毛白杨PtoWOX11/12a对杨树扦插苗生长发育的影响

【目的】WOX转录因子家族是一类植物特有的转录因子家族,在植物胚胎建成、干细胞分裂和分化的维持以及器官的形成过程中发挥重要调控作用。本研究分析毛白杨Pto WOX11/12a基因对转基因84K杨叶形、茎等生长发育的影响,分析毛白杨不定根诱导过程中及过表达和抑制表达Pto WOX11/12a转基因84K杨中Pto WOX11/12a基因、生长素合成基因YUCCA1和YUCCA8的表达模式,为深入研究WOX基因对植物生长发育的调控机制提供参考。【方法】对在温室生长1~3个月的过表达和抑制表达Pto WOX11/12a转基因以及非转基因84K杨(对照)的叶形、株高和地径进行比较;通过组织切片对转基因和非转基因84K杨的第5、9和13节间的解剖学特征进行分析,并对各节间的形成层和木质部宽度进行比较;利用实时荧光定量PCR(q PCR)技术,分析Pto WOX11/12a、生长素合成基因YUCCA1和YUCCA8在毛白杨不定根产生过程中及在过表达和抑制表达Pto WOX11/12a转基因84K杨中的表达模式。【结果】在叶形上,过表达Pto WOX11/12a转基因84K杨叶片长度与非转基因84K杨(对照)没有显著差异,但是宽度显著大于对照;抑制表达Pto WOX11/12a转基因84K杨的叶长和叶宽都明显小于对照,且叶边缘呈现锯齿状缺刻。在植株的株高和地径方面,过表达和抑制表达Pto WOX11/12a转基因84K杨的株高和地径都明显低于对照,且存在显著差异;茎解剖分析发现,过表达Pto WOX11/12a转基因84K杨木质部宽度小于对照,形成层细胞层数多,而抑制表达Pto WOX11/12a转基因84K杨木质部宽度同样小于对照,但与过表达植株相比,木质部宽度相对变大,形成层细胞层数变少。q PCR结果显示Pto WOX11/12a基因在毛白杨不定根产生过程中被诱导并持续表达,而生长素合成基因YUCCA1和YUCCA8在诱导培养3天后表达量才迅速增加,但在过表达Pto WOX11/12a转基因植株中表达量升高,在抑制表达植株中表达量降低。【结论】Pto WOX11/12a基因的过表达或者抑制表达都影响了转基因84K杨叶的发育、茎的高生长和径向生长(次生木质部发育);Pto WOX11/12a基因在杨树不定根形成和生长过程中发挥作用涉及到生长素合成基因YUCCA1和YUCCA8的参与。在生根过程中,Pto WOX11/12a基因和生长素合成基因YUCCA1及YUCCA8在表达时间上存在时间间隔。高水平的Pto WOX11/12a抑制了生长素合成相关基因的表达,导致过表达Pto WOX11/12a转基因84K杨由于更容易形成分生组织,促进了根原基的形成,产生比较多的不定根。在不定根生长过程中,YUCCA1及YUCCA8基因上调表达,可促进生长素合成和根部分生组织细胞的分裂;在茎中,二者上调表达促使过表达Pto WOX11/12a转基因84K杨形成层活动的增强,继而影响木质部的分化,木质部变窄。     

毛白杨刺槐带状混交对毛白杨生长的影响

<正> 毛白杨(Populus tomentosa carr.)是我国特有的树种,已有两千多年的栽培历史。它生长迅速,高大通直,寿命长,材质好,用途广,是北方平原地区营造用材林、防护林和“四旁”绿化的重要树种之一,深受广大群众的喜爱。在沙地造林的实践中证明毛白杨与刺槐(Robinia pseuboacia L.)混交是一种较好的乔木混交林。这种混交林可以充分发挥刺槐的有利特性,对于改良土壤,提高肥力,消灭杂草,加速林木生长具有重要的作用。刺槐的这种作用到底有多大,采取什么样的混交方式才能够更充分地发挥这种作用呢?这是一个值得研究的问题。我场于1965年营造的毛白杨与刺槐带状混交林,带宽22米,株行距2×2米。由于地处黄河故道,系黄河冲积所形成的内陆沙地,土壤     

桑天牛对毛白杨生长影响

本文介绍了桑天牛危害毛白杨程度平均为46.3％,严重地区达90％;首次报道了毛白杨受害后立木材积损失的计算方法,并估算全省毛白杨年平均损失材积达27.7万立方米以上,经济损失达8.3亿元;同时,提出防治桑天牛的最佳时期为如10年生以下的幼树。     

土壤质地对带状毛白杨丰产林生长的影响

该文研究了在同等水肥管理条件下 ,不同土壤质地对毛白杨的树高、胸径、材积生长量的影响。结果表明 ,在同等水肥管理条件下 ,粘土、壤土、沙土 3种土壤质地均适宜毛白杨生长 ;在有灌溉条件下的粘土地上毛白杨生长量最大 ,与壤土、沙土地毛白杨生长量有显著差异     

种源与性别对毛白杨生长的影响

毛白杨是我省推广的速生树种之一。它在我区的平川、丘陵均有分布,栽培历史久。因其生长快、寿命长,材质优良,树干高大通直,树姿雄伟壮丽,已成为我区“四旁”绿化和农田林网化的重要树种。毛白杨在我国的分布范围广,主要分布在黄河流域各省,南部可达江苏、浙江一带。广阔的分布区域造成了毛白杨种内产地间的生长差异。在育苗和栽培实践中,我们     

双抗虫基因对三倍体毛白杨的转化和抗虫性表达

建立三倍体毛白杨叶片再生体系,用部分改造BtCry1Ac基因与慈菇蛋白酶抑制剂(API)基因构建的双抗虫基因表达载体,通过农杆菌介导法转化三倍体毛白杨无性系,在含卡那霉素50 mg·L-1的分化培养基上诱导产生不定芽的叶片占18%,在生根培养基上对转基因植株做进一步筛选,获得50个转化再生株系.PCR检测表明:80%的植株呈现阳性反应,部分株系进行Southern Blot检测,证明外源基因已经插入杨树基因组中.用Bt毒蛋白抗血清进行ELSA检测,结果表明:7个转基因株系都有Bt杀虫蛋白表达,表达量最高的株系约占叶总可溶性蛋白的0.016 1%.用经分子生物学检测的28个转基因株系叶片进行舞毒蛾和杨扇舟蛾幼虫饲虫试验,结果表明:不同株系幼虫杀死率明显不同,有39.3%的株系对舞毒蛾和杨扇舟蛾幼虫的致死率在80%以上;25.0%的株系对两种害虫的幼虫死亡率均在60%～80%之间;另有35.7%的株系幼虫死亡率在50%以下,有些株系基本未表现出抗虫性.同时具高抗虫性的转基因株系能够明显抑制存活幼虫的生长和发育.     

氮对毛白杨苗木生长和保护酶活性的影响

试验研究了不同氮肥施用量对毛白杨扦插苗干物质积累和保护酶活性的影响规律,以期为其扦插育苗中科学合理的施用氮肥作为底肥提供理论依据。试验在田间条件下,设置氮肥施用量分别为0(对照,N1)、9(N2)、18(N3)、27 g/株(N4)4个处理,3次重复。结果表明:N3处理根、枝条、叶、总干物质分别比对照提高了51.02%、40.41%、84.77%和55.82%,N4与N3之间无显著差异;5～9月N3 SOD活性分别比N2提高了11.91%、8.23%、9.75%、5.40%和7.10%,6、8月N4与N2之间无显著差异;N3 POD活性分别比N2提高了12.75%、18.46%、8.08%、11.25%和14.00%,5～8月N2显著高于对照;N3CAT活性分别比对照提高了39.73%、56.45%、27.41%、39.90%和47.09%,N2、N4均显著高于对照。综合分析认为,毛白杨育苗中氮肥作为底肥适宜用量为18 g/株。     

施氮对毛白杨生长及养分含量的影响

试验研究了不同施氮量对毛白杨枝条生长及叶片内氮、磷、钾养分含量变化,以期为其育苗中科学合理施用氮肥提供理论依据。试验在田间条件下,设置4个处理,氮肥施用量分别为0(对照,N1)、8g/株(N2)、16g/株(N3)、24g/株(N4),3次重复。结果表明:N3处理枝条长度分别比N1,N2提高了17.42%和7.68%,N3与N4之间无显著差异;5—9月,N3叶片内氮含量分别比N2提高了5.25%,11.74%,4.80%,7.81%,9.49%,N2显著高于对照;5,6,8月,N3磷含量分别比对照提高了17.87%,20.77%,31.36%,N2,N3,N4之间无显著差异;8月,N2,N3,N4钾含量分别比对照提高了15.62%,19.51%,20.24%,不同施氮量不会对毛白杨叶片内钾含量产生显著影响。综合分析认为,毛白杨育苗中适宜氮肥施用量为16g/株。     

应用nanoLC-MS/MS分析毛白杨次生维管系统的蛋白质表达谱

基于1DE的nanoLC-MS/MS方法分析毛白杨次生维管系统的蛋白质组,成功鉴定:14个蛋白质参与细胞分裂,7个转录因子,22个与细胞骨架相关蛋白质,31个与细胞信号转导相关蛋白质,14个与细胞壁相关蛋白质.显示这些蛋白质相应基因参与形成层活动的调控,为进一步了解木材形成的分子机制奠定基础.     

拟南芥MYB基因对次生维管系统发育的影响

根据拟南芥ATH1全基因芯片分析毛白杨维管再生过程中基因表达谱的结果,选取了在芯片中特异表达且表达量较高的MYB转录因子家族的7个基因,通过拟南芥突变体研究其对次生维管系统发育的影响及与木材形成相关的关系。通过"三引物法"的纯杂合鉴定和切片显微观察,发现其中1个突变系只有纯合突变体没有杂合体,并且茎基部维管束间纤维细胞壁和野生型相比明显增厚,细胞数量减少,细胞腔也随之减小,推测该突变体可能与次生壁的沉积有关系。     

毛白杨纤维素合酶基因PtCesA_4的克隆、表达及单核苷酸多态性分析

组合利用生物信息学和RT-PCR方法,首次从毛白杨未成熟木质部cDNA中分离出PtCesA4cDNA全长,并进行测序和序列分析,结果表明克隆的毛白杨PtCesA4 cDNA片段总长为3 757 bp,基因内部含有完整的开放阅读框架,大小为3 129 bp,可编码长度为1 042个氨基酸残基的蛋白质,所推导的蛋白质氨基酸序列与拟南芥AtCesA4、水稻OsCesA,和火炬松PtCesA2的蛋白质氨基酸序列同源性分别为80.3%,78.9%和75.6%.组织特异性Realtime-PCR结果显示,PtCesA4基因在杨树根、茎、叶片和顶端分生组织中均有表达,但其表达模式却不同:PtCesA4在成熟叶片、未成熟木质部和成熟木质部中表达丰度最高,在根部和顶端分生组织表达丰度中等,在树皮和韧皮部有少量表达,在形成层中表达丰度最低.在此基础上,组合利用MEGA3.1和DnaSP4.50.4软件对毛白杨40株基因型个体的PtCesA4序列进行比对和分析,检测到153个单核苷酸多态性(sinsh nueleotide polymorphism,SNP)位点,SNP频率为1/35 bp,多样性指数π/0.005 02.其中51个是常见SNPs,102个为罕见SNPs.在这些SNPs中,有118个属于转换,35个属于颠换.在外显子区域,共检测到69个SNP位点,其中59个为同义突变,10个为错义突变.对PtCesA4基因内SNPs进行的连锁不平衡分析结果显示,随着核苷酸序列长度的增加,SNPs的连锁不平衡在基因内部迅速衰退,因此,在毛白杨中,基于PtCesA4基因的连锁不平衡作图是可行的,而基于整个杨树基因组的连锁不平衡作图是不可行的.也是不必要的.研究结果为毛白杨PtCesA4基因的连锁不平衡作图及其基因辅助毛白杨木材纤维性状的分子育种提供了理论依据.     

毛白杨次生维管系统再生过程的基因表达

【目的】次生维管系统再生能够在树干维管系统丧失后通过去分化、再分化或转分化等组织修复手段实现维管组织的再生。为了鉴定和研究次生维管系统发育相关的重要基因和调控元件,本文利用毛白杨次生维管再生系统,分析了不同再生时期的基因表达模式,为进一步揭示木材形成的基因调控机制奠定基础。【方法】将4年生毛白杨无性系在形成层活动旺盛期进行环剥取样。对剥皮后的树皮内侧和树干表面的样本,以及再生第7、10、14、18和21天5个不同时期获取的再生材料进行高通量转录组分析,并利用基因共表达分析(WGCNA)方法,得到与不同再生时期密切相关的模块,并对这些特异表达的基因进行表达网络和生物学功能分析。【结果】将第0天(剥皮当天)树皮内侧样本与树干表面样本、再生第7天样本与树干表面样本,以及相邻再生时期的样本进行表达差异分析。对得到的14 202个差异基因进行WGCNA分析,构建基因共表达网络,获得与维管再生过程相关的10个共表达模块。其中,Grey60模块的基因在再生第7天样本和树皮内侧样本中特异表达,主要涉及DNA复制、有丝分裂、细胞分裂和微管运动等功能;该模块还含有大量与表观遗传调控、细胞周期相关的基因,它们在再生第7天的高表达可能激活了脱分化木质部细胞的增殖和组织类型的改变,使其获得再分化能力。此外,Pink模块的基因在第0天成熟维管组织样本中的表达量极低,但在再生过程中表达呈上升趋势,到第21天达到最高值;这些基因主要参与细胞分裂、细胞壁修饰、韧皮部发育、碳水化合物代谢、DNA的转录调控等相关的生物学途径。Pink模块中与韧皮部分化相关的标记基因,比如APL、NAC45/86、DOF、BSPA、PP2和SUS的表达被重新激活,与调节形成层细胞增殖和分化的CLE41/44和CLV1一样,表达量都是从再生第10天开始逐渐增加。到次生维管系统再生后期的第18天和第21天,形成层已经完成了结构重构并能进行细胞的分裂、分化,此时木质部标记基因和次生壁调控因子有较高的表达。【结论】毛白杨次生维管系统再生早期,脱分化的木质部细胞通过表观遗传和细胞周期调控重新获得细胞分生能力;之后,韧皮部的细胞分化程序被启动,再生形成层开始细胞增殖和分化;到再生后期,通过相关基因调控,形成层再分化木质部和韧皮部。通过对次生维管组织再生过程中基因的表达分析和调控模块的鉴定,进一步验证了次生维管再生的遗传调控基础,也可为揭示植物维管组织再生的调控机制奠定基础。     

施肥对毛白杨杂种无性系幼苗生长和光合的影响

采用正交设计L9(34)布置氮、磷、钾3因素3水平的肥料试验,研究氮、磷、钾配施对毛白杨杂种无性系苗木生长及生理特性的影响。结果表明:1)不同的施肥处理对相同系号的苗木影响不同,而不同系号的苗木对相同施肥处理响应也不一致,因此不仅要找出最佳的氮、磷、钾施肥量及其比例,而且要针对不同的无性系制定不同的施肥配方;2)毛白杨杂种无性系的生长和生理特征对于不同施肥配方的响应不完全一致,毛白杨杂种无性系S86号的最佳施肥配方为N(3g)+P2O5(2.25g)+K2O(0g),46号的最佳配比为N(5g)+P2O5(4.5g)+K2O(1g);3)毛白杨杂种无性系S86和46号处理间净光合速率×总叶面积(PTL)较净光合速率(Pn)差异更显著,并且与生长的相关性要高于净光合速率与生长的相关性,相关系数在0.80以上;4)不同的氮、磷、钾配施处理对毛白杨杂种无性系苗木各项生长指标和生理指标有显著影响,以氮肥影响最大,磷和钾肥影响较小。该研究对毛白杨杂种无性系的合理施肥具有理论和实际指导意义。     

不同抚育措施对木荷次生天然林生长的影响

比较了不同抚育措施对木荷林分生长的影响.结果表明,4种不同抚育措施处理的木荷林分平均地径生长量之间、林分平均树高生长量存在极显著差异,其中以试验处理二(抚育+4月施复合肥50g/株1次)的效果较好,其林木地径与树高生长量都明显大于对照处理,平均地径生长量比对照大75.9％,平均树高生长量比对照大64.5％.     

三倍体毛白杨与普通毛白杨的生长比较试验

该试验表明 ,三倍体毛白杨在廊坊市生长较快 ,经过 3个生长季后 ,其胸径和树高分别达到了 12 .0 0 cm和 7.71m,是二倍体毛白杨的 2 .7倍和 1.6倍 ,而且对煤污病、褐斑病、天牛等主要杨树病虫害表现出了较强的抗性     

毛白杨生长规律的调查

毛白杨是我省的乡土树种。在西陵一带,雌株更充分表现出生长快、树姿雄伟等特点。1956到1972年,我们先后营造了三片试验林和一部分行道树及庭院单行树,还协助社办林场营造一块片林,现都已蔚然成林,树干高耸挺立,十分壮观,给营造速生丰产林提供了一些经验。为了进一步了解毛白杨的特性,摸索其生长规律给今后营林工作提供依据,于1965年5月和1973年10—11月,进行了两次普查。最近这一次调查,共测树557株,挖掘土壤剖面二个,现将调查情况汇报如下:     

毛白杨生长规律的研究

<正> 毛白杨是我省优良的乡土树种,在我所所在地西陵一带,毛白杨雌株,更突出的表现出生长快、材质好,树姿雄伟等特点。我所从1956—1977年,先后营造了4片毛白杨丰产林和一部分行道树及庭院树,还协助社办林场营造了一块片林,现都已蔚然成林,树干高耸挺拔,林相整齐,十分壮观。为了进一步了解毛白杨的特性,摸索其生长规律,给营林工作提供依据,于1965年进行一次调查;1973年10—11月,又进行一次普查,测树557株;1980年冬至1981年春,又结合抚育间伐,进行一次测树。现将调查资料,整理分析如下:     

水分胁迫对榆树和毛白杨生长及生理特性的影响

在盆栽条件下,设置对照、轻度、中度、重度水分胁迫4个处理,研究不同水分胁迫对榆树和毛白杨生长发育和生理特性的影响。结果表明,轻度水分胁迫未对榆树和毛白杨株高、地径生长量产生显著影响,中度和重度水分胁迫显著降低了2种树木的株高和地径生长量。轻度水分胁迫提高了2种树木根系和茎的干物质积累量,降低了其叶片内干物质积累量。轻度水分胁迫未对2种树木的光合速率、蒸腾速率、气孔导度、保护酶(SOD、POD、CAT)活性和可溶性蛋白、可溶性糖含量产生显著影响,重度水分胁迫显著提高了2种树木的保护酶活性和渗透调节物质含量。综合分析认为,轻度水分胁迫不会对榆树和毛白杨生长和生理特性产生显著影响。