杉木GRF和GIF基因家族鉴定、表达与互作分析

生长调节因子(GRF)和GRF相互作用因子(GIF)在植物的生长发育和逆境胁迫响应中发挥重要作用。为研究GRF和GIF基因在杉木生长发育和逆境胁迫响应中的功能,本研究基于杉木全长转录组数据,利用生物信息学手段共鉴定获得5个ClGRFs基因和2个ClGIFs基因。分析结果显示,ClGRFs氨基酸残基数目范围为386(ClGRF4)~723 aa(ClGRF3),等电点为7.07(ClGRF4)~9.26(ClGRF5);2个ClGIFs蛋白氨基酸数目分别为242和258 aa,等电点均在6左右,蛋白质分子质量分别为25.64和27.96 kDa。保守结构域和基序分析发现ClGRFs蛋白均含QLQ和WRC结构域,ClGIFs蛋白均含SSXT结构域,且高度保守。进一步分析结果显示,ClGRFs分别属于进化枝Ⅲ和进化枝Ⅵ,且均受miR396调控。表达分析结果表明,ClGRFs基因的表达具有一定的组织特异性,而ClGIFs在不同组织呈组成性表达,且ClGRFs和ClGIFs基因均能响应赤霉素(GA3)和水杨酸(SA)的处理。酵母双杂交结果表明5个ClGRFs蛋白和2个ClGIFs蛋白均存在互作关系。本研究结果为进一步研究杉木GRF和GIF基因的功能提供了理论基础。

发根农杆菌介导的闽楠遗传转化体系构建与优化

闽楠[Phoebe bournei(Hemsl.)Yang]为我国重要的珍贵树种。为建立闽楠遗传转化体系,以闽楠幼苗为材料,利用pCAMBIA1300-GFP质粒转化的发根农杆菌介导植株转化。在比较注射和菌液浸泡两种侵染方式侵染效率的基础上,进一步利用正交[L9(3^(3))]试验从菌株种类、菌液侵染浓度和侵染植株苗龄三个方面优化了遗传转化体系。另外,对不同光强影响闽楠毛状根诱导及转化率情况进行了分析。结果表明,注射法的毛状根诱导率和遗传转化率分别为80.0%、66.7%;而菌液浸泡法的诱导率和遗传转化率分别为41.2%、35.3%。正交试验中,影响闽楠毛状根诱导率和遗传转化率的主要因素为菌株种类。最大诱导率和转化效率分别达到了87.5%、70.6%。该体系的最优组合为:K599菌株在菌液浓度OD_(600)=1.2条件下注射侵染三叶期的闽楠幼苗。此外,较弱光强(50μmol·m^(-2)·s^(-1))的培养条件比较强光照(100μmol·m^(-2)·s^(-1))更有利于闽楠幼苗的生长和遗传转化。本研究创建并优化了一套高效、稳定的闽楠遗传转化体系,成功获得了具有转基因毛状根的闽楠植株,为闽楠重要基因挖掘、新种质创建和遗传改良奠定了基础。

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20.00μL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-1,0.40μmol·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。

光皮桦实时荧光定量PCR内参基因的筛选

[目的]利用定量PCR和表达分析软件研究候选内参基因在光皮桦不同组织中的表达稳定性,并通过目的基因的表达分析验证其可靠性,以获得可用于光皮桦定量PCR的稳定内参基因。[方法]选取16个常用的看家基因作为候选内参基因,设计引物,通过普通PCR、溶解曲线及琼脂糖凝胶电泳验证引物的特异性;通过实时荧光定量PCR及软件ge Norm、Norm Finder和Best Keeper分析候选内参基因在光皮桦16个不同组织中的表达稳定性,根据分析结果筛选出最佳的内参基因和组合,并进一步通过2个目的基因CSLD和KOR对内参基因的稳定性进行验证。[结果]PCR和电泳结果显示,候选内参基因PCR目的片段条带清晰单一,熔解曲线也呈现明显的单一峰,表明这些引物的特异性良好。利用特异引物,对这些候选基因在16个不同组织的表达进行分析,发现除了18S,其他基因的Ct值均集中在25~30之间,表明内参基因在不同组织中表达较稳定,它们之间的表达水平差异不明显。Norm Finder和Best Keeper分析结果均表明基因EF1α的稳定性最好,ge Norm计算得出最稳定的是TATA,而UBi-lp在所有候选内参基因中表达最不稳定。进一步选取3个稳定表达候选基因（EF1α,TATA和UBi4）及稳定性较差的UBi-lp作为内参基因,对2个目的基因CSLD和KOR在不同组织中的相对表达进行分析,结果表明这2个目的基因相对于3个稳定的内参基因显示出一致的相对表达量,而不稳定的内参基因UBi-lp并没有对表达数据进行有效的标准化,结果存在明显偏差。[结论]通过实时荧光定量PCR及综合3种软件分析的结果,在光皮桦不同的组织中,EF1α,TATA和UBi4内参基因的表达稳定性高,对这3个基因进行验证并明确其作为荧光实时定量PCR内参的可靠性。因此,EF1α,TATA和UBi4可作为研究基因在光皮桦不同组织器官中表达的稳定内参。

杉木纤维素合成酶基因CesA的克隆及表达分析

通过逆转录聚合酶链式反应（RT-PCR）结合c DNA末端快速扩增（RACE）技术,从杉木Cunninghamia lanceolata中克隆到2个全长为3 235 bp和3 876 bp的纤维素合成酶基因c DNA序列,被分别命名为Cl Ces A1和Cl Ces A2,Gen Bank登录号分别为JQ844574和JQ844575。相应编码蛋白分别包含992和1 092个氨基酸残基,推测分子量为111 845.3 D和123 105.7 D,等电点为6.04和6.65。氨基酸序列分析发现,它们具有植物纤维素合成酶基因相应的结构特征——锌指结构,2个易变区CSRI和CSRII,2个保守区CRI和CRII,纤维素合成酶底物结合结构域＂D,D,D,QVLRW＂,以及8个跨膜区。荧光定量PCR分析表明：Cl Ces A1和Cl Ces A2基因在茎中表达丰度均为最高,且成熟木质部中表达量均高于皮层中的相应数值;2个基因在根和针叶中的表达量相对较低。以具特殊材质性状的矮生杉木和正常杉木木质部为材料的进一步表达分析发现：Cl Ces A1和Cl Ces A2在正常杉木木质部中的表达量大约是矮生杉木表达量的2~12倍。2个杉木Ces A基因可能在杉木木材形成过程中具有重要作用。

杉木纤维素合成酶类似蛋白基因ClCslD1的克隆及其生物信息学分析

纤维素合成酶类似蛋白(CSL)作为一种重要的膜蛋白与纤维素合成酶具有相类似的蛋白结构,都含有D,D,D,QXXRW保守区。利用其他物种中的CesA基因的保守序列设计简并引物,采用反转录-聚合酶链式反应(RT-PCR)结合cDNA末端快速扩增技术(RACE)成功地从杉木Cunninghamia lanceolata中扩增出一个含有完整阅读框架的cDNA序列,长度为4 150 bp,开放阅读框架为3 396 bp,编码1 132个氨基酸并含有保守的D,D,D,QXXRW天冬氨酸残基序列。应用美国国家生物技术信息中心(NCBI)数据库对获得的基因进行序列分析比对,发现它属于CslD基因家族,命名为ClCslD1基因。多重序列比对结果分析表明,该蛋白与来自颤杨Populus tremuloides,水稻Oryza sativa,拟南芥Arabidopsis thaliana等的同源基因相似性高达71%以上。利用生物软件对其进行生物学分析,为进一步研究其在植物纤化中的功能奠定基础。

杉木苯丙氨酸解氨酶基因ClPAL的克隆与表达分析

利用RACE方法从杉木中分离得到3个编码苯丙氨酸解氨酶(PAL)的全长cDNA序列,分别为2 455,2 418,2 689 bp,编码的氨基酸个数分别为709,710,709。氨基酸序列分析显示,推导的氨基酸序列包含PAL-HAL和PAL 2个功能域以及酶活性中心序列(GTITASGDLVPLSYIA)。荧光定量PCR分析表明,虽然3个ClPAL基因在调查的器官和组织中皆有表达,但仍表现出一定的组织特异性。ClPAL1在木质化茎中的表达量明显高于针叶、雌球花、根和非木质化茎中的表达量,ClPAL3主要在木质化茎中表达;二者均在木质部中优势表达,且在中间材中的表达量高出边材20倍以上。ClPAL2主要在富含韧皮部针叶和皮层中高丰度表达。IAA、GA3和BR能促进木质部细胞的分化,与木质素的生物合成有直接或间接的联系。经此3种激素处理后,ClPAL1和ClPAL3的表达模式相似,均受到不同程度的诱导,其中IAA和BR的诱导效应相对明显;ClPAL2基因的表达则受到相对弱的抑制。这些结果说明ClPAL1和ClPAL3可能主要参与了杉木木材中木质素的合成过程。在应压木诱导形成中,ClPAL1在应压区木质部的表达量表现为先下降后上升,处理10天后达对照的1.4倍,在对应区木质部中则呈现下调表达;ClPAL2在应压区木质部中表现为上调表达,而在对应区木质部中,仅处理10天后的表达量明显高于对照;ClPAL3的表达量变化不是很明显。另外,ClPAL2基因在中间材中的表达丰度也明显高于边材,是否参与杉木心材特殊色泽的形成值得深入研究。

早竹TB1同源基因的克隆和表达分析

竹笋的形成和生长发育过程涉及侧枝形态发生,探讨侧枝发育有关基因在竹笋发育过程中的作用,对于阐明竹笋发育基因调控机制有重要意义。利用禾本科TB1同源基因在序列上的保守性,在基因上游的非编码区设计简并引物,通过RT-PCR技术,从早竹笋中克隆到一个1296bp的cDNA序列,该序列包含1个编码349个氨基酸的阅读框,在氨基酸水平上与玉米TB1相似性达64.7%,定名为PpTB1。序列分析比对表明,PpTB1基因的编码产物含有保守的SP区、TCP区和R区,属于基因家族的1个成员。进化分析进一步表明,竹子TB1相似基因是玉米TB1基因的同源基因,且竹子TB1同源基因的分歧时间介于水稻和现有其他TB1同源基因之间。RT-PCR分析表明,该基因在笋、叶片和花中均有表达。原位杂交分析表明,PpTB1在笋的侧芽中表达较多。研究表明,PpTB1很可能与禾本科其他植物的TB1同源基因相似,在竹笋发育过程中,参与侧枝的形成。另外,TB1同源基因也可能在竹子分类和进化研究上有重要价值。

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0.5～3.0kb之间,平均长度约为1.3kb,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。

杉木人工林木材管胞性状的变异研究

以采自浙江庆元巾子峰森林公园、庆元白岭头、庆元左溪、江西安福县陈山林场的4个杉木群体的17～25年龄段木材圆盘为试样,对其进行木材管胞性状的测定和分析,结果表明:杉木的管胞长度大多数分布在1 100～2 700μm,管胞宽度大多数分布在27～57μm,壁腔比在0.1～0.6;杉木4个群体间管胞长度和壁腔比的差异不显著,而管胞宽度差异显著;杉木种群内个体间管胞性状遗传差异明显。

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。

云锦杜鹃转录组SSR分析及其分子标记开发

为开发云锦杜鹃SSR分子标记,并研究云锦杜鹃SSR引物在杜鹃属内的通用性,本研究利用Misa软件对云锦杜鹃转录组数据进行SSR信息分析,并开发引物通过PCR扩增和毛细管电泳检测,进行了引物多态性和通用性分析。结果表明,利用云锦杜鹃转录组数据拼接组装得到84 633条Unigene,通过Misa软件发现21 900个SSR位点,发生频率为20.58%,平均分布距离为2.67 kb,单、二、三个核苷酸重复为主要的SSR位点类型;根据云锦杜鹃SSR序列设计获得SSR引物8 439对,随机选取45对SSR引物进行多态性分析,结果显示32对SSR位点具有多态性,多态性位点的等位基因介于2～8个,平均等位基因数5.25个;有效等位基因数、观测杂合度、期望杂合度、香农多样性指数和多态信息含量的平均值分别为3.175 5、0.700 6、0.640 4、1.326 4和0.701 7。进一步分析表明,其中25对SSR引物可在其他31种不同杜鹃属植物(或品种)中扩增出多态性条带,可转移率为78.125%,表明云锦杜鹃SSR引物在杜鹃属植物间具有较高的通用性。本研究结果为云锦杜鹃遗传多样性分析、分子标记辅助育种以及杜鹃属植物亲缘关系等研究奠定了一定的理论基础。

光皮桦BlSPL1转录因子基因的克隆、表达及单核苷酸多态性分析

Squamosa promoter binding protein like genes(SPLs)对植物开花具有重要的调控作用。基于转录组序列并利用RACE技术从光皮桦中分离获得BlSPL1基因,其cDNA序列全长1 825 bp,包含开放阅读框长1 170 bp,编码389个氨基酸,与桃PpSPL1(EMJ10405)的同源性最高(67%),属于陆地植物SPLs基因家族的group VII分支。表达分析显示BlSPL1在光皮桦芽、雌花、雄花、幼苗中均有表达,在雄花和幼苗中表达量较低,但在芽发育成雌花过程中明显上调,推测其可能对早期的雌花形成起调控作用。同时,从57个不同的光皮桦无性系中克隆BlSPL1的基因组序列,进行单核苷酸多态性(SNP)分析,共检测到98个SNP位点,SNP频率为1/26 bp,多样性指数π为0.007 12。在外显子区域,共检测到28个SNP位点,其中11个为同义突变,17个为错义突变。进一步的连锁不平衡分析显示,随着序列长度的增加,不同光皮桦群体BlSPL1内的SNPs连锁不平衡在基因内部迅速衰退。

云锦杜鹃转录组分析

云锦杜鹃Rhododendron fortunei具有很高的园艺观赏价值。由于缺乏相关的遗传信息,云锦杜鹃的多样性、分子辅助育种等工作进展较为缓慢。通过高通量测序技术(Illumina),对云锦杜鹃的转录组进行了测定和分析。通过测序拼接和去冗余共获得84 633条单基因簇(unigene)序列,平均长度为691.4 bp。通过与公共数据库比对成功注释到了35 526条单基因簇,其中与葡萄Vitis vinifera基因相似的序列最多。根据基因本体论数据库(GO)可将23 215个单基因簇归类于生物学过程、细胞组分及分子功能等三大类的55个功能组;真核直系同源基因数据库(KOG)将11 085条单基因簇分为26个功能分类,涉及一般功能预测的单基因簇最多,多达1 970条;以京都基因与基金组百科全书(KEGG)作为参考,依据代谢途径可将9 887个单基因簇定位到272个代谢通路。进一步分析基因注释结果,挖掘获得24个编码MADS-box基因的单基因簇分属于10个不同亚家族。此外,检测到了21 900个简单序列重复(SSR)位点,可用于SSR标记开发。

光皮桦MYB基因的克隆及表达和调控分析

【目的】MYB转录因子是植物中一类重要的转录因子,在调控次生壁纤维素和木质素等的合成中具有重要作用。为了挖掘参与光皮桦木材形成的MYB基因,本研究通过克隆MYB基因,分析其序列特征、表达模式和下游调控基因,以期为后续功能深入解析和分子辅助育种提供理论依据和基因资源。【方法】利用RACE技术分离到4个光皮桦BlMYB基因的cDNA片段。利用生物信息学工具对这些基因的序列特征进行分析,利用实时荧光定量PCR分析BlMYB及预测的下游基因在不同器官(雌花序、雄花序、嫩芽、嫩叶、成熟叶、茎)、组织(内外层木质部、韧皮部、形成层)中,以及应拉木诱导早期阶段的表达差异。以2个木质部特异表达的BlMYB为指导基因,采用相互排名法和Cytoscape软件构建共表达网;使用Plant CARE在线查询共表达的下游基因启动子区元件。【结果】分离到4个BlMYB的全长cDNA序列,分别命名为BlMYB1、BlMYB2、BlMYB3和BlMYB4,它们编码的蛋白分别由395、252、258、320个氨基酸残基组成,且在靠近N端都有R2R3结构域。4个BlMYB氨基酸序列间一致性27%～37%,而与它们同源的拟南芥AtMYB氨基酸序列间的一致性为39%～55%。4个BlMYB基因都含有1～2个内含子。进化树构建分析发现4个BlMYB分属于4个不同的分支,其中BlMYB2、BlMYB4分别与细胞次生壁形成相关的MYB聚在一起。BlMYB1、BlMYB3在成熟叶片中优势表达,且随叶片成熟表达水平呈递增趋势,可能与叶片的发育有关。BlMYB2在木质化茎段的木质部强烈表达,而在叶片、韧皮部等组织中的表达相对较弱;在应拉木诱导形成的早期阶段,应拉木中BlMYB2呈下调表达,尤其是拉弯处理48 h和7天时的相应数值均显著低于直立木。BlMYB4在茎的木质部、成熟雄花序中优势表达,在根、嫩叶中的表达水平较低;同时,在应拉木诱导形成早期阶段,BlMYB4在应拉木和对应木中分别呈现上调和下调表达。另外,基于共表达分析和特异性AC元件筛选,推测FRK、COMT、HCT、CesA3、CesA4、4CL、CCoAOMT 7个纤维素、木质素合成酶基因可能受BlMYB2和BlMYB4所调控。【结论】获得的4个光皮桦BlMYB基因属于R2R3-MYB家族,具不同的基因结构。4个基因呈现不同的表达模式暗示它们可能参与调控不同代谢途径。结合光皮桦应拉木特征和共表达分析结果,可初步推测BlMYB2和BlMYB4可能参与光皮桦木材形成过程的调控。

杉木NAC转录因子基因ClNAC1的克隆、表达及单核苷酸多态性分析

【目的】克隆与杉木次生壁形成相关的Cl NAC1基因,在组织表达特异性分析基础上开展该基因的单核苷酸多态性(SNP)及其连锁不平衡(LD)分析,以期为深入解析该基因功能和开展LD作图提供重要依据。【方法】基于杉木根、茎、叶等混合样本转录组测序获得的相关数据,分离杉木Cl NAC1的c DNA序列,进行同源比对和进化树构建分析。利用实时荧光定量PCR技术(q PCR)检测Cl NAC1的表达模式。通过MEGA 6.0和Dna SP 5.0分析Cl NAC1在40个杉木无性系的SNP变异,以及LD衰减程度。【结果】分离到Cl NAC1基因c DNA序列1 286 bp,开放阅读框(ORF)长度为1 092 bp,编码蛋白质在N端含有1个由128个氨基酸残基组成的NAC结构域。相应基因组序列长2 546 bp,有3个外显子和3个内含子,且第1个内含子位于5'非翻译区(UTR)。系统进化树分析表明,Cl NAC1蛋白位于B分支,与拟南芥的NST1/2/3、毛果杨的Ptr WND2A/B等聚在一起,属于次生生长相关的NAC转录因子类别。Cl NAC1在雄球花中的表达量最大,在当年生成熟叶中最小;该基因在当年生半木质化茎中的表达量是未木质化茎的2.8倍,且在去年生茎木质部中的表达量比皮层大3倍左右。利用来自6个地理种源的40个无性系发现Cl NAC1内存在104个常见SNP位点,平均发生频率为1/24 bp,多样性水平达到0.012 53。编码区域有32个SNP位点,其中25个属于同义突变,7个属于错义突变。SNP多样性指数πtot、πsil、πs、πn在6个群体间的差异不显著,且不同群体的非同义突变多样性πn皆小于同义突变多样性πs。LD分析显示,当r2>0.1时,在6个群体中LD衰退序列长度在1 025~2 460 bp间变化,在基因内部LD水平已衰退至不显著。【结论】杉木Cl NAC1基因可能参与次生壁的发育。Cl NAC1在不同无性系间存在丰富的SNP变异,且在进化中主要受纯化选择作用。不同杉木群体中Cl NAC1基因SNP位点间的LD皆在较短序列长度内迅速消失,表明基于候选基因的LD作图策略在杉木关联作图研究中是可行的。

3种杉木种子活力测定方法比较

【目的】建立一种快速简便的杉木Cunninghamia laneolata种子活力测定方法。【方法】以3个不同品种杉木种子为材料,以标准发芽法为参照,比较四氮唑法(TTC)和紫外分光光度计法(UVS)测定种子活力时的准确性和便捷性。【结果】标准发芽法测定种子活力最为准确,但耗费时间长,难以开展大批量测定;TTC法测定杉木种子活力准确度不稳定,且操作繁琐;UVS法的测定值与真实萌发率比较接近,有较高可信度,且操作简便。【结论】UVS法可作为快速测定杉木种子活力的优选方法。

光皮桦成花相关MADS-box基因BlMADS1的克隆与表达

MADS-box家族基因广泛分布于植物中,在花发育过程中起着重要调控作用。采用同源克隆结合c DNA末端快速扩增技术(RACE)在光皮桦Betula luminifera中克隆到1个MADS-box基因,命名为Bl MADS1。该基因可能存在2个不同的转录本Bl MADS1S和Bl MADS1L:前者为1 150 bp,编码254个氨基酸,具有MADS-box基因的典型结构,与欧洲白桦Betula pendula的同源基因相似性最高(97%);后者长1 312 bp,但仅含有690 bp的开放阅读框(ORF),编码229个氨基酸,缺失MADS-box蛋白的C端。这种缺失可能由内含子可变剪切造成。同源比对和系统进化分析表明:Bl MADS1属于AP1/SQUA亚家族的AGL79这一分支。定量聚合酶链式反应(PCR)表达分析表明:Bl MADS1基因在根、茎、叶和花器官中均有表达,但Bl MADS1S和Bl MADS1L这2个转录本表达模式存在差异。雄花序发育过程中,Bl MADS1的2个转录本的表达峰值均在萌动雄花序时期;而在雌花序发育过程中,Bl MADS1L和Bl MADS1S表达水平的峰值分别出现在初生雌花芽和萌动雌花序。

光皮桦应拉木的显微特征及其形成早期内源激素分布

【目的】分析光皮桦应拉木的显微结构、理化特性及其形成早期的内源激素分布,以期为揭示应拉木形成机制提供理论依据。【方法】以无性系1V25-2为材料,通过人工拉弯诱导形成应拉木,测定其主要显微特征和物理化学特性,并应用ELISA分析其形成早期阶段主要内源激素的分布规律。【结果】经12个月的拉弯处理,应拉区木质部的细胞壁明显增厚,纤维平均双壁厚是对应木的1.8倍,形成明显的胶质纤维层。应拉木的平均纤维长度、纤维素含量均明显大于对应木,而木质素含量则相反。拉弯处理的早期阶段,不同木质部类型中的4种激素含量呈现不同的分布特征。应拉区木质部中IAA含量均小于对应区,但仅处理7天的木质部样品两区块间差异达到显著水平。GAs(GA1+GA3)也表现出与IAA类似的变化规律。除拉弯处理6 h的样品外,应拉区木质部BR含量均显著小于对应区和对照,且随着处理时间延长对应区木质部BR含量呈递增趋势。ZR含量在应拉区和对应区木质部间皆无明显差异,但表现出随处理时间延长而增加的趋势,处理7天时2区块的ZR含量均显著高于对照。【结论】经12个月的拉弯处理,光皮桦应拉区木质部的细胞壁明显增厚,出现明显的胶质纤维层;平均纤维长度、纤维素含量增加,表现出特有的理化特征。在拉弯处理早期阶段,4种内源激素在木质部中的含量呈现出不同的分布变化,推测这些激素的重新分布可能与光皮桦应拉木的形成有一定关系。

光皮桦总RNA的提取及Actin基因的克隆

以光皮桦(Betula luminifera)的嫩叶为材料,针对光皮桦组织中富含多糖多酚等特点,改进了CTAB法,采用β-巯基乙醇和PVP去除酚类,无水乙醇去除多糖,LiCl沉淀过夜。运用该方法提取得到的RNA,条带整齐、清晰,证明得到的RNA纯度、完整性和产率均较高,蛋白、多糖及酚类等去除较彻底。在此基础上,通过逆转录、PCR和RACE实验从光皮桦中克隆得到Actin基因。