毛白杨次生维管系统再生过程的基因表达

【目的】次生维管系统再生能够在树干维管系统丧失后通过去分化、再分化或转分化等组织修复手段实现维管组织的再生。为了鉴定和研究次生维管系统发育相关的重要基因和调控元件,本文利用毛白杨次生维管再生系统,分析了不同再生时期的基因表达模式,为进一步揭示木材形成的基因调控机制奠定基础。【方法】将4年生毛白杨无性系在形成层活动旺盛期进行环剥取样。对剥皮后的树皮内侧和树干表面的样本,以及再生第7、10、14、18和21天5个不同时期获取的再生材料进行高通量转录组分析,并利用基因共表达分析(WGCNA)方法,得到与不同再生时期密切相关的模块,并对这些特异表达的基因进行表达网络和生物学功能分析。【结果】将第0天(剥皮当天)树皮内侧样本与树干表面样本、再生第7天样本与树干表面样本,以及相邻再生时期的样本进行表达差异分析。对得到的14 202个差异基因进行WGCNA分析,构建基因共表达网络,获得与维管再生过程相关的10个共表达模块。其中,Grey60模块的基因在再生第7天样本和树皮内侧样本中特异表达,主要涉及DNA复制、有丝分裂、细胞分裂和微管运动等功能;该模块还含有大量与表观遗传调控、细胞周期相关的基因,它们在再生第7天的高表达可能激活了脱分化木质部细胞的增殖和组织类型的改变,使其获得再分化能力。此外,Pink模块的基因在第0天成熟维管组织样本中的表达量极低,但在再生过程中表达呈上升趋势,到第21天达到最高值;这些基因主要参与细胞分裂、细胞壁修饰、韧皮部发育、碳水化合物代谢、DNA的转录调控等相关的生物学途径。Pink模块中与韧皮部分化相关的标记基因,比如APL、NAC45/86、DOF、BSPA、PP2和SUS的表达被重新激活,与调节形成层细胞增殖和分化的CLE41/44和CLV1一样,表达量都是从再生第10天开始逐渐增加。到次生维管系统再生后期的第18天和第21天,形成层已经完成了结构重构并能进行细胞的分裂、分化,此时木质部标记基因和次生壁调控因子有较高的表达。【结论】毛白杨次生维管系统再生早期,脱分化的木质部细胞通过表观遗传和细胞周期调控重新获得细胞分生能力;之后,韧皮部的细胞分化程序被启动,再生形成层开始细胞增殖和分化;到再生后期,通过相关基因调控,形成层再分化木质部和韧皮部。通过对次生维管组织再生过程中基因的表达分析和调控模块的鉴定,进一步验证了次生维管再生的遗传调控基础,也可为揭示植物维管组织再生的调控机制奠定基础。     

植物干细胞中WUS/CLV反馈调控机制的研究进展

回顾植物顶端、根端和侧生分生组织的模式结构,以及干细胞区的WUSCHEL/CLAVATA(WUS/CLV)反馈调控机制研究进展发现,3种分生组织不仅都具有长期潜在的维持原始细胞启动状态的功能,而且可能都存在调控相邻干细胞分裂、分化的干细胞区。茎端分生组织中和根端分生组织中分别存在WUS/CLV和WOX5/CLE40反馈调控机制,2种反馈调控机制都具有维持干细胞区的分裂及其与其他组织形成之间的动态平衡功能。而有关植物尤其是木本植物的维管形成层组织中WUS/CLV反馈调控机制的报道不多,文中就这方面的研究进行综述和展望。     

查尔酮合酶与查尔酮异构酶基因特征及转基因应用

查尔酮合酶和查尔酮异构酶一起构成了黄酮类化合物生物合成的限速酶.底物先是由查尔酮合酶的作用形成袖皮素查尔酮化合物,然后再由查尔酮异构酶异构化成不同的黄酮类化合物.查尔酮合酶和查尔酮异构酶广泛存在于多种植物中,涉及了苯丙氨酸代谢途径中各种具有防御性产物的生物合成,在植物的抗菌机制、抗胁迫、细胞的发育和分化、色素的积累和外源基因的表达等方面起着重要的作用.就查尔酮合酶和查尔酮异构酶的结构特点、编码基因的克隆及序列特征、基因的表达调控以及转基因应用等方面进行了系统的综述,并对其今后进一步的研究提出了适宜的建议.     

植物亲环素基因的结构、功能及表达调控

亲环素是一类多基因蛋白质家族,广泛分布于脊椎动物、无脊椎动物、其他后生动物、植物、真菌及原核生物等几乎所有生命体中,存在于细胞液和各个细胞器中.亲环素在结构上高度保守,具有肽脯氨酰顺反异构酶的活性,参与免疫抑制、蛋白质折叠以及细胞信号传导等多种生物学过程.植物亲环素与其他生物亲环素的结构具有一定的相似性,但含有特有的7个氨基酸插入序列K S/M GKPLH,该插入序列的功能及重要性尚不清楚.植物亲环素基因除具有一般亲环素的功能外,还在植物生物学、胁迫应答、抗病原体免疫等方面发挥重要作用.植物亲环素的基因表达和积累受各种生物因素和非生物因素等逆境条件的影响和调节.但是,许多植物亲环素的功能研究仍然停留在推导和假设水平,还需要开展进一步的实验研究加以证明.     

河北武安国家森林公园维管植物区系研究

武安国家森林公园有维管植物109科402属744种(含种以下分类单位),分别占河北维管植物区系科、属、种数的67.7%、46.9%、28.2%,是河北省维管植物较为丰富的区域之一。本区维管植物科数较多,属、种数相对较少;木本植物较少,草本植物占绝对优势。区系地理成分复杂,温带性质的植物处于主导地位。     

CLE多肽激素信号转导在植物维管系统发育分化中的作用

多肽激素参与植物的生长、发育及抗逆等许多生命过程,特别是作为信号分子在细胞与细胞之间的短距离信息交流中起着关键作用。原形成层/形成层细胞通过分裂与分化,在保持自身分生活性的同时,不断生成木质部和韧皮部细胞。近年来研究表明,CLE多肽激素及其类受体激酶通过独特的信号转导机制决定着维管形成层细胞的命运,在调节维管系统的发育方面具有重要的作用。以维管组织为重点,着重介绍CLE多肽激素在控制和影响拟南芥原形成层/形成层细胞分裂和分化方面的信号通路。尽管目前还不清楚CLE多肽激素如何影响木本植物维管形成层的起始、维持及分化,但随着杨树全基因组序列的获得,采用功能基因组学研究策略,将进一步了解林木植物中控制维管形成层细胞分生和分化的重要基因,从而实现调控次生维管系统发育、改良材性的目标。     

太行山低山石灰岩区林麦复合经营模式合理经营年限的界定

研究了太行山低山石灰岩区苹果＋小麦复合经营模式的合理经营年限,通过建立树木覆盖率与小麦相对减产率的数学模型,苹果树冠的生长模型,建立了农林复合系统合理经营年限的数学模,可以计算出果麦复合系统不同配置模式的合理经营年龄,经营年限以该地区矫化苹果树最常用的株行距３ｍ＊４ｍ为例是４ａ矮化砧苹果树２ｍ＊３ｍ也是４ａ,２ｍ＊６ｍ可达６ａ。     

环境因子和植物激素在植物性别表达中的作用

高等植物的性别表达不稳定。研究发现,植物个体在发育过程中环境条件的改变可能会改变原定程序的表达,从而引起植物性别分化方向或群体性别比例的变化,甚至使性别分化逆转。文中概述了矿质营养、气体、湿度、光照、温度和创伤等多个方面的环境因子与生长素、赤霉素、脱落酸、乙烯和细胞分裂素5类植物激素在植物性别表达中的作用,对其应用前景和研究中存在的不足进行了探讨,以期为今后的研究提供参考。     

北京九龙山林地对降雨的调蓄功能*

对北京九龙山油松林、侧柏林、阴坡灌木林、阳坡灌木林的林冠层、枯落物层及土壤层对降雨的调蓄功能进行了研究，结果表明：四种不同林地的林冠截持率为２２％～３２％，大暴雨下的截持率为７％～１０％；枯落物层的有效调蓄为０．４６～２．４２ｍｍ；５０ｃｍ土层的快速、慢速和变化调蓄量分别为３５～４８ｍｍ；５４～４８ｍｍ，２８～５２ｍｍ；四种林地调蓄功能的顺序从大到小为油松林、阴坡灌木林、阳坡灌木林、侧柏林。     

基于声信号的供气管道阀门泄漏监测与定位系统研究

对供气管道阀门泄漏监测与定位系统进行基于声信号的研究,结合GPRS/GSM网络平台的长距离传输方式设计出可实现定位反馈功能的系统架构模型。文中详述系统的组成及内部连接方式并对传感器固定装置进行设计,利用不同材质管道泄漏孔声信号频率分析表设计出系统运行过程框图。系统应用的自动化监测模式对管道阀门泄漏监测与定位起重要意义。     

吉安庐陵传统村落文化景观基因识别与提取研究

指出了传统村落作为传承中华文明的重要载体,具有丰富的文化历史价值,其中吉安庐陵传统村落文化是我国独具区域性文化的杰出代表.吉安庐陵传统村落较为原真地再现了庐陵文化的历史特征和文化内涵,是当代人深入了解庐陵传统文化的重要窗口.以文化景观基因为研究视角,系统地识别与提取了吉安庐陵传统村落的传统名居、公共建筑、建筑材料与标志...     

广西唇柱苣苔属植物的引种栽培试验

对广西植物研究所引种的20种野生唇柱苣苔属植物的生长状况、物候期、引种驯化栽培技术及应用前景进行研究。结果表明:①唇柱苣苔属植物在有保护设施条件下观赏性状比野生性状优良,开花物候期比引种地提前,无病虫害现象发生;②在疏林下,植物观赏性状跟引种地基本一致,开花比引种地延期,部分种类虫害较严重;③生长快、适应性强、繁殖栽培容易;④唇柱苣苔属植物适合盆栽观赏,其次是用于花坛布置、岩石园造景。     

粤东地区野生珍稀濒危植物研究

粤东地区共有野生珍稀濒危植物33种,约占我国珍稀濒危植物的8．5％。其中蕨类植物1种,裸子植物5种,被子植物27种;濒危2种,渐危18种,稀有13种。这些珍稀濒危植物具有种类组成丰富、热带性质明显、起源古老、特有现象突出、经济用途广等特点。文章在分析其特点的基础上,提出了保护这些资源的对策。     

松树大田育苗与苗木生长调控技术的研究

本项研究在总结传统育苗的基础上，应用推广了苗木生长调控新技术，新老技术紧密结合配套使用，取得了松树大田育苗的良好效果。通过选择圃地、控制播种量、精耕细作、科学管理，并在苗木旺盛生长期的8月中旬进行切根、剪顶，有效地促进了苗木生长发育。结果表明，马尾松播种量45kg／hm2，培育苗木169．2万株，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级合格苗出圊率时％，其中优质苗率达53．5％。苗木茎干粗壮、根系发达、菌根丰富，达到了大田优质苗的质量标准。