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。     

北方型美洲黑杨不同无性系重要性状评价

[目的]为杨树高产低耗高效工业用材新品种选育筛选新种质。[方法]采用布雷金多性状综合评定法和模糊数学隶属函数值法,系统分析和评价北方型美洲黑杨种质生长及光、水分、养分等关键环境资源利用性状。[结果]表明:(1)种源间、种源内无性系间在生长、光合、水分和养分利用方面的差异显著或极显著。(2)总叶面积、成叶速率、暗呼吸速率、氮素转移率、生长旺期水分利用效率与北方型美洲黑杨胸径显著或极显著相关。(3)筛选出M6、Q1、Q5、M5、Q7、Q3、M3、Q9等高产型种质,M6、Q1、Q2、M5、Q5、M3、Q4、M2等高产高光效型种质,Q5、Q1、W9、M5、Q7、M6、M3、W2等高产高水分利用型种质,Q9、Q5、Q3、Q8、Q1、M10、Q7、I5高产高养分利用型种质。其中,Q5、M6、Q1、Q2、Q9等无性系兼具生长和对资源(光、水分和养分)的利用优势。[结论]北方型美洲黑杨遗传变异丰富,为优良种源和种质选择提供了依据;总叶面积、成叶速率、、暗呼吸速率、氮素转移率等5个与生长关系密切的指标可作为种质资源评价的可靠指标;筛选出的优良种质特别是综合表现最优的5个无性系是后续育种工作的有效资源。     

透明颤菌血红蛋白基因vgb的表达对杨树氮素利用能力的影响

以转透明颤菌血红蛋白基因（vgb）京2杨为材料,采用qRT-PCR分析方法确认其外源基因在转基因无性系中可以正常表达。盆栽试验结果显示,在正常生长条件下转基因无性系的株高和地径显著提高,同时叶片全氮质量分数上升。进而利用非损伤微测技术（Non-invasive Micro-test Technique, NMT）对植株根部NO₃^-吸收情况的检测发现,在含有0.5 mmol/L NO₃^- 测试液中转基因无性系NO₃^-吸收速率大于非转基因植株。此外,研究还发现,转基因无性系的硝酸还原酶(nitrate reductase, NR)活性显著提高。可见：vgb的表达能提高杨树的氮素利用能力。     

转多基因1年生库安托杨对溃疡病的抗性分析

[目的]本研究对转多基因库安托杨株系的溃疡病抗病性检测及抗病相关基因的表达分析,为通过基因工程手段培育抗病林木新树种提供有价值的参考。[方法]以转JERF36等多个外源基因的1年生库安托杨株系D5-9、D5-20、D5-21及非转基因受体D5-0为材料,对主干人工接种溃疡病菌的各株系病情指数进行了测定,同时对接种5 d后树皮组织中5个抗病基因的表达情况进行了实时定量PCR(qPCR)分析。[结果]在溃疡病菌胁迫下,3个转基因株系对溃疡病菌的抗性显著优于非转基因受体株系,转基因株系间抗病性也具有一定差异,D5-21的病情指数显著低于其它2个转基因株系;肉桂醇脱氢酶基因在3个转基因株系树皮中表达量均高于对照,类甜蛋白基因仅在D5-19树皮中的表达量高于对照,其他3个基因在转基因株系中的表达量或与对照相当或低于对照。[结论]转多基因库安托杨株系的溃疡病抗性与非转基因对照相比均有显著提高,且转基因株系间差异显著;同时转基因株系中不同抗病基因的表达模式也有很大差异,说明溃疡病菌胁迫下转多基因库安托杨抗病调控的复杂性,其分子调控机制还有待深入研究。     

不同种源蒙古栎遗传变异

分析蒙古栎EST序列和叶绿体全基因组SSR位点信息,开发SSR引物,对蒙古栎群体遗传变异进行分析,为蒙古栎分子标记辅助育种奠定基础。利用est-trimmer、CAP3对蒙古栎EST序列处理,通过perl结合MISA、Primer3和Electronic PCR查找SSR位点,设计引物并筛选验证。EST序列中发现SSR位点163个,主要重复类型为二核苷酸。叶绿体基因组上88个SSR位点以单核苷酸重复为主。7对引物共检测到37对等位基因,平均等位基因数（N_a）=5.286,Shannon’s信息指数（I）=1.291,期望杂合度（H_e）=0.622,多态性信息含量(P_IC)=0.692;群体间遗传分化系数(F_st)=0.147,基因流（N_m）=1.933;AMOVA分析表明,种源间遗传变异占10.216%。蒙古栎种源群体间存在中等水平的遗传分化,其遗传变异主要来源于种源内,且种源间的遗传变异与地理距离无显著相关性。基于EST序列及叶绿体基因组SSR位点信息,有效开发SSR引物,为...     

不同生态环境下银中杨内生菌群落结构及生态位变异

【目的】研究生长在3个不同地点的银中杨根和茎中内生细菌和真菌的多样性,为植物和微生物互作研究提供参考。【方法】分别在黑龙江省大庆市林源镇常围子村、齐齐哈尔市错海林场和北京市房山区韩村河东营苗圃,取银中杨根和茎,表面消毒后,提取微生物DNA,通过16S r RNA和内部转录间隔区(ITS)扩增子Illumina MiSeq测序以确定内生细菌和真菌群落的多样性。【结果】测序结果根据97%的序列相似性水平,将细菌和真菌的reads分别归类为1 541和240个OTU。与数据库比对后确定银中杨内生细菌群落主要以放线菌纲、β-变形菌纲、α-变形菌纲、γ-变形菌纲和拟杆菌纲为主,内生真菌群落主要以座囊菌纲、伞菌纲、子囊菌纲、和银耳纲为主。α多样性和β多样性结果表明,北京、大庆和齐齐哈尔3个地点银中杨的茎内生菌群落明显聚集;而根内生菌群落表现出依赖于植物器官和生长环境的现象。Mantel检验结果表明,p H值、土壤有机质(SOM)含量和钾(K)含量与杨树根内生菌群落显著相关(P0. 05);而氮(N)、磷(P)含量并不是解释银中杨根内生菌群落差异的重要因素。由此确定不同生态环境下生长的银中杨不同器官中的核心微生物,共获得23个核心细菌OTU,归属于6个纲; 22个核心真菌OTU,归属于7个纲。还可确定7个根内生细菌指示OTU:Actinophytocola、游动放线菌属、假诺卡氏菌属、红微菌属、链霉菌属、贪噬菌属和慢生根瘤菌属; 5个茎内生细菌指示OTU:双歧杆菌属、红球菌属、小杆菌属、粪杆菌属和微球菌属。2个根内生真菌指示OTU:小球腔菌属和Ilyonectria; 3个茎内生真菌指示OTU:格孢腔目、链格孢属和Endosporium。Up Set R结果表明:内生细菌中有51(3. 30%)个OTU被6组样本共有,6个组单独特有的OTU占总OTU数的4. 54%～15. 44%;内生真菌中有1(0. 42%)个OTU被6组样本共有,6个组单独特有的OTU占了总OTU数的2. 92%～29. 17%。【结论】银中杨根内生细菌和真菌群落结构取决于栽植环境中土壤的p H值、有机质含量和钾含量。不同植物器官可代表内生菌群落的独特生态位。本研究可确定与银中杨不同器官和不同生长环境条件相关的指示OTU和核心微生物。     

欧洲黑杨PnEXPA1基因多态性与稳定碳同位素比率的关联分析

对欧洲黑杨α-expansin基因PnEXPA1的SNP多态性与水分利用效率相关性状稳定碳同位素比率(δ13C)进行了关联分析。利用SNaPshot技术对PnEXPA1基因内11个SNP位点进行了基因型分型,发现各SNP位点优势基因型均为纯合,且其频率高于杂合基因型。关联分析显示:SNP8和SNP12在采用单因素方差分析(ANOVA)和一般线性模型(GLM)2种方法时均与δ13C值显著关联。SNP8为exon 1内的无义突变,可解释6.620%的表型变异;而SNP12位于intron 1中,遗传贡献率为6.613%;这2个SNP位点与SNP9、SNP13共同位于一个高连锁不平衡(LD)的单倍型块中。SNP8与SNP12的TT基因型无性系均具有较高的δ13C值,为优势基因型。     

蒙古栎茎段的离体培养

以水培萌发的健壮茎段为外植体,研究了离体条件下培养基及激素对蒙古栎器官发生和植株再生的影响。结果表明,在培养基中添加0.2 g·L-1PVP能有效地抑制茎段褐化,在茎段初代培养中,以1/2MS基本培养基添加0.2 mg·L-16-BA培养效果最好,启动时间早,芽平均高3.00 cm,最高的可达5.20 cm。茎段增殖培养,以1/2MS+6-BA0.15 mg·L-1+KT0.15 mg·L-1效果最好,平均茎芽长接近3.00 cm,平均增殖系数为3.33;高质量浓度的6-BA对茎芽生长不利,基部高度愈伤化,出现玻璃化现象。茎段最佳生根培养基为MS+NAA0.02 mg·L-1+IBA0.05 mg·L-1,生根率达到62.5%。     

不同基因型欧洲黑杨幼苗氮素利用效率差异及其机理初探

以104份欧洲黑杨不同基因型(无性系)为材料,通过生长量和生理指标的测定,研究土壤施氮和不施氮条件下其氮素利用效率的差异。结果表明:不同供氮水平下,不同基因型欧洲黑杨生长差异显著。根据2个供氮水平的苗木年平均材积生长量将欧洲黑杨群体划分为4个类型:双高效型、高氮高效型、低氮高效型和双低效型,并结合氮反应指数在双高效型与高氮高效型中分别筛选出8个氮素利用效率高、生长表现优良的基因型,具较高的育种价值。比较分析欧洲黑杨不同基因型氮素利用效率相关指标,发现双高效型的净光合速率、硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶活性、根系干质量、体积、比表面积均高于高氮高效型,初步揭示了不同类型欧洲黑杨氮利用效率存在差异的机理。