白桦强化促进提早开花结实技术的研究

在 9年 4 2次的前期试验的基础上 ,以 1年生超级白桦苗为材料 ,通过 5项配套强化措施 (即适量CO2 浓度、适当光照强度、适时绞缢、适宜催花素喷施和适中温湿度控制 )的处理 ,实现了野外条件下 17～ 2 0年开花结实的白桦 ,2～ 3年开花结实、4～ 5年规模结实。此外 ,建立了人工生态因子全息时序监测、显示、调控集成配套系统。

耐盐基因Bet-A转化小黑杨的研究

本研究建立了小黑杨 (Populussimonii×P .nigra)组培再生体系 ,确定小黑杨芽分化最适宜培养基、生根培养基 ,然后进行卡那霉素敏感性试验。以小黑杨无菌苗叶片为转化受体材料 ,通过根癌农杆菌(Agrobacteriumtumefacien)介导法将外源基因Bet A(编码胆碱脱氢酶 ,催化胆碱生成甘氨酸甜菜碱 )导入小黑杨(P .simonii×P .nigra)。对获得的 11株转化苗进行了PCR扩增检测和斑点杂交检测 ,其中 7株获得了 1 7Kb特异性扩增条带和杂交斑点 ,表现为阳性。从斑点杂交检测的转化苗中选取 3株杂交斑点明亮的转化子进行Southern印迹杂交分析 。

应用ISSR-PCR对西伯利亚红松19个种源的遗传多样性分析

应用简单重复序列区间扩增多态性(inter-simplesequencerepeats, ISSR)技术,以引种俄罗斯的西伯利亚红松(PinussibiricaDuTour)不同地理分布区的 19个种源为材料,筛选出 12个引物,获得总位点数 148条,其中多态位点数 136条,多态位点比率为 91. 89%。遗传多样性研究结果表明:种源的平均多态位点比率为 26. 48%,具有高的遗传多样性(Shannon指数(I)平均值为 0. 156 3);种源间存在一定程度的基因流动(Nm为 0. 246 1)和遗传分化(Nei指数平均值为 0. 106 8,Gst平均值为 0. 329 8);种群内的基因多样性占总群体的 67. 02%,种群间占 32. 98%。综合UPGMA聚类分析、地理变异规律及生态类型,种源划分结果为:西萨彦 -阿尔泰山地生态区种源;东西伯利亚南部高原生态区种源;西西伯利亚平原生态区种源。

帽儿山地区21年生兴安落叶松种源试验

利用兴安落叶松自然分布区内 17个种源 2 1年生的树高、胸径、材积等生长性状及树干通直度进行方差分析 ,其结果是 ,种源间差异显著或极显著。并运用相关分析方法研究了兴安落叶松地理变异规律 ,结果表明 :兴安落叶松的生长性状与纬度呈负相关 ,与经度呈正相关 ;呈明显的经向为主 ,纬向为辅 ,经纬双向连续渐变的特点 ;利用生长性状材料结合 17个种源的地理位置对种源进行聚类分析 ,将各种源在 2 .7遗传距离上分成 3个种源区 :即大兴安岭南、西、北部种源区 (编号为Ⅰ ) ;小兴安岭北部、大兴安岭东部种源区 (编号为Ⅲ ) ;小兴安岭东南部种源区 (编号为Ⅳ ) ,用LSD法对各种源进行多重比较 ,结合综合指数法 。

白桦花芽RNA的快速提取

酚类化合物、多糖、蛋白质和未知次级代谢产物,是影响白桦（BetuLa pLatyphyLLa）花芽组织RNA提取的几个主要干扰因素。笔者在以往草本植物DNA和微生物RNA提取方法基础上,提出了提取白桦雄花芽组织RNA的3种方法。

白桦雄花序发育初期蛋白质的双向电泳图谱分析

对发育初期 2个时期的白桦雄花序进行的蛋白质双向电泳 (two -dimensionalelectrophoresis,2 -DE)研究结果表明 ,2个时期的 2 -DE图谱 ,有 2 75个蛋白点在表达上有明显的质和量的变化。其中 :16 2个蛋白点在 5月 31日雄花序 2 -DE图谱中的表达量均高于 5月 2 8日 ,110个蛋白点的表达量低于 5月 2 8日 ;2个蛋白点为 5月 2 8日雄花序 2 -DE图谱所特有 ;1个蛋白点为 5月 31日雄花序 2 -DE图谱所特有。这些结果为进一步获得与雄花序发育时期的相关蛋白 ,进而得到相关的特异基因 ,在分子水平上揭示白桦雄花序发育机理奠定重要基础。

基因芯片技术研究柽柳NaHCO_3胁迫下基因的表达

运用基因芯片技术研究了NaHCO3胁迫下柽柳 (Tamarixandrossowii)基因的表达。将Cy5和Cy3两种荧光染料分别标记在NaHCO3处理和对照的柽柳cDNA上 ,将两种荧光探针混合 ,与载有柽柳基因的高密度芯片进行杂交并用芯片扫描系统进行扫描 ,通过Cy5与Cy3信号强度比值的计算研究基因的差异表达。共获得了 89个差异表达的基因 ,其中 ,2 7个下调表达 ,6 2个上调表达。BlastX分析表明这些基因按功能可以分为光合作用、活性氧清除、渗透调节、信号传导与表达调控、代谢、发育相关、核糖体蛋白、蛋白质的分解与再生、转运类蛋白、水通道蛋白等几大类别。同时 ,发现了一些与盐胁迫相关的功能未知基因或未有任何功能信息的基因 ,这些基因可能在柽柳抗盐过程中具有重要作用。揭示了柽柳的抗盐胁迫涉及的几种重要途径 ,并获得了NaHCO3胁迫前后柽柳基因表达谱。

兴安落叶松种源试验研究(Ⅰ)——地理变异的规律与模式

通过8a生16个种源13个参试点9类53个性状的系统研究,将兴安落叶松的适生范围划分了3个造林生态相似区:即大兴安岭西北部低湿、低温、低产区(包括满归、库都尔和莫尔道嘎);大小兴安岭中湿、中温、过渡区(包括甘河、加格达奇、黑河三站和北安);小兴安岭及张广才岭完达山高湿、高温、速生区(包括凉水、帽儿山、错海、石河、桦南和东方红)。以各造林生态区内代表试点为据,揭示了兴安落叶松主要性状的地理变异规律与模式。其主要特点是:变异性状多、内容丰富广泛、遗传性变异大,以经向变异为主,纬向变异为辅,属经纬双重连续渐变型。经向偏东、纬向偏南的种源项芽萌动晚、封顶迟、年生长期长、枝粗叶茂、苗期心止率低、季节生长量均匀、高径生长量大,特别是生长性状已形成了明显的南北东西的梯度变异。体现了由西—东、由北—南、干—湿、冷—暖气候生态模式的渐变。水热因子的综合作用是兴安落叶松产生变异的主要因素。在大兴安岭北部,种源子代的变异突出了种源与试点的互作,以当地和小兴安岭西北部种源表现较好。因此,在全分布区范围内适当由南向北调拔种子,将获得较大的增产效益。在种源的遗传分化中,以生长性状的分化最为明显,可作为种源选择和区划种源的主要依据。

兴安落叶松种源试验研究(Ⅱ)——最佳种源的选择

根据兴安落叶松全分布区13个参试点16个种源子代生长性状的方差分析、种源稳定性分析、生产力指数分析、秩次相关分析、多指标综合分析和主分量分析等方法,将全部16个种源划分成三种类型,即低产稳产型种源、高产非稳产型种源、介于一、二类的中间型种源。进行了早期选择的可行性、可靠性分析,选出了各参试点的最佳种源。总的来看,小兴安岭东南部的友好、乌伊岭的种源最佳,适于在兴安落叶松的广大造林生态区内推广。在大兴安岭北部则应选用当地或小兴安岭西北部的种源。在种源遗传力估算的基础上进行了遗传增益的估算,并对优良种源的推广前景进行了评价。

树木的细胞膜透性与抗盐性

在盐逆境条件下，研究了１６个针阔叶树种的细胞膜透性与抗盐性，其结果表明：细胞膜透性是研究抗盐性的理想指标。抗性强的树种细胞膜不易被破坏，透性小，抗性差的树种细胞膜被破坏的严重，透性大。针叶树中樟子松、华山松、红松的抗盐性较强，臭松抗性中等，落叶松、红皮云杉抗性较差；阔叶树中白榆、水曲柳抗性较强，黑林３号杨，中绥１２号杨及紫椴抗盐性处于中等水平，１１８号杨、７９８６０１号杨、白桦的抗盐性最差。

白桦ISSR-PCR反应体系的优化

以白桦基因组DNA为模板,研究了ISSR的影响因素,建立一套适宜于白桦的ISSR优化反应体系及程序.即20μL反应体系中,Mg2+浓度范围为0.5～3.0 mmol·L-1,dNTPs浓度范围为0.10～0.30 mmol·L-1,Taq聚合酶浓度范围为1.0～2.0 U,模板DNA浓度为30～120 ng,同时含有RNA的模板DNA对ISSR扩增也略有影响,引物浓度范围为0.2～0.4 μmmol·L-1.通过梯度PCR测验,确定了适宜的退火温度为49℃.反应程序为:第一个循环基因组DNA经94℃预变性5 min;30个循环为94℃变性30 s,49℃退火30 s,72℃延伸30 s;最后一个循环完成后,在72℃延伸7min.

柽柳翻译起始因子(eIF-5A)基因的克隆及原核表达

根据柽柳cDNA文库中获得的eIF-5A基因片段,用RACE技术克隆出其全长cDNA序列。cDNA长度为799bp,编码159个氨基酸。将该cDNA序列克隆到原核表达载体pET28a中,获得重组质粒pET28a-eIF5A。不同浓度NaCl胁迫下大肠杆菌(Escherichiacoli)BL21(pET28a-eIF5A)比E.coliBL21(pET28a)有明显的抗盐性,前者菌株存活率在1.0mol·L-1NaCl盐胁迫下是后者的9.3倍,据此认为E.coliBL21(pET28a-eIF5A)的耐盐性可能与eIF-5A基因的表达相关。该基因的GenBank登录号为AY587771(基因)、AAT01416(蛋白)。

白桦雄花发育过程中内源激素含量的变化

利用酶联免疫吸附法 (ELISA)测定了白桦雄花发育过程中赤霉素 (GA)、玉米核苷素 (ZR)、脱落酸(ABA)及吲哚乙酸 (IAA)的含量变化。结合白桦雄花形态解剖观察 ,研究了这些内源激素与白桦雄花发育的关系。研究结果表明 :低含量的GA及花芽分化初期低含量的ABA、IAA、ZR有利于白桦雄花芽的分化 ,ABA。

应用SSH技术研究NaHCO_3胁迫下柽柳基因的表达

以NaHCO3 胁迫紫杆柽柳 (Tamarixandrossowii)cDNA为试验方 (tester) ,正常生长紫杆柽柳cDNA为驱动方(driver) ,应用SSH技术研究胁迫下柽柳基因的表达。经Northern杂交检测 ,共获得 36个盐胁迫应答基因。Blastx分析表明 ,它们编码的蛋白与下列蛋白同源 :抗氧化酶CAT和PRDX ;海藻糖磷酸酶 (trehalosephosphatase) ,该酶与海藻糖合成相关 ;多种调控蛋白 ,例如bZIP转录因子、MADS box蛋白、富含甘氨酸RNA结合蛋白 (glycine richRNA bindingproteins)、CCCH型锌指蛋白、F box蛋白等等 ;早期光诱导蛋白 (earlylight inducedprotein) ,该蛋白可以保护和 /或修复由胁迫引起的植物光合元件 (photosyntheticapparatus)损伤 ;半胱氨酸蛋白酶 (cysteineproteinase)和VPE(vacuolarprocessingenzyme) ,它们在植物细胞的死亡过程中起作用 ;以及脂质转移蛋白前体 (lipidtransferproteinprecursor)、聚合泛素 (polyubiquitin)、查尔酮合成酶、谷胱甘肽转移酶、NADP IDH、盐诱导SI2蛋白、OEE1等蛋白。在获得的 36个基因中 ,3个基因编码的蛋白分别与 3个推定 (putative)的蛋白即HAK2 (K+ transporter)、钙结合蛋白和RNA结合蛋白具有同源性 ;同时 ,发现 6个盐胁迫应答的新序列。

欧美杨“山地1号”组织培养再生系统的建立

欧美杨“山地1号”是美洲黑杨与欧洲黑杨(P.deltoides×P.nigracv.,‘shandis1’)杂交培育成功的杨树优良品种。本研究以叶片作为外植体进行组织培养,建立了欧美杨“山地1号”组织培养再生系统。分别用植物生长调节剂α-萘乙酸(NAA)和细胞分裂素6-苄氨基嘌呤(6-BA)诱导芽的分化,促进侧芽生长;用3-吲哚丁酸(IBA)诱发根生长,使根多而长,本研究筛选出诱导率最优的培养基和激素浓度:分化培养阶段——以1/2MH培养基(6-BA0.5mg/L与NAA0.05mg/L)诱导分化获得再生芽;继代培养阶段——以MH培养基(6-BA0.5mg/L与NAA0.05mg/L)进行继代培养获得丛生芽;抽茎培养阶段——以MH培养基(6-BA0.1mg/L与NAA0.05mg/L)进行抽茎培养获得丛壮无根苗;生根培养阶段——以1/2MH培养基(IBA0.3mg/L)诱导生根。然后,选择根系发达、主茎高达2～3cm且木质化程度高的幼苗移栽到塑料大棚中,约14d后长出新根即可成活,移栽成活率达90%。本欧美杨组织培养再生系统可用于基因的遗传转化。

利用正交设计优化白桦的SSR-PCR反应体系

利用正交设计L16(45)对白桦SSR-PCR反应体系的5因素(Taq酶,Mg2+,模板DNA,dNTP,引物)在4个水平上进行优化试验,筛选出各反应因素的最佳水平,建立了白桦SSR-PCR反应的最佳体系(20μL):DNA100ng,Mg2+浓度为3mmol·L-1,Taq酶0.5U,dNTP浓度为0.5mmol·L-1,引物浓度为0.4μmol·L-1。对白桦SSR-PCR最佳反应体系进行了梯度退火温度,得到的最佳退火温度为59.9℃。

高等植物成花基因的研究

高等植物的成花可分为两个阶段 :由茎顶端分生组织转变成花分生组织和花器官的形成。前者主要受成花计时基因的控制 ,而后一阶段主要由植物的同源 (异型 )框基因调控。本文综述了近年来对植物成花调控基因的研究 ,并着重对第一阶段成花基因的功能、它们间的相互作用和特点进行了总结。

实时定量PCR法分析白桦中一花发育相关基因BpHEN的时序表达

对白桦花序进行分期取材,以CTAB法提取各期材料的总RNA,应用SMART(Switching Mechanism At5′end of RNA Transcript)策略合成cDNA。根据BpHEN序列片段设计引物,通过特异扩增、产物纯化、梯度稀释,制备出系列标准样。通过实时定量PCR分析BpHEN在各取材时期的表达情况表明,BpHEN在雌花序中的表达要高于雄花序,且在雌花序中有3个表达高峰,分别对应于授粉期、胚珠发育期、果实发育期。

长白落叶松种源区区划的研究

根据凉水、帽儿山、草河口和龙江四个代表试点10年生种源试验的资料:树木生长、物候、材性、形态、种子品质、适应性和抗性等性状,采用主分量分析(PCA)的方法,参考了气候、地形、土壤和植被区划的结果,将长白落叶松天然分布区域划分成四个种源区,即白刀山种源区(编号Ⅰ)、小北湖种源区(编号Ⅱ)、白河种源区(编号Ⅲ)和桓仁种源区(编号Ⅳ)。

兴安落叶松优良种源遗传结构的研究(Ⅱ)——遗传变异及种群分布

通过对兴安落叶松（Ｌａｒｉｘｇｅｍｉｌｎｉｌ）５个天然群体的ＭＤＨ和ＧＯＴ同工酶的分析表明：在兴安落叶松群体中多态位点百分率为５７．５％；等位基因平均数为１．９；期望杂合度为０．２２６；有效等位基因平均数为１．４０２；满归和绰尔。乌伊岭和库都尔之间的亲缘关系较近；群体间的遗传分化较小。仅为７．９％。群体内的分化大、占９２．１％，ＭＤＨ和ＧＯＴ同工酶的遗传变异与地理。