不同种源火炬松针叶形态变异初步研究

通过对17个美国火炬松种源和对照湖北火炬松的针叶性状分析表明,苗期3年生时,各性状变化大,5年后趋于稳定。针叶变异基本呈倾群变异模式。按针叶性状将美国火炬松种源分成3个区:西部和中西部内陆区,种源针叶长而重,抗旱性强;中部沿海及东南部气温高,种源不耐寒;东北部低温区,种源叶鞘长,耐寒性强。湖北火炬松可能是中西部偏南种源,抗旱性强而耐寒性弱。并分析了3针一束和4针一束在各区中的百分率。     

柚木心材和边材的LC-MS代谢组学比较

为阐明柚木心边材次生代谢产物,明确心边材的差异代谢物及其代谢途径,采用超高效液相色谱联用质谱分析方法,结合主成分分析(PCA)、正交-偏最小二乘法判别分析(OPLS-DA)等统计分析方法,对柚木的心边材进行了代谢组学分析.基于人体代谢组数据库(HMDB)分析,从6株柚木心边材样本中共鉴定出705个代谢物,包括脂类和类脂...     

代谢组学在植物逆境胁迫研究中的应用

代谢组学是继基因组学、转录组学、蛋白质组学之后新兴的一门交叉学科, 是系统生物学的一个重要分支, 近年来在研究植物逆境胁迫方面得到了广泛的应用。文中介绍了代谢组学的检测技术、数据处理及分析方法, 概述了其在植物逆境胁迫下的研究概况, 包括温度、盐分、干旱、病原菌和其他逆境, 以及多种逆境综合胁迫等, 展望了代谢组学的发展前景; 利用代谢组学分析植物在逆境条件下代谢物的变化, 推测应答胁迫植物对代谢途径的调整, 可为研究植物耐受性和适应逆境机理提供分析方法。     

转录组与代谢组联合解析红花槭叶片中花青素苷变化机制

【目的】红花槭秋彩叶的形成,与叶片中花青素苷的含量密切相关。本文旨在揭示红花槭中花青素苷的生物合成机理,为其叶色的定向改良提供理论依据。【方法】为解析花青素代谢物积累和基因表达水平的变化,以转色期同时具有绿叶、红叶和黄叶的红花槭特殊单株为材料,用超高效液相色谱串联质谱和高通量RNA测序的方法分别进行代谢组和转录组分析。【结果】1)在红叶-绿叶、黄叶-绿叶、红叶-黄叶3个比较组中,代谢组正离子模式下分别检测出1 377、1 793、1 098个差异积累代谢物,负离子模式下分别检测出789、699、6 778个差异积累代谢物:红叶与绿叶相比,矢车菊素苷衍生物、天竺葵素苷元和飞燕草素苷元及其衍生物含量大幅上升;黄叶与绿叶相比,矢车菊素苷衍生物、飞燕草素苷及其衍生物含量增加,而天竺葵素苷及其衍生物减少。2) 3个比较组中,转录组测序分别检测出28 536、43 017、27 110个差异表达基因:红叶与绿叶相比,花青素苷合成通路中89. 5%的基因表达量增加;黄叶与绿叶相比,花青素苷合成通路中66. 7%的基因表达量增加。3)红花槭花青素苷的生物合成中,有29个差异积累的相关代谢物和48个差异表达基因。4)差异代谢物和基因的网络互作分析显示,ANR和LAR基因正向调节类黄酮产物而逆向调节花青素苷衍生物,ANS和UFGT基因正向调节花青素苷衍生物而逆向调节类黄酮产物。【结论】当红花槭叶片秋季变色时,花青素苷通路中大量基因的表达量上调,同时矢车菊素-3-(6″-乙酰半乳糖苷)和矢车菊素-3-阿拉伯糖苷含量大幅上升,此为红花槭叶片变色的主要驱动因子。     

转录组和代谢组在林木真菌病害防御反应中的应用研究进展

真菌病害是林木的主要生物胁迫之一,严重影响林业生态安全和经济效益。近年来随着组学技术的突破,转录组技术和代谢组技术已成功应用于林木真菌病害研究,主要包括致病和抗病关键基因的挖掘、林木防御物质的动态合成、抗病分子育种等方面,但林木如何抵御真菌病害及其两者间的互作机制仍是今后研究的热点与难点。文中通过对林木遭受真菌侵染后的转录组信息和代谢组信息进行探讨,包括类黄酮物质合成途径、植物激素信号转导、林木防御关键基因和关键代谢物、关键防御机制及功能网络等,将在理论上丰富林木响应真菌病害侵染的过程,为林木和真菌病害的互作研究奠定基础,并为林木抗性育种和化学防治提供参考;此外,基于目前转录组和代谢组在林木真菌病害防御反应方面的研究,对林木基因组研究、多组学联合研究以及病原菌组学研究等进行展望,以期为林木真菌病害研究提供新思路。     

油茶花芽分化后期内源激素与代谢组学差异分析

[目的]解析内源激素和关键代谢物调控油茶花芽分化的分子机制.[方法]以3个分化时期(雌雄蕊形成期、子房和花药形成期、雌雄蕊成熟期)的普通油茶花芽为研究对象,采用LC-MS和GC-MS技术分别进行内源激素和代谢物差异分析,并对差异代谢物进行PCA主成分分析和OPLS-DA分析,研究不同激素在3个分化时期的动态变化,解析关...     

不同产地杜仲雄花的非靶向代谢组学比较与分析

[目的]比较分析不同产地杜仲雄花的代谢组学差异,为杜仲雄花高效利用以及规模化精准评价杜仲种质资源提供参考.[方法]利用超高效液相色谱-四级杆飞行时间质谱技术(UPLC-QTOF/MS)测定河北安国、四川广元、河南新乡、河南洛阳和贵州遵义等5个代表性产地杜仲雄花的非靶向代谢组,利用XCMS、metaX等软件以及利用KEG...     

南美油藤种子发育过程的代谢组学和转录组学联合分析

【目的】南美油藤种子油中富含不饱和脂肪酸,是一种具有重要经济价值和应用前景的油料植物。目前影响南美油藤种子油脂合成的关键基因、途径及其调控机理尚未清晰。因此,对南美油藤种子的脂质代谢物的动态变化规律及重要脂肪酸代谢相关调控基因的研究,不仅能够为提高其种子油产量和改善油脂品质提供理论基础,也可为其他木本油料植物高效开发利用提供有价值的参考依据。【方法】选用不同生长阶段的南美油藤种子(形成初期、发育初期、中期、后期、成熟期)为研究对象,结合GC-MC代谢组学技术和高通量转录组测序技术,分析种子发育过程中脂质代谢物含量的动态变化规律,并根据种子不同生长阶段的差异表达基因寻找出脂质代谢物生物合成与累积的关联酶基因。【结果】脂质代谢组学分析发现,南美油藤种子中高含量的α-亚麻酸和亚油酸主要在种子成熟阶段合成与累积,是判别南美油藤种子中脂肪酸缓慢累积时期与快速累积阶段的依据。转录组学分析表明,南美油藤种子成熟阶段前后的基因表达存在显著差异。结合代谢组学与转录组学的分析结果显示,与脂肪酸生物合成和累积相关的6个关键酶基因的表达模式与脂肪酸的合成和累积存在显著的相关性,基因家族的不同成员存在生物学功能的差异性和多样性。其中FAD2-3、FAD7、FATA、KAS2、LACS2、LACS8和SAD酶基因表达与脂肪酸总含量及主要脂肪酸含量呈显著正相关,说明7个酶基因表达对南美油藤种子油脂的合成与累积有促进作用;FAD2-2、KCS1、KCS10和LACS1酶基因与脂肪酸总含量及主要脂肪酸含量呈显著负相关,说明4个酶基因的表达对南美油藤种子油脂的合成与累积具有抑制作用。【结论】南美油藤种子成熟前后脂肪酸含量及差异表达基因存在显著差异,可依据种子中α-亚麻酸和亚油酸的含量变化将种子发育过程划分为脂肪酸缓慢累积和快速累积2个时期;南美油藤种子脂肪酸代谢中的6个关键酶基因的表达模式与脂肪酸的合成和累积存在显著的相关性,且同一基因家族的不同成员在脂肪酸的累积过程中可能具有不同的生物学功能。研究结果可为利用分子生物学技术提高南美油藤种子油产量和改变脂肪酸组分提供备选基因和相应的理论基础。     

基于1H-NMR代谢组学的不同产地手参药材质量评价研究

本研究共收集了16批手参药材样本,采用氢核磁共振(~1H-NMR)代谢组学技术,建立手参药材的整体~1H-NMR指纹图谱,并结合主成分分析(PCA)等化学计量学方法,从代谢物组水平上系统分析了不同产地手参药材的初生和次生代谢产物差异,从而对不同产地手参药材的质量进行了整体评价。通过比较发现,GC-1、GC-2、GC-3、GC-4、GC-5、GC-6、GC-7、GC-8、GC-9、GC-10产地的手参药材有更好的质量,研究建立的~1H-NMR图谱为手参药材的质量控制与评价提供了新的技术手段,研究结果为手参药材的人工种植、品种选育、质量控制和开发利用提供参考依据。     

盐酸-香草醛比色法测定油松针叶和树皮中原花青素的含量

原花青素为低聚黄烷化合物的总称,广泛存在于各种植物核、皮或种子中。笔者用甲醇作溶剂,以儿茶素为标准品,采用盐酸-香草醛比色法测定油松针叶和树皮中原花青素的含量。结果表明,油松针叶和树皮中原花青素的含量分别为6.0 g/100 g和3.91 g/100 g。     

湿地松和火炬松纯林和混交林生长比较

以湖北省荆门市彭山林场不同林龄的湿地松纯林、火炬松纯林和湿地松+火炬松混交林为研究对象,采用木材解析法,比较研究了湿地松、火炬松两个树种在纯林和混交林的生长特性,以了解两树种混交效果是否具有明显的增产效果。结果表明:与纯林相比,在15年时,湿地松和火炬松在混交林中直径分别增加了12.05%和10.60%,材积分别增加38.91%和24.25%。在所有5个混交林中,湿地松和火炬松的相对产量均大于1。湿地松和火炬松混交在生长量和材积上表现出正效应。在混交林中,湿地松获得更多的效应,但无论在纯林还是在混交林中,火炬松均比湿地松生长得好。     

湿地松、火炬松适应性分析

在同样的立地条件和抚育条件下,在1~20 a内,湿地松的生长明显优于火炬松和马尾松。20~30 a内,国外松生长不如马尾松,而且对地力的适应性也不如马尾松。作为短轮伐期的速生丰产纸浆林,湿地松是适应性比较强的速生丰产的引进树种,但在立地差、集约度低或海拔高处应以本地树种马尾松为主。     

火炬松与马尾松混交造林效果分析

通过对火炬松与马尾松混交造林成效的全面调查,分析不同坡向和坡位对火炬松与马尾松生长量的影响及其树种生长规律之间的差异,结果表明：在相同立地质量等级和相同经营措施条件下,坡向以半阳坡的火炬松和马尾松生长量最大,林分总蓄积量达157.521 m3/hm2,阳坡次之,阴坡最小;坡位以下坡的火炬松和马尾松生长量最大,林分总蓄积量达170.795 m3/hm2,中坡次之,上坡最小。火炬松的平均胸径连年生长量达0.97 cm,比马尾松高出6.4%,平均树高连年生长量达0.56 m,低于马尾松10.8%,平均单株材积连年生长量达0.135 2 m3,略高于马尾松0.6%。因而,火炬松适宜当地造林。     

湿地松、火炬松优良家系选择

对引进美国的湿地松（Pinus elliottii）、火炬松（P．taeda）的生长状况,与当地马尾松（P．massoni-ana）进行比较分析。4年试验结果表明：在广西北部丘陵地,火炬松生长表现良好,树高、胸径、单株材积显著大于马尾松、湿地松;试验所研究10个火炬松家系、1O个湿地松家系生长量,树高、胸径、单株材积生长差异明显;马尾松4年生时,采用种子园种子,轻基质育苗,造林施基肥,生长量与采用母树林种子,黄泥土育苗,不施基肥,树高、胸径、单株材积生长量分别提高了8．6％、19．7％和55．5％。     

火炬松的引种试验总结

青岛地区于１９７４～１９８８年，先后３次从国外引进火炬松商品种子进行引种试验，通过种子育苗、田间造林等试验研究，表明火炬松在青岛地区低丘阳坡引种是成功的，１９年生火炬松林分测定，其树高、胸径、材积的年平均生长量分别为同龄日本黑松的１７７．８％、１９６．７％和８２９．４％，火炬松干形直、材质好、松脂含量高，抗性强，未发现松干蚧危害；鉴于适宜种源种子短缺，在种源研究的基础上应恻重引入北亚热带和抗寒种源。     

火炬松引种试验报告

火炬松原产美国东南部 ,生长在海拔 40 0m左右的低山丘陵 ,是优良的用材薪炭树种。我国淮河以南的广大丘陵地区都有引种 ,并生长良好。1 992年我们开始引种火炬松 ,并对火炬松生长进行观察研究 ,现将结果报告如下 :1　引种区概况滕州市地处山东省南部 ,与江苏省接壤 ,属暖温带半湿润季风气候 ,气候和土壤情况都与火炬松的原产地相近 ,见附表。附表　滕州市火炬松引种点及美国火炬松原产地概况地点引种年份 纬度经度 海拔(m)平均温度(℃ )年降雨量(mm)绝对最低温度 (℃ )无霜期(d) 土壤东戈镇1 993北纬35°2 1′东经1 1 7°1 6′ 2 0 0 1 4.6…     

Nutrient use and uptake in Pinus taeda

We quantified nitrogen (N), phosphorus (P), potassium (K), calcium (Ca) and magnesium (Mg) content, use (nutrient amount for one growth year), retranslocation (nutrients recycled before foliage senescence), uptake (use minus retranslocation), volume production per unit of uptake and fertilizer-uptake efficiency (percent applied taken up) in a 2 x 2 (nutrient and water) factorial experiment replicated four times in an 8-year-old loblolly pine (Pinus taeda L.) stand growing on a nutrient-poor sandy soil in Scotland County, North Carolina, USA. Over 14 years, we applied 1140, 168, 393, 168 and 146 kg ha(-1) of elemental N, P, K, Ca and Mg fertilizer, respectively, and an average of 710 mm year(-1) of irrigation. All plots received complete vegetation control. Fertilization about doubled tissue N, P, K and Mg contents at age 21, whereas irrigation resulted in smaller increases in nutrient contents. Maximum annual uptake was 101, 9.3, 44, 37 and 13 kg ha(-1) year(-1) and volume production per unit of nutrient uptake was 0.35, 3.5, 0.66, 1.1 and 3.1 m(3) kg(-1), for N, P, K, Ca and Mg, respectively. Irrigated plots had greater volume production per unit of N, P, K and Mg uptake than control plots, likely because irrigation allowed photosynthesis to continue during dry periods. Fertilized plus irrigated plots had less volume production per unit of these elements than the fertilized plots either because nutrient uptake exceeded the requirement for optimum growth or because available water (rainfall plus irrigation) was insufficient for the leaf area achieved with fertilization. At age 19, fertilizer-uptake efficiencies for N, P, K, Ca and Mg were 53, 24, 62, 57 and 39%, respectively, and increased with irrigation to 68, 36, 78, 116 and 55%, respectively. The scale of fertilizer uptake was likely a result of low native site nutrient availability, study longevity, measurement of all tissue components on site, a comprehensive assessment of coarse roots, and the 3-m rooting depth. Ecosystem nitrogen retention (applied nitrogen found in living plant material, litter fall and soil to 150-cm depth) was estimated at 79% at age 17, a value that would likely be greater when including soil nitrogen to rooting depth and calculating retention at age 21 when the study ended. The ecosystem retention value provides evidence that intensive site resource management can be accomplished with low likelihood of applied materials moving offsite.     

6年生火炬松生长量差异与其密度相关性分析

对6年生6个家系新引进火炬松的生长量差异与其密度相关性作了分析,结果表明,在高生长量、胸径生长量、材积及密度方面存在极显著差异,而在生长量与密度相关方面,树高、胸径和材积与密度之间相关关系不显著.     

火炬松芽苗移栽容器育苗技术

介绍了火炬松形态特征及生物学特性,并论述了其种子处理、苗床、育苗基质的准备,播种、芽苗移栽、幼苗的管理以及病虫害防治等技术措施。