杨树特有基因的鉴定和特征分析

杨树(Populus L.)是世界上分布最广、适应性最强的树种之一,其天然种众多,长期被作为造林树种广泛应用。物种特有基因的全基因组分析对探明物种在长期进化过程中的适应性进化机制及筛选重要功能性状的基因具有重要意义。本试验通过序列同源性比对的方法,在杨树基因组中鉴定了物种特有基因。在此基础上,统计了杨树特有基因在染色体分布、长度、外显子个数等方面的序列结构特征,并分析了杨树特有基因的功能和扩增机制。与杨树全基因组序列比较后发现,杨树特有基因具有序列长度短、内含子个数少等特点。功能预测的结果表明,杨树特有基因显著富集于翻译和能量代谢的功能中。在进化研究中,鉴定出91.76%的杨树特有基因在共线性区域中,表明杨树特有基因可能是通过全基因组复制产生的。本研究工作深入挖掘了物种特有基因在序列特征、功能和进化上的规律,为探明杨树适应性进化的分子机制提供理论指导。     

双子叶植物VQ基因家族的全基因组鉴定与盐胁迫下的表达模式分析

VQ基因来自植物特有的VQ基因家族,因其在拟南芥的生长发育及胁迫调控中起关键作用而被广泛关注。目前,关于VQ基因家族在双子叶植物中的研究鲜有报道。利用生物信息学的方法,在全基因组水平上,系统地鉴定了拟南芥、番木瓜、葡萄和杨树4种双子叶模式植物的VQ基因家族成员,并从序列属性、进化机制和盐胁迫下基因表达水平等角度分析了VQ基因在物种内和物种间的特征。VQ基因的研究为进一步筛选具有重要性状的功能基因,同时对于物种的进化机制研究具有重要意义。     

外源细胞分裂素对玉米叶原基分化类型的调控

以互生玉米自交系H4d、8701d为材料,取自交授粉12 d的幼胚,分别在含不同浓度6-BA的脱分化培养基上诱导愈伤组织,筛选II型愈伤组织,分别转入0~3 mg L1 6-BA浓度梯度的分化培养基上诱导出芽。芽点出现时,在解剖镜下剥离顶端分生组织,电镜扫描观察叶原基形态,并用ELISA反应测定顶端分生组织细胞分裂素6-BA、ZRs、DHZRs、iPAS和生长素IAA、NAA含量。结果表明,外源细胞分裂素6-BA可调控互生基因型玉米材料幼苗叶原基转换为对生甚至畸形叶原基类型,6-BA浓度越高、处理越早,出现对生叶原基、畸形叶原基的频率越高。ELISA反应显示,生长点激素含量的改变是外源激素的吸收累积造成的,内源细胞分裂素的含量并未明显改变,在互生基因型下通过增加外源细胞分裂素6-BA提高细胞分裂素/生长素值可导致叶原基分化类型向对生、畸形类型转换,解除外源激素作用后,生长点细胞分裂素/生长素值的恢复导致叶原基分化类型返回原始基因型类型。这进一步证实生长点细胞分裂素/生长素是决定玉米叶原基分化类型的关键因素。     

红景天愈伤组织的诱导及细胞悬浮培养

红景天的细胞培养是充分利用该树种优良特性的生物工程基础.试验以红景天的茎为外植体,研究愈伤组织诱导和细胞悬浮培养的技术体系.结果表明愈伤组织诱导的最适培养基为MS 1.0mg/L6-BA 0.2mg/L NAA 0.1 mg/L2,4-D,在此培养基上诱导的愈伤组织生长速度快、质地均一疏松;愈伤组织最佳生长培养基为MS-t0.6mg/L6-BA 0.1mg/LNAA 1.0mg/L2,4-D;且选择松散型愈伤组织和3.0×105个/ml的起始细胞浓度,25℃黑暗培养18d为红景天细胞最适悬浮培养体系.     

3个杨树品种叶片再生体系的建立

以中林2001杨、南林95杨、南抗杨等3个杨树品种叶片为材料,选用15种诱导愈伤组织培养基、9种分化培养基和7种生根培养基,研究不同基因型、激素组合以及外植体状态对再生体系建立的影响。结果表明：3个品种的愈伤组织诱导、分化效果与NAA/6-BA比值有一定相关性,在愈伤组织诱导中NAA/6-BA比值在4:1~5:1之间,愈伤组织分化中NAA/6-BA比值大体在1:4~1:10之间;不同品种在上下表皮气孔数、诱导愈伤、分化再生培养上都存在一定的基因型差异;接种叶片的不同放置方式、叶片上的不同部分对愈伤组织诱导具有显著影响。     

对生叶序玉米与互生叶序玉米细胞分裂素调控基因差异分析

摘要：本研究在明晰对生叶序玉米生长点的三大类内源细胞分裂含量不仅显著高于互生叶序玉米,而且随互生到对生到螺旋畸形叶序逐渐增大,以及CTK/IAA值是控制玉米叶序分化类型关键因素的基础上,搜索玉米细胞分裂素调控基因ZmRR1,ZmRR2,ZmRR3,ZmRR4, ZmRR5,ZmRR6,ZmRR7,ZmRR8,ZmRR9,ZmRR10的基因序列及其CDS序列,设计特异性上下游引物,通过对对生玉米及其近等基因系的互生玉米基因组进行PCR扩增、测序,证实了对生玉米、互生玉米在ZmRR1,ZmRR2,ZmRR3,ZmRR4, ZmRR5,ZmRR6, ZmRR7,ZmRR8,ZmRR9,ZmRR10基因序列结构上未见差异。RT-PCR分析结果证实ZmRR1,ZmRR2是根特异性表达基因,ZmRR3在根和叶中不表达,而ZmRR6在茎尖中不表达,对生玉米与互生玉米在不同时期、不同发育组织中其ZmRR1,ZmRR2,ZmRR3,ZmRR4, ZmRR5,ZmRR6 ,ZmRR7,ZmRR8,ZmRR9,ZmRR10基因的表达均未见差异,表明本实验室的对生叶序玉米突变体的形成机制与冷泉港实验室关于ZmRR3基因的Mu转座子插入突变导致对生叶序玉米突变体形成的机制不同。     

异丙隆在土壤中的淋溶迁移及其影响因素研究

采用室内土壤淋洗柱法,以黄褐土、砂姜黑土和水稻土为供试土壤,研究了异丙隆在土壤中的淋溶迁移行为,探讨了淋溶水量、淋溶水pH值、施药量和添加外源木炭等因素对异丙隆在土壤中淋溶迁移的影响.结果表明,不同土壤中异丙隆淋出率为黄褐土>砂姜黑土>水稻土;淋溶水量与异丙隆的淋出率呈正相关,且对淋溶后异丙隆在土层中的分布有明显影响;用不同pH值的淋溶水时,异丙隆的淋出率为pH5>pH9>pH7;施加不同药量时,异丙隆的淋出率为10 mg>5 mg>20 mg;异丙隆的淋出率随外源木炭添加量的增大而减小,而异丙隆在土壤柱中的滞留量则随着木炭添加量增大而增大,提示添加外源木炭可明显减少异丙隆在土壤中的淋出率,降低异丙隆在土壤中的淋溶深度.     

RNA干涉培育低木质素杨树

采用改良的CTAB法提取南林95杨的基因组DNA,经PCR扩增得到肉桂酰辅酶A还原酶CCR基因的第4个外显子部分序列,通过中间载体pUCCRNAi,构建含正反向干涉片段的pBI121表达载体,导入农杆菌LBA4404。利用叶盘法侵染南林95杨,获得3株转基因植株,经分子鉴定证实干涉片段已导入南林95杨。测定Klason木质素及综纤维素含量的结果显示:转基因植株Klason木质素含量与对照相比平均降低了9.86%,综纤维素含量与对照相比平均增加了3.17%,纤维长宽比明显增加,均表明转基因植株更有利于造纸。     

长江滩地杨树无性系苗期选择研究

在定期观测引种的81个杨树无性系苗期生长量的基础上,运用DPS软件对引种的81个杨树无性系的扦插成活率、I级苗率进行系统聚类分析.结果表明,81个杨树无性系分成3种类型,第二类的17个无性系表现优良.这17个杨树无性系早期生长统计分析结果,杨树无性系以14、65、41、43、44和32生长较好.     

滩地地下水位对钉螺分布密度和Ⅰ-72杨生长量的影响

研究了滩地地下水位在动态情况下对钉螺的分布密度和Ⅰ－７２杨生长量的影响。结果表明,地下水位的不同,钉螺密度呈五带分布,即一条密螺带、两条多螺带和两条稀螺带。建立了地下水位与钉螺分布密度的回归方程ｙ＝－１．９６８６＋０．２５１１７４７ｘ－０．００４０１３ｘ２,ｒ＝０．８６０９８,有明显的相关。地下水位３０ｃｍ深时,地表钉螺分布密度最大,２０、４０ｃｍ次之,１０、５０ｃｍ最小。地下水位也影响Ⅰ－７２杨年平均胸径和树高的生长量,经方差分析和Ｑ检验差异显著。为今后滩地发展Ⅰ－７２杨提供高效的栽培模式。