山核桃根插试验

为加快山核桃Carya cathayensis营养繁殖和保持优良性状,以3年生山核桃实生苗主根为材料,用不同种类和不同质量分数的生长调节物质处理后进行扦插繁殖试验。结果表明,山核桃根插属于愈合组织生根型;50~100 mg.kg-1萘乙酸(NAA)处理18 h能有效提高生根率、新根数、新根长和新根根径;但300 mg.kg-1NAA抑制生根,6-苄基腺嘌呤(BA)处理对根插无效甚至不利。探讨了解决山核桃根插条来源的途径及进一步提高生根率的思路。表6参9     

基于MaxEnt模型预测薄壳山核桃在中国的种植区

  目的  预测当前和未来中国适宜种植薄壳山核桃Carya illinoinensis的地区,对薄壳山核桃的引种栽培提供参考。  方法  基于北美薄壳山核桃栽培区的分布数据和世界环境气候数据,利用MaxEnt模型和ArcGIS预测薄壳山核桃当前以及未来不同气候情景下在中国的适生区范围。  结果  ①训练集和检验集的AUC值分别为0.987和0.985,表明预测结果精度高。②刀切法检验结果和贡献率结果表明:年均气温、最暖季平均气温、年降水量、最干月降水量、最干季平均气温、昼夜温差月均值和气温的季节性是薄壳山核桃生长的关键气候变量。③预测薄壳山核桃当前在中国的适生区主要集中在中东部省份,包括江西、湖南、湖北、安徽、浙江、江苏和河南;在未来碳排放增强的气候情景下,薄壳山核桃在中国中东部省份的潜在高适生区的面积大幅增加,适生范围有向北移动的趋势,少量延伸到了辽宁东部和吉林南部。  结论  利用MaxEnt模型预测的薄壳山核桃适生区主要集中在中国的中东部省份;随着未来气温的升高,薄壳山核桃的潜在高适生区在中国相应的中东部地区内扩张。图3表3参36     

光周期途径成花关键基因CONSTANS的进化机制

CONSTANS（CO）是植物响应光周期调节的重要基因和监测日照长度的重要元件,可将光信号和生物钟信号转变为开花信号,激活下游基因（FT）的表达,从而诱导植物开花。选取14个已被测序的物种,采用生物信息学手段,从外显子-内含子结构、基因重复、基因差异表达等方面开展CO基因家族研究。结果表明:14个物种共鉴定到159个CO家族成员,CO基因常以多拷贝的形式存在,多数含2~4个外显子,在进化过程中表现出多样性。CO家族重复基因的扩张与基因组重复相关。CO在水稻Oryza sativa根、旗叶、花和种子中均有表达,花芽到花的转变过程中OsCO3的表达量上升,而OsCO7下降,说明水稻CO家族成员之间存在功能差异。     

SAD和FAD家族基因调控山核桃不饱和脂肪酸组分配比

以山核桃胚为试材,测定5个山核桃油脂合成积累关键时期(授粉后75、85、100、109和127 d)的油脂组分和油含量,并利用实时荧光定量PCR检测山核桃Δ9–硬脂酰–ACP脱氢酶(SAD)基因(CcSAD-1、CcSAD-2、CcSAD-3)和山核桃脂肪酸去饱和酶(FAD)基因(CcFAD2、CcFAD3-1、CcFAD3-2、CcFAD3-3、CcFAD6、CcFAD7、CcFAD8-1、CcFAD8-2、CcFAD8-3)的表达模式。结果表明:成熟的山核桃种仁含油率超过种仁干质量的70%,同时不饱和脂肪酸比例达到90%以上;山核桃5个时期的脂肪酸组分,主要由棕榈酸(C16︰0)、硬脂酸(C18︰0)、油酸(C18︰1)、亚油酸(C18︰2)以及亚麻酸(C18︰3)组成;随着山核桃SAD家族基因表达上升,山核桃油中的油酸含量上升并维持一定水平,其中CcSAD-3可能是影响油酸含量的主效基因;同时随着山核桃油酸含量上升,CcFADs基因表达上升,山核桃不饱和脂肪酸比例增加。     

能源植物芒草的农学特性研究进展

芒草Miscanthus作为一类可再生能源植物,是解决环境问题和能源供应短缺的有效方法之一.芒草是一类具有根状茎的多年生C4植物,它的最高生物量可达到49 t·hm-2.综述了芒草的生物学特性、生物量、抗逆性以及水分、氮元素对其生物量及其组成的影响等农艺性状和生理特性,总结了在水分胁迫条件下增施氮肥可以提高芒草的生物量,土壤含水量和耐霜冻能力是提高芒草生物量的2个关键因素,并提出了今后进一步的研究主要是利用现代分子育种手段,选育出抗逆性强、适应不同生态环境条件的高生物量良种品系等.     

山核桃胚和胚乳总RNA的提取与cDNA的合成

为了快速高效地提取山核桃胚/胚乳的总RNA,满足后续实验的要求,借鉴Jaakola等的总RNA提取方法,针对山核桃种仁富含油脂及次生代谢物质的特点,对山核桃胚/胚乳总RNA提取的方法进行了改良,这种改良的CTAB法与TRIzol试剂盒法相比,虽然消耗时间较长,但得到的总RNA完整性好,纯度高,所提取的总RNA在体外能成功进行反转录.     

滨柃扦插繁殖技术试验

设计了穗条长度、生长调节剂(IBA与NAA按1:1混合)浓度、扦插基质多种处理对滨柃(Eurya emarginata)扦插穗条生根的影响试验,结果表明:不同扦插处理的穗条生根能力存在较大差异,其中以扦插基质V(泥炭):V(蛭石)=2:1,穗条长度3 cm,生长调节剂(IBA与NAA按1:1混合)浓度150、300 mg/L的处理扦插成活率最高,分别达到84.2%和83.4%.穗条长度和生长调节剂浓度对扦插成活率存在显著差异,对穗条生根数和平均根长均不存在显著性差异,穗条长度以短穗(3 cm)穗条成活率最高,达到(63.44±9.65)%;生长调节剂以浓度为150 mg/L的处理扦插成活率最高,达到(67.47±4.96)%;基质对滨柃扦插成活率、穗条生根数和平均根长不存在显著性差异.     

山核桃成花过程基因表达的cDNA-AFLP分析

为缩短山核桃Carya cathayensis童期,促进成花,探讨木本植物成花机制,以山核桃为材料,采取成花决定前、成花决定期和成花决定后共3个时段的雌花芽,利用互补脱氧核酸扩增片段长度多态性（cDNA-AFLP）技术克隆成花相关的特异基因片段（TDFs）。试验共获得278个TDFs,经测序和序列同源性分析,其中65个TDFs为未知基因序列,213个TDFs具有同源序列,其功能涉及激素合成、酶合成、细胞信号转导、叶绿体合成和光诱导等。     

核桃JrGA2ox基因的克隆、亚细胞定位及功能验证

【目的】GA2-oxidase(GA2ox)是赤霉素合成过程中起负调控作用的一种关键酶,能够催化有活性的赤霉素为无活性的赤霉素,从而对植物生长起到一定的抑制作用。本研究主要对核桃中赤霉素氧化酶基因JrGA2ox进行克隆及功能验证,有利于进一步探究核桃JrGA2ox基因在植物生长和发育过程中,尤其是在植物株高调控中的作用,从而助力于挖掘与利用核桃中更多的优质基因,培育出更多优良的核桃品种。【方法】采用PCR扩增技术,克隆获得核桃JrGA2ox基因的全长编码序列,进一步通过In-Fusion克隆技术构建具有强启动子的35S∷JrGA2ox∷GFP过表达载体;利用BLAST网络在线工具得到其他植物中的JrGA2ox同源氨基酸序列,并对其进行氨基酸同源序列比对和系统进化分析;其后,通过亚细胞定位揭示其发挥功能的场所,进一步利用农杆菌介导法将构建好的过表达载体转化到核桃体细胞胚中,获得JrGA2ox超表达的阳性转化植株,深入分析JrGA2ox基因的生物学特性。【结果】通过基因克隆,得到1条JrGA2ox开放阅读框,其全长为1 056 bp,共编码351个氨基酸,分子量为39.25 kDa。通过比对发现,该基因编码的蛋白序列含有保守2OG-FeII-Oxy蛋白结构域,具有GA2-氧化酶蛋白家族共同的结构特点,表明JrGA2ox属于GA2-氧化酶基因家族。氨基酸进化树比对分析结果显示,核桃JrGA2ox与毛白杨PtGA2ox聚为一个分支。且JrGA2ox蛋白与木本植物川桑MnGA2ox1、西洋梨PcGA2ox、桃PpGA2ox1及苹果MdGA2ox1蛋白序列同源性较高。烟草叶片表皮细胞亚细胞定位分析表明,JrGA2ox是定位于细胞核与细胞膜中的蛋白。对核桃体细胞胚进行基因遗传转化后经荧光检测及PCR验证表明,35S∷JrGA2ox∷GFP过表达载体被成功转入核桃体细胞胚中。阳性再生植株株高与对照苗相比具显著性差异,其平均株高为对照植株的1/2;且其株高与JrGA2ox基因表达量呈负相关。【结论】核桃JrGA2ox蛋白亚细胞定位于细胞核与细胞膜中。JrGA2ox基因调控核桃株高,主要起到负调节作用。阳性基因转化再生植株中JrGA2ox基因的表达量升高,并表现出明显的矮化特征。本研究结果可为进一步分析该基因在核桃生长发育过程中的作用提供技术参考,且为优良的矮化核桃品种选育奠定一定的基础。