分子标记在杨树遗传改良中的应用

介绍了杨树遗传改良中常用的三种分子标记;ＲＦＬＰ、ＲＡＰＤ和ＡＦＬＰ,并回顾了分子标记在杨树遗传改良中的应用;构建无性系指纹图谱,构建遗传图谱,群体遗传变异和系统进化及分类,杂种鉴定,数量性状基因定位以及分子标记辅助选择育种等。     

杨树黑斑病感抗无性系cDNA文库的构建

为了分离与抗病相关的目的基因,以病原菌接种后对黑斑病具免疫力的美洲黑杨I 69及黑斑病的高感无性系欧美杨I 45的叶片为材料,在利用荧光差异显示反转录聚合酶链式反应(DDRT PCR)获得抗病相关cDNA片段的基础上,用试剂盒及同样的植物材料构建了两个cDNA文库L45 72及L69 72。两文库的滴度分别为3.44×109pfu/mL及3.94×109pfu/mL,大于500bp的片段分别占96.67%和73.33%。     

克拉玛依地区银密杨生长规律研究

研究修枝措施下9 a生银密杨的生长状况,为克拉玛依地区培育干形圆满的优质木材提供理论支持.在同一修枝强度(即弱度修枝)下,选取3株杨树优势木,按照树干解析的步骤,截取圆盘获得各个龄阶的树高、胸径、材积等数据.在整个生长季,杨树的胸径、树高和材积的总生长量始终保持较快的增长;它的平均生长量较平缓,但连年生长量较迅速.杨树材积生长量未出现峰值,平均生长量和连年生长量没有相交,还未达到数量成熟龄.银密杨的干形稳定,说明当地环境适合其生长.     

干旱林线区不同树种非结构性碳水化合物的季节格局及其主导因子

为探究干旱林线区不同树种非结构性碳水化合物(NSC)的季节格局以及生物因素(树种)和非生物因素(气候)在其中的作用, 选取内蒙古高原东南缘4种典型乔木(樟子松、白桦、小叶杨和华北落叶松)作为研究对象, 对其生长季叶片、树干中的可溶性糖、淀粉及总非结构性碳水化合物的浓度进行比较。结果表明: 不同功能型树种NSC各组分浓度具有相似的季节格局(生长季初期短暂上升, 生长季旺期持续下降, 生长季末期由于生长减缓而逐渐回升), 说明气候因素在NSC季节动态中起主导作用。不同树种 NSC 季节均值总体上具有显著差异(p<0.05), 白桦NSC各组分含量均高于樟子松, 体现生物因素的影响。更加干旱的局地气候条件使得樟子松NSC含量高于小叶杨及华北落叶松, 说明干旱林线NSC含量影响因子的复杂性。叶片可溶性糖及TNC含量高于树干, 而淀粉含量低于树干, 这与植物不同器官的功能差异有关。     

毛果杨苯丙氨酸解氨酶活性比较及肉桂酸制备

【目的】苯丙氨酸解氨酶(PAL)在苯丙烷代谢途径中具有重要作用,PtrPAL基因的挖掘、酶学性质分析和应用为毛果杨苯丙烷代谢途径的研究和肉桂酸(t-ca)合成提供参考。【方法】基于基因组注释信息,挖掘毛果杨PtrPAL基因,进行原核表达和酶学性质分析。以L-苯丙氨酸(L-Phe)为底物,通过全细胞催化合成t-ca。【结果】通过挖掘毛果杨基因组得到了5个PtrPAL基因,系统发育树分析表明其在进化上分为两组。PtrPAL3和PtrPAL4来自不同进化分支,选取其进行原核表达和酶学性质分析。镍柱纯化后的重组蛋白rePtrPAL3和rePtrPAL4最适温度分别是55 ℃和60 ℃,最适pH分别是8.5和8.0,比酶活分别为3.363和3.381 U/mg,且均具有微弱的酪氨酸解氨酶活力。重组蛋白的动力学分析表明,rePtrPAL3对L-Phe的亲和力更高。将rePtrPAL3应用于L-Phe脱氨生产t-ca,全细胞催化7 h可产生104 mmol/L t-ca。【结论】具有不同转录特异性的两种rePtrPAL酶学性质接近,但rePtrPAL3表现出更高的催化效率,更适合用于t-ca的生物合成。而且,其产量高于文献报道的28 mmol/L水平,具有良好的应用潜力。     

33个杨柳品种指纹图谱构建

[目的]构建杨树与柳树优良品种的指纹图谱,对不同品种进行准确鉴定.[方法]利用柳树EST-SSR标记对33个杨树与柳树优良品种进行通用性检测及基因分型,通过核心引物间的组合构建品种指纹图谱.同时采用非加权组平均法进行聚类,分析各品种间亲缘关系.[结果]12个EST-SSR标记共扩增出97条等位片段,每个位点等位基因数5...     

额济纳胡杨有性繁殖失败因素分析

对内蒙古额济纳绿洲胡杨种群的苗库状况、种子雨、种子生活力以及环境因子对种子萌发的影响进行了研究,结果表明:胡杨萌生苗占更新苗的绝大多数;胡杨能够产生出大量的有生活力的种子,胡杨种子散播时间在种群内部存在异质性;在恶劣的自然条件下,胡杨种子在落种后生活力迅速降低,(6-40)d后绝大部分种子(95%)会丧失活力。种子萌发试验表明:表土层含水量低、含盐量高、生化他感作用是胡杨种子萌发的限制性因子。由于胡杨种子属于短命种子,在其短暂的活力期内没有适宜的环境条件使之萌发,从而造成种子萌发失败。缺水所导致的种子安全萌发生境的缺失是额济纳胡杨的有性繁殖失败的首要原因。     

杨树雄性不育品种花粉发育过程的细胞学观察

【目的】了解杨树小孢子败育的时期及影响小孢子败育的因素,为杨树雄性不育新品种选育提供科学依据。【方法】以杨树雄性不育品种‘泗杨1号'为材料,在光学显微镜下观察花粉粒细胞发育过程; 在扫描电子显微镜下进行败育花粉粒的形态观察,并与可育品种‘南林3412'杨进行比较分析。【结果】显微镜下观测发现在四分体时期以后,即单核小孢子期,雄性不育品种‘泗杨1号'大部分小孢子发生异常,开始表现出败育性状。在花粉粒成熟期小孢子开始发生解体,小孢子败育。同时,用扫描电子显微镜观察仅有的少量花粉粒发现其异常变形,不同于正常花粉粒形态。【结论】‘泗杨1号'小孢子败育从单核小孢子时期开始,在花粉粒成熟期小孢子发生解体,小孢子败育。影响‘泗杨1号'小孢子败育主要原因是绒毡层细胞降解的延迟,影响小孢子发育营养物质的供给,导致小孢子发生败育; 除此之外,花药室内的Ca²⁺浓度、花药内壁乌氏体的分布也有可能影响‘泗杨1号'小孢子的发育过程。     

美洲黑杨种质材料倍性鉴定

【目的】对美洲黑杨种质资源库保存的种质材料进行倍性评估,并对候选多倍体进行倍性鉴定。【方法】利用9对用于多倍体鉴定的SSR引物检测448份美洲黑杨种质材料,根据每个引物扩增位点的等位基因数目对种质材料的倍性进行评估,基于初步鉴定结果筛选出候选多倍体材料。在此基础上,使用流式细胞仪(FCM)对候选多倍体种质材料的倍性进行鉴定。【结果】分子标记基因型分型统计结果显示,9个SSR位点共扩增出129条多态性条带,每个位点的等位基因数为5(Ploidp-10)~25(Ploidp-07)个,平均每个位点的等位基因数为14.33个。9个SSR位点的多态性信息含量(PIC)变动范围为0.46~0.93,平均PIC值为0.76。在检测的448份美洲黑杨种质材料中,440份美洲黑杨种质材料在9个引物位点上扩增出的等位基因数不多于2个;有8份种质材料在2个引物位点上扩增出了3个不同的等位基因,其中编号为1346、16-42、17-49、18-25的4份种质材料在Ploidp-02引物位点扩增出了3个等位基因,而编号为5-43、5-45、15-14、19-37的另外4份种质材料在Ploidp-04引物位点上也扩增出了3个等位基因。分子检测结果表明:该8份种质材料在对应的染色体区域发生了遗传物质增加现象,为候选三倍体种质材料。用FCM对8份三倍体候选种质材料进行倍性鉴定发现,编号为1346的种质材料为三倍体,其余7份种质材料疑似为发生局部染色片段增加的候选非整倍体。【结论】9对SSR分子标记均具有较高的多态性信息含量,可用于美洲黑杨种质资源多倍体初步筛选,结合FCM检测,可在大量样品中快速筛选出多倍体种质材料。     

氰丙氨酸合酶在乙烯诱导杨树耐盐中的作用

【目的】探讨木本植物线粒体β-氰丙氨酸合成酶在乙烯诱导的交替呼吸氧化酶(AOX)途径对盐胁迫响应中的作用。【方法】选取盐胁迫下‘南林895’杨叶片,利用HPLC测定氨基环丙烷羧酸(ACC,乙烯前体)含量,实时荧光定量PCR分析基因表达,比色法测定半胱氨酸水平。【结果】盐胁迫使杨树幼苗叶片ACC积累,乙烯合成相关酶(ACS7和ACO3)、氰丙氨酸合酶(CYS C1),以及腈水解酶(NIT4)等基因显著上调表达,同时伴随着线粒体交替呼吸氧化酶(AOX1b)基因的上调和细胞色素c氧化酶(COX6b)基因下调表达。水杨基氧肟酸(SHAM)预处理导致AOX1b基因表达被抑制,电解质渗透率(EL)和丙二醛(MDA)含量上升,但不影响CYS C1表达。而乙烯合成抑制剂氨基氧乙酸(AOA)了抑制CYS C1和盐胁迫诱导的AOX1b基因的表达,并增加EL和MDA含量。此外,AOA恢复盐胁迫减少的半胱氨酸含量,而SHAM和抗霉素A(AA)均无此效应。【结论】杨树叶片CYS C1参与了乙烯激发的耐盐响应,但乙烯诱导的交替呼吸氧化酶(AOX)并未位于CYS C1上游而发挥作用。