马尾松抗旱性研究进展

综述了国内外学者近20多年来的马尾松(Pinus massoniana)抗旱研究进展,主要包括干旱胁迫对马尾松的种子萌发、苗木以及接种外生菌根提高抗性机理等问题与进展,旨在为马尾松的抗性育种提供理论支撑和技术支持。近年来的研究主要集中在干旱胁迫下幼苗的光合特性、质膜结构、渗透调节、内源酶活性和内源激素含量等生理生化方面,随着干旱胁迫程度的加重和胁迫时间的延长,幼苗的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、叶绿素含量和暗呼吸速率等5个光合指标不断下降;质膜透性和丙二醛(MDA)含量等2个质膜结构指标不断上升;游离脯氨酸和可溶性糖含量等2个渗透调节物质不断上升;超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和硝酸还原酶(NR)3种内源酶类在胁迫条件中的表现不一,SOD随着胁迫加剧活性加大,NR变化趋势相反,POD则呈先上升后下降趋势;内源激素类表现为脱落酸(ABA)含量在胁迫初期反应较敏感,生长素(IAA)和玉米素核苷(ZR)含量随着胁迫加剧含量急剧下降,而赤霉素(GA3)含量无明显变化规律。由于研究方法和研究对象有限,导致了目前抗性筛选的局限性。如何有效解决抗性表型特征选择和评价以及在表型选择基础上开展生化以及分子水平研究是当前马尾松抗性研究的正确途径。     

接种外生菌根真菌对马尾松幼苗生长的影响

采用松乳菇(Lactariusdeliciosus01,02)、华南牛肝菌(Suillusplacidu504)和双色蜡蘑(LaccariabicolorS238N)4株外生菌根真菌固体纯培养接种物,对马尾松进行了圃地育苗接种试验。接种6个月后取样,比较了接种和未接种马尾松幼苗的生长、菌根侵染率和氮磷钾含量的差异。结果表明,外生菌根对马尾松幼苗的生长和氮磷钾养分的吸收有明显的促进作用,接种幼苗的株高、地径、生物量和氮磷钾含量等显著增加,菌根感染率超过65%以上,较对照均达显著水平(P<0 05)。     

马尾松PmPIN1基因的克隆及功能分析

【目的】PIN1基因通过调控生长素极性运输的方式在植物根系生长发育中发挥作用。对马尾松PmPIN1基因进行全长克隆和功能分析,有助于在分子水平揭示马尾松的生根机制。【方法】运用PCR和RACE技术成功克隆马尾松PmPIN1基因cDNA序列;利用生物信息学软件分析PmPIN1基因的核苷酸序列及其编码蛋白的氨基酸序列,并构建系统进化树;通过实时荧光定量分析PmPIN1基因在10年生马尾松幼根、1年生枝条、新叶、花中的表达量差异;利用农杆菌侵染法将PmPIN1基因转入烟草获得转基因植株,比较转基因烟草与转pCAMBIA-1302空白载体烟草之间的表型差异;用激光共聚焦显微镜观察PmPIN1-GFP荧光蛋白在转基因烟草根中的表达模式;酶联免疫法测定野生型和转基因烟草的根、根茎结合处及叶中的生长素含量;用不同浓度的生长素极性运输抑制剂1-N-萘基邻氨甲酰苯甲酸(NPA)处理野生型与转基因烟草,分析烟草根、根茎结合处、叶中的生长素含量变化;利用PEG介导法将16318-hGFP-PmPIN1重组载体转化至拟南芥原生质体中进行亚细胞定位分析。【结果】PmPIN1基因全长2914bp,包含2085bp的ORF,编码的蛋白由695个氨基酸组成,N端与C端均有膜运输蛋白。系统进化树显示马尾松与油松在发育树同一支上。通过实时荧光定量发现PmPIN1在不同组织中的表达量差异达到极显著,1年生枝条与幼根中表达量较高,花中最低。农杆菌介导法转化烟草获得的转基因烟草,较转空载烟草株高增长,生根量增加且根系变长。激光共聚焦显微镜观察得出转基因烟草根部中间有明显绿色荧光富集现象。酶联免疫法测定结果表明转基因烟草根、根茎结合处生长素含量高于野生型,且叶较根和根茎结合处减少。不同浓度NPA处理后,野生型烟草根中生长素含量变化达极显著,且生长素含量随NPA处理浓度的增加而减少;处理浓度为10nmol·L~(-1)时,叶中生长素含量最高;处理浓度为2nmol·L~(-1)时,根茎结合处生长素含量增加较多。不同浓度NPA处理后,转基因烟草不同部位生长素含量变化均未达到极显著。亚细胞定位分析表明PmPIN1蛋白主要分布于细胞膜上。【结论】马尾松PmPIN1与油松PIN1亲缘关系最近。PmPIN1属于膜蛋白。PmPIN1转基因烟草可能提高生长素由地上部位向地下部位的运输能力,减少NPA对生长素含量变化的影响,表明PmPIN1可能调控生长素的极性运输;PmPIN1-GFP绿色荧光富集在根部中间部位,PmPIN1在幼根中表达量较高,转基因烟草较转空载植株发根量多,根长长。研究结果表明PmPIN1基因可能在根系发育中发挥重要作用。     

马尾松捕光叶绿素a/b结合蛋白基因cab-Pm1的克隆与原核表达

光合作用是光合生物将光能转化为化学能,并同时将无机物转化成有机物贮存在生物体的过程.现已证明光合生物对光能的吸收、传递和转化都是在光合膜上具有一定的分子排列和空间构象的色素蛋白复合体上进行的(郁飞等,2001).在高等植物体内,捕光叶绿素a/b结合蛋白基因(cab)属于光合系统基因(Raghvendra,1998),其编码的蛋白质与色素形成捕光色素蛋白复合体(LHC),是一类把能量迅速传至反应中心引起光化学反应的色素蛋白复合体,大部分的叶绿素分子都结合在光系统I(PSⅠ)和光系统Ⅱ(PSⅡ)的天然色素蛋白复合物上.     

马尾松纤维素合成酶基因PmCesA2的克隆及其植物表达载体的构建

为了探究马尾松木材形成的分子机制,以马尾松嫩枝的总RNA反转录得到的cDNA为模板,利用反转录PCR和RACE技术克隆得到马尾松CesA2基因的全长cDNA序列(命名为PmCesA2),序列长度为3 500 bp,包含一个长为3 174 bp的开放阅读框(open reading frame,ORF),编码1 057个氨基酸.序列分析表明:PmCesA2序列与已报道的火炬松CesA2基因(AY789651.1)的相似性达98％.将全长基因克隆到载体pBI121质粒的SnaBI,Sacl双酶切位点之间,构建正义表达栽体pBI121-PmCesA2.     

菌根化马尾松植株抗旱性研究

通过对干旱胁迫下菌根化马尾松松针中细胞膜透性及保护酶的活性变化进行研究,分析了细胞膜保护酶在外生菌根提高马尾松抗旱能力过程中的作用,结果表明,接种劣味乳菇的菌根化马尾松植株的抗旱能力较强,其次是接种紫金蜡蘑的菌根化马尾松植株,CK马尾松植株抗旱能力较差;劣味乳菇菌根化马尾松植株MDA含量和SOD活性的提高幅度均较小,而POD活性和细胞膜透性变化幅度较高,且与马尾松植株的抗旱能力呈正相关。表明细胞膜保护酶的调节作用在外生菌根提高马尾松植株抗旱能力过程中发挥了一定作用。     

马尾松外生菌根菌的培养和育苗效应研究

对彩色豆马勃、厚环乳牛肝菌、血红铆钉菇等７株菌根菌株在４种培养基、３种温度梯度下的生长状况和马尾松苗期接种效果进行研究。结果表明：改良麦芽汁培养基是外生菌根菌的适宜培养基；彩色豆马勃适应力强，明显促进马尾松苗期生长，菌根感染率高，但各菌株之间存在差异；厚环乳牛肝菌不适宜马尾松的苗期生长。     

马尾松板材的酸性脱脂技术

用新研制的酸性脱酯液对速生人工林马尾松板材进行低温低浴比浸渍处理后，板材保持了新鲜材材色，处理力学性能下降不明显，可作室内装饰和实木家具等用材。     

水分胁迫下外生菌根对马尾松幼苗养分吸收的影响

利用接种褐环乳牛肝菌、鸡油菌、彩色豆马勃、土生空团菌的马尾松苗,在温室采用盆栽方法,研究水分胁迫下,不同菌根化苗对养分的吸收情况.结果表明:在水分胁迫下,外生菌根能显著提高马尾松幼苗对N、P、K的吸收.随胁迫加剧,菌根化苗N、P含量和磷酸酶活性均呈先增后降趋势,在中度胁迫时达最大,其中,接种褐环乳牛肝菌l的苗对N、P吸收效果最好,分别比对照增加56.65％和44.32％;接种彩色豆马勃和褐环乳牛肝菌1的马尾松苗的K含量随胁迫的加剧先增后降,在轻度胁迫时达最大,分别比对照增加221.99％和200.00％.N和K主要分布在叶中,而P在根、茎、叶中分布较均匀,菌根的形成有利于马尾松幼苗N、K的上行运输.在轻度和中度胁迫下,接种褐环乳牛肝菌1对提高马尾松苗N、P、K的吸收和含量效果最好,同时也促进了马毛松幼苗生长和抗旱能力的增强.     

马尾松酸性亚硫酸盐浆丙酮抽出物化学成分的研究

利用ＤＥＡＥ－Ｓｅｐｈａｄｅｘ离子交换色谱和气相色谱－质谱计算机联用技术对马尾松酸性亚硫酸协浆丙酮抽出物的化学成分进行了分析。将丙酮抽出物分离成中性组分，弱酸性组分和强酸性组分；中性组分皂化后可进一步分离成皂化物和不皂化物。利用气相色谱－质谱－计算机联用技术，检测出弱酸性组分，皂化物和不皂化物中的一系列化合物。     

黑松和马尾松苗受松材线虫侵染后部分化学物质的响应

为研究松材线虫侵染对寄主植物生理生化物质代谢的影响,以黑松和马尾松4 5年生苗为实验材料,测定了接种松材线虫对2种寄主植物的营养物质和次生代谢物质含量的变化及其规律。结果显示:接种松材线虫初期,黑松和马尾松的总糖含量均较高,随接种时间的延长,总糖含量呈不断下降趋势;黑松的可溶性糖含量一直降低并明显低于对照,马尾松的可溶性糖含量在侵染前期与对照相比变化不明显,而15 d后快速降低;黑松和马尾松的可溶性蛋白含量侵染前期均低于对照,后升高,再降低;黑松的单宁含量明显高于对照,马尾松的单宁含量接种第1天略低于对照,第3天后开始升高;黑松和马尾松的总酚含量均在侵染前期高于对照,而后降低。这些物质的变化趋势显示松材线虫侵染不同寄主植物的生理反应。     

马尾松人工林地力维护研究进展

针对地力衰退与维护这一林业研究热点,文中从林分生产力、土壤理化性质、土壤养分、土壤微生物、土壤酶活性、自毒作用6个方面阐述了马尾松人工林的地力现状。众多研究表明,马尾松人工林尚未出现地力衰退,其产生地力衰退的原因主要是不合理的营林措施。同时从轮作、混交林、发展林下植被、林地施肥、生态系统管理等方面介绍了马尾松人工林地力维护进展,并对马尾松人工林地力维护研究趋势进行了展望。     

马尾松谷胱甘肽过氧化物酶PmGPX6基因cDNA克隆及转化拟南芥耐旱性初步研究

[目的]克隆马尾松谷胱甘肽过氧化物酶基因,并对其进行功能研究。[方法]采用RACE技术克隆基因c DNA序列,实时荧光定量PCR检测基因在马尾松干旱胁迫下的表达模式,花序浸泡法转化拟南芥,并对转基因与野生型拟南芥的生长表型和根系生长进行分析。利用荧光显微镜技术对转基因拟南芥不定根进行GFP荧光检测。[结果]克隆到1个871 bp的GPX基因全长c DNA序列,命名为Pm GPX6。Pm GPX6包括513 bp的完整开放阅读框,编码170个氨基酸残基。Pm GPX6蛋白与油松Pt GPX蛋白同源性达95%。Pm GPX6在马尾松根中高表达,茎、叶中表达量低。在干旱胁迫下,Pm GPX6在根、茎、叶中的表达量均在第15天达到最大,随后出现下降趋势。过表达Pm GPX6与野生型拟南芥植株在正常水分条件下表型与根长差异不大,但在干旱胁迫下,转基因植株根系更长。转基因拟南芥根在蓝色光激发下能发出强烈的绿色荧光,表明Pm GPX6基因能高效表达。[结论]推测Pm GPX6可能参与马尾松干旱胁迫应答。     

马尾松细根研究进展

根系是植物长期适应陆地条件而形成的一个重要的地下器官,在整个生态系统中扮演者重要的角色。细根作为根系系统中最重要部分,对森林生态系统碳平衡和养分循环具有重要作用。马尾松是我国速生特有种,集经济价值和生态价值为一体。文中综述了马尾松细根生物量、周转和寿命的研究进展,并对今后的研究提出展望,以期为我国树木根系生态学研究提供参考。     

马尾松钙调素基因的克隆及响应松材线虫侵染的表达特征

松材线虫病是由松材线虫(Bursaphelenchus xylophilus)侵染引起的严重病害,引起重大的经济和生态损失。钙调素(CaM)是真核生物中Ca2+主要传导蛋白,本研究采用RT-PCR方法,首次从马尾松中克隆获得CaM,命名为pmCaM,并检测了其响应松材线虫侵染的表达特征。序列分析表明:pmCaM完整的开放阅读框核苷酸序列为450bp,编码149个氨基酸的蛋白质;该蛋白含有4个EF-hand结构域,具有钙调素的典型特征,与其它植物的CaM蛋白均有较高同源性。实时荧光定量PCR分析显示:接种松材线虫后30 180 min时间段,马尾松苗根、茎、叶器官中的pmCaM均下调表达,但不同器官间显著下调表达的时间点存在差异;同时,不同器官pmCaM表达量变化均存在特异的随时间发展的波动特征,其中发现,根茎pmCaM在松材线虫接种45 min时均处于表达量高峰。本研究结果显示pmCaM表达响应了松材线虫侵染,揭示pmCaM可能参与了调控松材线虫-马尾松互作早期的钙信号响应。     

芽梢斑螟危害马尾松雄球花的初步研究

马尾松(Pinus massoniana Lamb.)是我国分布最广、数量最多的松树,是组成亚热带地区大面积森林的主要针叶树种,也是淮河以南酸性土荒山造林的先锋树种[1-2]。马尾松花粉有良好的医疗和保健价值。汉代《神农本草经》记载松花粉气味甘温无毒,主治心腹寒热邪气,利小便,消淤血,久服轻身益     

黔中地区一、二代马尾松人工林土壤微生物数量及生物活性研究

由于人工林面积的不断扩大和人类经营措施的不合理,致使世界范围内人工林地力衰退现象十分严重.我国主要造林树种杉木(Cunninghamia lanceolata(Lamb.) Hook)、落叶松(Larix spp.)、桉树(Eucalyptus spp.)等存在地力衰退现象[1-4],其中田大伦[5]、杨玉盛[6]、叶绍明[7]等分别对杉木、桉树连栽进行了较深入研究,得出连栽林地土壤理化性质、林下植物、枯落物生物量及养分循环等有下降趋势.     

马尾松3代种质苗高生长参数的配合力分析

Combining ability of seedling height and shoot elongation parameters for the third generation germplasm of Pinus massoniana were investigated with a 6×6 half diallel cross design, and the parents were selected from the second generation breeding population. The result showed that the net increment of initiation phase, linear phase and later phase of seedling height took 22.82%, 59.05% and 18.13% of the total increment respectively, the increment at linear growth stage played a decisive role in the total increment of seedling height. The result of combining ability showed that, except for total linear growth (TLG), there were not significant differences in general combining ability (GCA) of seedling height, maximum growth rate (MGR), linear growth day (LGD) and linear growth rate (LGR), but for specific combining ability (SCA), except for LGD, there existed significant differences in seedling height, MGR, TLG and LGR, and the dominant gene effect was predominant over the additive gene effect. The reason for this seemed to be that the indirect selection of GCA had been made on mating parents. Compared to the second generation germplasm, which the mating parents had been indirect selected on GCA, the change was little for genetic control model of this trait in the third generation germplasm, and only the variance component of SCA increased to a certain extent.