重点实验室开放共享平台的管理和运行

仪器设备是高校实验平台进行科研和教学的物质保障。为了高效管理重点实验室开放共享平台并最大程度地发挥平台仪器设备的资源效益,从平台仪器设备的配置、管理、运行、开放共享以及维护维修等主要方面进行论述,采取一系列措施和制度,科学管理平台、实现仪器设备的规范化使用、健全维护维修体系、培养高水平的实验技术人员,以保证平台的正常运行和资源共享。为其他实验平台或者实验中心提供切实可行的参考。

油茶巢式交配子代油脂相关性状的遗传分析

【目的】探究油茶种内杂交和种间杂交的亲本选配机制,为油茶高含油率杂交育种选育提供指导。【方法】以油茶巢式交配设计的种内、种间杂交子代为材料,分别测定种仁含油率、木质素、纤维素和半纤维素含量,分析母本的一般配合力(GCA)、杂交组合的特殊配合力(SCA),解析重要性状的遗传效应。【结果】12个家系的种仁含油率为17.83%~53.55%,木质素含量为4.68%~18.12%,纤维素含量为3.66%~13.04%,半纤维素含量0.54%~12.20%。种仁含油率、木质素、纤维素和半纤维素含量的差异在组合间和母本内父本间达到了显著水平。含油率和木质素、半纤维素含量呈显著负相关关系,其相关系数为-0.489和-0.297。长林4号种仁含油率的GCA最高,达到1.57。各组合的SCA分析表明,含油率SCA为-6.38~4.28,其中含油率SCA高且其余3个性状SCA低的种内杂交组合有40×95和4×18。种间杂交组合含油率的SCA普遍较低,仅53×小2较高,为2.77。除木质素外,含油率、纤维素、半纤维素含量主要受显性效应控制,非加性方差大于加性方差,说明以这3个性状为目标的杂交育种中评估亲本的SCA比GCA更重要。4个性状的单株遗传力范围为10.84%~58.35%,家系遗传力为4.23%~.21.35%,均受到较强的环境效应影响。【结论】以配合力为参考指标,结合各组合的表型数据,选出可用于油茶高含油杂交种质创制的优良种内杂交组合40×95和4×18,种间杂交组合53×小2。

基于SSR标记的圆叶桉遗传多样性分析

【目的】摸清国内圆叶桉Eucalyptus pulverulenta花卉资源遗传多样性概况,为种质资源利用及分子育种提供参考。【方法】利用多态性高的15个SSR标记,对7个来源的59株圆叶桉进行SSR基因分型和遗传多样性分析。【结果】1)59株圆叶桉在15个SSR标记共检测到83个等位片段数(NA),平均每个标记的等位片段数为5.5个,每个标记的等位片段数2~10个,平均有效等位片段数(NE)2.4个。观测杂合度(HO)和期望杂合度(HE)的平均值为0.401和0.491,多态性信息量(PIC)的平均值为0.455,具有较高的多态性。圆叶桉群体间遗传分化系数(Fst)为0.208,即有20.8%的变异存在于不同群体间;2)个体间遗传距离范围为0.033~0.698,平均为0.377,群体间亲缘关系较近,遗传背景相对单一。圆叶桉群体分为两个亚组,与其天然分布范围一致;3)圆叶桉群体间的遗传一致度为0.533~0.987,来自云南佳艺园艺和云南绿梦花卉的圆叶桉遗传一致度最高,推测二者可能为来源相同的品种。分子方差分析(AMOVA)结果表明个体间变异是方差分量的主要来源。【结论】15个SSR标记遗传多态性较高,可用于圆叶桉的遗传分化研究。个体间的分型结果表明,国内市场上常见的圆叶桉均为有性繁殖的实生苗,不同来源圆叶桉群体间的遗传分化程度较小,遗传变异主要发生在个体间。本研究对圆叶桉进行遗传多样性和遗传结构分析,对种质资源的评价和利用都具有重要意义。

林木病害生防微生物的应用及作用机制研究进展

林木病害给林木的健康生长带来威胁,也给森林生态系统和经济发展带来巨大损失。化学农药虽然能够有效控制林木病害,但其大量及不规范使用会引起环境污染、病原菌产生抗性等一系列问题。使用生防制剂是一种环境友好且可持续发展的林木病害防治策略。基于生防细菌、生防真菌和合成微生物群落3类生防微生物在林木病害防治中的应用,综述了生防微生物的作用机制,包括分泌抑菌物质、竞争营养物质与生态位、诱导植物产生系统抗性和重寄生作用,并对未来生防制剂的研究与应用进行了展望。

成花调节在林木育种中的应用

花发育是一个复杂的形态建成过程，了解林木花发育分子机理对实现林木的遗传调控具有重要意义。本文综述林木成花的分子机制的研究进展和以转基因等技术定向调控林木及木本经济作物生殖生长的实践案例，并对成花调节在林木育种中的应用前景进行展望。

二维码技术在林木遗传改良中的应用

随着数字化管理系统日益成熟和完善,二维码这个新兴条码技术逐渐渗透到人们生活中,使人们从繁琐的工作中全面解脱出来。该研究对二维码技术在林木遗传改良各个层次中的应用(林木基因库、种子园、母树林及其他各种层次林地)进行说明,为方便不同层次的资源管理及开发共享提供基础,也为林木遗传改良档案管理提供保障,最终为实现林木育种数字化管理体系提供思路。

红松种实性状及营养成分动态变化分析

【目的】研究红松种实不同发育时期的表型性状和营养成分的变化及相关性,以期为红松球果产量和品质的改良提供理论依据和数据支撑。【方法】以红松球果为材料,通过采集球果不同发育时期的样品,对发育过程中的形态变化进行观察,同时进行表型性状以及营养物质含量的测定;通过分析各指标的变化规律和指标之间的相关性,发掘球果发育以及营养物质积累的关键时期。【结果】(1)红松球果的生长周期为15个月,球果发育的速生期为翌年5月中旬至7月初,种子发育的速生期为翌年6月20日至7月初,种仁在翌年7月20日后出现一次快速增长期。(2)球果发育当年形状为长卵形,翌年为卵圆形;种仁颜色在发育初期为无色透明状,成熟时为浅黄色倒卵三角形。(3)红松种仁成熟时,含水率约为20.46%,含油率约为70.96%,蛋白质含量约为104.71 mg/g,总多糖含量约为3.48 mg/g。(4)相关性分析表明:球果长、球果宽、球果质量、种子长、种子宽和种子百粒质量等6个指标间均达极显著正相关(P<0.01),种仁的含油率与含水率达极显著负相关(P<0.01),与总多糖含量达极显著正相关(P<0.01)。【结论】红松果实的生长发育以及营养成分的动态变化,为红松果用优良无性系的选择提供了科学依据,对于改良红松坚果的品质,保障其高产、稳产具有重要意义。

白桦子代遗传变异与纸浆材优良种质选择

以帽儿山实验林场6年生49个家系白桦子代测定林为材料,对其生长和材性进行测定,采用生长和材性连续选择及指数选择法,进行白桦优良家系筛选。结果表明:白桦49个家系间的树高、胸径、单株材积和保存率均存在极显著的差异,利用4个生长性状的多重比较初次选择出5个优良家系及3个亚优良家系;对这8个优良家系的材性性状进行方差分析,8个优良家系间纤维长度差异不显著,基本密度、木质素含量和综纤维素含量3项指标都达到了极显著的差异水平。采用选择指数法构建指数方程,选出I2为比较理想的多性状指数方程,并确定适合做纸浆材的家系为655、604和630。

中国林木种子园建设与管理技术探讨

从建园时种子园园址选择、优良亲本的选择、优良无性系或家系选择和配置以及种子园经营管理等几个方面探讨中国种子园发展现状,深入分析种子园建设与管理存在的重要问题,提出今后研究中应关注以下几个方面:种子园亲本和园址选择的重要性;优良家系或无性系配置应同时兼顾遗传多样性与遗传增益;种子园经营管理中应树立良种价值观,注重种子产量和品质的保障;种子园发展中应重视分子育种与常规育种的有效结合。

去遮荫后东北红豆杉幼苗和幼树光合特性对比

【目的】对比去遮荫后东北红豆杉幼苗和幼树叶片光合与荧光特性,揭示人工培养东北红豆杉幼苗在强光下发生光抑制的原因,为东北红豆杉人工栽培提供理论依据。【方法】以生长在遮荫条件下的东北红豆杉幼苗和幼树为试验材料(遮荫后光强为自然光强的40%),去除遮荫使幼苗和幼树暴露在自然强光条件下28天后,测定幼苗和幼树叶绿素含量、光合速率特性和叶绿素荧光特性。【结果】去遮荫后幼苗和幼树叶绿素含量无显著差异,幼树类胡萝卜素含量显著高于幼苗叶片,而幼树Chl/Cars低于幼苗叶片。幼苗叶片最大光合速率仅为幼树叶片的70%,幼苗具有较低的光补偿点和光饱和点,但表观量子效率(AQY)较高。幼苗叶片处于自然光照条件,叶片的羧化效率(CE)、CO2和光强均饱和下的最大光合速率(Amax)和Ru BP再生速率相对较低。强光诱导下,幼树叶片光合速率在25 min左右达到最大值,而幼苗叶片则需要为50 min,幼苗暗反应启动较慢。叶绿素荧光诱导曲线表明,在强光条件下,幼树叶片的实际光化学效率(ΦPSⅡ)和非光化学猝灭(NPQ)在较短时间内即可达到最大值,而幼苗叶片则需要相对较长的时间。荧光对不同光强相应曲线表明,幼苗叶片的ΦPSⅡ随光强增加而迅速降低,而幼树叶片则下降较慢。幼树叶片的NPQ随着光强增加而增加,而幼苗叶片的NPQ则在相对较低光强水平就达到最大值,幼苗叶片热耗散能力较低。【结论】幼苗叶片较低的光合速率产生相对较多的过剩能量,同时其叶片在高光强下的热耗散能力较低,这是幼苗与幼树相比不适应自然强光和产生光抑制的主要原因。

不同派别杨树无性系SSR遗传距离及聚类分析

利用SSR分子标记对不同派别的48个杨树无性系进行遗传分析，计算不同无性系间的遗传距离。结果表明：16对引物共检测到81个多态性位点（从100—600bp），不同无性系间的分子遗传距离在0．0617～0．5309，平均距离为0．2504。派内种间遗传距离平均值变化范围为0．1482—0．2741，派间遗传距离平均值变化范围为0．3302～0．4012。聚类分析结果表明在聚类分析自检举值为0．70时，可以清晰的将48个无性系分成白杨派（Leuce）、黑杨派（Aigeiros）、青杨派（Tacamahaca）、大叶杨派（Leucoides）和胡杨派（Turanga）等5类。本研究利用分子手段检测不同派别杨树的遗传距离，为杨树杂交育种、分子育种等提供理论依据。

拟南芥AtPI基因植物表达载体的构建及其在烟草中的遗传转化

花是被子植物主要的繁殖器官,在繁育后代的过程中,发挥着极其重要的作用,PISTILLATA（PI）基因作为控制花器官发育的B类功能基因中的一员,在花器官发育中起到重要的作用。为探究PI基因在花瓣和雄蕊发育中的功能,本文以拟南芥（Arabidopsis thaliana）中的PI基因作为研究对象,利用PCR技术从拟南芥花序c DNA扩增出At PI基因,构建植物表达载体（p ROKⅡ-At PI）并进行烟草（Nicotiana tobacum）转化。转基因植株的PCR检测结果表明,At PI基因已经整合到了烟草基因组中。在T2代植株中,通过实时定量荧光PCR检测显示,At PI在m RNA水平也均有表达。过量表达PI的转基因烟草在花器官中存在明显表型,与野生型相比主要表现为转基因植株花冠变小,雄蕊缩短,果实畸形且子房基部比野生型长5～10 mm,上述结果表明At PI基因是特异性参与雄蕊和花瓣的发育并起着至关重要的作用。

红松种源遗传变异及高固碳种源选择的研究

以吉林省露水河林业局的27年生红松种源试验林18个种源为对象,对生长、材性、生物量、含碳率等性状的变异规律进行了研究,并选择了优良种源。研究结果表明,除单株含碳率、树冠含碳率及1.3 m处木芯含碳率差异不显著外,其他性状种源间皆存在显著或极显著差异。树木生长性状与海拔、年降水量及日照时数达到显著相关水平;木材材性性状中,除基本密度与气候地理因素皆相关不显著外,其他性状与各地理气候因素的相关性比较复杂。碳储量与纬度、海拔、年降水量及日照时数达到显著或极显著相关水平,碳储量与树根含碳率、木质素含量、半纤维素含量及灰分含量皆相关不显著。影响碳储量的变量中提取了5个主成份,得到83.741%的累计贡献率。标准化后的碳储量C'只与树木生长因子F1极显著正相关,构造的碳储量优良种源得分函数:Z_k=C_k'+0.975*42.826%*F_1,Z_k值以露水河2.929 8、临江2.699 8、大海林1.936 3排在前三位,选为红松高固碳种源。

转基因白桦杂种T_1代的生长发育及AP1基因的遗传分析

本文以3株野生型白桦为母本、3株35S∷Bp AP1转基因白桦及1株野生型白桦为父本进行杂交,调查杂种子代的生长发育、开花结实特性,分析外源AP1基因在T1代白桦中的遗传稳定性及分离规律。结果表明：Bp AP1基因的插入对转基因植株的花粉活力略有影响,Bp AP1基因可遗传给T1代的部分个体,遗传比例在36%~58%之间,经χ2检验,Bp AP1基因的分离比符合孟德尔分离定律;遗传了Bp AP1基因的白桦子代与父本一样仍然呈现出提前开花结实、明显矮化的特点,其1年生和2年生的高生长仅为野生型白桦杂种子代的44.19%和18.92%;T1代白桦存在2种完全不同的表型,据此能够简便快捷地判断出杂种子代是否携带有Bp AP1基因。该研究证明了外源AP1基因可以通过有性生殖的方式稳定地遗传给子代,获得的转基因白桦杂种子代能够提早开花结实,因此35S∷Bp AP1转基因白桦可作为研究白桦性状遗传规律的亲本材料。

去劣疏伐对长白落叶松初级无性系种子园SSR遗传多样性的影响

为了解去劣疏伐对长白落叶松初级无性系种子园遗传多样性的影响程度,利用14对SSR引物,对苇河青山长白落叶松初级无性系种子园内38个无性系,共260个亲本进行遗传多样性的研究。根据子代表现及亲本生长结实的能力,设计10%～60%的疏伐强度进行模拟疏伐,利用POPGENE3.2程序分析疏伐前后各个遗传多样性参数的变化。结果表明:种子园遗传多样性降低程度与疏伐强度呈正相关,40%以内的疏伐强度对种子园遗传多样性影响较小,减小幅度小于0.5%,能够维持种子园较广泛的遗传基础;疏伐后无性系内至少要保留7～9个单株才能维持无性系内的遗传多样性,如按照疏伐后保存率为60%推算,长白落叶松种子园建园时,每个无性系至少种植12～15株。

生物化学实验课程实施“教学做一体化”教学模式的思考

生物化学是东北林业大学生命科学学院面向本科生开设的专业必修或选修课程,生物化学实验教学是生物化学课程的重要组成部分,在生物化学教学体系中占有重要地位。为了适应高等教育人才培养方案及“双一流”学科建设的需要,提高生物化学实验教学质量,笔者从生物化学实验的教学内容、教学方式及考核指标等方面进行了探讨及实践,综合评价了生物化学实验课程“教学做一体化”模式在强化和培养学生创新意识、综合分析能力和解决问题能力等方面的作用。

拟南芥CYCD3;1基因植物表达载体的构建及在烟草中的遗传转化分析

为了分析植物D型细胞周期蛋白在细胞周期中的作用,采用PCR方法从拟南芥花序中克隆出At CYCD3;1基因的全长c DNA序列。该基因的开放读码框为1131 bp,预测编码376个氨基酸,蛋白质的分子量为42701.6 Da,蛋白质的等电点为4.89。构建植物表达载体p ROKII-At CYCD3;1,并利用农杆菌介导的叶盘法将外源基因导入野生型烟草中。通过PCR及q RT-PCR检测显示,At CYCD3;1成功插入烟草基因组并在转录水平表达。表型观察显示转基因株系与野生型株系相比主要表现为花冠宽度变大,花瓣和萼片长度变长,果实变大,茎干弯曲,叶片卷曲,根尖细胞变小。综上,拟南芥At CYCD3;1基因的过量表达影响了植物的生长发育。

烟草铁蛋白基因NtFer1对粳稻遗传转化及其基因功能研究

利用农杆菌介导法将烟草铁蛋白基因Nt Fer1转入粳稻,经抗性筛选、PCR、Southern杂交、Northern杂交检测。结果表明,外源基因已整合到粳稻基因组中,并能稳定遗传表达。过量Fe2+营养液条件下培育自交T1代植株,研究表明转基因株系SOD和POD活性、叶绿素相对含量高于对照,而MDA含量则相反;转基因株系叶片和糙米总铁含量高于对照,所测16种氨基酸总含量与对照无显著差异,但部分氨基酸含量存在差异;接种稻瘟病混合小种菌液转基因株系稻瘟病叶瘟指数低于对照。烟草铁蛋白基因Nt Fer1转入表达可提高粳稻叶片和糙米储藏铁离子能力,增强对高铁胁迫耐性和稻瘟病叶瘟抗性。

拟南芥CYCD2;1基因植物表达载体的构建及在烟草中的遗传转化分析

细胞分裂是生物的基本特征之一,在植物生长发育的过程中,发挥着极其重要的作用,细胞周期蛋白CYCD2;1基因作为一个调控因子,对调节细胞周期具有重要作用。本文以拟南芥细胞周期蛋白(At CYCD2;1基因)作为研究对象,利用PCR技术从拟南芥花序c DNA扩增出At CYCD2;1基因,构建植物表达载体(pROKIIAt CYCD2;1)并利用农杆菌介导的叶盘法转化野生型烟草。转基因植株的PCR检测结果表明,At CYCD2;1基因已经整合到了烟草基因组中。在T2代植株中,通过实时定量荧光PCR检测显示,At CYCD2;1在mRNA水平也均有表达。过量表达CYCD2;1的转基因烟草在花器官中存在明显表型,与野生型相比主要表现为转基因植株花冠宽度变大,花瓣和萼片长度变长,果实变大,上述结果表明At CYCD2;1基因影响花的发育。

不同地点51个长白落叶松无性系苗期生长变异和遗传稳定性分析

长白落叶松是我国东北林区非常重要的速生用材树种之一。以不同地点51个长白落叶松无性系为材料,对其2年生苗高和地径进行调查分析,探讨其苗期生长变异和遗传稳定性。结果表明:长白落叶松无性系苗高和地径在地点间、无性系间、地点×无性系间差异均达到极显著水平(P<0.01);不同地点苗高和地径的表型变异系数处于23.89%~36.82%,除四平试验点的地径重复力为0.172外,不同地点苗高和地径的重复力均处于0.573~0.891;遗传稳定性分析结果表明,无性系LO 13等28个无性系的遗传稳定性较高;相关分析结果表明苗高与地径呈极显著正相关关系;利用多性状综合评价法,以20%的入选率对无性系进行选择,不同地点均选出10个综合表现较好的无性系,其中无性系LO 10和LO 26在不同地点均被入选优良无性系,且其遗传稳定性较强,可将其初选为优良无性系。