白花泡桐bZIP基因家族鉴定及其对丛枝植原体致病过程的响应

【目的】全基因组范围内鉴定白花泡桐(Paulownia fortunei)基因组中的碱性亮氨酸拉链转录因子(basic leucine zipper,bZIP)家族成员,并研究该家族基因在泡桐丛枝病发生过程中的作用。【方法】基于白花泡桐基因组图谱,利用隐马尔科夫模型、拟南芥bZIP蛋白质序列和本地BlastP程序,以E-value<0.001为阈值进行PfbZIP家族成员鉴定;使用MAGE7.0软件进行蛋白质序列比对及系统发育进化树构建,使用Tbtools软件进行基因结构及启动子顺式作用元件分析,并利用泡桐丛枝病发生前后及恢复过程中的转录组数据筛选与泡桐丛枝病发生相关的基因。【结果】鉴定到PfbZIP基因家族共有89个成员,根据系统进化分析将该家族基因分为13个亚家族;共线性分析发现该家族内发生了63次片段复制事件;顺式作用元件分析表明,PfbZIP基因家族可能响应光照、植物激素调控、生物与非生物胁迫等生物学过程。对泡桐丛枝病发生前后及恢复过程中的转录组数据分析发现,30个PfbZIP基因在发病前后显著差异表达,其中PfbZIP46基因表达在恢复过程中也有明显变化,故推测PfbZIP46可能与丛枝植原体入侵有关。【结论】在白花泡桐基因组中共鉴定出89个PfbZIP基因,片段复制事件可能是PfbZIP转录因子家族扩张的重要原因,PfbZIP46可能在丛枝植原体入侵泡桐过程中扮演重要角色。

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。

四倍体泡桐对盐胁迫生理响应的差异

在不同Nacl浓度(0,0.2%,0.4%,0.6%)下研究二倍体毛泡桐(T2)和二倍体豫杂一号泡桐(TF2)及其四倍体泡桐T4和TF4的生理生态响应特征,并比较四倍体泡桐及其二倍体泡桐的耐盐性。结果表明:随着盐胁迫浓度的增加,2种四倍体泡桐与其二倍体泡桐的生理生化指标变化规律一致,叶片相对含水量和叶绿素含量随盐胁迫浓度的升高呈下降趋势,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含量随盐浓度增大呈升高趋势,四倍体泡桐的相对电导率和丙二醛含量均小于其二倍体;SOD活性和可溶性蛋白质含量随盐胁迫的加强先升高后下降;可溶性糖含量和脯氨酸含量随盐浓度的增大呈升高趋势,并且四倍体泡桐高于其二倍体泡桐;对0.6%盐浓度胁迫下四倍体泡桐及其二倍体泡桐的各项生理指标利用模糊隶属函数进行抗盐性评价,抗盐性从强到弱排列为TF4>T4>TF2>T2。

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.

课程思政在林学专业植物学课程中的实施策略研究

近年来“,课程思政”在各个阶段学校中的推广力度不断增强,作为一种将培养学生思想品德与专业知识相结合的全新教学方法和理念,如今越来越受到学校和教师的重视。林学专业植物学课程作为林学专业学生的必修课程,将课程思政的方法贯彻其中,不仅能够教授学生专业的植物学知识,还能培养学生的思想道德品质,做到一举两得。文章剖析了林学专业植物学课程中融入课程思政的重要意义,探讨了植物学课程教学中融入课程思政的前期工作,最后从利用植物学家的故事、利用植物学实验教学、利用社会环保问题以及转变授课方式等四个方面提出了植物学课程融入课程思政的实践途径。

有机磷农药降解酶及其基因工程研究进展

有机磷农药是国内外使用最广泛的农药之一 ,为农业丰收做出了很大贡献。但是 ,有机磷农药具有抑制人体乙酰胆碱酯酶的功能 ,对人存在着程度不同的毒性。有机磷农药降解酶可降解有机磷农药分子 ,破坏有机磷农药的磷酯键而使其脱毒。综述了有机磷农药降解酶及其特性 ,以及相关基因的分离克隆和基因工程研究进展。

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。

四倍体泡桐叶片显微结构观察及抗逆性分析

以4种四倍体泡桐B4,Y4,N4和M4及其对应二倍体泡桐B2,Y2,N2和M2为材料,分析其叶片显微结构的差异,测定了部分差异指标,并根据这些差异进行四倍体泡桐的抗逆性评价.结果表明:4种四倍体泡桐叶片厚度、上下表皮厚度、栅栏组织厚度、细胞结构紧密度、栅栏组织厚度与海绵组织厚度的比值均大于其二倍体,海绵组织厚度和细胞结构疏松度则相反;筛选出下表皮厚度、栅栏组织厚度和海绵组织厚度3项指标,经隶属函数法分析得出4种四倍体泡桐的抗旱性与抗寒性均大于其二倍体,强弱排序为M4>Y4>N4>B4>M2>Y2>N2>B2.

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.

泡桐丛枝病发生与代谢组变化的关系（英文）

【目的】通过对泡桐健康苗和丛枝病苗进行代谢组分析,探讨代谢物变化与泡桐丛枝病发生的关系。【方法】利用非靶标的高效液相色谱-质谱联用技术(HPLC-MS)对长度为1.5 cm的健康和植原体感染的毛泡桐组培苗顶芽进行代谢组分析,将上机检测得到的质谱数据用主成分分析和偏最小二乘判别分析法进行分析得到最终差异的荷质比,并将其比对到KEGG代谢物数据库中,通过分析找到植原体感染的毛泡桐组培苗与健康组培苗之间代谢物含量和种类的差异。【结果】毛泡桐病苗和健康苗中有1 612种代谢物发生变化。与健康苗相比,在病苗中有765种代谢物含量下降,847种代谢物含量增多。KEGG代谢通路分析表明,这些代谢物中有460种代谢物参与111个代谢途径,其中变化显著的3个代谢途径为"异喹啉生物碱合成"、"双萜类生物合成"和"黄酮生物合成"。另外,病苗中参与植物激素信号转导的代谢物也发生明显变化。其中在植原体感染的毛泡桐病苗中玉米素、玉米素核苷、赤霉素、二氢玉米素核苷、花葵素、黄芩素和花青色素等含量发生明显变化,表明这些代谢物含量的变化可能与丛枝病发生有一定关系。【结论】通过比较健康苗和病苗中代谢物含量和种类的变化,找出可能与丛枝病发生密切相关的代谢物及其相应的代谢通路,该结果有助于进一步阐明泡桐和其他植物丛枝病发生分子机制,并为泡桐丛枝病有效防治奠定基础。

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.

南方泡桐二倍体及其同源四倍体AFLP和MSAP的差异

以南方泡桐（ Paulownia australis）二倍体及其同源四倍体幼苗为材料，分别采用AFLP和MSAP分子标记技术研究其DNA碱基序列及其甲基化的变化情况。研究结果表明：AFLP中平均每对引物扩增出50～70条谱带，南方泡桐二倍体染色体加倍前后DNA碱基序列在AFLP水平上没有发生变化；统计MSAP在100～500 bp的扩增带，二倍体南方泡桐与四倍体南方泡桐酶切位点分别有2059和2214个，发生甲基化的位点分别为34．34％和36．77％，而发生DNA全甲基化的位点则分别为9．76％和11．74％。四倍体南方泡桐与二倍体南方泡桐相比40．80％位点甲基化模式发生了变化，并且同源四倍体南方泡桐的总甲基化水平和半甲基化水平比其二倍体高。

豫杂一号泡桐二倍体及其同源四倍体的AFLP和MSAP分析

植物多倍化既是对自然环境适应的结果,也是推动其进化和物种形成的重要因素。自然界大约70%的被子植物在进化史中经历过一次或多次多倍化过程（Masterson,1994;Wendel,2000）。多倍体植物具有器官和生物量增大的特征及较强适应生物和非生物胁迫的能力（Hilu,1993;Liu et al.,2002）。植物多倍化过程中,在染色体结构（Swapna et al.,

四倍体与二倍体白花泡桐木材纤维形态及化学成分的差异分析

以7年生四倍体白花泡桐和二倍体白花泡桐为材料,研究了二者木材的纤维形态以及化学成分的差异.结果表明,四倍体白花泡桐木材纤维长度、宽度、长宽比、壁厚、壁腔比及腔径比随树龄增加以及树高增长的变化趋势与二倍体白花泡桐基本相同,但变化幅度有差异.四倍体白花泡桐木材的纤维长度、长宽比,纤维壁厚、壁腔比、腔径比均比其二倍体大,而纤维宽度比其二倍体小.四倍体白花泡桐木材的冷水、热水、1%Na OH、苯-醇抽出物、木质素含量比其二倍体分别减少了4.47%,5.08%,12.24%,43.68%,20.09%;纤维素、综纤维素含量分别增加了3.54%,3.57%.综合分析认为,四倍体白花泡桐更适宜作为造纸原料.

甲基磺酸甲酯对毛泡桐丛枝病苗DNA甲基化的影响

分别采用扩增片段长度多态性(AFLP)和甲基化敏感扩增多态性(MSAP)技术,研究不同浓度甲基磺酸甲酯(MMS)处理毛泡桐丛枝病幼苗后DNA碱基序列及其甲基化的变化,并对发病相关特异DNA片段对应蛋白的功能进行预测。结果表明:健康和丛枝病幼苗及MMS处理后丛枝病幼苗的DNA碱基序列在AFLP水平上相同。随着MMS浓度的升高,处理后丛枝病幼苗的总DNA甲基化水平逐渐升高,但最大浓度(100 mg·L-1)MMS处理后的DNA甲基化水平仍低于健康苗。与毛泡桐丛枝病幼苗相比,MMS处理后丛枝病幼苗的DNA去甲基化多态性皆低于DNA甲基化多态性。序列同源性功能分析结果表明特异DNA甲基化片段对应蛋白功能可能涉及物质和能量代谢、转录和转运、信号转导及致病相关。毛泡桐丛枝病发生可能与其DNA甲基化水平降低和DNA甲基化模式变化密切相关。

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。

泡桐的microRNAs及其功能预测

以不同种（品种）泡桐叶片为材料，利用第二代高通量测序技术和生物信息学方法构建泡桐小RNA（sRNA）文库，并对其microRNA（miRNA）靶基因功能进行分析。结果表明：在得到的87066707条高质量reads中，能与泡桐转录组完全匹配的有41399208条，占高质量序列的47．55％。sRNA长度主要分布在20—25nt之间，其中，长度为24nt的数量最多，其次为21nt的sRNA。鉴定出的44个保守miRNA分属于14个不同miRNA家族，并且不同miRNA家族的miRNA成员数量也存在差异。对鉴定出的27个新miRNA进行靶基因预测及功能分析，结果为阐明miRNAs在泡桐生长发育过程中的作用奠定基础。

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。