矮化杉木蛋白质组的差异凝胶电泳分析

建立具有高分辨率和稳定性的矮化杉木Cunninghamia lanceolata叶片蛋白质的双向电泳图谱,研究杉木矮化突变的机理。取同一生长环境下的野生型杉木及矮化突变型杉木新梢顶端的叶片,液氮研磨成粉末后用改良TCA-丙酮沉淀法提取总蛋白,分别用CY2和CY3标记,用DIGE技术进行分析。与野生型杉木相比,在矮化突变型杉木的叶片组织中,有14个蛋白质表达水平显著增加,另外15个蛋白质表达水平显著下降。所得的29个差异蛋白质可能与杉木矮化突变的发生有关。图3表3参9     

香榧雌花芽部分内源激素的HPLC分析及动态变化

以香榧Torrega grandis'Merrillii'雌花芽为材料,研究了芽体中内源吲哚乙酸(IAA)、脱落酸(ABA)和赤霉素(GA3)的提取、纯化方法和色谱测定条件.结果发现以石油醚作萃取剂,并结合添加水不溶性聚乙烯吡咯烷酮和过Sep-PakC18小柱处理可达到较好的提纯效果.采用ODS-C18反相柱和Waters 486型紫外检测器.用甲醇-水(体积比为50:50,用乙酸调节pH为3.0)作流动相,流速为1 mL·min-1,柱温设为25℃,进样量20 μL,分离IAA和ABA时紫外检测波长为280 nm.分析GA3时紫外检测波长为210 nm,选用外标法进行定量.测定结果显示:该方法回收率高,重演性好,符合痕量分析要求.从2004年2月21日至4月29日的香榧雌花芽分化过程中,芽体中IAA和GA3的质量分数呈现先上升后下降的变化趋势,而ABA的质量分数表现出"上升-略下降-再明显上升"的变化.图4表4参11     

光皮桦木质部cDNA-AFLP 技术体系的建立及应用

为了挖掘光皮桦材性相关基因,本研究以光皮桦木质部为材料,通过对RNA 的提取、cDNA 的反转录及纯化 的对比分析,以及选扩体系优化等,建立了相应的cDNA-AFLP 体系。结果表明:采用CTAB 和RNAiso 试剂相结合 的方法得到的RNA 质量较好,cDNA 经纯化后选扩效果明显变好。选扩体系为:4.0 μL 预扩产物(稀释40 倍)、1.6 μL 的引物(10.0 mmol/ L)、0.2 μL 的dNTP(2.5 mmol/ L)、0.4 μL 的Mg2 + (25.0 mmol/ L),以及0.2 μL 的Taq DNA 聚合酶(5 U/ μL)。进一步以来自不同木质化茎段的cDNA 为模板,筛选出31 对扩增效果较好的引物组合,同时分 离出一些差异表达的基因片段,经测序后探讨了其在木质化发育过程中可能的功能。      

杉木叶片原生质体分离及RNA提取体系的建立

【目的】以杉木组培苗幼嫩叶片为材料,分析不同因素对杉木原生质体分离的影响,建立杉木叶片原生质体分离体系,以期为杉木基因功能验证提供有效的技术平台;比较不同RNA提取方法,筛选获得杉木原生质体总RNA提取的有效方法,为今后利用杉木原生质体开展分子生物学研究提供技术支持,也可为其他林木原生质体的总RNA提取研究提供参考。【方法】选取杉木组培苗最上端未分轮的幼嫩叶片为材料,通过分析5种不同酶组合、真空处理时间(0、5、10、15、20 min)、渗透压(0.3、0.4、0.5、0.6 mol·L-1甘露醇)、BSA浓度(0.1%、0.2%、0.3%、0.4%)及酶解时间(1、2、3、4、5 h)5个条件,进行杉木叶片原生质体的分离。采用改良Trizol法、改良Trizol+10μg糖原法、CTAB-Li Cl法、CTAB-Li Cl+10μg糖原法、改良CTAB-异丙醇法、改良CTAB-异丙醇+10μg糖原法、天根RNA提取试剂盒法共7种方法提取杉木原生质体RNA,通过杉木内参基因和2个特异基因进行RNA质量验证,比较不同方法的提取效果。【结果】在1.5%纤维素酶R-10、1%离析酶R-10、0.2%果胶酶Y-23、0.5 mol·L-1甘露醇以及0.3%BSA的混合酶液中,真空处理10 min,酶解2 h,可分离出高活力的纯净杉木原生质体,其产量可达到7.27×106个·g-1,活力可达到94%。7种方法皆能提取出杉木叶片原生质体的总RNA,但不同方法间存在明显差异,其中改良Trizol法、改良Trizol+10μg糖原法、改良CTAB-Li Cl法、改良CTAB-Li Cl+10μg糖原法提取的RNA有不同程度的降解现象,其余方法所提取的RNA完整性较好,且OD260/280和OD260/230值均在1.8~2.0范围内;在RNA得率方面,改良CTAB-异丙醇+10μg糖原法可高效提取杉木原生质体RNA,106个细胞RNA产量平均可达到6.89μg,分别是改良CTAB-异丙醇法和天根RNA提取试剂盒法的1.73倍和1.58倍;综合考虑,改良CTAB-异丙醇+10μg糖原法提取杉木原生质体RNA的效果最好。【结论】以杉木组培苗幼嫩叶片为材料,分离条件为纤维素酶R-10浓度1.5%、离析酶R-10浓度1%、果胶酶Y-23浓度0.2%、甘露醇浓度0.5 mol·L-1、BSA浓度0.3%,真空处理10 min,酶解2 h,可大量获得高质量的杉木原生质体;利用改良CTAB-异丙醇+10μg糖原法,可高效提取杉木原生质体RNA,106个细胞RNA产量平均可达到6.89μg。研究结果为杉木重要性状关键基因的功能研究及其在育种中的应用提供了重要基础。     

光皮桦茎叶cDNA文库构建及部分EST序列SSR分析

以光皮桦茎叶组织为材料,构建了cDNA文库。初级文库滴度为1.5×106pfu/mL,重组率达97.3%,插入片段大小在0.5～3.0 kb之间,平均长度约为1.3 kb,表明所构建的文库质量较高,可用于后续基因克隆及基因表达谱的研究。利用微卫星查找软件对获得的224条EST序列进行微卫星位点搜寻及其丰度、分布比较,发现47条序列含微卫星位点60个,占全部EST序列的26.80%;在所有SSRs中二碱基重复最多,为42个,占总数的70.00%,含三、四碱基重复分别占总数的28.30%和1.70%。通过对光皮桦EST序列中微卫星位点信息的发掘分析,为有针对性地设计EST SSR引物、进行遗传多样性分析奠定了基础。      

4种楠木AFLP反应体系优化建立

采用核酸电泳缓冲液（TNE）结合十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）提取的高质量楠木Phoebe基因组脱氧核糖核苷酸（DNA）可满足扩增片段长度多态性（AFLP）分析的要求。利用浙江楠Phoebe chekiangensis基因组DNA优化建立楠木AFLP反应体系如下:酶切反应300 ng基因组DNA,0.3 L缓冲液4,0.3 L牛血清白蛋白（100 BSA）,50 nkat EcoR,25 nkat Mse,双蒸水加至30.0 L放置37 ℃恒温箱酶切4 h,聚合酶链式反应（PCR）仪上65 ℃15 min;连接反应20.0 L酶切产物,2.5 L T4缓冲液,666.8 nkat T4 连接酶,5 pmol EcoR接头,10 pmol Mse接头,双蒸水加至25.0 L,16 ℃连接过夜（10 ~14 h）;预扩增反应2.0 L连接产物,2.0 L 10 缓冲液,31.25 nmol镁离子,16.67 nkat TaqDNA聚合酶,4 pmol脱氧核糖核苷三磷酸（dNTP）,预扩增引物（E＋A,M＋C）各6 pmol,双蒸水加至20.0 L;选扩增反应稀释40倍的预扩产物2.0 L,2.0 L 10缓冲液,31.25 nmol镁离子,4 pmol dNTP,16.67 nkat TaqDNA聚合酶,选扩增引物（M＋CNN）15 pmol,选扩增引物（E+ANN）12 pmol,双蒸水加至20.0 L。利用上面体系在64对选扩引物中筛出13对适于浙江楠AFLP分析的最佳引物组合。图5表3参24     

百山祖冷杉SSR体系的建立及人工辅助授粉子代的初步鉴定

应用十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）法提取百山祖冷杉Abies beshanzuensis叶片DNA,建立百山祖冷杉简单重复序列（SSR）反应体系。在体系建立过程中,采用单因素法分别对影响聚合酶链反应（PCR）的因素进行分析。结果表明：在20.00 μL反应体系中,模板DNA用量、镁离子（Mg²⁺）浓度、三磷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸（dNTPs）浓度、引物浓度、Taq DNA聚合酶用量分别是60 ng,3.75 mmol·L^－1,0.15 mmol·L^－1,0.40 μmol·L^－1,16.67 nkat（1.0 U）时结果最好。随机挑取其中1对引物扩增的多态性片段进行克隆测序,序列经比对后得到的一致性值达到94%,表明其他杉科植物的SSR引物可以在百山祖冷杉中应用。通过引物筛选,得到15对引物可在百山祖冷杉中扩增得到多态性条带,其中4对引物扩增得到的部分片段在百山祖冷杉和日本冷杉Abies firma间有明显区别。这些结果表明,利用SSR分子标记技术能够用于百山祖冷杉人工辅助授粉子代的初步鉴定。图7表2参16     

光皮桦AP2/ERF基因家族鉴定与表达分析

  目的  深入研究AP2/ERF基因家族在光皮桦Betula luminifera生长发育及环境胁迫响应中的生物学功能。  方法  利用光皮桦基因组数据,通过生物信息学方法开展AP2/ERF基因家族鉴定、基因特征、系统进化、基因结构、保守基序、顺式作用元件、蛋白互作和表达分析。  结果  在光皮桦基因组中共鉴定到77个AP2/ERF基因,其编码的蛋白理化性质存在差异,大多数蛋白(60个)的理论等电点小于7.0。系统进化分析显示:这77个AP2/ERF转录因子属于5个亚家族,其中ERF亚家族最大,包含34个成员。光皮桦AP2/ERF各亚家族间的基因结构存在较大差异,其中AP2亚家族成员均具有6~9个内含子,而DREB亚家族基因则没有内含子;但AP2/ERF各亚家族内的不同成员具有相似的保守基序类型和分布。同时,AP2/ERF基因启动子上都存在大量与激素、调节、胁迫响应及生长发育相关的顺式作用元件。此外,互作网络分析预测不同的光皮桦AP2/ERF亚家族蛋白间存在广泛的互作关系。进一步的表达分析显示:绝大多数光皮桦AP2/ERF基因(71个)的表达存在较强组织特异性,且在高温胁迫下,多数ERF或DREB基因的表达发生显著变化,表明ERF和DREB基因在高温胁迫应答中可能发挥着重要作用。  结论  通过生物信息学分析获得光皮桦77个AP2/ERF基因,分属于5个亚家族。不同亚家族基因具有相似的基因结构、保守基序等特征。基因启动子区含激素、胁迫响应等相关的作用元件。基因表达具有较强的组织特异性,且多数ERF或DREB基因对高温胁迫有明显响应。图6表1参39     

换锦花种胚和叶片的组织培养研究

换锦花是我国南方的优良球根花卉和重要的药用植物。采用组织培养技术以换锦花种胚和叶片为外植体,对其进行研究,结果显示:换锦花种胚的诱导率在各培养基上均较高,平均为75.8%,适宜的愈伤组织诱导培养基为MS+6-BA2 mg/L+2,4-D 2 mg/L+蔗糖60 g/L,适宜的丛芽诱导培养基为MS+6-BA 2 mg/L+2,4-D 1 mg/L+蔗糖30 g/L;换锦花成熟叶段愈伤组织的平均诱导率为13.5%,而幼嫩叶段的平均诱导率为65.8%,两者差异极显著,适宜于幼嫩叶段诱导的培养基为MS+6-BA20 mg/L+NAA1 mg/L+蔗糖30 g/L,各生长调节剂配比的试验结果显示,NAA较高时利于根的诱导,而6-BA较高时利于芽的诱导。     

天目铁木雄花序内源多胺的HPLC分析及其动态变化

采用高效液相色谱法(HPLC)对天目铁木不同时期的雄花序3种内源多胺—腐胺(Put)、精胺(Spm)、亚精胺(Spd)进行测定分析。结果发现:(1)适宜的苯甲酰化反应条件为37℃、30 min。(2)将色谱条件设定为检测波长254 nm,流动相配比甲醇︰水为60:40,流速0.6 mL.min-1,柱温30℃,进样量5μL。在该条件下内源多胺出峰和分离效果最佳。(3)在采样期间,雄花序中Spd含量最高,Spm次之,Put最少,且3种内源多胺含量均呈先升高后降低趋势,变幅明显。采用优化的HPLC法可有效快速地测定天目铁木雄花序的内源腐胺、精胺和亚精胺,并初步揭示了雄花序发育过程中3种内源多胺的变化趋势。