秋水仙素处理杉木种子的诱变效应

以杉木成熟种子为试验材料,经25 mg/L的赤霉素浸种24 h处理后,分别用0.3%、0.6%、0.9%、1.2%的秋水仙素溶液浸泡1、2、3、4 d,蒸馏水浸泡种子作为对照,3周后观察统计出苗率、变异率,9个月后调查诱变苗早期长势。结果表明:秋水仙素对种子出苗率、变异率均有显著影响,随着处理浓度和时间的不同呈现出一定规律的变化,0.9%的秋水仙素浸泡种子4 d得到的变异率最大;秋水仙素浓度和处理时间对苗高影响差异显著,同一处理时间随着浓度的增加平均苗高呈现先降低后升高的变化趋势,同一浓度处理则随时间延长苗高表现为先升高后降低的变化趋势;地径大小与苗高规律一致,催芽处理抑制其分枝。

杉木多倍体变异苗诱导及倍性鉴定

为了探究秋水仙素处理对杉木萌动种子的诱变效应,以3种杉木种子为材料,用0.9%的秋水仙素溶液浸泡处理后播种,60d后统计变异苗得率并用流式细胞仪检测变异苗不同部位的细胞倍性。结果表明,经秋水仙素溶液浸泡处理后,3种来源的杉木种子变异苗得率差异显著,全同胞种子Z3#得率最高,为23.45%;3种来源的杉木种子经秋水仙素处理后所得的变异苗均表现为胚根短缩,下胚轴下部明显膨大。流式细胞仪检测表明,胚根部分57.2%的细胞为混倍体细胞,下胚轴下部42.04%的细胞为四倍体细胞,下胚轴中部四倍体细胞所占比例为9.15%,下胚轴上部和子叶部分的细胞均为二倍体细胞;秋水仙素溶液浸泡种子可诱导获得表型特征及细胞倍性发生明显变异的变异苗。本研究结果为进一步开展杉木同源多倍体新种质的创制奠定了基础。

NaN3处理对杉木种子发芽及幼苗生长的影响

为了探讨NaN_3处理对杉木种子发芽及幼苗生长的影响,以杉木第3代种子园收集的种子为供试材料,并设置6个NaN_3浓度梯度(0、2、4、6、8、10 mmol·L^(-1))、3个处理时间(4、8、12 h),研究了NaN_3溶液浓度及处理时间对杉木种子发芽率、发芽时间以及诱变苗早期生长的影响。结果表明:2~10 mmol·L^(-1)的NaN_3溶液浸泡处理4~12 h会显著延迟杉木种子发芽,浓度越高所需发芽时间越长,10 mmol·L^(-1)诱变处理的种子完成发芽平均需要25.33 d,是对照12.56 d的2.02倍,4~12 h处理中,8 h处理的种子所需发芽时间最长,平均为23.78 d;NaN_3诱变处理显著降低了杉木种子发芽率,浓度越高处理时间越长发芽率越低,NaN_3溶液浓度由0增加到10 mmol·L^(-1)时,平均发芽率由40.89%降低到12.11%,其中处理时间为12 h时发芽率仅为3%;NaN_3诱变处理显著抑制了诱变苗生长,导致诱变苗群体株高矮化、茎粗变细、侧枝数量及各指标变异幅度发生明显变化;根据种子发芽及诱变苗生长情况,本研究确定NaN_3诱变处理杉木种子的适宜条件为10 mmol·L^(-1)处理4 h或8 mmol·L^(-1)处理12 h。

^(60)Co-γ射线辐照处理对杉木种子萌发及幼苗生长的影响

为了探讨^(60)Co-γ辐射剂量对杉木种子萌发及幼苗生长的影响,本研究以杉木第3代种子园收集的种子为供试材料,研究了不同剂量的γ射线辐照处理对杉木种子发芽率、发芽时间、出苗率以及诱变苗早期生长的影响。结果表明:20 Gy辐照明显促进发芽,随着剂量的增加发芽率逐渐降低,80 Gy是致死剂量;辐照剂量20~60 Gy之间时,随着剂量的增加发芽时间会逐渐延长,出苗率会逐渐降低;γ射线辐照处理获得的诱变苗株高、地径和分枝数同样受剂量效应的影响,随着辐照剂量的增加,表现在植株矮化,地径变细,分枝数先升高后降低,尤其是40 Gy的辐照剂量能够显著促进分枝。根据辐照剂量与发芽率、出苗率可以初步确定,γ射线辐射杉木种子的半致死剂量在40~60 Gy之间。

栽培措施对四倍体刺槐生物量的影响(英文)

为了探索根龄、栽培密度和刈割方法对四倍体刺槐饲料林生物量及再生能力的影响,确定合理的饲料林栽培模式,对不同根龄、不同密度、不同刈割周期及留茬高度和不同刈割工具及刈割部位的当年生林分从总质量、叶质量等生物量指标方面进行了测量分析。结果表明:四倍体刺槐饲料林生物量随根龄的增长而增加;其合理的栽培密度为0.4 m×0.8 m和0.6 m×0.8 m;四倍体刺槐饲料林种植当年不刈割,第2年开始每年刈割2次,刈割周期60 d,最后刈割时期在停止生长1个月前的8月中旬前,留茬高度30 cm时的生物量大、再生能力强、植株存活率高;刈割工具斧和锯对四倍体刺槐的株高、基径、萌蘖数、单株总质量、单株叶质量和茎叶比的影响均无显著性差异(P>0.05),但刈割根桩上当年生萌条的上述各项指标均高于刈割根桩。

刺槐未成熟合子胚的体细胞胚胎发生和植株再生

以刺槐不同胚龄的未成熟合子胚为外植体,采用混合正交试验设计,研究幼胚胚龄和不同外源激素种类及质量浓度对刺槐胚性愈伤组织的诱导和体细胞胚分化、萌发的影响。结果表明:开花后8周(55天左右)是胚性愈伤组织和体胚诱导的最佳外植体取材时期;MS+2,4-D5.0mg·L-1+BA0.5mg·L-1是诱导胚性愈伤组织的最佳培养基,出愈率最高为95.42%±0.02%;MS+NAA0.5mg·L-1+BA0.5mg·L-1+谷氨酰胺250mg·L-1+水解酪蛋白500mg·L-1是体细胞胚诱导和分化的最佳培养基,直接体细胞胚发生率最高为92.40%±0.12%,通过愈伤组织诱导体细胞胚发生的频率最高为90.73%±0.49%。一旦形成球形胚,将培养物转接到不含任何生长调节剂的MS培养基上,体细胞胚经成熟萌发可进一步形成完整小植株。

刺槐开花传粉及交配方式

在北京延庆县观测刺槐花朵的形态特征、开花动态以及传粉媒介,用杂交指数(OC,I)、花粉—胚珠比(P/O)、人工授粉等方法分别测定刺槐的交配方式。结果表明,刺槐为两性花,有10个雄蕊,且分布在雌蕊周围,柱头比花药最多高出(4.53±0.11)mm,雌雄蕊同熟;单花花粉量高达28 071.67±879.47,花粉保存1 d后有活力的占87.67%,花粉胚珠比(P/O)高于1 000;雌蕊的可授期从开花前2 d持续到开花后2 d,共持续4 d左右,超出这一阶段,可授性大大下降;刺槐杂交指数(OC,I)为4,授粉试验结果表明天然授粉坐果率最高,其均值为40.67%,套袋自交平均坐果率18.0%,去雄杂交平均坐果率3.56%。刺槐属于异交为主、部分自交亲和的交配方式,异花授粉方式为虫媒传粉。

刺槐花粉萌发和花粉管伸长生长过程中柱头与花柱内钙离子的分布特征

以去雄后人工授粉的刺槐花为试验材料,并以去雄后不授粉的花为对照,利用焦锑酸钙沉淀法分析刺槐柱头和花柱内钙离子分布对花粉萌发和花粉管生长的影响。结果发现:花粉在萌发前,其萌发孔聚集了大量的钙沉淀。授粉作用会很快促使柱头表面泡状分泌物和胞外基质钙含量增加。随着大量花粉萌发完成,柱头泡状分泌物内的钙含量开始下降,但是柱头胞外基质的钙含量下降不明显,这表明柱头泡状分泌物的钙离子对花粉萌发可能有促进作用。刺槐的花柱含有一个中空花柱道,中空花柱道周围有一层通道细胞,不论授粉与否,通道细胞液泡和细胞壁上都有大量钙离子,这些钙离子对花粉管的生长可能有诱导作用。刺槐花柱内的钙离子梯度现象不明显。本研究结果有利于揭示刺槐乃至其他豆科植物柱头和花柱内钙离子分布对花粉萌发和花粉管生长的影响。

刺槐、红花刺槐、四倍体刺槐花粉体外萌发对比

以刺槐(Robinia pseudoacacia L.)、红花刺槐(R.pseudoacacia var.decaisneana Carr.)、四倍体刺槐(Tetraploid R.pseudoacacia L.)的花粉为材料,研究了蔗糖、硼酸和硝酸钙对3种刺槐花粉萌发率及花粉管伸长生长的影响。结果表明:蔗糖、硼酸和硝酸钙对3种刺槐的花粉萌发和花粉管的伸长有明显促进作用,且影响程度因种而异。刺槐和红花刺槐的平均花粉萌发率明显高于四倍体刺槐。不同种刺槐的花粉萌发最适培养基不同;同种刺槐,不同花粉采集期的最适萌发培养基也不尽相同,并得出了每种花粉各自的最适萌发培养基。

刺槐幼林不同无性系性状比较及相关分析

为了比较刺槐不同无性系在延庆地区的生长表现,选取匈牙利、韩国、中国河南及延庆本地刺槐优良无性系11个,于2008年4月种植在北京延庆县。在生长季测定各无性系的净光合速率和叶片的叶绿素、可溶性糖等生化指标,并且连续3年测定各无性系的株高、地径等表型性状。结果表明:匈牙利刺槐H2、韩国刺槐K2、韩国刺槐K4、河南刺槐8048和延庆本地刺槐2N的株高、地径表现较好,这些无性系株高、地径3年的数据经多重比较分析后均被归为数值最高的一类;净光合速率较高的无性系为匈牙利刺槐H2(11.78±0.24)μmol/(m2·s)、河南8044(12.57±0.21)μmol/(m2·s)和延庆本地刺槐2N(12.92±0.46)μmol/(m2·s);可溶性糖、还原性糖和自由氨基酸含量最高的无性系为河南84023(68.97±8.61)mg/g、韩国K2(111.69±6.85)mg/g和河南8048(426.34±5.43)μg/g;叶绿素a、叶绿素b含量最高的无性系都是匈牙利刺槐H2,其均值分别为(3512.33±38.27)μg/g和(3824.19±118.21)μg/g;类胡萝卜素含量最高的无性系为匈牙利刺槐YDL(532.67±13.99)μg/g;除叶绿素a、b和第一年所测株高显著相关(P<0.05)外,其他生化指标和净光合速率与3年所测表型指标没有显著的相关性。综合分析表明,匈牙利刺槐H2、韩国刺槐K2、韩国刺槐K4、河南刺槐8048和延庆本地刺槐2N无性系在延庆地区生长较好,目前无性系选优还主要依靠株高、地径等表型指标的测定。

银杏细胞微管免疫荧光观察体系的优化

以银杏(Ginkgo biloba L.)雄株为材料,对银杏小孢子母细胞微管的免疫荧光观察体系进行了优化,并以优化后的方法对其减数分裂时期的微管骨架变化情况进行了研究。研究发现:利用PEG包埋可将银杏样本保存1 a以上,经蛋清粘合制片可获细胞数较多的样片,且无需酶解处理即可观察到清晰、完整的银杏小孢子母细胞微管结构。此方法的应用延长了免疫标记样本的保存时间,简化了操作步骤,并减少了传统压片法所引起的细胞分布凌乱和重复叠加等现象。

槲树不同发育时期胚珠石蜡切片制备体系的优化

【目的】建立并优化适宜槲树子房或胚珠石蜡切片的制作体系,为后续槲树胚胎发育学研究提供技术支撑。【方法】以不同发育时期的槲树雌花为试验材料,将材料以60 d为界分为60 d前和60 d后两部分,对材料处理方式(授粉60 d前后的材料分别进行仅保留子房与胚珠处理)、浸蜡时间(18,24,36 h)与浸蜡条件(60℃烘箱内抽真空处理0,6,8,12 h)、切片厚度(6,8,10μm)进行优化;在此基础上,以授粉70 d样品切片为材料,对染色方法(染色液分别为5 g/L苏木精、1 g/L甲苯胺蓝和10 g/L番红-固绿)及染色时间(1,2,5,10,15 min)进行优化,建立适合槲树胚珠的石蜡切片制备体系。【结果】授粉60 d前的样品仅保留子房部分,授粉60 d后的样品仅保留胚珠,两者在50℃烘箱经甘油乙醇浸泡48 h的软化处理后,所得切片效果最佳,可避免蜡带破裂等不良现象出现。将浸蜡时间延长至36 h,并于第1次浸纯蜡过程中在60℃烘箱内先进行12 h抽真空处理,可保证发育后期体积较大材料的充分浸蜡;脱蜡前将玻片进行3 h抽真空处理,可明显降低脱片率;授粉60 d前样品的切片厚度以8μm为宜,授粉60 d及以后的样品以10μm最佳。槲树胚株石蜡切片制备时,采用5 g/L苏木精染色5 min时的制片效果最好。【结论】建立并优化了槲树不同发育时期子房或胚珠石蜡切片的制备体系,采用该优化体系可获得蜡带连续、结构完整、染色均匀、背景清晰的槲树子房或胚珠切片。

刺槐实时定量PCR分析中内参基因的选择

实时荧光定量PCR 是由美国Applied Biosystems 公司于1996年在传统的PCR 技术基础上发展起来的一种新的核酸定量技术（ Mackay，2004），具有定量准确、灵敏度高、特异性强、重复性好及高通量等优点（Huggett et al．，2005），已成为医学、农学、林学、微生物学等众多领域中进行基因表达和转录组分析的常用技术之一（ Postollec et al．，2011；袁亚男等，2008）。

杉木体细胞胚胎发生胚性愈伤组织诱导条件的优化

【目的】优化杉木体细胞胚胎发生过程中胚性愈伤组织的诱导条件,探究基本培养基、供体母株基因型和外源添加剂对杉木体胚诱导的影响。【方法】以3个供体母株基因型(Z1、Z2、Z3)的杉木雌配子体(其未成熟合子胚处于裂生多胚期)为外植体,采用6种基本培养基及不同浓度的外源添加剂塞苯隆(TDZ)和茉莉酸甲酯(MeJA)处理,并对诱导培养过程中的愈伤组织进行细胞学观察。【结果】以DCR为基本培养基,诱导培养效果最好,愈伤组织诱导率达70.74%,胚性愈伤组织的诱导率达17.36%;供体母株基因型对胚性愈伤组织诱导有较大影响,Z1基因型供体母株的雌配子体最适合用于诱导产生胚性愈伤组织,诱导率为14.73%;诱导培养时以DCR为基本培养基,添加蔗糖30 g/L、活性炭1 g/L、倍力凝5 g/L并附加植物生长调节剂2,4-D 1.5 mg/L、KT 0.4 mg/L、MeJA 1.2μmol/L和TDZ 0.004 mg/L,杉木胚性愈伤组织的诱导率最高,达19.83%;仅需4 d就可诱导产生胚性愈伤组织,不同阶段原胚团的结构和极性特征有明显差异。【结论】基本培养基、供体母株基因型和外源添加剂都会明显影响杉木体胚诱导培养,以Z1供体母株基因型的杉木雌配子体为外植体、DCR为培养基并组合添加MeJA和TDZ可明显提高杉木体胚诱导率。

刺槐子叶的不定芽诱导及植株再生

以刺槐种子在无菌条件下播种生长7 d的子叶为外植体,研究不同植物生长调节剂和继代培养次数对愈伤组织诱导及植株再生的影响。结果表明:生长调节剂种类和质量浓度对刺槐子叶的愈伤组织诱导及愈伤组织再分化有一定影响,刺槐子叶诱导愈伤组织的最佳培养基:MS+2,4-D 1.0 mg/L+6-BA 0.2 mg/L,诱导率为98.9%,愈伤组织再生不定芽的最佳培养基:MS+6-BA 1.0 mg/L+NAA 0.05 mg/L,再生率为74.4%。愈伤组织的不定芽诱导率随继代次数的增加呈下降趋势。对刺槐子叶进行了直接诱导不定芽的试验,诱导率最高达87.8%,其培养基为:MS+6-BA 5.0 mg/L+2,4-D 0.1 mg/L。

纳米载体介导的植物遗传转化研究现状和前景

高效遗传转化技术是植物重要性状功能基因鉴定的前提和转基因育种的基础。随着纳米生物技术的发展,以纳米载体介导的植物转基因技术已显示出巨大的应用潜力。综述了国内外应用于植物纳米载体的类型、与外源基因的结合方式以及传输细胞的原理,重点阐述了影响纳米基因载体性能与转化效率的重要因素,以及纳米载体介导外源基因转化植物细胞的方法,分析了纳米载体介导法与其他转基因方法的特点和优势,并提出纳米载体介导的转化技术应加强稳定遗传转化、基因编辑与植物原位转化等方面探索研究,旨为植物遗传转化技术和方法提供新的思路。

基于干旱胁迫下杉木转录组序列的EST-SSR分子标记开发

利用干旱胁迫下杉木转录组数据进行杉木EST-SSR分子标记的开发。对干旱胁迫下的杉木组培材料在Solexa mRNA-Seq平台的二代高通量测序技术下进行了转录组测定,序列拼接后共得到75 357个片段,总长度65.29 Mb,共含有EST-SSR位点2 383个,其中三核苷酸重复类型数量最多,占总数的41.21%。随机挑选120个EST-SSR,用Primer Premier 5软件设计引物,再以遗传距离较远的8份杉木DNA样品为模板,通过8%非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳,从120对引物中初选出电泳条带较好的24对引物,用24份杉木DNA样品进行毛细管电泳检测。结果表明:在初选出的24对EST-SSR引物中有23对引物检测出特异性峰;在24份杉木样品中共检测到等位基因94个,平均每个位点4.087 0个,等位基因变异数范围2~9个;有效等位基因数范围1.086 8~6.914 3个,平均有效等位基因2.089 0个;观测杂合度范围0.250 0~1.000 0;期望杂合度范围0.082 4~0.896 1;多态性信息指数范围0.173 2~2.035 3。开发得到的一组杉木EST-SSR分子标记为研究杉木的遗传多样性、种群结构、DNA指纹数据库构建和遗传信息的保存提供了基础。

植物低温胁迫调控机制研究进展

低温是影响植物生长发育和植被分布的一种非生物胁迫。当环境温度持续低于植物生长的最佳温度时即形成低温胁迫,包括冷害和冻害。冷害是指零度及以上低温对植物造成的伤害,细胞内不结冰,但会使喜温类植物产生生理性障碍,引起该类植物受伤或死亡。冻害是指零度以下低温对细胞造成损伤甚至死亡的现象。植物从感知低温到功能基因表达,进而抵御低温胁迫,相关调控机制一直是研究热点。本文综述了近年来植物低温胁迫相关研究,从信号感知、信号传导、功能基因表达、低温诱导的生理和细胞调机制等几个方面进行了分析讨论,并对植物抗寒研究做出展望,这将有助于抗寒植物新种质的培育。

不同培养条件及其组合对杉木无性系T-c22组培苗不定根诱导的影响

【目的】不定根诱导是杉木优良无性系繁殖的重要手段,杉木组织培养中不定根诱导受到多种因素影响,但起主导作用的关键因素尚不清楚。本研究通过比较不同培养条件对杉木不定根诱导的影响,以期研究出最适宜杉木生根的培养因素,为后续试验和研究奠定基础。【方法】以杉木T-c22无性系为试验材料,通过改变营养物质条件、植物生长调节剂种类及浓度、去除针叶情况、有无活性炭、光照条件以及不同光质等不同培养因素,统计杉木生根的各种指标,研究不同培养因素以及不同因素与光照之间的交互作用对杉木生根的影响。【结果】(1)光照比黑暗显著提高杉木组培苗的株高、生根率、平均根数以及平均根长,显著抑制杉木的根鲜质量。(2)白光和红光均能提高杉木的生根率,生根率达100%;白光能够显著提高杉木的生根数量;红光和蓝光均会显著降低杉木的根长,但能够显著提高杉木无菌苗的株高。(3)添加IBA、NAA等单一植物生长调节剂显著提高杉木的株高、平均生根数量、平均根长、根鲜质量以及根干质量;光照和单一生长调节剂的交互作用显著提高平均根数以及平均根长。(4)培养基中含有适量营养成分会显著提高杉木的生根率、生根数量、平均根长、平均根鲜质量以及平均根干质量;光照和有无营养的交互作用显著提高杉木的株高和平均根长。(5)去针叶显著提高杉木无菌苗株高、根的平均长度及平均干质量;光照和有无去针叶的交互作用对杉木不定根的诱导没有显著的影响。(6)活性炭显著降低杉木无菌苗的生根率、生根数量、根鲜质量以及根干质量;活性炭和光照的交互作用显著降低杉木的生根率以及平均根长。【结论】本研究中影响杉木T-c22无性系生根的因素重要性排序为:营养物质>植物生长调节剂的种类和浓度>不同光质>光照时间以及光照与其他因素的交互作用>有无去针叶和活性炭。最适宜杉木T-c22无性系生根的培养基配方为1/2MS+NAA 0.5 mg/L+IBA 0.5 mg/L;最适宜杉木生根的培养条件为添加适宜的营养物质、适宜浓度的植物生长调节剂(NAA 0.5 mg/L)、去除部分针叶以及红光(16 h/d)处理。

不同植物生长调节剂添加处理对杉木体胚成熟的影响

为优化杉木体细胞胚胎发生体系及探讨不同植物生长调节剂的添加处理对杉木体胚成熟的影响,本研究以继代中的杉木胚性愈伤组织为材料,使用不同浓度的脱落酸(ABA)与聚乙二醇-4000 (PEG-4000)组合添加剂和不同浓度的外源还原型谷胱甘肽(GSH)与氧化型谷胱甘肽(GSSG)对成熟培养初期的杉木胚性愈伤组织进行处理,并对初次产生早期体细胞胚时的胚性愈伤组织进行谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)活性测定。结果显示,成熟培养在以DCR为基本培养基,附加蔗糖30 g/L、倍力凝5 g/L、活性炭1 g/L、硝酸银10 mg/L的条件下,同时添加ABA 50μmol/L和PEG-4000 100 g/L对杉木愈伤组织成熟具有明显的作用,成熟率达30.77%,其胚性愈伤组织大部分为白色透明、表面亮晶有光泽、质地松软粘连,表面具有明显伸长胚柄的早期体细胞胚再生出来,达到156.45个/g。在此基础上添加不同浓度的外源GSH和GSSG主要表现出低浓度促进,高浓度抑制的作用,其中添加GSH比GSSG影响更大,在GSH浓度为0.25 mmol/L时,成熟率最高,达到41.25%,比对照组高出12.50%,差异显著。本试验的研究发现对于优化杉木体胚成熟培养体系具有重要意义。