柳树NAC基因的克隆与表达模式分析

【目的】研究柳树重要抗逆转录因子基因家族,为揭示柳树抗逆分子机制提供理论依据。【方法】以‘苏柳2345’的转录组测序数据为基础,克隆了柳树NAC家族,并分析其序列结构、组织表达特异性以及不同胁迫条件下的表达模式。【结果】克隆的两个柳树NAC转录因子基因分别命名为SlNAC1和SlNAC2。生物信息学分析表明:SlNAC1序列全长为1 126 bp,编码产物含343个氨基酸残基,为稳定的亲水蛋白,定位于细胞核;SlNAC2序列全长为1 139 bp,编码产物含291个氨基酸残基,为稳定的亲水蛋白,定位于叶绿体。两个基因均具有典型的NAM结构域及A、B、C、D、E 5个亚结构域,还包括共同的LPPG、YPNG 和DEE保守基序及NAC抑制结构域。系统进化树分析显示, SlNAC1基因与木薯亲缘关系最近,SlNAC2基因与茄子亲缘关系最近。定量PCR结果显示SlNAC1和SlNAC2均在叶片表达,根中没有表达,为叶片特异性转录因子。定量PCR结果显示SlNAC1基因在脱落酸(ABA)和赤霉素(GA)处理24 h后显著上调,SlNAC2基因在聚乙二醇(PEG)、ABA和GA胁迫后显著上调。【结论】柳树SlNAC1基因在非生物胁迫下表达较为稳定,受ABA和GA胁迫诱导;SlNAC2受干旱、ABA和GA胁迫诱导,受影响明显高于SlNAC1,不受乙烯剂(ETH)胁迫影响。推测SlNAC1和SlNAC2参与GA、ABA信号传导,可能不参与ETH的信号途径。     

灌木柳SlSIP基因的克隆和功能验证

【目的】明确灌木柳碱性α-半乳糖苷酶基因(SlSIP)的结构特征和该基因在耐盐方面的生物学功能,为碱性α-半乳糖苷酶基因新的功能拓宽提供理论基础。【方法】 以灌木柳苏柳‘2345’(Salix jiangsuensis ‘2345’)盐胁迫48 h后的cDNA为模板,克隆了苏柳碱性α-半乳糖苷酶基因SlSIP。运用生物信息学方法分析其蛋白质结构、性质和亲缘关系,利用农杆菌介导法转入拟南芥中,通过实时荧光定量qRT-PCR方法鉴定转基因阳性植株的表达特性和盐胁迫条件下的生长状态,从而验证转基因植株的耐盐功能。【结果】该基因编码776个氨基酸,分子质量为84.88 ku,理论等电点为5.85,不稳定系数为35.74,亲水性平均系数-0.154, 定位于内质网膜上。SlSIP的保守结构域为WFGWCTW和IDDGWQ,催化活性位点为V。共得到11个T3代阳性转基因株系,qRT-PCR结果显示SlSIP在3个拟南芥阳性转基因株系中表达量最高,分别提高9、28、29倍。转基因株系在含85 mmol/L NaCl培养基上种子萌发率高于非转基因植株,且生长状态良好,但非转基因植株的叶绿素含量高于转基因株系。【结论】SlSIP基因属于GH27家族,不仅提高了种子萌发过程中的耐盐性,也参与了叶片发育和衰老的途径。     

干旱条件下皇甫川流域4种灌木蒸腾特征比较研究

准格尔丘陵区位于鄂尔多斯高原的最西端,是黄河中游水土流失治理、生态环境建设的重点区域.2001年是该区域连续干旱的第3年,在植物生长旺季的8月中下旬,在自然条件下,对准格尔丘陵区主要人工种植灌木中间锦鸡儿、沙柳、羊柴和沙棘的蒸腾耗水特征应用LI-1600稳态气孔计进行野外测定.结果表明:沙棘的蒸腾速率无午休现象,在12:00～16:00时间段内都呈较高的蒸腾速率,其它3种植物的蒸腾速率日变化曲线则呈双峰型.以上4种植物日蒸腾速率从大到小的排列顺序为羊柴>沙棘>沙柳>中间锦鸡儿.在连续3年干旱和人为原因致使沙棘灌木林长势不好的情况下,沙棘单株叶片日蒸腾累计失水量为1169.57g.中间锦鸡儿、沙柳和羊柴的单株叶片日蒸腾累计失水量为分别为887.69g,3739.30g,1907.57g.该研究结果可为农牧交错带准格尔丘陵区水土保持、区域生态系统平衡需水分析以及生态系统恢复与重建提供基础数据.     

柳叶中黄酮甙的分离鉴定及丹宁成分的初步分析

从杨柳科植物垂柳(Salix,babylonica L.)的干燥叶中得到两种黄酮甙,经化学及光谱分析分别鉴定为木犀草甙(Sal—1)和芫花叶甙(Sal—3),该两种化合物均为从柳叶中首次得到。另外通过对不同季节及不同部位柳树中丹宁成分的分析,初步表明,除树皮中含有缩合丹宁外,其它部分基本不含丹宁。     

簸箕柳AP2/ERF家族基因的全基因组分析

为了研究簸箕柳AP2/ERF转录因子家族的成员和分类,及后续深入探究其在簸箕柳生长发育过程中的功能,本文基于簸箕柳基因组数据,利用生物信息学技术和方法,对簸箕柳的AP2/ERF家族基因进行鉴定、分类及染色体定位,并对其理化性质、基因结构、保守结构域、表达模式等进行分析.结果表明,簸箕柳含有178个AP2/ERF家族基因,并根据AP2/ERF保守域的数量与拟南芥AP2/ERF家族基因的进化关系将其划分成AP2、ERF、RAV和Soloist亚家族4类.此外组织表达模式分析结果显示,簸箕柳AP2/ERF家族基因的表达具有明显的组织特异性,且在leaf、root、shoot、flower中表达较强,在其他组织中表达较弱.     

南京地区簸箕柳雌、雄花序建成动态观察

【目的】 柳树雌株性成熟后会产生严重的飞絮污染,阐明其性别分化的分子机制是控制飞絮污染的关键。研究柳树雌、雄花芽分化以及花序建成的关键时期,为性别分化分子调控机理研究奠定基础。【方法】 以木本植物簸箕柳(Salix suchowensis)雌株和雄株花芽及花序为材料,从当年6月至翌年2月分别在17个时间点采集样品,利用石蜡切片技术对其雌、雄花芽分化及花序建成过程进行观察,分析不同发育阶段的相关特征。【结果】 簸箕柳花序建成初期为6月中旬至7月初,小花原基分化期在7月中旬至8月下旬,雌、雄蕊分化期在9月上旬至11月初,11月中旬至翌年2月初雌雄花序进入休眠期,翌年2月中旬至3月为大小孢子发生及雌雄配子体发育期,随后雌雄花序开放。研究表明,花序外观形态变化与内部解剖结构变化之间具有一定的相关性。【结论】 簸箕柳雌、雄花均为单性花。花序生长趋势总体呈“S”形上升趋势,在整个发育过程中,雄花序比雌花序外形稍大。簸箕柳花序外观形态可以用于判断花发育的关键时期。研究结果为全面了解簸箕柳花芽分化以及花序建成的完整过程提供了详细信息,为进一步阐明不同关键发育阶段的分子调控机制奠定了基础。     

毛乌素沙地优势植物种群对模拟降水量变化的影响

根据沙柳、油蒿、杨柴和柠条的自然地理分布、生境和生物学特性以及对模拟降水量变化的响应结果进行主分量分析和聚类分析,将它们划分为1个落叶灌木植物功能型和3个落叶灌木植物功能亚型:柠条为旱生落叶灌木植物功能亚型;油蒿和杨柴为旱中生落叶灌木植物功能亚型;沙柳为中生落叶灌木植物功能亚型.       

基于层次分析法对柳树观赏性及适应性的综合评价

目的 对柳树落叶后枝条颜色、观赏性状、适应性、育性等进行综合评价,为观赏柳树种质资源筛选和新品种选育提供参考依据。方法 选择20个枝条颜色丰富的柳树无性系作为试验材料,根据层次分析法(AHP),设置观赏性、适应性2个目标层,在此基础上设置11个因子层,对各指标进行量化打分,确定各评价指标的权重值和赋值,初步建立基于柳树枝条皮色、树形、育性等的观赏性状和保存率、萌芽性等适应性的评价层次结构模型,以筛选出观赏性状优良、适应性好的柳树新品种。结果 因子层中各指标对总目标的权重大小排序为:主干颜色(F3)>小枝颜色(F4)>株高(F1)>雌雄花的育性(F7)>抗病性(F9)>生长保存率(F8)>干型(F2)>萌芽早晚(F10)>分枝数(F6)>分枝角度(F5)>开花早晚(F11)。主干颜色(F3)、小枝颜色(F4)、株高(F1)对柳树的观赏性贡献较大,权重值分别为0.281 3、0.193 0、0.127 7,是综合评价柳树观赏性状的主要指标。参试无性系中,宫布氏柳77、78、85、80观赏价值高,可选为红黄色系彩枝柳树品种。结论 本研究对宫布氏柳、杞柳、黄花柳、钻石柳、花叶柳、欧洲红皮柳等优良柳树无性系进行综合评价,利用层次分析法构建结构模型,筛选的优良彩枝柳树对观赏柳树的品种选育及遗传改良可提供重要参考价值。     

超临界流体CO_2萃取法研究旱柳叶精油化学成分

采用SFE CO2 、SFE CO2 CHCl3、SFE CO2 MeOH方法萃取采自甘肃省天水地区的旱柳叶 (SalixmatsudanK )精油 ,对其含量进行了测定     

青海五种柳属植物叶片的解剖特征研究

本文对青海巴毅克拉山、阿尼玛卿山产五种柳属植物的叶片进行了解剖学研究，结果表明：五种高山柳属植物的叶均为异面叶，具较厚的角质膜，上表皮角质膜一般较下表角质膜厚０．５－μｍ；栅栏组织较发达，一般由２－３层细胞构成；下表皮为双层细胞组成组成的复表皮，有异染色薄壁细胞构成的维管束鞘，维管束单个，维管速近轴面有５－６层的厚角细胞，远轴面也有多层的有细胞。