巨桉EgrZFP6基因在非生物逆境胁迫响应中的功能

[目的]通过对巨桉非生物逆境响应相关基因EgrZFP6（Eucgr.A01232）蛋白结构和基因功能的初步研究,探讨该基因在巨桉非生物逆境响应中所发挥的作用,为桉树抗逆育种提供理论基础。[方法]首先利用CDD在线软件分析EgrZFP6编码蛋白序列的结构域,并利用NCBI中的Blast软件搜索与EgrZFP6蛋白序列相似程度较高的其他物种中ZFP蛋白,用Clustalx进行多序列比对,联合分析、比较它们的结构域。然后,构建EgrZFP6∷sGFP融合载体,采用基因枪轰击洋葱表皮方法对EgrZFP6蛋白表达进行亚细胞定位;同时,构建35S∷EgrZFP6超表达载体,采用花序侵染法进行拟南芥遗传转化;对获得的超表达拟南芥转基因纯合株系,分析其正常条件、低温、干旱和高盐等非生物逆境处理下的表型变化;利用酵母双杂交法筛选到与EgrZFP6互作蛋白EgrERF4（Eucgr.F01164）,并对低温、干旱和高盐等非生物胁迫下巨桉植株中EgrERF4的表达情况用实时荧光定量RT-PCR方法进行分析。[结果]巨桉EgrZFP6编码蛋白为1个典型C2H2型锌指结构蛋白,有2个包含QALGGH序列的植物特有锌指结构域,1个乙烯响应元件结合因子相关双性抑制子EAR基序和1个L-box基序;亚细胞定位结果表明EgrZFP6表达蛋白定位在细胞核中;与野生型对照相比,EgrZFP6超表达的拟南芥转化植株中,主根伸长生长受到一定抑制,对低温敏感性增强,PEG（1 g·L^-1以上）处理能促进侧根增加和伸长,植株根伸长对高盐抑制作用的耐受性有一定程度提高。乙烯响应相关转录因子基因EgrERF4编码蛋白能够与EgrZFP6编码蛋白互作;正常巨桉植株不同低温（-8,-4,0,4℃）2 h处理下,除-8℃外,EgrERF4表达均呈现被诱导趋势;4℃低温不同时间（0.5,2,6,12,24,48 h）处理下,基因也被诱导表达;干旱条件下,随处理时间延长,基因表达被严重抑制,而高盐（200 mmol·L^-1）胁迫则能促进EgrERF4表达。[结论]EgrZFP6转录因子可能通过与EgrERF4互作参与巨桉低温、高盐和干旱胁迫响应。在低温胁迫下发挥负调控作用;而在干旱和高盐逆境条件下能通过改变植株根构型,一定程度上提高对逆境的适应能力。     

巨桉EgrDREB2A基因结构及表达特性分析

【目的】 从低温条件下巨桉mRNA抑制消减杂交(SSH)文库中筛选得到一个受低温诱导的基因 EgrDREB2A (Eucgr. G03094),通过对其蛋白序列特征、亚细胞定位特点以及低温、ABA和盐胁迫逆境处理条件下基因表达方式的分析,讨论 EgrDREB2A 在巨桉非生物逆境响应中所发挥的作用。【方法】 使用SMART,MatInspector和MEGA等生物信息学软件,分析 EgrDREB2A 的序列和编码蛋白特征,搜寻启动子上的重要顺式作用元件并构建其蛋白序列进化树; 亚细胞定位采用基因枪轰击洋葱表皮的方法; EgrDREB2A 组织表达特异性及低温、ABA和盐胁迫条件下的基因表达分析分别采用半定量和定量RT-PCR方法进行; 在4 ℃低温下随处理时间(0.5,2,6,12,24,48 h)的基因数字表达谱基础上,用WGCNA和Cytoscape软件对 EgrDREB2A 进行基因共表达分析。【结果】 EgrDREB2A 编码的蛋白序列含有1个典型的AP2结构域,且结构域内部包含YRG和RAYD 2个保守区,属于DREB2类基因,进化树构建结果表明该基因属于DREB2类基因的亚型Ⅰ。 EgrDREB2A 启动子序列上含有多个与植物逆境响应相关的顺式作用元件。该基因有明显的核定位区,亚细胞定位结果也表明其编码蛋白主要在核中表达。正常条件下,根、茎和叶中 EgrDREB2A 都有表达,但叶片中表达水平相对较高。在不同低温(0,2,4,6,8 ℃)下 EgrDREB2A 被强烈诱导,4 ℃低温下随处理时间(0.5,2,6,12,24,48 h)的延长,其表达量呈上升趋势,不同时间处理下与 EgrDREB2A 具有共表达关系的基因多属于参与植物对逆境响应的基因。ABA(100 μmol·L^-1)对 EgrDREB2A 的表达表现为先促进而后抑制,而NaCl(200 mmol·L^-1)的处理则表现为先抑制后促进。昼夜节律同样影响 EgrDREB2A 的表达,光照下基因表达升高,黑暗条件下基因表达降低。【结论】 巨桉 EgrDREB2A 属于DREB2类基因,其表达受低温诱导,同时受ABA、盐和昼夜节律的影响。该基因启动子序列上启动子元件及与其共表达基因大多与植物逆境响应有关。这些结果表明 EgrDREB2A 可能在巨桉抵抗非生物逆境因子的过程中发挥比较重要的作用。     

巨桉低温胁迫响应基因EgrCR的表达与功能

[目的] 通过对巨桉中冷响应基因EgrCR(Eucgr.B02857)的蛋白序列特征、亚细胞定位、低温等非生物逆境条件下的表达以及拟南芥中该基因超表达株系的表型分析,探讨EgrCR基因在巨桉响应低温等非生物逆境中的作用。[方法] 利用Protparam,PSIPRED,TMHMM,MatInspector和MEGA等生物信息学软件,预测EgrCR编码蛋白结构特征、启动子上的重要顺式作用元件,并构建其同源蛋白序列进化树;同时,采用基因枪轰击洋葱表皮方法进行基因编码蛋白亚细胞定位分析;组织特异性表达及低温等非生物逆境及昼夜节律下的表达分析,分别采用半定量和定量RT-PCR方法。通过构建35S::EgrCR超表达载体转化拟南芥,观察转基因株系在不同低温(0,4℃)处理下的表现,研究该基因对低温响应的功能特性。[结果] EgrCR编码的蛋白序列含有144个氨基酸,二级结构中包含4个α螺旋、3个β折叠,没有预测到结构域、跨膜域的存在。在进化的亲缘关系上,EgrCR与毛果杨中的同源蛋白亲缘关系最近,氨基酸序列相似度达到68%。在其启动子序列上含有多个与植物逆境响应相关的顺式作用元件。亚细胞定位结果表明其编码蛋白在核中表达。正常条件下,EgrCR主要在茎和叶中表达。不同低温(0,2,4,6,8℃)处理和4℃低温下随处理时间(2,6,12,24,48 h)的延长,EgrCR受到强烈的诱导。ABA(100 μmol·L^-1)对EgrCR表达没有明显影响,而NaCl(200 mmol·L^-1)处理下则表现为先抑制后促进。昼夜节律也影响EgrCR的表达,光照下基因表达被诱导,黑暗条件下基因表达受抑制。拟南芥中EgrCR超表达转基因株系4℃处理条件下,花青素苷积累现象减轻; 0℃处理3天再恢复生长1周后,超表达株系能快速恢复生长,表现出较强的耐低温能力。[结论] EgrCR基因参与巨桉低温胁迫响应,还可能参与巨桉的高盐胁迫响应,昼夜节律对其表达也有影响。     

巨桉EgrCBF 1 和EgrCBF 2 基因的克隆和胁迫响应表达分析

从低温诱导的巨桉幼苗中克隆到2条CBF的全长cDNA序列,命名为EgrCBF 1 和EgrCBF 2 ,全长分别为1 062 bp和1 203 bp,编码220个氨基酸和196个氨基酸,命名为EgrCBF 1 和EgrCBF 2 (GenBank登录号分别为: JQ068827; JQ068828),都包含1个AP2结构域。2个基因编码的蛋白都与冈尼桉中CBF蛋白(DQ241820)具有很高的同源性,与EguCBF1a的同源性分别达到了91%和80%。RT-PCR分析表明,EgrCBF 1 主要在叶和根中表达,而EgrCBF 2 在叶、茎和根中都有表达。对不同低温条件(0,2,4,6,8 ℃)和4 ℃ 2,4,8,24,48 h处理下EgrCBF 1 和EgrCBF 2 的qRT-PCR分析表明: 2个基因都受低温诱导,并在2 ℃时诱导水平达到最高; 4 ℃下随低温时间的延长,它们的诱导表达特性都呈先升后降的趋势。在100 μmol·L^-1 ABA,200 mmol·L^-1 NaCl和干旱处理下,EgrCBF 1 受ABA和干旱诱导,EgrCBF 2 则受干旱和高盐胁迫诱导。     

巨桉、巨尾桉生长与气候因子的关联度分析

通过林木引种灰色关联度分析 ,探讨永安市引种的巨桉、巨尾桉在相同立地条件下其生长与气候因子的关系。结果表明降水量是影响巨桉、巨尾桉生长的主导气候因子。     

巨桉群体遗传结构分析

用20个l0bp随机引物对巨桉11个种源80个个体进行了群体遗传变异的比较分析。共检测到149个位点,其中89个为多态性标记位点,总的多态位点百分率为59．73％。其种源内多态位点百分率(P)、香农信息指数(SI)及遗传分化指数(DC)值均较高,巨桉各种源内遗传变异性丰富;种源间遗传分化指数百分比(PDC)显示,PDC值介于1．52％～10．42％之间,说明巨桉种源间遗传变异较小,即种源群体的变异主要存在于群体内部。8号、10号种源内具有较高的遗传变异,3号和6号种源内的变异水平较低。这些为巨桉种源的选择提供了有利的遗传基础。     

非生物逆境对植物抗坏血酸过氧化物酶作用的影响研究进展

指出了植物抗坏血酸过氧化物酶(Ascorbate peroxidase,APX)含有高度保守的氨基酸残基,分为叶绿体型同工酶和非光合器官型同工酶,以各自特异方式调控细胞内过氧化氢(H2O2)浓度。APX基因编码区同源性较高,表达具有组织特异性,响应H2O2、热激转录因子(Heat shock factors,HSFs)等信号因子调节,可调控胁迫相关蛋白和转录因子的表达。非生物逆境胁迫下,过量表达APX,可有效清除物体内活性氧(reactive oxygen species,ROS),减轻过氧化损伤,提高植物抵御逆境的能力。     

巨桉EXP基因家族的生物信息学分析

[目的]本研究有助于了解EXP基因家族的基本特征,为深入研究其功能搭建平台。[方法]本研究对从巨桉(Eucalyptus grandis Hill)中筛选出35个EXP基因家族成员(Egr EXP1 Egr EXP35),利用生物信息学方法对其基因特征与表达模式进行综合分析。[结果]巨桉EXP基因分布在8条染色体之上,EXP蛋白均定位在细胞质膜上发挥作用,大多数的家族成员具有信号肽。巨桉EXP编码的蛋白质由α-螺旋、延伸链、无规卷曲、β-转角组成。进化分析结果表明,巨桉EXP蛋白与毛果杨(Populus trichocarpa) EXP蛋白的进化关系接近。35个巨桉EXP基因在巨桉未成熟木质部、成熟叶片、韧皮部、茎尖、木质部以及幼叶组织中表达模式存在显著差异。[结论]EXP基因家族各成员的表达模式不同,Egr EXP17、Egr EXP18可能在巨桉木材形成过程中起重要作用。     

赣南地区巨桉人工林生长分析

2006—2011年对赣南6个巨桉无性系试验基地林分的生长状况进行连续观测与分析,结果表明:树高、胸径生长速率均在2～4 a接近峰值,5 a进入材积和蓄积的第一峰值。年平均树高增长2.19 m,年平均胸径增长2.38 cm,年平均总蓄积14.10 m3·hm-2。依生长发育可初步划分其短轮伐期纸浆用材林为3个阶段,分别对应于幼龄林(1～2 a)、中龄林(3～4 a)、成熟林(5～6 a)。     

巨桉性状遗传相关和通径分析

对巨桉家系生长性状、形质性状等的遗传分析表明 ,巨桉家系间在胸径、树高、材积和冠幅方面存在着很大的生长差异 ,各生长性状遗传相关极显著。通径分析进一步揭示胸径是构成巨桉单株材积的最主要因素。     

尾叶桉、巨桉优树选择标准的建立

尾叶桉、巨桉是华南地区引种成功及重点改良的2种桉树,以往选优基本上是围绕短周期纸浆纤维材改良目标而进行,选优林分的林龄小于15 a,多为6 a以下。本文以林龄16 a以上的尾叶桉、巨桉林分进行选优,以期为中大径材桉树培育提供改良用的优树材料。采用三株优势木对比法和配对T检验法确定优树生长量临界值,并兼顾干形质量指标进行选优。通过对25株候选优树和75株优势木生长量、分枝与干形分值的分析,建立了尾叶桉、巨桉优树选择标准：优树的单株材积≥3株优势木平均单株材积的1.35倍,胸径≥3株优势木平均胸径的1.15倍或树高≥3株优势木平均树高的1.03倍,分枝＋干形得分≥7。在候选的25株优树中有17株符合标准被评为优树,入选率为68%。     

巨尾桉栽培技术及其效益分析

介绍巨尾桉植物学和生物学特性,栽培技术,分析其经营效益,为培育巨尾桉速生丰产林提供依据。     

巨桉耐寒无性系井冈1号的选育

采集抗寒巨桉单株的萌芽条,通过组培方式繁殖试验苗,以邓恩桉、赤桉、巨桉无性系Eg5、广林九、巨赤桉无性系DH201-2、尾巨桉无性系DH3229等品系作对照,经过多点对比试验的生长观测、抗寒性调查、抗雪压调查以及主要病虫害抗性的测定与调查,综合评价了井冈1号的生长与适应性,并讨论了井冈1号的适宜栽培区域和发展前景。结果表明:井冈1号的抗寒性与邓恩桉、赤桉接近,但抗雪压能力较邓恩桉、DH3229好,井冈1号的保存率、高生长和胸径生长均比邓恩桉、赤桉、Eg5等抗寒品系好。     

亮果桉、巨桉、多枝桉、双肋桉等树种的引种试验

亮果桉等桉树的引种试验首先在保山进行,后又在昆明金殿森林自然中心进行中试,以直干桉作对照。经对幼林阶段的生长量、生物量、抗性等进行综合分析评定,结果表明:亮果桉、巨桉、多枝桉、双肋桉各项指标接近或优于对照。亮果桉高生长比对照大24％,巨桉大4％,多枝桉大16％,双肋桉与对照相似;亮果桉胸径生长比对照大22—46％,巨桉大11％,多枝桉、双肋桉与对照相似。因此,上述树种可以在相应的地区发展。     

赣南巨桉最佳造林时间的调查分析

从赣县营造17个月的巨桉无性系Eg2林地野外对比调查结果,阐述在赣南地区巨桉高产栽培的最佳时间为3月下旬至4月下旬。     

桉树枝瘿姬小蜂危害巨园桉的研究

桉树枝瘿姬小蜂(Leptocybe invasa Fish erLa salle)在巨园桉(E. grandis×E. tereticornis)DH201-2不同生长阶段和不同生长高度均能侵入定居,并产生大量虫瘿,对巨园桉危害严重。     

福建省尾叶桉和巨桉引种栽培区的气候区划

本文选取与桉树生态、生物学特性和生长规律有关的10个气象因子,对福建省64个县(市)的数据作R型主成分分析,结果前6个主成分的累积贡献率高达90.9％;用这6个主成分作模糊聚类分析,分出三类;用这三类的均值与固定样本比较,作模糊相似优先比判别,可将福建省引种的尾叶桉、巨桉两种桉树栽培区划分为最适宜产区、适宜产区和一般产区。     

巨桉人工林树高直径年生长分析研究

调查测定巨桉一年中的树高、直径生长,以确定最佳的施肥时间,发挥最好的施肥效果。     

巨桉性状遗传相关和通径分析

对巨桉家系生长性状、形质性状等的遗传分析表明，巨桉家系间在胸径、树高、材积和冠幅方面存在着很大的生长差异，各生长性状遗传相关极显著。通径分析进一步揭示胸径是构成巨桉单株材积的最主要因素。     

巨尾桉在龙岩市引种状况的调查分析

通过对龙岩市引种的巨尾桉 (E .grandis×E .urophylla)林分的生长状况及受冻情况的调查 ,结果表明 :巨尾桉生长迅速、丰产性好 ;冻害程度与地形、林分年龄、水体等因素有关。值得进一步扩大试验和在相应地区推广种植