湿加松MSAP反应体系建立及引物筛选

为建立适合湿加松的MSAP（甲基化敏感扩增多态性）反应体系,以湿加松幼嫩针叶为材料,建立了湿加松MSAP反应体系,即：400ng基因组DNA用EcoRⅠ,HapⅡ或MspⅠ各3U,37℃保温24h。预扩增体系为：酶切-连接产物1μL、上下游引物各1μL、2×PCR mastermix10μL和ddH2O2 7μL。20μL选择性扩增体系中,含有10倍稀释的模板DNA2μL、上下游引物各1μL、2×PCR mastermix10μL和ddH2O2 6μL。利用反应体系,筛选出了13对适宜于湿加松MSAP分析的引物,建立的MSAP反应体系可用于湿加松基因组DNA甲基化差异分析。     

日本构树再生体系建立

以日本构树茎尖、腋芽、叶片等营养器官作外植体接种,6-BA1.0mg/L、NAA0.05mg/L、IBA0.3mg/L为生长调节剂培养日本构树试管苗,并出瓶移栽,以最适合的栽培基质、科学的管理方法提高试管苗移栽成活率,建立日本构树再生体系。     

漾濞核桃RAPD反应优化体系的建立

以漾濞核桃中的大姚三台核桃为实验材料,通过对影响RAPD扩增结果的主要因子Tag酶、Mg+2、引物、模板DNA、dNTPs等不同的浓度和组合的试验研究,确定了漾濞核桃的最适反应体系和扩增程序,即在25μL反应体系中,0.75 u.L-1Taq DNA聚合酶,3.0 mmol.L-1Mg+2,0.3 mmol.L-1引物,含1.6 mg.L-1模板,2.5 ul 10×Buffer,dNTPs各0.2 mmol.L-1。扩增程序为:94℃预变性300 s,94℃变性40 s,36℃退火60 s,72℃链延伸120 s,45次循环后,72℃延伸600 s。     

兴安落叶松SSR反应体系的建立与优化

采用L16(4^5)正交试验设计,对影响兴安落叶松SSR-PCR反应体系的主要因素(模板DNA、d NTPs、Mg^2+、Taq聚合酶浓度及引物浓度)进行了试验分析,其结果表明:兴安落叶松SSR-PCR体积为20μL的最佳反应体系是模板DNA用量50 ng、正反向引物浓度均为5μmol·L^-1、d NTPs浓度为2.5 mmol·L^-1、Mg^2+的浓度为2.5 mmol·L^-1、Taq聚合酶用量为1.0 U、最佳退火温度为60℃。试验所建立的反应体系可进一步用于兴安落叶松SSR遗传图谱构建、多样性分析、良种选育等方面的研究中。     

日本落叶松纤维素合酶基因片段的克隆及单核苷酸多态性分析

[目的]纤维素合酶(cellulose synthase,CesA)在植物纤维素合成途径中发挥主要调节作用,是控制木材纤维品质和产量的重要基因.从日本落叶松中分离克隆与纤维素合成相关的LkCesA基因,并对其进行核苷酸多样性以及连锁不平衡分析,为在日本落叶松中开展基于LkCesA基因的连锁不平衡作图及其辅助日本落叶松木材纤维性状的分子育种提供理论依据.[方法]依据日本落叶松转录组数据库检测到的纤维素合酶(CesA)基因ESTs序列设计引物,从日本落叶松中分离获得LkCesA基因片段.在此基础上,利用DnaSP5.0软件对日本落叶松40株基因型个体的LkCesA序列进行核苷酸多样性和连锁不平衡分析.[结果]从日本落叶松中成功克隆了CesA基因片段:该片段长1 209 bp,包含部分开放阅读框,长度为1 053 bp,可编码350个氨基酸,所推导的蛋白质氨基酸序列与火炬松Pt-CesA2的蛋白质氨基酸序列同源性为95.4％.在日本落叶松40株基因型个体的LkCesA序列中共检测到83个SNP位点,SNP发生频率为1/21 bp,多样性指数πT为0.006 05.在这些SNPs中,69个属于转换,14个属于颠换,其中19个为常见SNPs,64个为罕见SNPs.在外显子区域,共检测到54个SNP位点,其中34个为错义突变,20个为同义突变.进一步的连锁不平衡分析显示,随着核苷酸序列长度的增加,SNP连锁不平衡程度逐渐减弱.[结论]克隆到的LkCesA为植物CesA基因家族中的一员.LkCesA基因的连锁不平衡在基因内部就已衰退,说明选择该基因作为候选基因,在日本落叶松中开展连锁不平衡作图用于指导日本落叶松的定向培育及木材品质改良是可行的.此外,在LkCesA基因中检测到多个常见SNP位点,为进一步开展该基因的连锁不平衡作图提供了材料.     

家蚕来源肠球菌RAPD反应体系的优化

通过调整 Mg2 、DNA模板、引物、Taq DNA聚合酶和dNTPs的浓度及PCR反应循环次数,建立并优化了家蚕来源肠球菌的RAPD-PCR反应体系及条件.结果表明,在25 μl反应体系下,当Mg2 的浓度为3.5 mmol/L、DNA模板加入量为50 ng、引物浓度为15 pmol/L、Taq DNA聚合酶加入量为3U、 PCR反应循环次数为45时,扩增结果最好.在本实验室,为家蚕来源肠球菌的遗传多样性研究建立了一种最佳RAPD分析模型.     

普陀樟SRAP-PCR反应体系的建立

以舟山群岛的普陀樟（Cinnamomum japonicum var.chenii）新鲜叶片为实验材料,采用L16（45）正交试验设计,对影响普陀樟SRAP-PCR反应的Mg2+浓度、dNTPS、Taq DNA聚合酶、引物和模板DNA用量5因素组合进行了筛选。结果表明：适于普陀樟的SRAP-PCR反应体系（20μL）为2.5 mmol/L Mg2+、0.2 mmol/L dNTPs、1.5 U Taq DNA聚合酶、0.4μmol/L引物、10 ng模板DNA、2μL 10×PCR buffer,该体系位点清晰,扩增稳定;利用该反应体系从100对SRAP引物组合中筛选出多态性好的引物24对。     

日本落叶松咖啡酸-O-甲基转移酶基因 LkCOMT的克隆及单核苷酸多态性分析

依据日本落叶松转录组数据库检测到的咖啡酸-O-甲基转移酶(COMT)基因ESTs序列设计引物,分离得到一个编码该酶的新基因。其cDNA克隆全长为1 350 bp,包含长度为1 092 bp的开放阅读框,可编码364个氨基酸残基。序列分析显示,所推导的蛋白质氨基酸序列包含COMT基因5个所特有的保守元件,与海岸松PpCOMT的蛋白质氨基酸序列同源性达94%。在此基础上,利用DnaSP5.0软件对日本落叶松40株基因型个体的LkCOMT序列进行了单核苷酸多样性SNPs分析,共检测到92个SNP位点,SNP发生频率为1/17 bp,多样性指数π_T为0.007 80。在这些SNPs中,65个属于转换,27个属于颠换。在外显子区域,共检测到58个SNP位点,其中37个为错义突变,21个为同义突变。研究结果为日本落叶松基因标记辅助育种提供了理论基础。     

山苍子AFLP反应体系的建立及其引物筛选

通过对山苍子幼嫩叶片、顶芽、花蕾3种组织的DNA提取效果分析和对影响酶切及选择性扩增效果的4个主要因素(酶切时间、Mg²⁺浓度、dNTPs浓度、引物浓度)的比较研究,建立了适合于山苍子AFLP分析的技术体系。结果表明,山苍子的顶芽是较好的DNA提取材料;山苍子基因组DNA经5 U EcoR I和5 U Mse I酶切1 h即可完全酶切;最佳的选择性扩增体系为20 μL反应体系中含有1.0 U rTaq聚合酶、2.0 μL 10×PCR缓冲液、1.8 μL 25 mmol·L^-1MgCl₂、1.4 μL 2.5 mmol·L^-1dNTP、100 ng·μL^-1引物各1.0 μL。使用该反应体系获得了清晰、稳定的DNA指纹图谱,并筛选出10对多态性较好的AFLP引物组合,为利用AFLP标记技术进一步开展山苍子种群遗传结构、遗传分化等研究奠定了基础。     

基于TM的北亚热带高山区日本落叶松林生物量模型

在北亚热带高山区日本落叶松林内均匀布设51块标准地并测定实际生物量,从同期的TM数据中提取多种植被指数、波段均值,和现地调查的海拔、坡度一起作为自变量进行建模。结果表明:单波段TM4与生物量的相关性最强(R=0.814),TM3与生物量的相关系数为最小的0.074;植被指数INDVI、IDVI、ISAVI、IMSAVI和IRVI均与生物量极显著相关,其相关系数分别为0.912、0.906、0.901、0.891和0.896;生物量与坡度负相关而与海坡正相关;INDVI对该地区生物量的指示效果最佳,且二次多项式模型的拟合精度最高,其R值和平均残差分别为0.912和-1.5。     

日本落叶松冠层光合生理参数的空间异质性研究

目的]比较日本落叶松不同冠层和方位光合生理参数的差异,探讨冠层及方位变化对光合生理参数的影响,为构建冠层生产力模型及估算冠层生产力提供理论参考。[方法]以7年生和19年生日本落叶松单木为研究对象,将树冠分为上、中、下3层,东、西、南、北4个方位,测定冠层每一部位的光响应曲线、CO_2响应曲线和光合色素含量,并分析不同冠层及方位的光合生理特性。[结果]表明:垂直方向上,2种林龄样木冠层对大多数光合生理参数影响显著;最大净光合速率(A_(max))、光饱和点(LSP)、光补偿点(LCP)和暗呼吸速率(R_d)随冠层的升高而增大;最大羧化速率(V_(max))、最大电子传递速率(J_(max))、磷酸丙糖利用率(TPU)和羧化效率(CE)均为下冠层最小,而CO_2补偿点(CCP)均为冠层下部最大;不同冠层针叶光合色素含量差异显著,且叶绿素a(Chla)、叶绿素b(Chlb)和类胡萝卜素(Car)均随冠层的升高而降低。水平方向上,方位对2种林龄树木光合生理参数均影响不显著,南向和东向光合参数均值分别反映了7年生和19年生样木全冠层的光合特性。光合生理参数在林龄间无显著差异。[结论]日本落叶松冠层光合生理参数具有空间异质性,冠层对树木多数光合生理参数的影响显著,而方位和林龄对以上参数影响不显著。     

日本落叶松 UDPGDH基因的cDNA克隆和表达分析

以日本落叶松杂交Solexa转录组测序获得的数据为依据,经拼接后获得尿苷二磷酸葡萄糖脱氢酶(UDPGDH)原序列,以该序列两端设计引物,在落叶松亲代和子代幼嫩针叶中成功克隆了UDPGDH基因cDNA序列,序列长1 443 bp,编码480个氨基酸。qRT-PCR结果分析表明:UDPGDH基因的表达量在落叶松杂交子代中远远高于亲本,正交子代的表达比反交子代高,说明UDPGDH在形成细胞壁半纤维素前体物过程中起着非常重要的作用,暗示UDPGDH在子代的高表达有利于杂种优势的形成。     

日本落叶松插穗长度对二年生苗生长的影响

日本落叶松插穗长度对二年生苗生长的影响＠王笑山＠王建华＠王有才＠董晓光＠常贵书＠崔振李￥中国林业科学研究院林业研究所￥辽宁省清原县大孤家林场￥辽宁省清原县林业局世行造林项目办公室日本落叶松，插穗生根率，移植成活率，一级苗产量日本落叶松插穗长度对二年生苗生长...     

大老岭自然保护区日本落叶松林凋落物分解及养分释放研究

[目的]研究外来引进树种日本落叶松林凋落物对土壤养分的影响。[方法]采用分解袋法分别对18年生和24年生日本落叶松林以及周围针阔混交林凋落物的分解和养分释放规律进行了研究。[结果]凋落物分解和养分释放速率均表现为针阔混交林日本落叶松纯林;24年生日本落叶松林18年生日本落叶松林。其中不同林分的凋落物残留率与时间呈指数相关,凋落物年分解系数(K)也表现为针阔混交林(0.555 6)24年生日本落叶松林(0.445 0)18年生日本落叶松林(0.366 2)。凋落物分解速率与初始N元素含量呈极显著正相关,而与C/N比呈显著负相关,高的木质素含量对凋落物的分解有一定影响。C元素、K元素表现为直接释放模式,而研究中C/N比和C/P比相对较高,使N元素和P元素均表现为先富集后释放的模式。各养分元素的残留率总体呈现出18年生日本落叶松林24年生日本落叶松林针阔混交林的格局。[结论]不同林分凋落物分解和养分释放速率差异较大。凋落物年分解系数表现为针阔混交林24年生日本落叶松林18年生日本落叶松林。     

落叶松体细胞胚萌发能力研究

[目的]研究落叶松体细胞胚萌发能力,为落叶松在应用方面规模化繁殖提供理论依据。[方法]以落叶松体胚性细胞系S287的成熟体细胞胚为材料,区分了落叶松体细胞胚的不同子叶形态;进行树脂切片及显微观察后,对其萌发能力进行了统计;并利用外源施用激素的方法研究了影响落叶松体胚再生成苗的重要因子。[结果]成熟的落叶松体细胞胚主要以四种形态存在,分别是正常子叶胚(NC≥4),裂生子叶胚(2NC4),杯状胚(NC=1)以及畸形胚。纵切结构观察显示前三种体胚都能发育出完整的SAM和RAM,萌发率依次为17.2%,12.4%和5.7%,而畸形胚不具有完整的SAM和RAM,在萌发培养基上不能生根,并很快死亡。针对萌发率低的现状,进一步施用不同浓度的GA3和IAA发现,只有2 mg·L-1IAA对落叶松体胚生根具有明显的促进作用,其萌发率达到了56%,且在后期存活率仍能保持较高水平。[结论]IAA在落叶松体细胞胚萌发中发挥重要的调控作用。     

Changes in levels of endogenous plant hormones in cambial regions of stems ofLarix kaempferi at the onset of cambial activity in springtime

The total amounts of endogenous indole-3-acetic acid (IAA), cytokinins, and abscisic acid (ABA) were quantified by gas chromatography-selected ion monitoring-mass spectrometry (GC-SIM-MS) in cambial regions of the main stems ofLarix kaempferi during the spring season. During the sampling period, cambium in the dormant state entered the active meristematic state. The total amount of IAA did not change at the onset of cambial reactivation but increased when the active division of cambial cells became apparent. Four cytokinins —trans- andcis-ribosylzeatin (RZ),N ⁶-isopentenyladenine (iP),N ⁶-isopentenyladenosine (iPA) — were quantified, but no zeatin (Z) was detected. The total amount of the four cytokinins together and the total amount of isopentenyl-type cytokinins (iP and iPA) varied during the sampling period but did not appear to be specifically associated with cambial activity. The total amounts oftrans- andcis-RZ remained relatively constant during the sampling period, as did the total amount of ABA. The results suggest that there is little correlation between total amounts of endogenous plant hormones in the cambial region and reactivation of the cambium during the spring.     

长白落叶松人工林生长模型的研究

根据黑龙江省孟家岗林场、江山娇林场的固定标准地及吉林省松江河地工的团状枝解析样地调查数据,基于Ｋｏｒｆ生长方程,导出了落叶松人工林分自然稀疏模型和断面积生长 此为核心构造了满足相窝必蝗树高曲线预估模型、林分收获预估模型落地松人工林生长模型系统,用由这４个模型构成的模型系统可模型不同林分的平均胸径、每公顷株数、林分断面积及林分蓄积的生长过程,并与实际林分很接近     

基于红外相机的大果红杉物候及观赏特征研究

以云南白马雪山国家级自然保护区曲宗贡区域大果红杉观赏季观赏特征为目标,采用红外相机进行大果红杉物候监测,通过与固定样地结合数据分析,了解观赏特征变化规律。结果表明,大果红杉叶各阶段的物候变化与海拔、温度、湿度、株密度等有直接关系,海拔越高,大果红杉叶变色时间越早,落叶期越短;气温越高、降雨量越少,叶变色时间越晚;株密度对叶变色期影响不显著,但对落叶期影响明显,株密度与落叶期长呈正相关关系。     

日本落叶松杂种及亲本 4CL基因的克隆和SNP多态性分析

以日本落叶松(Larix kaempferi)不同杂交组合为材料,依据转录组测序信息,成功获得了11种日本落叶松材料的4 CL基因的编码区序列,该序列长1 537 bp,包含完整ORF片段1 368 bp,编码455个氨基酸。qRT-PCR结果分析表明,除日本落叶松Larix16×Larix61组合外,Larix82×Larix13、Larix40×Larix10和Larix82×Larix61子代的表达均高于双亲,推测4 CL基因差异表达与落叶松杂种的木质素生物合成有关。进一步采用SNP标记方法和DNAMAN软件对不同日本落叶松杂种和亲本组合的单核苷酸多态性进行分析。共检测到66个SNP多态性位点,表明日本落叶松4CL 具有丰富的遗传多样性。66个SNP变异中,属于三突变1个;转换类型45个,占总变异的68.18%;20个属于颠换类型,占总变异的30.30%,转换:颠换=9:4。在转换类型中,A/G和C/T转换分别占28.79%和39.39%;颠换类型中A/C、A/T、G/C、G/T分别占4.55%、9.09%、9.09%和7.58%。采用NJ 聚类法对克隆片段的氨基酸序列进行了遗传多样性分析。