南方泡桐二倍体及其四倍体的光合特性研究

以1年生南方泡桐四倍体及其二倍体南方泡桐为材料,采用Li-6400便携式光合作用仪测定其叶片的光合特性。结果表明:南方泡桐四倍体与其二倍体泡桐的光合特性规律一致,不同月份四倍体泡桐的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)和胞间二氧化碳浓度(Ci)等均高于其二倍体。四倍体泡桐及其二倍体泡桐的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率日变化,在5月、7月、9月和10月为单峰,6月和8月为双峰,胞间二氧化碳浓度为单谷变化。     

白花泡桐二倍体及其同源四倍体的AFLP和MSAP分析

以二倍体白花泡桐(Paulownia fortunei)及其同源四倍体幼苗为材料,采用AFLP和MSAP分子标记技术分别对其DNA碱基序列和DNA甲基化水平及模式变化进行了分析。结果表明,白花泡桐二倍体及其同源四倍体DNA碱基序列在AFLP水平上相同,同源四倍体白花泡及其二倍体的DNA甲基化水平和甲基化模式存在一定差异。同源四倍体白花泡的DNA甲基化水平较其二倍体高2.08%,同源四倍体白花泡桐的DNA甲基化多态性为34.78%、单态性为65.22%,四倍体白花泡桐DNA甲基化模式变化频率小于其二倍体。     

不同诱导方法对毛泡桐和白花泡桐四倍体诱导的影响

将预培养不同时间的毛泡桐和白花泡桐茎段、叶片和叶柄分别在含有不同浓度秋水仙素的液体、固体和双层培养基上进行四倍体植株诱导,并采用根尖染色体计数和成熟叶片单细胞DNA含量测定进行诱变植株的倍性分析.结果表明,叶片是毛泡桐和白花泡桐四倍体诱导的最适材料,双层培养基处理叶片后四倍体诱导率最高,不经预培养的毛泡桐叶片在质量浓度为2 000 mg·L-1的秋水仙素双层培养基上处理72 h和预培养12 d的白花泡桐叶片在质量浓度为1 000 mg·L-1的秋水仙素双层培养基上处理24 h分别是毛泡桐和白花泡桐四倍体诱导的最佳组合.     

四倍体泡桐叶片显微结构观察及抗逆性分析

以4种四倍体泡桐B4,Y4,N4和M4及其对应二倍体泡桐B2,Y2,N2和M2为材料,分析其叶片显微结构的差异,测定了部分差异指标,并根据这些差异进行四倍体泡桐的抗逆性评价.结果表明:4种四倍体泡桐叶片厚度、上下表皮厚度、栅栏组织厚度、细胞结构紧密度、栅栏组织厚度与海绵组织厚度的比值均大于其二倍体,海绵组织厚度和细胞结构疏松度则相反;筛选出下表皮厚度、栅栏组织厚度和海绵组织厚度3项指标,经隶属函数法分析得出4种四倍体泡桐的抗旱性与抗寒性均大于其二倍体,强弱排序为M4 ＞Y4＞N4＞B4＞M2＞Y2＞N2＞B2.     

盐胁迫对南方泡桐基因表达的影响

为阐明泡桐多倍体的耐盐分子机制,以南方泡桐二倍体及对应的四倍体为试验材料,以白花泡桐基因组为参考序列,利用RNA-Seq测序技术,研究了盐处理前后南方泡桐四倍体和对应二倍体的基因表达变化。通过比对分析,共鉴定出与盐胁迫相关的差异表达基因2 940个。对这些差异基因进行GO功能分类,结果显示差异基因共参与了39个分类,集中在细胞、结合、催化等分类功能区的数量最多。KEGG代谢通路分析发现,这些差异表达基因主要参与了Plant hormone signal transduction,Carbon metabolism,Biosynthesis of amino acid等,其中编码MYB、WRKY、bZIP、ATPase等的基因差异表达显著。表明这些基因可能是潜在的盐胁迫响应基因。采用qRTPCR技术验证了随机挑选的9个差异表达基因,结果与转录组测序数据趋势一致。     

四倍体白花泡桐木材的物理特性研究

以3年生四倍体白花泡桐为材料,探讨了染色体加倍白花泡桐木材的物理特性.结果表明,四倍体白花泡桐木材纤维的长度、长宽比值、壁厚和壁腔比值的平均值分别比其二倍体大,而木材纤维宽度、弦向干缩率、径向干缩率、纵向干缩率和体积干缩率平均值则相反.此外,四倍体白花泡桐木材的基本密度、白度、顺纹拉力强度、抗弯强度、抗弯弹性模量、硬度和顺纹抗压强度分别比其二倍体泡桐增加了14.29％,16.25％,38.90％,26.13％,32.50％,18.36％和17.28％.     

秋水仙素诱导兰考泡桐四倍体的研究

用不同质量浓度的秋水仙素液体、固体和固液双层介质处理预培养时间不同的兰考泡桐二倍体幼苗叶片,叶柄和茎段后,在不同培养基上进行体外植株再生,得到了兰考泡桐的四倍体植株.结果表明,固液双层介质处理兰考泡桐叶片四倍体诱导率最高可达23.4%.显微镜观察诱变植株根尖染色体数为2n=4x=80,四倍体幼苗较二倍体幼苗叶片大而厚、叶色深,气孔大,生长更为健壮.     

白花泡桐二倍体和同源四倍体抗逆基因差异表达的研究

为揭示泡桐抗逆机制,以8 a生白花泡桐的形成层和韧皮部为试验材料,利用高通量测序技术Illumina研究了二倍体和同源四倍体抗逆相关基因的差异表达变化。测序结果表明,二、四倍体泡桐的Clean reads与泡桐参考基因组序列的比对率分别为91.47%～91.79%和92.08%～92.50%,且测序质量较好。可变剪接预测分析发现,外显子可变剪切数量最多,且四倍体泡桐中的可变剪切异构体多于二倍体。抗逆性相关基因的筛选研究结果中共鉴定到3 138个与抗逆性相关的差异基因(1 929个上调,1 209个下调),并对其进行GO功能和KEGG代谢通路分析。采用qRT-PCR技术对随机8个差异基因进行检测,结果显示趋势均与测序结果一致。为了进一步研究抗逆相关基因的功能,对泡桐和其他11个物种的多酚氧化酶(PPO)基因序列进行了进化树分析,结果表明,泡桐与其他物种的PPO基因差异较大,表明泡桐可能是通过PPO基因倍增和丢失的差异变化来响应逆境胁迫。     

同源四倍体泡桐体外植株再生系统建立

以叶片为外植体,建立了同源四倍体兰考泡桐和白花泡桐体外植株再生系统.结果表明,同源四倍体兰考泡桐和白花泡桐幼苗叶片愈伤组织诱导的最适培养基分别为MS NAA 0.3 mg.L-1 BA 8 mg.L-1和MS NAA 0.1 mg.L-1 BA 10 mg.L-1;愈伤组织芽诱导的最适培养基分别为MS NAA 0.7 mg.L-1 BA 14mg.L-1和MS NAA 0.1 mg.L-1 BA 12 mg.L-1;幼芽生根的最适培养基皆为1/2 MS.     

四倍体与二倍体白花泡桐木材纤维形态及化学成分的差异分析

以7年生四倍体白花泡桐和二倍体白花泡桐为材料,研究了二者木材的纤维形态以及化学成分的差异.结果表明,四倍体白花泡桐木材纤维长度、宽度、长宽比、壁厚、壁腔比及腔径比随树龄增加以及树高增长的变化趋势与二倍体白花泡桐基本相同,但变化幅度有差异.四倍体白花泡桐木材的纤维长度、长宽比,纤维壁厚、壁腔比、腔径比均比其二倍体大,而纤维宽度比其二倍体小.四倍体白花泡桐木材的冷水、热水、1%Na OH、苯-醇抽出物、木质素含量比其二倍体分别减少了4.47%,5.08%,12.24%,43.68%,20.09%;纤维素、综纤维素含量分别增加了3.54%,3.57%.综合分析认为,四倍体白花泡桐更适宜作为造纸原料.     

南方泡桐同源四倍体的诱导及其体外植株再生

【目的】用秋水仙素诱导出南方泡桐同源四倍体,建立其体外植株高效再生系统,为泡桐新品种的培育奠定基础。【方法】以二倍体南方泡桐幼苗叶片为外植体,预培养泡桐不同时间(0,8,16 d)后,置于含不同质量浓度(5,10,20 mg/L)秋水仙素的固液双层培养基上处理泡桐不同时间(24,48,72 h),以诱导其同源四倍体植株,并通过根尖细胞染色体计数和叶片单细胞DNA相对含量的测定,进行变异植株的倍性分析;同时,以其四倍体叶片、茎段和叶柄为外植体,利用不同植物激素不同质量浓度的组合培养基,筛选建立体外植株再生系统的最适培养基。【结果】秋水仙素质量浓度和处理时间对南方泡桐同源四倍体诱导率影响显著,外植体预培养时间影响不显著;在含10 mg/L秋水仙素的MS培养基上处理72 h,未经预培养叶片的四倍体诱导率高达18.8%;同源四倍体幼苗叶片较二倍体大而且厚,叶片单气孔器变大,孔密度变小,叶绿素含量和SOD活性升高,MDA含量和POD活性降低。MS+0.1mg/L NAA+8 mg/L BA、MS+0.3 mg/L NAA+12 mg/L BA和1/2 MS分别是其愈伤组织诱导、芽诱导和根诱导的适宜培养基。【结论】诱导获得了南方泡桐同源四倍体,建立了同源四倍体南方泡桐的体外植株再生系统;叶片是同源四倍体南方泡桐体外植株再生的最佳外植体。     

泡桐E2基因家族分析及对丛枝植原体的响应

泛素结合酶(UBC)E2是泛素蛋白酶体系统的组成部分,在植物生长发育、形态建成和病原互作中扮演着重要角色.为研究E2基因家族在泡桐丛枝病幼苗形态变化中的作用,利用生物信息学方法对白花泡桐E2基因进行家族成员鉴定、染色体定位及分析其在泡桐丛枝病发生过程中的作用.结果表明,白花泡桐基因组中含有56个E2基因家族成员,分别属...     

不同种四倍体泡桐及其二倍体花粉和种子的形态差异分析

以兰考泡桐四倍体(PE_4)、毛泡桐四倍体(PT_4)、豫杂一号泡桐四倍体(PTF_4)及其对应二倍体(PE_2、PT_2和PTF_2)的种子及花粉为材料,研究不同倍性种子及花粉的形态特征。结果表明,四倍体泡桐花粉粒的长和宽、花粉粒大小及花粉畸形率均比其二倍体大,而花粉粒极赤比比其二倍体小;3种泡桐四倍体的千粒重均比其二倍体大;四倍体泡桐种子的千粒重比其二倍体大,但四倍体种子场圃发芽率比其二倍体低;PT_4和PTF_4的种子长和宽均大于其二倍体,而PE_4的结果则相反。     

白花泡桐丛枝病发生过程中全基因组 DNA甲基化差异分析

为探究泡桐丛枝病(Paulownia witches’broom, PaWB)的表观遗传机制,以白花泡桐健康苗(PF)和丛枝病苗(PFI)为材料,采用全基因组甲基化测序(WGBS)技术对白花泡桐丛枝病发生过程中全基因组DNA甲基化进行系统研究。结果表明,白花泡桐体内的DNA甲基化主要有mCG、mCHH和mCHG 3种类型;白花泡桐被植原体侵染后,C位点发生甲基化的比率下降,且发病后CHH的甲基化比率降低而CG和CHG的甲基化比率升高。此外,DNA甲基化主要发生在CG序列;差异甲基化区域(DMR)鉴定研究中共检测到了109 334个DMR,其中白花泡桐患病后高甲基化DMR和低甲基化DMR分别有37 408个和71 926个;通过DNA甲基化和转录组的差异表达基因关联分析,找到了6个与PaWB发生相关的差异甲基化基因(DMG),功能分别涉及到植物防御反应、光合作用、植物病原互作、植物激素信号转导等生物学过程。     

白花泡桐×兰考泡桐和毛泡桐×白花泡桐F1无性系自然接干性状遗传变异的比较研究

从树木遗传学的角度开展了白花泡桐×兰考泡桐和毛泡桐×白花泡桐F1无性系自然接干性状遗传变异的比较研究.结果表明:①白花泡桐×兰考泡桐和毛泡桐×白花泡桐F1无性系自然接干性状的遗传变异在变异系数、变异模式、自然接干类型、自然接干优劣性、变异差异性、主成分结构、主成分贡献率、相关性模型、生长杂种优势、速生性、广义遗传力、遗传增益和样木干形上都完全相同或大体相似,而没有本质性差别.②接干高性状在影响和决定白花泡桐×兰考泡桐和毛泡桐×白花泡桐F1无性系自然接干性状的总体表现和最终状况上起着重要作用,而通直度性状是泡桐自然接干性状遗传改良的关键性状.③白花泡桐×兰考泡桐,与泡桐杂交育种史上应用最多和育种成就最大的种间杂交组合:毛泡桐×白花泡桐,具有同等重要的杂交育种意义.④在泡桐的杂交育种、无性系育种、自然接干性状的遗传改良和多世代遗传改良中,必须同等对待白花泡桐×兰考泡桐和毛泡桐×白花泡桐,而纠正过去长期忽视白花泡桐×兰考泡桐的杂交育种倾向.     

5个种源白花泡桐光合特性比较

[目的]以河南种源为对照,探讨4种广西地区白花泡桐叶片光合色素及光合特性的差异。[方法]运用乙醇-丙酮浸提法测定不同种源叶片叶绿素含量,利用LI-6400光合测定仪测定不同种源白花泡桐的光合特性指标并进行相关性分析。[结果]田林、南丹、河南、鹿寨和上思这5个种源白花泡桐叶片的叶绿素a/b(Chla/b)、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)和水分利用效率(WUE)种间差异不明显,但其中河南种与广西种差异显著(P0.05),表明河南种源是具有较高光合生产潜力的白花泡桐种源。相关性分析表明,5个白花泡桐叶绿素含量和光合生理指标均呈显著相关,说明白花泡桐叶片叶绿素含量与光合作用之间有直接联系;Pn与Tr、Gs呈极显著正相关(P0.01),体现三者有较好的系统响应特征;Tr、Gs与WUE均呈极显著负相关(P0.01),说明作为影响WUE的因子Tr、Gs与之有极密切的联系。[结论]河南种源较广西各种源而言具有更加优良的光合特性,为广西区内白花泡桐人工林种源种植筛选提供了依据。     

改良白花泡桐组织培养及快速繁殖

白花泡桐系玄参科泡桐属的一个种.改良白花泡桐是澳大利亚农业科技公司最新改良泡桐品种,河南一方生态农业公司于2001年9月引进.     

泡桐假二叉分枝机理

在控制环境因子和遗传因子的条件下,以白花泡桐、毛泡桐、毛泡桐×白花泡桐和白花泡桐×毛泡桐的无性系为材料,运用物候学观察、杂交试验、树木逆境生理学试验、引种试验和反证法证明的方法研究了泡桐假二叉分枝机理.结果表明:冬季的低温胁迫和水分胁迫单独或共同的作用导致泡桐顶芽死亡.初步提出"低温-水分胁迫假说"(The hypothesis of low-temperature stress and water stress)作为泡桐假二叉分枝机理的理论解释.     

4种泡桐木材材色的差异性1）

为评价不同种类泡桐木材的色泽质量,研究了兰考泡桐、楸叶泡桐、白花泡桐和毛泡桐的亮度、变红度、变黄度、总色差和白度等指标。结果表明：4种泡桐的5项指标均差异显著,其中最直接反映木材色度的亮度和白度均为白花泡桐＞楸叶泡桐＞兰考泡桐≥毛泡桐,反映木材色度综合变化的总色差指标则为兰考泡桐≥毛泡桐＞以楸叶泡桐＞白花泡桐,反映木材色度的变红度为兰考泡桐＞白花泡桐＞楸叶泡桐＞毛泡桐,变黄度为楸叶泡桐＞白花泡桐＞兰考泡桐＞毛泡桐。综合确定,4种泡桐的材色以白花泡桐最优,楸叶泡桐次之,再次为兰考泡桐和毛泡桐,其亮度与白度比楸叶泡桐高4％～5％,比兰考泡桐和毛泡桐高8％～9％。变红度白花泡桐与楸叶泡桐的变动误差小,分别为1．76和1．91,毛泡桐与兰考泡桐分别为2．28和2．12;白花泡桐变黄度适中,比楸叶泡桐低3％,比兰考泡桐和毛泡桐分别高2％和14％;白花泡桐总色差最小,比楸叶泡桐低10％,比兰考泡桐和毛泡桐均低18％。     

毛泡桐与白花泡桐正反交F1无性系自然接干性状遗传变异的比较研究

本文从树木遗传学的角度进行了毛泡桐×白花泡桐和白花泡桐×毛泡桐正反交F1无性系自然接干性状遗传变异的比较研究。结果表明（1）毛泡桐×白花泡桐和白花泡桐×毛泡桐正反交F1无性系自然接干性状的遗传变异在变异系数、变异模式、自然接干类型、自然接干优劣性、变异差异性、主成分结构、主成分贡献率、生长杂种优势、速生性、广义遗传力和遗传增益上都完全相同或基本相似而无本质差别。（2）接干高性状在影响和决定毛泡桐×白花泡桐和白花泡桐×毛泡桐正反交F1无性系自然接干性状的总体表现和最终状况上起着重要作用,而通直度性状是泡桐自然接干性状遗传改良的关键性状。（3）毛泡桐×白花泡桐和白花泡桐×毛泡桐正反交具有同等重要的杂交育种意义。（4）在泡桐的杂交育种、无性系育种、自然接干性状的遗传改良和多世代遗传改良中必须同等对待毛泡桐×白花泡桐和白花泡桐×毛泡桐而纠正过去长期只重视毛泡桐×白花泡桐而忽视白花泡桐×毛泡桐的杂交育种倾向。西北林学院学报24卷