现代分分子生物学技术在林木遗传改良中的应用

林木遗传改良是在研究林木遗传变异的基础上开展的遵循其遗传变异规律来改良林木的遗传组成，进而培育林林新品种的一项活动。林木遗传改良的效果直接取决于在遗传改良活动中所采用的各项技术。由于林木生长周期长，遗传杂合性高，许多重要经济性状属于多基因控制的数量性状，遗传机理不明，利用常规育种手段往往难以满足不同目的定向培育树木新品种的要求。因此，运用现代分子生物学技术进行林木遗传改良研究具有重要的现实意义。该文概述了基因工程技术、遗传图谱构建、重要性状基因定位以及分子标记辅助选择育种等方面在林木遗传改良中的应用研究进展，并对现代分子生物学技术在林木遗传改良应用中存在的主要问题和应用前景进行了讨论。     

3个毛白杨病程相关蛋白基因的克隆及表达

运用电子克隆及RT-PCR技术,以水杨酸（SA）和茉莉酸甲酯（MeJA）诱导下的毛白杨（Populus to-mentosa Carr.）叶片总RNA为模板,分离获得3个病程相关蛋白基因,分别命名为PtPR-1、PtPR-5与PtPR-10。生物信息学分析后发现,这3个基因所编码的蛋白PtPR-1、PtPR-5和PtPR-10分别具有SCP、THN和Bet_v1保守结构域,其中PtPR-1和PtPR-5均包含一段25 bp的信号肽,成熟蛋白序列与其他物种相比同源性较高;而PtPR-10无信号肽,蛋白序列与其他物种相比差异性较大,其基因组序列还存在一段91 bp的内含子。另外,实时荧光定量PCR技术分析结果表明,SA和MeJA处理后,PtPR-1与PtPR-10表达模式和转录水平均有较大差异,而Pt-PR-5的表达则未见显著变化,由此可推测,PtPR-1可能受SA和JA双重诱导,而PtPR-10可能只受SA诱导表达,在SA和JA两种信号通路的互作下,表现出不同的诱导表达模式。     

发根农杆菌Ri质粒rol基因的研究现状

发根农杆菌Ri质粒与诱根有关的rol基因在植物中的表达不仅能导致大量毛根形成 ,而且还表现出一系列能稳定遗传的表型变异 ,在植物遗传改良中有着广阔的应用前景 .2 0世纪 80年代以来 ,国内外学者对发根农杆菌 ,尤其是农杆碱型发根农杆菌Ri质粒及其rol基因进行了广泛深入的研究 .该文重点综述了农杆碱型发根农杆菌Ri质粒的结构与功能、rol基因的位点与特征、Ri质粒的转化及rol基因的表达对植物生长发育的影响及在林木遗传改良上的应用等方面的研究现状 ,并对Ri质粒rol基因在林木遗传改良应用上存在的问题与应用前景进行了分析 .     

低温锻炼对毛白杨幼苗抗冻性和总可溶性蛋白质的影响

低温锻炼可提高植物的抗寒冻性已被许多实验所证实 (沈征言等 ,1 983;戴金平等 ,1 991 ;潘杰等 ,1 994;刘祖祺等 ,1 990 ;刘鸿先等 ,1 991 ;Ｇｕｙｅｔａｌ.,1 987) ,但其机理至今尚未清楚。自从 1 976年Ｗｅｉｓｅｒ首先提出植物低温锻炼中基因表达发生改变 ,从而合成新的蛋白     

毛白杨幼苗抗氧化系统对盐胁迫的响应

在 3种不同浓度的NaCl (85mmol·L-1,170mmol·L-1,2 6 0mmol·L-1)胁迫下 ,对毛白杨幼苗的超氧化物歧化酶 (SOD)和过氧化物酶 (POD)活性以及丙二醛 (MDA)含量进行测定 .结果发现 ,在NaCl胁迫 3小时后 ,幼苗SOD和POD活性显著降低 ,随着胁迫时间的延长 ,这两种酶活性降低较缓慢 ,但SOD活性下降程度均较POD小 .在NaCl胁迫中 ,MDA含量明显增加 ,并于胁迫 15小时后达到最大值 ,随后含量增加较小 .进一步分析发现 ,不同浓度NaCl处理对SOD和POD活性以及MDA含量的作用效应是不同的 ,其中 2 6 0mmol·L-1NaCl处理明显促进幼苗SOD和POD活性的下降与MDA含量的增加 ;而且MDA含量与SOD和POD活性的下降有关 .结果表明 ,NaCl胁迫所引起的SOD和POD活性下降可能加强膜脂过氧化作用 ,最终导致幼苗MDA含量的增加与伤害的发生     

中国杨树分子遗传改良的研究现状

杨树是中国广泛栽培的重要造林树种之一 ,我国是世界上杨树资源丰富的国家 .杨树具有速生丰产、实用性强、无性繁殖能力强 ,且基因组较小等特点 ,现已成为研究林木生理和基因工程研究的模式树种 .该文概述了基因工程技术、遗传图谱构建、重要性状基因定位以及分子标记辅助选择育种等方面在中国杨树遗传改良中的应用研究进展 ,并对现代分子生物学技术在林木遗传改良应用中存在的主要问题和应用前景进行了讨论     

山胡椒LgCMK基因克隆与生物信息学预测分析

CMK是MEP途径中的第四个关键酶,对于萜类合成代谢具有重要的影响。本研究基于实验室前期获得的山胡椒果实的转录组数据,经过注释筛选出CMK基因,首次从山胡椒中克隆得到萜类生物合成关键基因LgCMK并对其生物信息学预测分析。结果显示:LgCMK基因的开放阅读框为1 221 bp,编码406个氨基酸,分子量为44.78 k D,理论上等电点为6.26,属GHMP蛋白超家族。对Lg CMK蛋白的氨基酸序列理化性质进行分析,发现蛋白亲水性指数为-0.332,不稳定性指数为41.77,属于亲水性不稳定蛋白;亚细胞定位预测结果显示该蛋白定位于叶绿体中。同源性和系统进化分析结果表明,与香樟、博落回和罂粟同源蛋白相似度较高分别为96.8%、75.96%和73.0%,不同物种的CMK具有较近的亲缘关系,与香樟同属一支,亲缘关系最近。通过本研究生物信息学分析将有助于对LgCMK深层次功能探究提供借鉴作用,同时为山胡椒的种质改良提供基因资源。     

毛白杨叶片再生系统的建立

该文选用三倍体毛白杨的叶片作为外植体 ,MS作为基本培养基 ,采用不同组合的BA和NAA作为植物生长调节剂对毛白杨再生系统进行研究 .结果表明 ,在MS培养基中单独添加 1 5mg·L-1BA时 ,不定芽分化率为 90 % ,同时伴随一定程度的玻璃化现象 .单独添加 0 3mg·L-1NAA时 ,不定根产生率最高 (90 % ) ,但无不定芽生成 .采用 1 0mg·L-1BA + 0 3mg·L-1NAA组合搭配时 ,不定芽分化率最高 (95 % ) .在此基础上 ,采用M1(MS + 1 0mg·L-1BA + 0 3mg·L-1NAA)培养基 ,研究了不同着生位置的叶片、同一着生位置叶片的不同切段以及叶片在培养基上的放置方式对毛白杨叶片再生的影响 .结果表明带有叶柄的下切段比其余叶片切段不定芽再生率高 ,幼嫩叶片比老化叶片再生率高 ,叶片近轴端向下接触培养基比远轴端向下接触培养基再生率高 .叶片再生系统的建立为毛白杨的遗传转化奠定了基础     

低温锻炼与CaCl2处理对毛白杨幼苗可溶性总蛋白、CaM及抗冻性的影响

低温锻炼提高了毛白杨幼苗叶片和枝条中钙调素 (CaM)和可溶性总蛋白含量 ,同时也提高了幼苗的抗冻性 .CaCl2 处理对上述低温锻炼的作用有加强的效果 ,体现在明显提高了CaM和可溶性总蛋白含量以及幼苗抗冻性 ;钙离子螯合剂EGTA、钙离子通道阻断剂LaCl3 或钙调素拮抗剂CPZ处理则减弱了低温锻炼的效应 ,表现出CaM和可溶性总蛋白含量以及幼苗抗冻性明显降低 .进一步研究发现 ,CaCl2 处理的低温锻炼不仅能减轻低温胁迫引起的CaM和可溶性总蛋白含量的下降程度 ,而且有利于幼苗在恢复过程中CaM和可溶性总蛋白水平的迅速回升 .这表明Ca2 + CaM可能参与了CaM和可溶性总蛋白的合成及抗冻性的诱导     

PtWRKY14 基因转化烟草及对 TMV 的抗性影响研究

PtWRKY14 是从毛白杨中获得的WRKY 基因,为研究PtWRKY14 基因对植物抗病性的影响,构建了毛 白杨PtWRKY14 基因的植物表达载体pBI121-W14,通过农杆菌介导的叶盘转化法转化烟草,PCR 与Southern 杂交 进行转基因烟草鉴定。对获得的转基因烟草植株进行烟草花叶病毒(Tobacco mosaic virus,TMV）的接种试验,结果表 明PtWRKY14 基因的转化使烟草对TMV 的抗性增强。荧光定量PCR 检测结果表明,TMV 接种后,转基因烟草中 PtWRKY14 的表达量显著上调,同时转基因烟草中超氧化物歧化酶(Superoxide Dismutase,SOD）、过氧化物酶(Peroxidase,POD）、过氧化氢酶(Catalase,CAT）的表达量均高于对照组。因此,PtWRKY14 可能通过上调SOD、POD、 CAT 的表达从而增强植物抗病性。