泡桐NLR基因家族分析及其对植原体的响应

为研究PfNLR基因家族在白花泡桐抗丛枝病过程中的作用,运用生物信息学方法全面分析了白花泡桐NLR(PfNLR)家族成员的组成、理化性质、染色体定位、进化、结构、顺式作用元件和组织表达特异性,结合植原体侵染白花泡桐前后的miRNA和转录组的表达量变化,筛选出与抗丛枝病相关的基因。结果表明:白花泡桐中的199个PfNLRs分属6个亚家族;91.9%的PfNLRs定位在白花泡桐18条染色体上,其中62.8%呈簇状分布,23个PfNLRs发生了10次染色体片段重复事件和1次染色体串联重复事件;PfNLR含激素类和胁迫类元件;miRNA和转录组的关联分析发现泡桐miRNA与PfNLR之间存在156对靶向关系;大多数PfNLRs在芽和根中表达;16个PfNLRs在白花泡桐感染植原体前后的表达水平显著差异。进一步分析发现,pf–miRNA482介导的PfNLR181在白花泡桐抗丛枝病中发挥作用,该结果可为解析白花泡桐NLR蛋白的功能提供理论依据。

光周期对泡桐叶片体外植株再生影响研究

以毛泡桐、兰考泡桐和白花泡桐叶片为外植体,在其体外器官直接再生的最适MS和1/2MS培养基上,研究了不同光周期对泡桐叶片体外植株再生的影响.结果表明,光照时间为24 h的光周期可促进泡桐叶片芽的诱导,但不同种泡桐叶片芽诱导率达到最大所需时间存在一定差异.对幼芽根诱导来说,不同光周期对3种泡桐幼芽生根的作用存在差异.当幼芽诱导根时间为7 d时,光照时间长于或短于16 h的光周期都会抑制毛泡桐和兰考泡桐幼芽根的诱导,并且这些不适宜的光周期对白花泡桐和毛泡桐幼芽生根的抑制作用大于兰考泡桐.

基于Illumina高通量测序的泡桐转录组研究

利用新一代高通量测序技术平台Illumina Solexa对泡桐进行转录组测序和数据denovo组装,并对得到的unigene进行功能注释、分类及代谢通路分析。结果表明,N50值为2278bp、平均长度为1410bp的泡桐unigene共有188019条,将其与NCBI的Nr和Swiss-Prot数据库比对后发现,分别有120808条和85880条unigene与其他物种的基因具有同源性。利用COG数据库可将有关的41914条泡桐unigene分成25类,KEGG数据库分析发现共有43553个unigene参与215种代谢通路。找到与木质素合成相关的泡桐unigene。

泡桐丛枝病株体外植株再生系统研究

以患丛枝病豫杂一号泡桐叶片、叶柄和茎段为外植体,建立了其体外植株再生系统.结果表明,其叶片、叶柄和幼嫩茎段在MS+NAA 0.3 mg.L-1+6-BA 12 mg.L-1,MS+NAA 0.3 mg.L-1+6-BA 8 mg.L-1和MS+NAA 0.3 mg.L-1+6-BA 12mg.L-1组合培养基上,最高芽诱导率可达47.78%,21.11%和42.22%.此外,不含NAA和IBA的1/2MS培养基可作为患病苗幼芽生根的最适培养基.研究结果可为泡桐的基因工程操作和阐明丛枝病发生机理奠定基础.

适用于AFLP分析的泡桐DNA提取方法研究

分别采用3种方法提取了豫杂一号泡桐组培苗叶片DNA,并对其得率和质量进行了检测.结果表明,DNAkit,CTAB-Ⅰ和CTAB-Ⅱ法提取DNA的得率分别为0.250,0.284,0.312 mg.g-1;CTAB法提取的DNA片段大于DNAkit法;利用CTAB-Ⅱ法得到的DNA可被EcoRI,MspI和HpaⅡ完全酶切,该DNA经AFLP-PCR扩增电泳后,产物带型清晰,稳定,重复性好.CTAB-II法为泡桐DNA提取的最佳方法.

二倍体和四倍体泡桐对干旱胁迫生理响应差异研究

在土壤相对含水量为75%、55%、40%和25%的盆栽条件下,研究了二倍体毛泡桐(T2)、二倍体豫杂一号泡桐(TF2)、四倍体毛泡桐(T4)、四倍体豫杂一号泡桐(TF4)对干旱胁迫的生理响应。结果表明,随着干旱胁迫的增强,四倍体泡桐与其二倍体泡桐的生理生化指标变化趋势一致,叶片相对含水量和叶绿素含量呈下降趋势,四倍体泡桐的叶片相对含水量和叶绿素含量均高于其二倍体;相对电导率和丙二醛(MDA)含量呈上升趋势,四倍体泡桐小于其二倍体;超氧化物歧化酶(SOD)活性、叶片可溶性蛋白质含量呈先升高后降低趋势;可溶性糖含量和脯氨酸含量均呈升高趋势,四倍体泡桐高于其二倍体。对25%干旱胁迫下泡桐的各项生理指标利用模糊隶属函数法综合分析,抗旱性大小顺序为T4>TF4>T2>TF2。

接干和施肥对不同初植苗高泡桐幼树主干生长影响的研究

研究了接干和施肥对苗高为 3.0、3.5、4 .0、4 .5、5.0m初植的 3年生和 4年生泡桐幼树生长的影响。结果表明 ,1次接干能明显促进苗高为 3.0、3.5m苗的 3年生泡桐幼树的高生长 ;2次接干能明显促进苗高为 4 .5m的 4年生泡桐的高生长 ,并且苗高为 4 .0、4 .5、5.0m的 4年生泡桐幼树的高和胸径生长量都明显比 3.0m和 3.5m苗的大 ;施肥能明显促进苗高为 4 .5、5.0m的 1次接干泡桐幼树的高生长。 2次接干处理后 ,对高为 4 .0m的苗培育高干良材 (主干达 6.0m以上 )

白花泡桐二倍体及四倍体响应盐胁迫的蛋白质组变化的研究

为阐明泡桐多倍体响应盐胁迫的分子机制,本试验以白花泡桐为材料,采用同位素相对标记与绝对定量技术(isobaric tags for relative and absolute quantitation,iTRAQ)结合液相色谱与串联质谱(liquid chromatography-tandem mass spectrometry,LC-MS/MS)定量蛋白质组技术,研究盐处理前后白花泡桐四倍体和对应二倍体的蛋白质表达变化。同时,选择6个差异表达蛋白质进行实时荧光定量PCR(qRT-PCR)验证。通过比对分析,共鉴定到2 851个蛋白质,有32个是倍性相关的盐应答差异蛋白质。KEGG pathway分析发现,这些差异蛋白质主要参与光合作用,信号转导,植物病原相互作用及淀粉和糖代谢等。其中,2-酮戊二酸脱氢酶E1、过氧化物酶和氢离子转运ATP合酶表达差异显著,表明这些蛋白质可能是潜在的盐应答蛋白质。QRT-PCR验证结果表明,mRNA与蛋白质表达水平不一致。

四倍体白花泡桐木材的物理特性研究

以3年生四倍体白花泡桐为材料,探讨了染色体加倍白花泡桐木材的物理特性.结果表明,四倍体白花泡桐木材纤维的长度、长宽比值、壁厚和壁腔比值的平均值分别比其二倍体大,而木材纤维宽度、弦向干缩率、径向干缩率、纵向干缩率和体积干缩率平均值则相反.此外,四倍体白花泡桐木材的基本密度、白度、顺纹拉力强度、抗弯强度、抗弯弹性模量、硬度和顺纹抗压强度分别比其二倍体泡桐增加了14.29%,16.25%,38.90%,26.13%,32.50%,18.36%和17.28%.

不同种四倍体泡桐光合特性的研究

以7年生二倍体及其四倍体泡桐为材料,研究了其叶片的光合特性.结果表明,四倍体与其二倍体泡桐叶片的净光合速率(Pn)气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、胞间CO2浓度(Ci)4种光合因子的日变化规律相同,3种四倍体泡桐5月至10月叶片的Pn,Gs,Tr,Ci和叶绿素含量等均高于其二倍体泡桐.在5,7,9,10月,四倍体泡桐及其二倍体泡桐叶片的Pn,Gs,Tr日变化为单峰曲线,而在6月和8月则为双峰曲线;在5月至10月,Ci的日变化皆呈单谷曲线.

四倍体南方泡桐和四倍体白花泡桐对盐胁迫的生理响应研究

为了解四倍体南方泡桐(PA4)、四倍体白花泡桐(PF4)及其对应的二倍体南方泡桐(PA2)和二倍体白花泡桐(PF2)耐盐程度的变化,研究了2种四倍体泡桐及其对应二倍体盆栽幼苗对质量分数为0,0.2%,0.4%和0.6%NaCl的生理响应特征.结果表明,随着盐质量分数的增加,2种四倍体泡桐叶片相对含水量和叶绿素含量呈下降趋势,但均高于其对应的二倍体;相对电导率和丙二醛含量呈升高趋势,但均小于其对应的二倍体;SOD活性和可溶性蛋白质含量先升高后下降;可溶性糖含量和脯氨酸含量呈升高趋势,并且高于其对应的二倍体泡桐.对0.6%NaCl胁迫下2种四倍体泡桐及其对应二倍体泡桐的各项生理指标利用模糊隶属函数进行耐盐性评价,耐盐性从强到弱的排列为PF4>PA4>PF2>PA2.

泡桐丛枝病发生与叶片蛋白质和氨基酸变化关系的研究

本文分别对楸叶泡桐、兰考泡桐、鄂川泡桐和台湾泡桐的同品种、同方位和同高度的同一病株病叶、病健叶和健株叶片的蛋白质进行了ＳＤＳ聚丙烯酰胺凝胶电泳及其水解产物进行了分析研究。结果表明，４种感病泡桐植株的叶片内都出现了一条健康植株叶片内没有的、分子量为１２ＫＤ的蛋白质谱带，并且同一病株病叶内该蛋白质的量较病健叶的量多。此外，楸叶泡桐和台湾泡桐病株病叶、病健叶和健株叶片蛋白质的氨基酸组成也存在着明显差异。随叶片感病程度的加深，胱氨酸含量逐渐增多，而苯丙氨酸则逐渐减少。泡桐叶片内的这些变化可能与丛枝病的发生有一定联系。

四倍体泡桐对干旱胁迫的生理响应研究

研究了干旱胁迫下盆栽四倍体南方泡桐(A4)、二倍体南方泡桐(A2)、四倍体白花泡桐(F4)和二倍体白花泡桐(F2)组培苗叶片相对含水量、丙二醛(MDA)含量、可溶性糖及脯氨酸等物质含量等的变化.结果表明,在干旱胁迫条件下,二倍体和四倍体南方泡桐和白花泡桐叶片的生理生化指标存在一定差异,但其变化趋势基本一致.叶片相对含水量和叶绿素含量随着干旱胁迫加重呈下降趋势,四倍体泡桐的叶片相对含水量、叶绿素、可溶性糖和脯氨酸含量均高于其二倍体.叶片相对电导率、MDA含量、可溶性糖含量和脯氨酸含量随干旱胁迫加重呈上升趋势,四倍体泡桐叶片的相对电导率、MDA含量、可溶性糖含量和脯氨酸含量均小于其二倍体.叶片SOD活性和可溶性蛋白质含量随干旱胁迫的加重呈先增后降趋势.采用模糊隶属函数法对4个不同倍性泡桐在土壤相对含水量为25%的干旱胁迫下进行抗旱性综合评价,4个不同倍性泡桐的抗旱性顺序为:A4>F4>A2>F2.

泡桐叶片RNA提取方法的研究

以豫杂1号泡桐为试验材料,采用Trizol,改良TrizolⅠ,改良TrizolⅡ,CTAB和Plant RNAtrip等方法提取其叶片总RNA,并用A260/A280值和琼脂糖凝胶电泳检测RNA的得率、纯度和完整程度.结果表明,不同方法提取的RNA在得率、纯度和完整度方面存在一定的差异.改良TrizolⅡ法提取RNA的A260/A280值为1.989,得率为171.0μg.g-1,电泳琼脂糖凝胶上有28,18,5 S rRNA3条清晰的谱带,是泡桐叶片RNA提取的最佳方法.

泡桐主干与树冠生长相关关系的研究

对７４株１０年生泡桐主干与树冠生长相关关系进行了调查，并利用回归分析方法建立了主干与树冠生长的数学模型．经实例分析检验表明，培养 １０年生主干高 ６．０ ｍ，胸径３０．６２ｃｍ的泡桐树需要８．１６ ｍ和７．６０ ｍ的冠幅和冠高，泡桐的合理干冠比值为０．７９．该模型切合生产实际，为泡桐高干定向培育提供了理论依据．

5种四倍体泡桐生长特性的研究

以2年生5种四倍体泡桐为材料,研究其光合作用、材积生长量、接干长度、比叶重(SLW)等指标间的差异。结果表明,5种四倍体泡桐叶片的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、胞间CO2浓度(Ci)光合因子的日变化规律相同。9月份叶片的Pn、Gs、Tr、Ci日变化为单峰曲线,四倍体豫杂一号泡桐(TF4)的最大净光合速率高于其余4个种。此外,四倍体毛泡桐(T4)的树高生长量和接干高增长量、TF4的胸径生长量和比叶重增长量、四倍体南方泡桐(A4)的材积增长量最大。5种四倍体泡桐的树高、胸径、接干、材积的相关性表明,材积与胸径呈正相关关系,相关性显著;树高与比叶重呈正相关关系,但相关性不显著。

泡桐丛枝病发生过程中的蛋白质组学研究

为鉴定与泡桐丛枝病发生密切相关的蛋白质,以毛泡桐健康苗、患丛枝病苗、20 mg/L或60 mg/L甲基磺酸甲酯(MMS)处理的丛枝病苗为实验材料,用同位素标记相对与绝对定量(iTRAQ)技术检测毛泡桐幼苗4个样品的蛋白质表达变化,并进行比对分析。结果表明:在鉴定到的1 622个蛋白质中,共得到35个与泡桐丛枝病发生相关的差异表达蛋白质。在这35个差异表达蛋白中景天庚酮糖-1,7-二磷酸酶(SBPase),质膜ATP酶和光合系统Ⅱ 10 kDa多肽等蛋白质表达差异显著,且主要参与了光合生物碳固定、光合作用和氧化磷酸化等生物学过程。

南方泡桐二倍体及其四倍体的光合特性研究

以1年生南方泡桐四倍体及其二倍体南方泡桐为材料,采用Li-6400便携式光合作用仪测定其叶片的光合特性。结果表明:南方泡桐四倍体与其二倍体泡桐的光合特性规律一致,不同月份四倍体泡桐的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)和胞间二氧化碳浓度(Ci)等均高于其二倍体。四倍体泡桐及其二倍体泡桐的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率日变化,在5月、7月、9月和10月为单峰,6月和8月为双峰,胞间二氧化碳浓度为单谷变化。

泡桐属植物种间关系研究

泡桐是我国重要的速生用材树种之一，大力发展泡桐对缓解我国木材短缺，改善生态环境和出口创汇具有重要的社会生态意义和经济意义。本文从形态学、细胞学和分子生物学等方面论述了泡桐属植物自建属以来的分类状况及各种分类方法的优缺点，最后对泡桐属植物分类提出了一些建议。

秋水仙素诱导兰考泡桐四倍体的研究

用不同质量浓度的秋水仙素液体、固体和固液双层介质处理预培养时间不同的兰考泡桐二倍体幼苗叶片,叶柄和茎段后,在不同培养基上进行体外植株再生,得到了兰考泡桐的四倍体植株.结果表明,固液双层介质处理兰考泡桐叶片四倍体诱导率最高可达23.4%.显微镜观察诱变植株根尖染色体数为2n=4x=80,四倍体幼苗较二倍体幼苗叶片大而厚、叶色深,气孔大,生长更为健壮.