‘冬枣’子代种子萌发及下胚轴诱导愈伤组织研究

为实施‘冬枣’遗传改良方案,以采自山西柳林自然授粉获得的‘冬枣’子代种子为材料,测量种子横、纵径、种仁率等基本形态指标,并进一步研究种子萌发最适条件和下胚轴诱导愈伤组织适宜培养基。结果表明：（1）‘冬枣’子代种子横径为(8.62±0.05) mm,纵径为(17.95±0.05) mm,千粒重为(54.27±4.62) g,种仁率为(64.17±3.82)%,‘冬枣’属于种仁率较高的枣树品种。（2）种仁在含有GA3 0.4 g/L的萌发培养基中预处理24 h后接种到萌发培养基上,最有利于种仁萌发,萌发率可达100%;液体萌发培养基稍好于固体萌发培养基,但未达显著水平。（3）下胚轴诱导愈伤组织的适宜培养基为1/2MS+ TDZ 1.0 mg/L+蔗糖30 g/L,诱导率为(60.00±3.02)%。     

油松端粒酶活性的测定方法

端粒酶具有修复延伸端粒的功能,对于维持真核生物染色体的完整性至关重要,因此对其活性的测定有着重要意义。通过大量的摸索实验,将常用于动物细胞端粒酶活性检测的端粒末端重复序列扩增法（TRAP法）运用到对植物材料的检测中来,对北方常见木本植物油松进行了端粒酶活性测定。基于TRAP法的原理,对体外延伸、引物选择、退火温度、电泳检测等实验条件进行优化。结果表明,油松端粒酶活性测定的最佳体外延伸条件为30℃延伸1 h,最适前导链引物和反向引物分别为TS21和ACX,PCR退火温度为61.8℃,电泳检测使用Gene Finder核酸染料染色效果更好,建立了一种有效测定木本植物油松松针叶端粒酶活性的测定方法。     

杉木林土壤中固氮功能细菌的生长特性研究

[目的]研究固氮功能菌株的生长特性,探索适地适菌原则。[方法]本研究以103株固氮功能细菌为研究对象,以p H值及培养温度为考量指标,分别研究了8个温度梯度、10个p H值梯度对菌株生长的影响。[结果]表明:经检测,含有nif H基因的菌株有103株;菌株的最适生长条件为温度28℃、p H=7,各菌株的温度适宜生长区为20、28、37℃,大量菌株生长的适宜p H值为4、5、7、8;在低温、碱性土中的适用菌株为6003,在高温、碱性土中的适用菌株有09ul27、1010、2024、2029、7002、lk2-1c(2)和zk3-1,在酸性及碱性土中均适宜生长的菌株为1012和2025。根据菌群不同生长特性,对所有菌株进行非层次聚类,使用SSI算法得出最优分类为9类,其中,第5类和第7类全部属于伯克霍尔德属,第2类基本为芽孢杆菌属,其它类别中各菌属没有出现明显的聚类现象,且生长条件分类与菌种的初步鉴定分类没有明显的相关性。[结论]固氮功能菌株的适宜生长环境较一致,最适宜的生长条件为温度28℃、p H=7。筛选出适合在特殊环境生长的固氮功能细菌10株,各菌株初步鉴定为枯草芽孢杆菌、蜡样芽孢杆菌、巨大芽胞杆菌、Chitinophaga pinensis、Burkholderia xenovorans、Burkholderia phymatum、Burkholderia bannensis。通过生长条件聚类分析及所有菌株的16S r DNA鉴定比对得出,菌株的生长特性与其生物学特征不完全相关。     

南亚热带杉木人工成熟林密度对土壤养分效应研究

[目的]研究5种不同密度林分土壤剖面养分含量的变化规律。[方法]以广西大青山37年生杉木密度试验林为研究对象,测定了A(1 667株·hm-2)、B(3 333株·hm-2)、C(5 000株·hm-2)、D(6 667株·hm-2)、E(10 000株·hm-2)5种密度下0 100 cm土层土壤养分含量。利用单因素方差分析和多重比较判断不同密度和不同土层土壤养分含量的差异。[结果]表明:(1)杉木人工成熟林大多数土层土壤有机质、全氮、碱解氮、全磷、有效性铁含量在A、B等低密度林分中最高,并且在0 30 cm的土壤中,随密度的增加表现出总体下降的变化趋势,而土壤pH值与全钾、速效钾随密度的增加而上升,交换性钙与交换性镁含量受密度影响不明显;(2)土壤有机质、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾、交换性钙、交换性镁和有效性铁含量均随土层深度的增加而明显下降,0 30 cm表层土壤的降幅较大,密度对不同土壤深度养分含量的变化具有一定影响。[结论]初植密度对杉木人工成熟林土壤养分含量影响明显,低初植密度更有利于杉木人工林土壤肥力的长期维持,南亚热带杉木林密度对土壤养分的影响深度可达60 cm。     

不同砧木品种对核桃树体生长及光合特性的影响

[目的]采用将同一品种嫁接到不同砧木的方法,经过调查测试和分析,揭示杂交种‘中宁奇’的砧木特性,进而阐明砧木在经济林育种和栽培中的地位和作用。[方法]以砧穗组合上宋-14/中宁奇和上宋-14/宁优为试材,测定分析不同砧穗组合的生长量和光合特性指标。[结果]嫁接亲和性调查显示:2种砧木对同一核桃品种的嫁接亲和性均较高,但差异不显著。树体生长特性调查表明:上宋-14/中宁奇树高、干径、冠幅、新梢长度、新梢粗度、新梢着生小叶数及分枝力等指标显著或极显著高于上宋-14/宁优,‘中宁奇’作砧木可显著增强核桃树体的生长势。光合特性分析结果显示:2种砧穗组合间光响应曲线特征参数存在显著差异,上宋-14/中宁奇最大净光合速率(21.93μmol·m~(-2)·s~(-1))、光饱和点(1 550μmol·m~(-2)·s~(-1))及表观量子效率(0.062 mol·mol~(-1))分别比上宋-14/宁优提高17.90%、11.51%和16.98%,而光补偿点(16.53μmol·m~(-2)·s~(-1))则显著降低35.33%。[结论]核桃杂交种‘中宁奇’与‘上宋-14’核桃品种有较强的亲和性,以‘中宁奇’作砧木可显著提高树体的生长量和光合能力,使嫁接品种对光强的利用范围变广,从而提高树体对光环境的适应性。     

裂叶桦和欧洲白桦叶片形态特征及相关基因表达特性比较

为了探寻欧洲白桦变种裂叶桦的叶缘分裂机制。以2种桦树为研究对象,在叶片形态特征和解剖特征观测的基础上,进行了顶芽及叶片叶尖、裂片及凹缺等不同组织部位相关基因表达定量分析、内源激素IAA含量测定以及IAA活体标记的GUS染色分析。结果表明,裂叶桦叶片两侧叶缘自叶基到叶尖分裂出由大到小3~4个裂片,叶背面的叶脉呈明显的管状隆起,叶宽、平均二级脉间距、主脉横切面积等分别较欧洲白桦大了21.12%、12.64%、21.46%。BpmiR164s及靶基因的组织表达特性分析结果证明,BpmiR164-2及靶基因BpCUC2与裂片的形成关系密切,是裂叶性状产生的主要调控基因。生长素输出载体BpPINs基因的组织表达特性分析结果证明,6个基因中只有BpPIN2和BpPIN5在裂叶桦的叶尖、裂片及顶芽等组织器官中呈现上调表达。内源激素IAA的活体标记发现,在顶芽、幼叶中IAA的含量较高,而在叶片中,叶尖、叶齿及裂片处是激素的高表达部位,利用液相色谱—质谱联用仪(LC-MS)对2种桦树的上述不同组织部位的生长素测定也证明了激素的上述分布特点。综合上述,裂叶桦裂片产生是激素在叶脉、叶缘的极性运输及相关基因调控的结果。      

白桦全同胞子代测定及优良家系早期选择

开展种子园全同胞家系造林试验不仅能够选择出优良杂交亲本和杂交组合,而且也能加快种子园的改良进程。本文以白桦种子园中产种母树为试材,按测交系交配设计进行控制杂交,共获得20个杂交组合,在帽儿山试验点营造试验林,对6年生试验林各组合的树高、胸径和材积等性状进行调查分析。树高、胸径和材积生长量在不同母本子代间和不同杂交组合间均表现极显著的差异(P＜0.01),胸径与材积性状在不同父本子代间也表现显著的差异(P＜0.05)。根据多重比较结果分别进行了优良父本和优良母本的初选,同时,采用多目标决策法对参试的杂交组合进行多性状综合评价,将综合评价值大于0.80的前5位组合评选为优良杂交组合,入选率为25.00%,其中Q2和Q19家系为最优杂交组合。入选的优良杂交组合各性状均值分别较参试整体均值高3.85%、10.01%、20.82%,3个性状的遗传增益分别为2.90%、7.64%、16.22%。研究结果不仅为白桦全同胞子代选择提供理论依据,而且也为白桦高世代种子园的亲本选配提供参考。      

白桦半同胞子代多点生长性状测定及优良家系选择

针对白桦种子园半同胞家系开展多点造林试验,不仅能够选择出性状优良的家系,而且也能加快种子园的改良进程。本文以白桦初级种子园中53个半同胞家系为对象,分别在朗乡、帽儿山、吉林等3个试验点营造试验林,对12年生试验林各家系的树高、胸径和单株材积等性状进行多地点联合分析。单株材积及树高生长量在地点间和家系间以及地点与家系的交互作用上均表现为差异极显著(P＜0.01),胸径生长量在家系间和地点间也表现为差异极显著(P＜0.01)。根据多重比较的结果分别在各试验点进行了优良家系的初选,同时,采用BLUP模型对多地点参试家系材积育种值进行估算,依据育种值高低对参试家系进行综合评价,以20.00%入选率为标准,B34、B15、B28、B16、B51、B40、B42、B45、B48、B35、B19入选为优良家系,其材积均值分别较朗乡、帽儿山和吉林3个地点的家系均值高8.29%、9.80%和13.60%,材积性状在3个地点的遗传增益分别为3.23%、7.16%、8.84%。这11个家系的采种母树也入选为优良母树,其中B35和B15的采种母树为最优母树。研究结果不仅为白桦半同胞子代家系选择提供理论依据,而且也为白桦初级种子园的改良提供参考。      

No consistent daily variation in DNA methylation detected in <Emphasis Type="Italic">Populus nigra</Emphasis> leaves by methylation-sensitive amplification polymorphism analysis

DNA methylation, an epigenetic mechanism used by cells to control gene expression, has an important biological role in plant development and environmental fitness. Since plant DNA methylation is closely related to environmental conditions, variation during the day is expected. Here, in genetically identical plants of Populus nigra clone N46, DNA methylation changes in leaves over a 24 h period were detected using the methylation-sensitive amplification polymorphism method. The results showed different DNA methylation patterns in mature poplar leaves: not only in individuals at the same time, but also in samples at each of the six time during the day. In addition, night samples had a higher percentage of methylation than in morning samples. However, no statistically significant differences were found among the samples gathered at different times. Similar results were obtained for three other P. nigra clones with different genetic backgrounds. Real time qPCR showed that the DNA methyltransferase genes Pt-MET1 and Pt-SOM1 involved in CG DNA methylation in poplar were stable over a 24 h period in leaves of P. nigra N46 compared with circadian-controlled genes. That could be part of the reason that methylation of CCGG sites is stable in those leaves. That DNA methylation differed even in genetically identical plants indicates the specificity of DNA methylation changes in their genomes. No statistically significant differences in methylation changes were found between day and night, suggesting that DNA methylation is more stable than expected and is unlikely to be involved in circadian regulation in plants.     

8年生转基因库安托杨外源基因转移及对土壤微生物数量影响的检测

[目的]评价转基因库安托杨可能引起的生态风险。[方法]利用PCR扩增研究外源基因水平转移情况,利用稀释平板法研究土壤中细菌、真菌和放线菌数量。[结果]电泳结果显示:林下杂草混合样品和土壤微生物DNA样品中均未出现目的基因片段。转基因株系和非转基因株系的非根际土壤中可培养的细菌、真菌和放线菌数量在杨树的不同生长期出现一定的变化,但是这种变化没有明显的规律。[结论]8年生转基因库安托杨未出现外源基因水平转移,也未对土壤微生物的数量产生显著影响。