调控S木质素合成基因F5H1研究进展及对竹遗传改良的展望

植物特异调控S木质素生物合成F5H1基因的克隆与遗传转化研究,有利于在木质素含量不变的情况下,改变木质素组分,提高制浆效率,减少污染,对造纸工业的可持续发展有着很重要的意义。该文着重综述了近年来不同植物F5H1基因克隆和遗传转化的研究现状,并对未来F5H基因在调控竹木质素组分改变方面的研究前景进行了展望。     

欧美杨107木质素生物合成酶CCR基因的克隆及其鉴定

木质素作为草类饲料消化性的限制因子,直接影响饲料的利用率,而CCR是木质素生物合成关键酶之一。从正在分化的2a生欧美杨107次生木质部RT-PCR扩增出的基因片段,与pMD20-T载体连接,重组质粒经限制性内切酶酶切、特异引物PCR扩增和测序鉴定。结果表明该扩增片段长为961bp,含一个编码301氨基酸的完整开放阅读框,其核苷酸序列与Leple等发表的白杨杂种Populus trichocarpa CCR的cDNA序列(AJ224986)同源性达到98.2%,并且反向插入到pMD20-T载体,因此构建了CCR的反义大肠杆菌表达载体,为后续的基因操作打下基础。该基因序列已提交国际核苷酸序列库,登录号为AM921698。     

乌桕SRAP-PCR体系优化与引物筛选

乌桕是我国重要木本油料树种,目前有关乌桕SRAP-PCR相关研究罕有报道.笔者以乌桕优树总基因组DNA为模板,建立了乌桕的SRAP最佳反应体系:20μLPCR反应体积系中,2μL10×PCR buffer、0.2mmol/L dNTPs、0.25mmol/L引物、1.5U Taq聚合酶和40ng模板DNA.并从100个...     

江南油杉ISSR-PCR反应体系建立与引物筛选

为了建立江南油杉(Keteleeria fortunei var.cyclolepis)ISSR-PCR最佳反应体系,以江南油杉嫩叶为材料,采用改良CTAB法提取基因组DNA,通过单因素实验设计,进行ISSR-PCR反应体系和反应条件优化,并筛选出多态性ISSR引物。实验结果表明:江南油杉ISSR-PCR最佳反应体系为25μL体系中模板DNA 40 ng,引物浓度为0.8μmol/L,2×Taq PCR Master Mix用量为12μL。利用该体系从100条ISSR引物中筛选出扩增条带清晰、特异性好的6条引物(UBC807、UBC809、UBC811、UBC812、UBC835、UBC841)。     

苦楝SSR-PCR反应体系优化及引物筛选

[目的]借鉴以往楝属文献报道的SSR引物,筛选高度多态性、稳定性高、重复性好的苦楝SSR引物,为苦楝遗传图谱构建、QTL定位和分子标记辅助选择育种等研究领域应用奠定基础.[方法]本研究采用单因素法和正交试验设计进行SSR-PCR反应体系优化,并利用该体系以8个不同种源的苦楝基因组DNA为模板,从135对候选SSR引物中进行引物筛选.[结果]苦楝SSR-PCR最优反应体系为:1.0 μL 50 ng·μL^-1模板DNA,1.2 μL 100 μmol·L^-1引物,1.0 μL 10 mmol·L^-1 dNTPs,0.8 μL 25 mmol·L^-1 Mg²⁺,0.15 μL 5 U·μL^-1 Taq酶,1.5 μL 10×Buffer,补ddH₂O至15 μL;最终筛选出15对具有高度多态性、稳定性高、重复性好的SSR引物.[结论]本研究成功优化了苦楝SSR-PCR反应体系,并成功筛选出15对适用于苦楝的SSR引物.     

红刺玫DNA提取及SSR引物筛选

本文通过两种方法提取红刺玫的基因组DNA,结果表明最适合的方法为磁珠法提取。以红刺玫基因组DNA为模板,优化SSR反应体系并确定反应条件,从22对SSR引物中筛选出扩增性强和稳定性好的有用引物12对;以有用引物进一步对红刺玫月季植物进行SSR,5对引物具有多态性,百分率为67～100%。该研究结果为红刺玫和月季亲缘关系分析、杂交亲本选择、以及杂交品系的鉴定奠定基础。     

核桃DNA的提取及RAPD分析的引物筛选

以核桃叶片为材料,对其DNA提取方法和RAPD引物的筛选进行了研究。结果表明,采用核沉淀法从核桃叶片中能提取到高质量的DNA,可以用于RAPD分析;从120条随机引物中筛选出了14条显示核桃遗传差异的多态性引物。     

毛红椿AFLP体系优化及引物筛选

以江西九连山国家级自然保护区毛红椿天然林为研究材料,对毛红椿AFLP反应体系中的DNA提取方法、酶切与连接步骤、连接产物稀释倍数、预扩增产物稀释倍数等影响因子进行优化,并筛选AFLP多态性高的引物。结果表明：不同提取方法对DNA质量有很大影响,试剂盒法提取的DNA杂质少,质量高;酶切与连接采用一步法完成;连接产物最适稀释倍数为3倍,预扩增产物最适稀释为10倍;利用4个天然居群的毛红椿基因组DNA从64对引物组合中筛选出4对具有多态性扩增条带的引物,总扩增出147个位点,其中多态性位点122个,平均多态位点百分率84.36%,多态性较高,适用于毛红椿AFLP分析的4对引物组合分别是：E1/M6、E4/M7、E5/M3、E5/M8,为毛红椿遗传多样性和种质资源研究奠定了基础。     

竹材木质素降解菌的筛选与鉴定*

竹材木质素的降解一直是制约竹材资源利用的重要影响因素。文章通过对49 份腐烂的竹材样品进行平板划线分离纯化得到74 株真菌,利用PDA- 愈创木酚变色及PDA- 苯胺蓝退色反应,初步筛选出具有木质素降解酶能力的4 株木质素降解菌,通过酶活力测定对初筛得到的4 株木质素降解菌进行复筛,发现FG-22 菌株具有较好木质素降解能力,对FG-22 降解菌株进行形态学和分子生物学鉴定,确定FG-22 为杂色云芝（Trametes versicolor）。     

红椿SSR-PCR体系建立和多态性引物筛选

[目的]本研究旨在建立红椿SSR-PCR最佳反应体系,并筛选适于红椿SSR分析的高多态性引物。[方法]通过L16(45)正交试验设计,确立红椿SSR-PCR最佳反应体系;利用优化后的体系对来自楝科植物的135对SSR引物,在6个不同的红椿居群中进行扩增,筛出能有效扩增的引物并进一步筛选出适于红椿的高多态性引物。[结果](1)10μL基于荧光d UTP的SSR-PCR体系中包含:10×buffer 1.0μL,Taq酶(5 U·μL-1)0.1μL,Mg Cl2(25mmol·L-1)0.8μL,d NTP(200 mmol·L-1)0.025μL,荧光d UTP(1 nmol·μL-1)0.01μL,引物(10 mmol·L-1)0.8μL,DNA模板45 ng剩余用dd H2O补足;(2)筛选出29对能有效扩增的引物,复选后获得了12对适于红椿SSR分析的高多态性引物。[结论]建立了SSR-PCR最佳反应体系并筛选出高多态性引物,为红椿的分子标记等遗传学研究提供了基础。     

毛竹木质素合成相关基因C4H的克隆及组织表达分析

采用RT-PCR和RACE技术,从毛竹中克隆了C4H基因cDNA全长序列。该基因包含1 506 bp开放读码框,编码502个氨基酸。与NCBI核酸和蛋白数据库中序列进行比对, 结果表明该基因与单子叶植物高粱、水稻和玉米中的C4H基因同源性较高,分别达到88%、88%和87%。经过荧光定量PCR分析,该基因在毛竹不同发育时期和不同组织中表达丰度不同,在冬笋中表达量最高,其次为春笋顶部、中部、叶、3年生茎、根、叶鞘、2年生茎、春笋、1年生茎,而在春笋基部中表达最低。在笋顶部、中部的高水平表达表明本文克隆的C4H基因与发育时期维管组织的细胞壁加厚相关,可以作为调控木质素合成的目标基因用于竹子基因工程改良。     

植物木质素生物合成转录因子及调控遗传网络分析

利用生物信息学的方法,对有代表性的23个调控植物木质素生物合成的转录因子进行系统发育树和保守基序分析,同时结合已报道的转录因子功能,构建维管植物次生细胞壁生物合成的调控遗传网络。结果表明:系统发育树中MYB转录因子、NAC转录因子和NtLIM转录因子各聚为一类。保守基序中除PttMYB21a外,MYB转录因子都具有2个不相同的MYB DNA结合域SANT基序;NAC转录因子都具有共同的保守基序NAM。调控遗传网络中11个转录调控模块通过调控自身/下游转录因子/包含AC元件的木质素单体途径基因/不包含AC元件的木质素单体途径基因对次生细胞壁生物合成产生影响。     

木质素生物合成及其基因调控的研究进展

木质素是地球上数量仅次于纤维素的有机物, 在植物生长发育中具有重要的生物学功能, 也是生物质能源的来源之一, 但在制浆造纸过程中, 将木材原料中木质素与纤维素分离, 不仅能耗高, 成本高, 而且废弃物还污染环境.林木木质素改良对于提高纸浆得率和质量、降低造纸经济成本以及环境保护, 都具有重要意义.文中介绍了木质素生物合成途径及其基因调控的研究进展, 此外, 还介绍了木质素生物合成基因调控的研究趋势, 主要是木质素特异性启动子、双价和多基因结构的共抑制以及转录因子的调控.     

Cloning and Characterization of Gene cab-PhE4 in Phyllostachys edulis

A fragment with about 798 bp of cab gene was amplified from the first strand of Moso （Phyllostachys edulis） cDNA through RT-PCR method, named as cab-PhE4 （cab gene 4 from Ph. edulis）. The cab-PhE4 （GenBank accession number： EF405878） gene encodes 265 amino acid. The bioinformatics analysis indicated that the protein encoded by cab-PhE4 has a chlorophyll a/b-binding domain （64th- 232nd position）, a protein kinase C phosphorylation site （33rd-35th position）, a N-myristoylation site （169th-174th position）, and an involucrin repeat （207th-216th position）. The amino acid sequence of cab- PhE4 showed high similarity with the cab genes of Zea mays, Triticum aestivum, Musa acuminata, Panax ginseng and Oryza sativa, more than 90%, respectively.     

乙酸木质素基聚氨酯硬泡的制备与性能

将乙酸制浆法废液中的木质素进行提取和精制,采用红外光谱(FTIR)、31P-NMR谱和凝胶渗透色谱(GPC)对其结构进行表征,并利用乙酸木质素、聚醚多元醇和甲苯二异氰酸酯在发泡剂和催化剂的条件下合成聚氨酯硬泡。采用TG、DSC和压缩测试对聚氨酯硬泡的热学和力学性能进行研究,并用扫描电子显微镜观察聚氨酯硬泡的泡孔结构。结果表明:乙酸木质素作为多羟基聚合物,可以部分代替聚醚多元醇和异氰酸酯发生反应制备聚氨酯材料;当乙酸木质素添加量为5%时,聚氨酯硬泡的压缩强度达到1.325MPa,比未添加木质素的泡沫高出约63%,此时的压缩模量也达到0.181MPa;随着乙酸木质素添加量增加,乙酸木质素基聚氨酯硬泡的最快分解温度下降,而玻璃化转变温度没有明显升高;乙酸木质素基聚氨酯硬泡泡孔平整均匀。     

刺槐木素受热变色的光谱分析

为探讨刺槐木材受热变色的原因,采用红外光谱和紫外光谱分析了刺槐磨木木素结构受热后官能团的变化.结果表明,刺槐木素受热后共轭羰基、酚羟基增多并且有醌型结构产生;光谱吸收带红移,可见光区吸收峰强度增加.与用水蒸气加热处理相比,在干燥条件下加热后木素结构变化相对较小.刺槐木素受热处理后结构中共轭体系的增大是木材木素变色的重要原因.     

支持向量机结合近红外光谱法测定杉木木质素的含量

采用支持向量机(SVM)结合近红外光谱(NIR)技术建立测定杉木中木质素的定量分析模型。以47个杉木样品作为实验材料,用常规方法测定了样品中木质素的含量,用近红外光谱仪采集相应的光谱,对光谱数据进行平滑、求导、小波压缩以及归一化,结合支持向量机,以径向基(RBF)作为核函数,建立了测定杉木中木质素含量的模型。校正相对误差的平方和为0.007433,预测相对误差的平方和为0.001219。结果表明,该方法测量比较准确,可以用于杉木中木质素含量的预测。