桉树体细胞培养研究进展

体细胞培养能获得稳定的遗传材料,还能通过变异获得抗性的育种材料。在现代科学技术的支撑下,通过体细胞培养来获得次生代谢物和进行细胞育种的技术不断完善。本文从桉树愈伤组织培养、原生质体培养、悬浮培养、体细胞胚胎发生和人工种子等五个方面对二十世纪八十年代以来桉树体细胞培养的研究进展进行了综述。     

5年生锯叶棕生长情况调查分析

锯叶棕是美国东南部常见的一种棕榈科珍贵药用植物，国家林业局桉树研究开发中心从美国佛罗里达州引进了锯叶棕的优质种源后，定期对其树高、地径、冠幅、分株等生长情况进行调查。结果发现：5年生锯叶棕总体生长缓慢，但分株能力强。从树高、地径等指标来看，前2a生长最快，3~4a生长缓慢，第5a生长又出现变快趋势。5 a后锯叶棕最多可由1株分株为16株，树高最高为262 cm，地径最大为28 mm，冠幅最大为420 cm。锯叶棕生长差异性较大，最小的锯叶棕树高仅为97 cm，地径为8 cm。     

“近自然林业”在桉树人工林经营中的应用

桉树是我国南方重要的战略树种,但由于长期掠夺式经营,桉树人工林出现了地力衰退、病虫害严重、生物多样性下降等一系列生态问题。＂近自然林业＂强调人与自然的和谐统一与可持续发展观不谋而合,受到众多学者的关注并成为林业经营管理的研究重点。本文通过对＂近自然林业＂的概念、内涵、发展历程及经营技术要点等进行阐述,结合我国实际,提出一整套桉树人工林近自然经营的措施,包括造林地的选择及规划、适当的人工混交林措施、科学的植被管理等,以期为＂近自然林业＂理论在热带亚热带速生树种经营的应用提供参考。     

桉树青枯病病原菌的分子鉴定及其致病性测定

对华南4个地区的桉树青枯病病原菌进行了分子鉴定和致病性测试研究,以期为有效预防其发生提供依据.分别对来源于不同区域的11株桉树青枯病病原菌进行分子鉴定和致病力强弱测试比较,11株病原菌与Ralstonia solanacearum序列形成支持率为86％分枝,表明其病原菌16S rRNA基因序列与Ralstonia solanacearum具有高度同源性.以桉树无性系DH32-29组培苗为材料,采用伤根法对11个菌株进行致病力测试,不同菌株间在致病性上差异显著(P＜0.01或P＜0.05),以发病高峰期、高峰期发病率和平均发病率进行K-均值聚类分析(K=3),结果表明来源于广东、广西、海南的各菌株间致病性存在差异,HY01、HY02、DA01、HP04菌株与HP05分为1类,DA02和DA03为第2类,而YJ01、HP01、HP02和HP03为第3类.对4个不同地区(采样点)的青枯病菌株平均发病率进行方差分析,结果发现来源广东阳江菌株致病性显著地低于其他来源菌株.不同地理来源菌株之间在致病性上无明显相关性,同一地区内同时存在着致病力强弱菌株,HP03的生物型4-1菌株与其他生物型3菌株在致病性亦无明显的差别.     

南美油藤种子发育过程的代谢组学和转录组学联合分析

【目的】南美油藤种子油中富含不饱和脂肪酸,是一种具有重要经济价值和应用前景的油料植物。目前影响南美油藤种子油脂合成的关键基因、途径及其调控机理尚未清晰。因此,对南美油藤种子的脂质代谢物的动态变化规律及重要脂肪酸代谢相关调控基因的研究,不仅能够为提高其种子油产量和改善油脂品质提供理论基础,也可为其他木本油料植物高效开发利用提供有价值的参考依据。【方法】选用不同生长阶段的南美油藤种子(形成初期、发育初期、中期、后期、成熟期)为研究对象,结合GC-MC代谢组学技术和高通量转录组测序技术,分析种子发育过程中脂质代谢物含量的动态变化规律,并根据种子不同生长阶段的差异表达基因寻找出脂质代谢物生物合成与累积的关联酶基因。【结果】脂质代谢组学分析发现,南美油藤种子中高含量的α-亚麻酸和亚油酸主要在种子成熟阶段合成与累积,是判别南美油藤种子中脂肪酸缓慢累积时期与快速累积阶段的依据。转录组学分析表明,南美油藤种子成熟阶段前后的基因表达存在显著差异。结合代谢组学与转录组学的分析结果显示,与脂肪酸生物合成和累积相关的6个关键酶基因的表达模式与脂肪酸的合成和累积存在显著的相关性,基因家族的不同成员存在生物学功能的差异性和多样性。其中FAD2-3、FAD7、FATA、KAS2、LACS2、LACS8和SAD酶基因表达与脂肪酸总含量及主要脂肪酸含量呈显著正相关,说明7个酶基因表达对南美油藤种子油脂的合成与累积有促进作用;FAD2-2、KCS1、KCS10和LACS1酶基因与脂肪酸总含量及主要脂肪酸含量呈显著负相关,说明4个酶基因的表达对南美油藤种子油脂的合成与累积具有抑制作用。【结论】南美油藤种子成熟前后脂肪酸含量及差异表达基因存在显著差异,可依据种子中α-亚麻酸和亚油酸的含量变化将种子发育过程划分为脂肪酸缓慢累积和快速累积2个时期;南美油藤种子脂肪酸代谢中的6个关键酶基因的表达模式与脂肪酸的合成和累积存在显著的相关性,且同一基因家族的不同成员在脂肪酸的累积过程中可能具有不同的生物学功能。研究结果可为利用分子生物学技术提高南美油藤种子油产量和改变脂肪酸组分提供备选基因和相应的理论基础。     

6年生桉树无性系的生长和材性研究

对6年生的13个桉树无性系试验林的生长性状、生长特性和11个无性系的材性性状进行研究,结果表明:无性系间生长性状存在极显著差异,广林4的平均胸径最大而广林9的平均树高最高,分别达到13.4 cm和20.5 m,单株材积以广林4、广林9、DH32-22、LH5和EC34为前5位,即尾巨桉和尾细桉生长量较大;广林4、U7和广林9的Pilodyn值较大,均大于13 mm,EC34、LH1和LH5居中均大于12 mm,证实Pilodyn值与基本密度存在极显著负相关关系(P<0.01),Pilodyn值与木材生长量表现为极显著正相关,木材密度越大则材积越小;无性系间生长应变值无显著性差异,DH201-2应变值最大(1523);弹性模量与木材密度表现为显著正相关(P<0.05),Pilodyn值越大弹性模量越小;11个桉树无性系的实木利用价值排名顺序为:广林4>广林9>DH32-22>LH5>EC34>LH1>M1>DH201-2>UC184-1>柳桉1>SH7。     

桉树ISSR-PCR反应体系的建立及优化

模板DNA、引物、dNTPs、Mg^2＋的浓度,Taq DNA聚合酶的用量以及退火温度是影响简单序列重复区间扩增（ISSR-PCR）结果的主要因素.以桉树叶片基因组DNA为试材,系统地测试了这6个因素对桉树ISSR反应结果的影响.结果表明：最优化的反应体系即20μL反应体系中,含20 ng模板DNA、0.4μmol.L^-1随机引物、0.15 mmol.L^-1dNTPs、2.0 mmol.L^-1Mg^2＋、1.25 U TaqDNA聚合酶.最佳退火温度为55℃;PCR反应程序为94℃预变性5 min;94℃变性45 s,55℃退火45 s,72℃延伸1.5 min,35个循环;72℃再延伸7 min.     

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。     

粗皮桉种源/家系的遗传变异

粗皮桉是生产锯材的潜力树种之一。对其进行了种源/家系早期选择试验，结果表明：2年生试验林的平均树高和胸径分别为7.69m和7.08cm，保存率为75.08%，且各指标在种源和家系水平上都存在极显著差异；树高的遗传力随树龄的增加而增大，2年生时树高和胸径的遗传力分别为26.3%和22.8%，用指数选择法选出17861等8个种批（平均树高7.82-7.93m，平均胸径6.99-7.38cm)和211等15个家系（平均树高7.80-9.43m，平均胸径8.00-8.69cm)为推荐的潜力优良材料。     

赤桉α-微管蛋白家族基因的克隆与生物信息学分析

微管蛋白是真核生物中普遍存在的结构蛋白,在细胞的形态维持、分裂、迁移以及信号转导等方面发挥着重要的作用,同时也是荧光定量PCR技术中常见的一种内参基因。为深入了解α-微管蛋白(α-tubulin)对桉树生长发育的调节,本研究根据α-Tubulin基因的保守区段设计简并引物,从赤桉嫩叶中获得了3条tubulin基因的片段,并利用RACE技术得到了这些基因的全长cDNA,将其命名为EC-TUB1、EC-TUB2和EC-TUB3基因。此外,通过网上资源和生物信息学软件对这3条基因进行分析,发现这些基因编码的蛋白具有α-Tubulin蛋白特有的保守序列和活性结构域的相关特征,同时与其他植物的α-Tubulin蛋白具有较高的相似性,这为了解α-tubulin在桉树生长发育过程中的表达特性以及α-tubulin蛋白的功能,进一步揭示和利用桉树生长发育机理和树种间的差异性奠定了理论基础。