收集的215份山荆子种质资源的4个非编码区trnH-psb A、trnS-trnG spacer+intron、trnT-5'trnL和5'trnL-trnF,对每个基因间区正反向测序获得的序列进行人工校对后,使用MEGA 7.0进行序列拼接和比对,并构建山荆子不同居群间基于遗传距离的Neighbour-Joining系统发育树;使用DnaSP ver5.10.01计算叶绿体DNA的遗传多样性参数,计算不同居群间的基因流和基因分化;利用Arlequin v3.5分析标准分子变异(AMOVA);运用NetWork ver4.6.1.2构建种内居群间的叶绿体DNA单倍型邻接网络关联图。【结果】4个叶绿体DNA非编码区经测序、拼接、比对和合并之后的片段长度为3 777 bp,共有171个多态性变异位点,其中包含150个插入-缺失位点、20个简约信息位点和1个单一突变位点。在215份山荆子种质中,trnH-psb A、trnS-trnG spacer+intron、trnT-5'trnL和5'trnL-trnF区域的变异位点数量分别为26、32、103和10个,单倍型数量分别为8、8、6和4个,合并之后的叶绿体DNA片段的单倍型为24个。核苷酸多样性最高的区域为trnT-5'trnL(Pi=0.01174),单倍型(基因)多样性最高的为trnS-trnG spacer+intron(Hd=0.599),最低的为5'trnL-trnF(Hd=0.228)。215份山荆子种质叶绿体DNA多样性较高(Hd=0.727,Pi=0.00577)。Tajima's D检验中,4个cpDNA区域在各检验水平上均不显著,检测的4个cpDNA区域在进化上遵循中性模型。AMOVA分析表明遗传变异主要存在于群体内部。【结论】供试4个叶绿体DNA非编码区适合苹果属山荆子种质遗传多样性和系统演化分析。在叶绿体DNA水平导致山荆子群体进化的原因不是自然选择,而是突变压力和遗传漂变。群体间遗传分化与其地理距离不完全相关。山荆子可能为多点起源,推测黑龙江和吉林,内蒙古,甘肃和山西为3个可能的起源地区。 相似文献
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【目的】利用叶绿体基因组（cpDNA）的间隔区序列（trnL-trnF、trnH-psbA和trnT-trnL）对甘薯种质进行遗传多样性分析,为其种质保护及开发利用提供理论依据。【方法】以从我国12个省份收集的52份甘薯种质为材料,从10个cpDNA间隔区序列的引物中筛选出能扩增单一、清晰明亮且稳定的序列引物,利用其PCR扩增筛选出间隔区序列,并进行测序及序列拼接。利用DnaSP 5.0进行序列特征分析,采用MEGA X计算52份甘薯种质材料的遗传距离,并构建系统发育进化树。【结果】筛选获得7对扩增结果较理想的引物,其PCR扩增产物经测序分析,共获得3个有效标记（trnL-trnF、trnH-psbA和trnT-trnL）。三者的拼接序列长度为2239 bp,共有7个变异位点,2个单一突变位点,5个简约信息位点,11个插入/缺失位点。在52份甘薯种质材料中,trnL-trnF、trnH-psbA和trnT-trnL序列的变异位点数量（Vs）分别为1、1和5个,单倍型数目（H）分别为2、4和5个,拼接序列的单倍型数目为10个;核苷酸多样性（π）和单倍型多样性（Hdπ）最高的序列分别为trnT-trnL（π=0.00052）和trnH-psbA（Hd=0.535）。trnL-trnF、trnH-psbA和trnT-trnL序列的Tajima’s D、Fu and Li’s D*和Fu and Li’s F*均无显著差异（P>0.05）,符合中性进化模式。基于拼接序列构建的系统发育进化树显示,52份甘薯种质材料的遗传距离为0~1.1848,平均遗传距离0.1018,其分为五大类,其中第Ⅰ类~Ⅳ类仅含有少量种质,其余41份种质归为第Ⅴ类。【结论】52份甘薯种质材料的遗传变异较为丰富,但种质材料间的遗传多样性低,与cpDNA特性和甘薯遗传背景狭窄有关。基于trnL-trnF、trnH-psbA和trnT-trnL的拼接序列更能准确分析甘薯种质的遗传多样性,且有效划分不同类群,为甘薯集团育种提供候选材料。 相似文献
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【目的】基于叶绿体DNA（cpDNA）序列atpI-rsp2和psbC-trnS分析山药种质资源的遗传多样性,为山药种质资源鉴定、创新利用及新品种选育提供理论依据。【方法】以来自14个省（区）的64份山药种质为材料,对其atpI-rsp2和psbC-trnS序列进行多态性扩增并测序,经拼接、比对后,利用MEGA 7.0计算种质间的遗传距离并构建系统发育进化树,并利用DNAsp 5.0分析核苷酸多态性,采用NET Framework 4.6.1绘制单倍型间的中介邻接网络结构。【结果】atpIrsp2和psbC-trnS序列合并序列长度为1938 bp,共有117个插入/缺失位点（IS）和14个变异位点（Vs）,转换率（Si） 为49.1%,总体转换/颠换偏倚率（R）为0.928,共产生30种单倍型,其中有21种为独享单倍型,9种为共享单倍型,单倍型多样性（Hd）和核苷酸多样性（π）分别为0.9206和0.00139。atpI-rsp2序列和psbC-trnS序列及合并序列的Tajima’s D、Fu and Li’s D*和F*均为负值,其差异均未达显著水平（P>0.10）,说明这2个序列在进化上符合中性进化模式。64份山药种质的遗传距离为0~0.003865,平均遗传距离均为0.001400。中介邻接网络结构分析结果显示,30种单倍型可分为3类,其中,H5为较原始单倍型。【结论】64份山药种质资源的遗传距离较近,遗传背景相似,可能是由于长期地区间引种导致,与地理距离不完全相关。atpI-rsp2和psbC-trnS序列可用于山药物种鉴定和系统进化分析等研究领域。 相似文献
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【目的】从分子水平研究嵩草品种资源之间的遗传多样性,为综合评价青藏高原嵩草种质资源提供依据。【方法】用筛选出的4对E+3/M+3引物对11份嵩草基因组 DNA进行 AFLP扩增。【结果】共得到164条清晰可辨条带,多态性条带154条,多态性位点百分率为93.96 %,嵩草平均Nei’s 基因多样性指数为0.2430,Shannon’s多样性指数为 0.4012,表明嵩草种质间存在丰富的遗传多样性。通过UPGMA聚类分析,将11个嵩草居群划分为5类。【结论】嵩草的11个自然居群存在丰富遗传多样性,嵩草居群的遗传相似系数与海拔之间没有相关性,嵩草居群的生境的异质性影响遗传分化。 相似文献
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为了探讨新疆野杏种质资源的遗传多样性和亲缘关系,利用ISSR分子标记技术,对新疆伊犁地区3个居群、135份野杏种质资源进行了PCR扩增。研究表明,22条引物共扩增出465条多态性条带,多态性位点百分率为99.49%;从物种水平分析,新疆野杏种质资源的多态性位点百分率、观测等位基因数、有效等位基因数、Nei’s基因多样性和Shannon信息指数分别为99.57%,1.9957,1.3879,0.2449,0.3874;从居群水平分析,各居群的多态性位点百分率、观测等位基因数、有效等位基因数、Nei’s基因多样性和Shannon信息指数各指标的平均值分别为76.80%,1.7680,1.3463,0.2120和0.3287;3个居群的各项指标均为霍城居群最高,新源居群最低,巩留居群居中;新疆野杏种质资源的遗传变异主要来自于居群内(86.43%),少部分来自于居群间(13.57%);各居群中霍城居群和新源居群亲缘关系最近,遗传分化程度小;新源居群和巩留居群间亲缘关系最远,遗传分化程度大。 相似文献
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新疆核桃种质资源遗传多样性的ISSR分析 总被引：2，自引：0，他引：2
[目的]通过ISSR标记技术,对新疆核桃种质资源的遗传多样性及遗传结构进行分析,为该资源的保护与利用提供理论依据和技术支持.[方法]采用ISSR标记对5个居群和1个栽培类型共163份样品进行遗传多样性分析.[结果]用13条引物对163份样品进行扩增,共检测扩增位点117个,其中多态性位点98个.在物种水平上,多态性位点百分率(PPL)为83.76%,Nei's基因多样性(H)为0.3010,Shannon信息指数(Ⅰ)为0.4182;在居群水平上,多态性位点百分率平均为68.36%,Nei's基因多样性(H)平均为0.1 265,Shannon信息指数(Ⅰ)平均为0.1651.基于Nei's遗传多样性分析得出的居群间遗传分化系数(Gst)为0.6425,表明有64.25%的遗传变异存在于居群间.居群间的遗传一致度平均为0.7499,估测的居群问基因流(Nm)为0.2782,表明核桃采集的6个居群或类型之间存在较小的基因流.AMOVA方差分析也表明居群间的核桃遗传变异大于居群内.Mantel检测与UPGMA聚类均表明居群间的遗传距离与居群的地理距离之间具有较高的相关性.[结论]新疆核桃遗传多样性水平较高,居群之间遗传分化大,种质资源保护和利用策略首选就地保护;在就地保护过程中,通过监测遗传多样性水平可评价其保护的有效性. 相似文献
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中国山楂属植物资源研究和利用现状 总被引：1，自引：0，他引：1
山楂属（Crataegus spp.）植物是重要的果树种质资源。近年来,许多学者通过收集全国各地的山楂种质资源并建立保存圃或引种圃等,主要采用植物学性状和生物学性状对山楂种质资源进行评价和鉴定,编制了《山楂种质资源描述规范和数据标准》;采用过氧化物同工酶酶谱及RAPD、ISSR、SSR、cpDNA PCR-RFLP及cpSSR等分子标记技术对山楂种质资源分类、遗传多样性和种质创新利用进行研究,并取得了一定的成果。今后,需继续采用各种分子标记技术,加强对山楂种质资源进行遗传多样性分析,并从叶绿体DNA分子水平上对山楂属植物进行叶绿体基因组多态性研究,探讨山楂属植物系统进化、分类和传播路线,指导我国山楂种质资源收集、鉴定、评价和创新利用,从而为山楂核心种质构建、叶绿体基因组功能和遗传工程研究奠定基础。此外,还需加强对山楂多倍体育种研究,并加强具有特殊医用保健功效、生态适应性广、丰产性强、品质优良、经济效益高、易加工等山楂品种的选育。 相似文献
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山楂属（Crataegus spp.）植物是重要的果树种质资源。近年来,许多学者通过收集全国各地的山楂种质资源并建立保存圃或引种圃等,主要采用植物学性状和生物学性状对山楂种质资源进行评价和鉴定,编制了《山楂种质资源描述规范和数据标准》;采用过氧化物同工酶酶谱及RAPD、ISSR、SSR、cpDNA PCR-RFLP及cpSSR等分子标记技术对山楂种质资源分类、遗传多样性和种质创新利用进行研究,并取得了一定的成果。今后,需继续采用各种分子标记技术,加强对山楂种质资源进行遗传多样性分析,并从叶绿体DNA分子水平上对山楂属植物进行叶绿体基因组多态性研究,探讨山楂属植物系统进化、分类和传播路线,指导我国山楂种质资源收集、鉴定、评价和创新利用,从而为山楂核心种质构建、叶绿体基因组功能和遗传工程研究奠定基础。此外,还需加强对山楂多倍体育种研究,并加强具有特殊医用保健功效、生态适应性广、丰产性强、品质优良、经济效益高、易加工等山楂品种的选育。 相似文献
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基于psbA-trnH序列分析,探讨黔产小花清风藤种质资源遗传多样性、系统进化与分子鉴定方法,对贵州苗药小花清风藤4个县区产地13个居群样品进行psbA-trnH序列PCR扩增。应用Codon Code Aligner 8.0.2软件进行校对拼接,分析居群遗传距离、单倍型数量与多样性,构建系统进化树。结果表明:13条小花清风藤叶绿体基因psbA-trnH 序列长度为469~488 bp,多态性位点数共37个,简约信息位点14个,自裔位点23个,插入/缺失片段3个;居群间的遗传距离变化范围为0~0.085 9,平均遗传距离为0.025 3,具有4个单倍型,单倍型(基因)多样性(Hd)为0.679;Fu and Li's D*检验、Fu and Li's F*检验、Tajima's D检验中P值均大于0.10,无统计学意义,说明黔产小花清风藤进化速率不一致,遗传多样性分化较丰富。本研究丰富了小花清风藤及其同属植物的研究数据,为小花清风藤的分类鉴定、系统演化和分子标记开发等研究提供了一定参考。 相似文献
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【目的】基于高通量简化基因组测序技术在全基因组开发的SNP标记,对中国原产苹果属植物种内和种间的亲缘关系和群体遗传结构解析,为苹果属植物的起源演化以及系统分类提供理论依据。【方法】对427份15种中国原产苹果属植物种质资源进行高通量简化基因组测序（SLAF-seq）,基于获得的SLAF标签,利用BWA软件将其通过比对定位到参考基因组上并获得多态性SLAF标签;利用GATK和SAMtools两种方法在多态性SLAF中开发多态性单核苷酸（SNP）,筛选两种方法共同得到的SNP作为开发的SNP标记数据集。根据完整度>0.94、次要等位基因频率（MAF）>0.05过滤筛选获得多态性的SNP。基于筛选多态性SNP,使用MEGA7的NJ（neighbor-joining）算法,构建苹果属不同种的系统进化树。利用Admixture软件进行群体遗传结构分析,假设样品的分群数（K）为1—15进行聚类,根据交叉验证错误率确定最佳K值,解析苹果属不同种间和种内的遗传结构。【结果】通过SLAF-seq技术对427份苹果属植物种质进行测序,最终获得586 454个SLAF标签,其中多态性SLAF标签463 612个。经过序列比对分析和筛选得到46 460个SNP位点,基于这些SNP位点构建苹果属植物不同种的系统发生树并分析群体结构。系统发育分析将15种苹果属植物分成4个类群,群体遗传结构在K=5和K=14为两个分群关键点。综合两种分析方法的结果,15种苹果属植物可分为4个基本的类群,分别为山荆子类群,新疆野苹果和少数中国苹果类群,变叶海棠、花叶海棠、陇东海棠、山楂海棠、滇池海棠和沧江海棠类群,4个苹果属植物栽培种中国苹果、八棱海棠、花红和楸子类群。中国苹果的部分种质中有新疆野苹果和山荆子的基因背景,但其中还有一部分种质可以独立代表类群基因库,其基因库中并没有新疆野苹果的参与,而与山荆子、花红、楸子和八棱海棠密切相关。【结论】利用SLAF技术快速发掘覆盖全基因组的46 460个多态性SNP标记可有效地对中国原产苹果属植物种内和种间的亲缘关系及遗传结构进行研究,为苹果属植物种质资源的鉴定评价、遗传多样性、系统分类和起源演化提供参考。15种苹果属植物分为4个基本类群,苹果属植物野生种和栽培种分类群明显,中国苹果与其他栽培种的亲缘关系密切。 相似文献
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【目的】分析不同生长状况下新疆野苹果野果林在生长发育过程中内源激素的变化规律,为新疆野苹果保护研究提供科学依据。【方法】分别于不同发育周期、不同年限、不同生长状况的新疆野苹果叶片与果实鲜样,采用高效液相法测定IAA、GA3、ABA、ZR、JA这5种激素的含量。【结果】从6~9月,正常的新疆野苹果叶片ZR、GA3含量下降,JA、IAA、ABA含量上升;退化的新疆野苹果叶片ZR、JA、GA3、IAA、ABA含量上升;退化和正常的果实ZR、JA、GA3、IAA变化趋势相同,均呈下降的趋势。2018年相比于2017年,正常的新疆野苹果叶片ZR、JA、ABA含量上升,GA3、IAA 含量下降;退化的新疆野苹果叶片ZR、ABA含量上升,GA3、IAA 含量下降;正常和退化的果实内源激素含量变化趋势相同,均是JA 含量上升,ZR、GA3、IAA、ABA 含量下降。在5种不同存活率的新疆野苹果中,得出100%存活率新疆野苹果林叶片的IAA、ZR、GA3含量最高,20%存活率新疆野苹果林叶片的JA含量最高,10%存活率新疆野苹果林叶片的ABA含量最高,得出存活率越高,促进生长的激素含量也会越高。【结论】2种不同生长状况下,新疆野苹果5种内源激素含量在不同月份和不同年份表现出不同趋势。 相似文献
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【目的】 研究新疆野苹果枝条解剖结构与苹果小吉丁虫抗性的关系,为新疆野苹果抗虫育种、生物防治提供参考。【方法】 以新疆野苹果抗虫植株和敏感植株为材料,研究光学显微镜观察野苹果枝条内部解剖特征,分析抗虫表型形成原因。【结果】 新疆野苹果枝条木质部解剖,导管密度对抗虫性的影响较大,抗虫植株的导管密度低于敏感植株,分别为136.2 和163.1 n/μm2;木质部厚度、木化射线宽度对新疆野苹果植株的抗虫性影响不大。新疆野苹果抗、感植株的皮层厚度及韧皮部厚度都存在显著差异,其中抗虫植株韧皮部厚度低于敏感植株,分别为194.9和432.3 μm;抗虫植株皮层厚度高于敏感植株,分别为1 282.9和1 037.7 μm;周皮厚度差异不显著。【结论】 新疆野苹果枝条木质部导管密度越小,抗虫性越好,韧皮部厚度越低,皮层厚度高,抗虫表型越明显。 相似文献
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【目的】通过对柑橘及其近缘属植物叶绿体4种编码序列的测定分析,获得能进行DNA条形编码的特征序列,为进一步研究叶绿体非编码区序列奠定基础。【方法】对柑橘及其近缘属植物59份样品进行matK、rpoB、rpoC1、rbcL测序,序列比对与人工校正,计算属间、种间、种内的遗传距离,比较序列间的差异,建立系统发育树。【结果】4种序列中,matK序列在属间、种间差异最大,与其它序列相比具有显著性差异,rbcL序列次之,而rpoB、rpoC1序列两者间没有显著性差异。【结论】matK序列是柑橘及其近缘属植物DNA条形码的未来研究中一个重要的候选片段。 相似文献
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【目的】 分析新疆红肉苹果(Malus sieversii f. Neidzwetzkyana (Dieck) Langenf.)的果实特性及MYB10基因的启动子类型,为研究新疆的红肉基因类型及红肉苹果资源的利用研究奠定基础。【方法】 测定果实单果重、纵径、横径等性状指标并观察果肉颜色,设计引物,利用PCR克隆的方法,进行启动子类型检测。【结果】 果肉颜色多为淡红色,丝状或片状分布,HX-1为血红色果肉全红,单果重变异系数较大,最大单果重为124.57 g,果形指数最大值1.01,最小值0.82;可溶性固形物最大值17.36,最小值10.66;果梗粗最大值2.50 mm,最小值1.02 mm;果梗长度最大值34.36 mm,最小值13.48 mm;MYB10启动子类型全部为R6R1型。【结论】 29份资源的果实性状的遗传多样性较为丰富,果肉的呈色各有特点,但MYB10启动子类型全部一致为R6R1型。 相似文献
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【目的】 研究果树叶片在滞尘和未滞尘两种状态下对光合速率变化特征及耗水特性的影响。【方法】 选取四种果树通过LI-6400XT光合仪在连续时间段内测定清洗和未清洗的叶片,分析其光合速率和水分利用效率变化特征。【结果】 单位叶面积滞尘量核桃最大,其次是苹果和杏,库尔勒香梨单位面积滞尘量最小;未清洗叶片光合速率变化:库尔勒香梨>核桃>苹果>杏,清洗叶片光合速率依次为库尔勒香梨>苹果>核桃>杏;杏、核桃、库尔勒香梨和苹果水分利用效率均存在显著差异。【结论】 叶面滞尘对植物的光合作用速率产生负面影响,植物滞尘与其叶片形态结构(叶表面沟槽等)有密切关系,植物叶片形态结构间接对光合作用产生影响。四种果树叶片清洗与未清洗对环境因子的变化有不同的反应,清洗后叶片对环境变化响应更快。表明叶片清洗后Pn、Gs、Ci、E与水分利用效率、光合速率相关性更弱,叶片滞尘状态下水分利用效率和光合速率受生理指标因子的影响更大。 相似文献
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【目的】 筛选新疆野苹果响应NaCl胁迫相关差异miRNA及靶基因。【方法】 以新疆野苹果组培苗为材料,对150 mmol/L NaCl处理6和48 h时的新疆野苹果幼苗叶片进行small RNA测序。【结果】 NaCl处理6 h时3个miRNA差异表达,其中2个上调表达,1个下调表达,miRNA对应的靶基因数目为64个;NaCl处理48 h时13个miRNA差异表达,其中4个上调表达,9个下调表达,miRNA对应的靶基因数目为108个。对差异靶基因进行GO和KEGG分类注释,NaCl处理6 h时,GO主要富集包括:肌醇磷酸2激酶活性、寡糖基转移酶活性、蛋白丝氨酸/苏氨酸磷酸酶抑制剂活性、木聚糖生物合成过程等;NaCl处理48 h时,GO主要富集包括:氧氧化还原酶活性、DNA结合、质外体、次生代谢过程等。KEGG共同富集在N-glycan生物合成通路。【结论】 mdm-miR168b、mdm-miR159c、mdm-miR827、mdm-miR390f、mdm-miR171i、mdm-miR399j基因在NaCl处理6和48 h时表达量存在差异,其中mdm-miR390f及其靶基因HF10976、mdm-miR171i及其靶基因HF33844、mdm-miR399j及其靶基因HF11095表达量呈负相关,3个miRNA参与了新疆野苹果对NaCl胁迫的响应过程。 相似文献
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【目的】综合评价不同苹果砧木的耐盐碱性,筛选适合新疆南疆盐碱土壤栽培的苹果砧木。【方法】以湖北海棠、小金海棠、八棱海棠、平邑甜茶、野苹果、白海棠、山定子7个4年生苹果砧木为材料,将NaCl、Na2SO4、NaHCO3、Na2CO3按1∶9∶9∶1的比例混合,采用盆栽浇灌1/2 Hoagland营养液,模拟浓度为0、15、30、45、60 mmol/L的盐碱复合胁迫,测定7个苹果砧木在盐碱复合胁迫下叶片的叶绿素含量、相对电导率、脯氨酸含量等5项生理指标,利用隶属函数法综合评价各砧木的耐盐性。【结果】随着胁迫强度的增大,各砧木叶片叶绿素含量不断减小,相对电导率和脯氨酸含量总体呈上升趋势,可溶性总糖含量总体呈先上升后下降,可溶性蛋白含量呈先上升后下降和“升高—降低—升高”2种变化趋势。【结论】7种供试苹果砧木的耐盐碱能力由强到弱依次为八棱海棠>野苹果>平邑甜茶>小金海棠>山定子>白海棠>湖北海棠。 相似文献