科研反哺教学在林木育种学教学中的探索与实践

林木育种学是高等农林院校林学专业的一门骨干课程,是以遗传进化理论为指导,研究林木优良品种选育、繁殖原理和技术的学科。其最高目标是选育林木优良品种,为林业生产提供最基本、最优质、最高效的生产资料,是林业的命脉和促进林业产业发展的原动力,在生态文明和美丽中国建设中发挥着越来越重要的作用。为了使学生更容易理解和掌握林木育种学的理论知识,深化科教融合,推进创新型人才培养,完善协同育人机制,在林木育种学授课过程中,通过将理论知识与生产实践相联系,将科技前沿贯穿于课堂教学,并以科研平台辅助实验教学的方式进行教学改革,不仅丰富了教学内容,激发了学生的学习热情,加深了对理论知识的理解,而且还利于学生良好科研素养的培养及创新能力的提高。

转抗虫基因107杨对根际和内源细菌群落的影响

为研究转抗虫基因对根际和内源细菌群落的影响,以转抗虫基因107杨田间对比试验林为对象,采用高通量测序技术对转基因株系和对照株系根际土壤细菌、树干韧皮部和根系内生细菌群落结构组成及多样性进行对比分析。结果显示:(1)土壤样品中有效序列平均在30000以上,杨树组织有效序列平均在300000以上。(2)转基因株系细菌物种组成与对照株系的极其相似,酸杆菌门与变形菌门为转基因和非转基因株系根际土壤的优势菌门,占比分别为16.6%和21.9%;蓝藻菌门和变形菌门为转基因和非转基因株系韧皮部的优势菌门,所占的比率分别为54.8%和59.2%;变形菌门为转基因和非转基因株系根部的优势菌门,所占的比率分别为40.7%和58.8%。(3)转基因和非转基因株系在细菌群落的丰富度和多样性上均没有表现出明显的差异,但不同部位之间差异显著。结果表明:转基因107杨没有对根际土壤和内生细菌造成显著影响,明确了转抗虫基因107杨不同部位细菌群落特征,为转抗虫基因107杨的生物安全评价提供了有益的参考。

应用GGE双标图法对杨树无性系育种适宜区域划分及优良无性系选择

从不同种源引进8个杨树优良无性系(107、108、111、BF-1、BF-2、2012、L-01、L-2),2018年在河北省滦南县、盐山县、阜城县3个试验地营建无性系对比试验林,试验采用完全随机区组设计,设置4个区组,每个区组设置8个小区,每个小区栽植9~14株,株行距为3 m×4 m,周围设置1列保护行;2018—2023年每年(2019年除外)秋季落叶后对3片试验林无性系树高、胸径、材积生长量进行持续测定;采用多点联合方差分析法、基因型主效应与基因型×环境相互作用(GGE)双标图法,对树高、胸径、单株材积进行多点联合方差分析,对基因型与环境的互作效应进行分析,计算无性系性状重复力、遗传增益,评价各无性系丰产性、稳定性,筛选适应各试验地的优良无性系。结果表明:3片试验林6年生生长性状对比,树高、胸径、单株材积的累计生长量均逐年提高。综合看,试验地阜城的无性系108生长最佳,滦南和盐山的无性系L-01生长最佳。以无性系为固定效应、地点为随机效应的联合方差分析表明,地点、无性系和无性系×地点3个条件时的生长性状均存在显著差异(P<0.05)或极显著差异(P<0.01),各无性系在不同立地条件时的生长性状不一致。GGE双标图分析表明,阜城为最佳测试地点、其次是盐山和滦南;阜城和盐山两地点间相关性最强,基因型与环境的交互作用对杨树的生长影响显著。依据各无性系在各试验地适应性综合生长性状及材积遗传增益,按照50%入选率,选出108、BF-2、2012、L-01为优良杨树无性系。杨树无性系间及在不同试验地,均呈现显著的生长差异,无性系与试验地呈现显著互作效应。综合评估8个6年生无性系,筛选出4个具有优良适应性和稳定性的杨树无性系;这些优良无性系可被视为优质品种,可在试验区域推广应用。

转BtCry1Ac基因对107杨材性的非预期影响

为了探究外源BtCry1Ac基因对107杨材性性状产生的非预期影响,以转BtCry1Ac基因107杨2个株系(ECA1和ECA2)和野生型株系(WT)为材料,对其木材化学组分、物理和力学性质及纤维形态指标进行了定量测定。结果显示:BtCry1Ac基因的转入使107杨木材材性发生了非预期变化,具体表现为ECA1和ECA2的纤维素、灰分、苯醇抽出物及1%NaOH抽出物组分含量均显著低于WT(P<0.05);ECA1和ECA2的气干干缩性、全干干缩性显著低于WT(P<0.05),且ECA1和ECA2的气干密度、全干密度显著高于WT(P<0.05);ECA1和ECA2的冲击韧性、抗弯强度、抗弯弹性模量和顺纹抗压强度均显著高于WT(P<0.05);ECA1和ECA2的纤维长度显著低于WT(P<0.05)。总体表现为转基因株系的木材有着更小的干缩性,更高的密度和强度,其材性发生了非预期性改变,研究结果为转基因杨树的推广与应用提供了参考。

欧洲白桦优良无性系试管苗生根与移栽的研究

欧洲白桦各无性系试管苗诱导生根的能力从易到难依次为:2/86、1/86、4N、G 1;以1/2M S为基本培养基。对于无性系4N,单独使用NAA(0.3 m g.L-1)比单独使用IBA和同时使用NAA与IBA更有利于试管苗不定根诱导;0.1 m g.L-1NAA与0.1 m g.L-1IBA配合使用,诱导无性系1/86、2/86的试管苗生根,效果最佳。白桦试管苗木质化程度越高,其生根率有下降的趋势。试管苗移栽采用腐殖土∶细沙∶园土(1∶1∶1)或腐殖土∶园土(2∶1)作栽培基质效果较好。试管苗在生根培养基上培养的天数以及生根试管苗的生长状况对移栽成活率影响明显,试管苗不定根伸长最快的时期,移栽成活率最高。

外源激素对欧洲白桦器官再生与继代培养的影响

欧洲白桦无性系2/86叶柄更容易诱导愈伤组织和不定芽的分化。6-BA的诱导效果好于ZT和TDZ,较适宜的培养基为MS+6-BA1.0+KT0.3+NAA0.01。6-BA质量浓度高与低均影响不定芽的诱导率。欧洲白桦不定芽和嫩茎的增殖过程可分为增殖分化阶段与壮苗阶段,通过控制培养基中细胞分裂素的质量浓度来完成对欧洲白桦试管苗生长状况的调控。

白杨无性系秋季水分参数与冬季抗寒性指标关系研究

选用7个白杨杂种无性系1年生苗为材料,采用P-V技术于秋季落叶前测定各无性系枝叶水分参数Ψ0π、Ψ1π00、RWC0、ROWC0、mεax,并于冬季不同时期测定了各无性系相对电导率、钾离子渗漏率、SOD酶活性和POD酶活性的动态变化,对无性系抗寒性进行了综合评定。无性系各项生理指标存在一定变化模式,相对电导率、钾离子渗漏率在12月份降至最低,以后逐步提高,无性系间在2月份变异最大;SOD酶活性和POD酶活性在各时期无性系间差异均较大;无性系抗寒能力评价结果表明,从落叶开始,抗寒能力逐渐提高,12月至翌年1月达到最大,2月份又迅速下降,此时无性系间抗寒能力差异也达到最大。将水分参数与抗寒性指标进行相关分析表明,大部分水分参数与冬季不同时期的抗寒性指标存在不同程度的相关性,特别是与春季指标相关更加显著,其中Ψ0π是相关性最为显著的指标,Ψ1π00相关不明显。

花烛组织培养的研究

为了找出一条适合花烛工厂化生产的最佳组织培养程序 ,以茎尖、叶、根等作为外植体诱导愈伤组织发生 ,进而诱导不定芽的发生。结果表明 :黑暗有利于花烛愈伤组织的诱导和生长 ,其最佳培养基为MS + 6 -BA 0 7mg/L +KT 0 3mg/L。光照有利于芽的发生 ,其最佳培养基为MS + 6 -BA 0 5mg/L +KT 0 5mg/L。生长素不利于花烛愈伤组织和芽的诱导及增殖培养。花烛增殖培养合适的代数以 2 0次为宜。生根培养基为 1/2MS +IBA0 5mg/L。

我国木本植物体细胞胚胎发生研究进展

综述了我国木本植物组织培养体细胞胚胎发生研究领域的研究现状,分别从影响木本植物体细胞胚胎发生的主要因子、生理生化基础、遗传变异性等几个方面进行了评述,对我国木本植物体细胞胚胎发生研究领域提出了一些建议。

红王子锦带花组培微繁的研究

为迅速扩繁 ,取红王子锦带花 (Weigelafloridacv ‘Red -Prince’)半木质化枝条 ,经消毒 ,制作成带短叶柄的茎段外植体 ,进行组培微繁研究。初始诱导较适宜的培养基为MS +BA2 0mg·L-1+NAA 0 2mg·L-1;在芽的增殖培养时 ,上述培养基中附加GA3 2 0mg·L-1可促进茎的高生长和茎的增殖数量。

丽格秋海棠组培微繁的研究

为了快速繁殖丽格秋海棠 ,以盆栽丽格秋海棠的叶柄、叶片为外植体 ,研究了丽格秋海棠的组培微繁。试验结果表明 ,低浓度的 6-BA ( 0 1～ 0 3mg/L)和NAA ( 0 1mg /L)的配比 ,对诱导不定芽和促进高生长起关键作用。采用MS0 培养基 10d内可生根 ,且根系粗壮。嫩茎在 10 0 0 0lx以上的阳光下 ,温度不超过 2 7℃生根 。

白鹤芋瓶景培养与微环境的关系

为探讨瓶景的发展前景，选用不同封口材料，研究了白鹤芋在常规、半密闭和密闭三种系统中无菌培养１２０ｄ生长状态的变化，瓶内ＣＯ２浓度变化和乙烯含量，基质中水分含量和营养元素浓度的变化。结果说明，常规状态培养９０ｄ白鹤芋生长正常，而密闭状态培养由于瓶内乙烯的积累及ＣＯ２亏缺，白鹤芋生长不正常，而且植株矮小，没有培养前途。影响白鹤芋生长的主要因素是ＣＯ２的亏缺，从中午１２时到午夜２２时，瓶内ＣＯ２的浓度降低到７３×１０－６～１４７×１０－６。基质的含水率和营养元素含量降低得不多，不会成为限制白鹤芋生长的因素。

转双抗虫基因741杨基本特性分析

对携带两个外源抗虫基因 (部分改造的BtCry1Ac基因和慈菇蛋白酶抑制剂基因API)的白杨杂种 74 1杨的抗虫性、生长特性、木材品质、结实特性及适应性进行多年连续观测。结果表明 ,3个转双抗虫基因 74 1杨株系对杨扇舟蛾、舞毒蛾、美国白蛾等鳞翅目食叶害虫具有高抗虫性 ,幼虫死亡率均在 80 %以上 ,并且还能抑制存活下来的昆虫幼虫的发育 ,使其发育速率减缓 ,不能正常结茧 ,连续 4年饲虫试验未发现其抗虫性有规律下降的趋势。转基因受体 74 1杨具有生长速度快 ,特别是胸径和材积生长在生长后期具有明显的速生优势 ,单株材积生长量平均超出对照 4 0 %以上 ;74 1杨木材品质优良 ,木材密度、纤维特性及各项力学性质均优于毛白杨。连续 3年观测表明 ,74 1杨为高度败育雌株 ,果穗小、数量少 ,成熟开裂前 70 %～ 90 %脱落 ,基本不飞絮。转基因 74 1杨没有发生明显变异 ,生长未受影响 ,可在毛白杨适生区推广应用。建议采用适宜的栽培模式 ,控制害虫抗性发展。

欧洲白桦苗期低温胁迫时膜系统的变化

将在原产地 (欧洲 )较温和气候条件下生长的欧洲白桦引种到较高纬度和较寒地区栽培 ,对其抗寒的某些生理变化与本地白桦进行了对照研究。结果表明 :随着温度的降低 ,酶促防御系统 (超氧化物歧化酶、过氧化物歧化酶 )活性先升高后降低 ,膜质过氧化物含量上升 ,膜透性虽有一定程度上升 ,但较稳定 ,可溶性蛋白含量上升。欧洲白桦的抗寒性略低于本地白桦。

水分胁迫对甘草营养器官解剖构造的影响

以 2年生甘草盆栽实生苗为材料 ,研究了水分胁迫对甘草营养器官解剖构造的影响。结果表明 :一定时期水分胁迫后的植株成龄叶片变薄 ,栅栏组织变薄 ,即栅 海比值变小 ,叶脉中的导管和根及茎的木质部导管均表现为导管管腔直径变小 ,管壁增厚。这些器官内部结构的不同变化都是适应逆境。

双抗虫基因对三倍体毛白杨的转化和抗虫性表达

建立三倍体毛白杨叶片再生体系,用部分改造BtCry1Ac基因与慈菇蛋白酶抑制剂（API）基因构建的双抗虫基因表达载体,通过农杆菌介导法转化三倍体毛白杨无性系,在含卡那霉素50 mg·L-1的分化培养基上诱导产生不定芽的叶片占18%,在生根培养基上对转基因植株做进一步筛选,获得50个转化再生株系.PCR检测表明：80%的植株呈现阳性反应,部分株系进行Southern Blot检测,证明外源基因已经插入杨树基因组中.用Bt毒蛋白抗血清进行ELSA检测,结果表明：7个转基因株系都有Bt杀虫蛋白表达,表达量最高的株系约占叶总可溶性蛋白的0.016 1%.用经分子生物学检测的28个转基因株系叶片进行舞毒蛾和杨扇舟蛾幼虫饲虫试验,结果表明：不同株系幼虫杀死率明显不同,有39.3%的株系对舞毒蛾和杨扇舟蛾幼虫的致死率在80%以上;25.0%的株系对两种害虫的幼虫死亡率均在60%～80%之间;另有35.7%的株系幼虫死亡率在50%以下,有些株系基本未表现出抗虫性.同时具高抗虫性的转基因株系能够明显抑制存活幼虫的生长和发育.

森林经营管理系统的多层次结构

森林经营管理应以生态学的等级理论与尺度理论为基础 ,进行多层次的经营管理 .从森林生态系统层次性的角度 ,通过对法正林、检查法与森林生态系统经营的组织层次的分析 ,不同程度地体现了多层次经营管理的思想 .法正林的核心组织层次是经营类型 ,并考虑到林场与林分上、下两个层次 ;检查法的核心组织层次是林分 ,上、下两个层次分别是经营作业区与林木个体 ;森林生态系统经营反映了多层次经营管理的趋势 ,并强调景观水平的重要性 .多层次经营管理能体现不同的主导目标需求 ,能用于指导生态公益林的经营管理 .

盐胁迫下白杨无性系苗木体内离子分配及比较

以白杨杂种无性系及其亲本当年生苗木为材料 ,分析了盐胁迫下无性系的离子含量 ,及 Na+ 、K+ 、Ca+ +在植物体内运输和分配特点 ,并对无性系间差异进行了比较。研究表明 ,随盐浓度提高 ,植物体内Na+ 含量迅速提高 ,K+ 、Ca+ + 含量降低 ;盐分胁迫下 ,根部 Na+ 含量较高 ,叶片 Na+ 中含量最低 ,K+ 、Ca+ +含量则相反 ,特别是 Ca+ + ,其分布顺序为叶 >茎 >根。杂种无性系 B430及其亲本新疆杨对 K+ 和 Ca+ + 运输的选择性比毛白杨高 ,而对 Na+ 运输的选择性则比毛白杨低 ,从而导致根部存留的 Na+ 较多 ,叶片分配的 Na+ 数量较少 ,从而减轻 Na+ 对叶片的伤害。综合分析表明 B430和新疆杨耐盐能力最强 ,毛新杨其次 ,毛白杨最差。

741杨器官、体细胞胚胎发生的细胞组织学及生理学的研究

杨树是重要的造林树种之一，优良杂种无性系７４１杨［Ｐｏｐｕｌｕｓａｌｂａ×（Ｐ．ｄａｖｉｄｉａｎａ×Ｐ．ｓｉｍｏｎｉ）×Ｐ．ｔｏｍｅｎｔｏｓａ］更因其速生丰产、材质优良等特点在我国北方诸省有极广泛的栽培［１］。杨树的组织培养工作进展较快，在体细胞胚胎...

李幼树光合特性的研究

李幼树光合特性的研究杨建民１张国良１张林平１王进茂１黄文玉２（１河北农业大学林学院，保定０７１０００；２河北易县解村林场，易县０７４２００）关键词李树；净光合速率ＰｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆＹｏｕｎｇＰｒｕｎｕｓｓａ...