银白杨对干旱胁迫的生理响应研究

[目的]以银白杨为研究对象,探究干旱胁迫对其生长发育的影响,为解析多年生林木响应干旱胁迫的分子机制奠定基础。[方法]对生长在土里5周左右的银白杨幼苗进行干旱胁迫处理,通过观察其生长状态,测定与干旱胁迫相关生理指标以及检测相关基因表达情况,探究银白杨对干旱胁迫的耐受能力。[结果]对银白杨植株进行干旱处理8 d后,其叶片含水量明显下降、气孔开度变小;ROS含量明显上升,体内ABA积累、而与生长相关的IAA含量下降;与干旱胁迫相关的基因表达上调。[结论]通过多角度探究银白杨对干旱胁迫的耐受性,银白杨幼苗在干旱处理8 d后其生长受到显著抑制,建议及时浇水。

银白杨根际土壤细菌群落对盐胁迫的响应

【目的】探明银白杨根际土壤微生物群落对盐碱胁迫的响应,为进一步通过植物与微生物的互作实现盐渍土壤生态修复提供依据。【方法】以不同浓度(2%、3%、4%、5%)NaHCO_(3)、Na_(2)CO_(3)、NaCl溶液对银白杨幼苗进行胁迫处理,采用高通量测序技术对银白杨幼苗根际土壤微生物群落组成、多样性及标志物进行分析。【结果】种植银白杨与种植其他物种盐碱地根际土壤微生物群落分类学组成无明显区别,不同盐浓度胁迫条件下,银白杨根际微生物的群落多样性差异不显著;相比于低浓度(2%)胁迫,3种盐溶液在高浓度(4%)胁迫条件下均有相当数量的ASV(amplicon sequence variants),相对丰度显著上调,其中,NaCl胁迫的差异ASV最少;NaHCO_(3)胁迫下银白杨根际土壤微生物中属水平上的标志物为小双孢菌属(Microbispora)、金黄线菌属(Chryseolinea)、Saccharimonadales、东氏菌属(Dongia)和独岛氏菌属(Dokdonella),Na_(2)CO_(3)胁迫下的标志物为列契瓦尼尔氏菌属(Lechevalieria)、红细菌属(Rhodobacter)、豆形囊菌属(Phaselicystis)、粉色微菌属(Roseimicrobium)、苯基杆菌属(Phenylobacterium)、假水黏细菌属(Pseudenhygromyxa)、BIyi10,NaCl胁迫下的标志物为斯克尔曼氏菌属(Skermanella)和假红游动菌属(Pseudorhodoplanes)。【结论】相对于植被地上部分,根际土壤微生物群落受盐碱胁迫影响较小,不同盐碱及浓度下物种多样性差异不显著,盐碱胁迫下部分ASV上调,并初步筛选8个属的标志微生物,分别为2%Na_(2)CO_(3)胁迫的列契瓦尼尔氏菌属(Lechevalieria)、红细菌属(Rhodobacter)、豆形囊菌属(Phaselicystis)、粉色微菌属(Roseimicrobium),3%Na_(2)CO_(3)胁迫的苯基杆菌属(Phenylobacterium),4%Na_(2)CO_(3)胁迫的假水黏细菌属(Pseudenhygromyxa)、BIyi10和1个尚未归类的属。

银白杨叶片不定芽再生影响因素的研究

该文以银白杨无菌试管苗叶片为外植体 ,进行了不同培养基及不同因子对银白杨叶片不定芽诱导的研究 ,建立了叶片不定芽再生植株体系 ,为今后的遗传工程改良奠定了基础 .结果表明 :银白杨叶片不定芽诱导的最适培养基是MS附加 6 BA和NAA(5∶1) (即MS +6 BA 0 5mg L +NAA 0 1mg L +蔗糖 2 5 % +琼脂 0 5 5 % ,pH 5 8) ,不定芽再生率达 95 %以上 ;当 6 BA NAA <5时 ,叶片不定芽再生率和再生系数均降低 ,当 5≤ 6 BA NAA≤ 30时 ,随着比值的增大 ,不定芽再生率明显下降 ,不定芽再生系数也减少 ;叶片不定芽再生能力强的最佳取材位置是自试管苗顶端向下伸展叶的第 1～ 3片叶 ;生根试管植株叶片的不定芽再生能力强于无根试管植株 ;叶片不定芽诱导的最佳光照时间为每天 14h .

银白杨遗传转化中抗生素浓度优化的研究

该文探讨了卡那霉素、G418、羧苄青霉素和头孢霉素4种抗生素对银白杨不同培养阶段外植体生长、分化或生根的影响,确立了由农杆菌介导的银白杨遗传转化研究中抗生素种类和转化体的筛选浓度.结果表明:在叶片转化筛选阶段,卡那霉素和G418的适宜浓度分别为15和10mgL,羧苄青霉素和头孢霉素的适宜浓度为200～600mgL和200～400mgL;在抗性芽生根培养时,卡那霉素和G418浓度分别为20～25mgL和15～20mgL,羧苄青霉素和头孢霉素浓度为200～800mgL和200～600mgL.头孢霉素或羧苄青霉素的抑菌效果因农杆菌菌株的不同而存在差异,羧苄青霉素对农杆菌LBA4404抑制效果好,头孢霉素对农杆菌C58抑制效果理想.

利用RAPD标记构建响叶杨和银白杨分子标记连锁图谱

利用ＲＡＰＤ标记响叶杨（ Ｐｏｐｕｌｕｓ ａｄｅｎｏｐｏｄａ Ｍａｘｉｍ ．） ×银白杨（ Ｐ． ａｌｂａ Ｌ．） 的Ｆ１ 群体，按照拟测交的作图策略，分别构建了响叶杨和银白杨的分子标记连锁图谱。实验过程中对６００ 个随机的寡核苷酸引物进行了重复筛选，共选出１２８ 个引物用于作图群体的随机扩增，选择符合１∶１ 分离的拟测交位点。作图群体大小为８２ 个单株（ 包括双亲） 。结果获得了３２６ 个拟测交分离位点和７ 个３∶１ 分离位点。拟测交位点中有２３８ 个位点来源于银白杨，有８８个位点来源于响叶杨。经偏分离检测，用于银白杨作图的位点共计２１２ 个（２６ 个位点偏分离） ，用于响叶杨作图的位点共计７８ 个（１０ 个位点偏分离） 。利用多点连锁分析，银白杨中有１８９ 个连锁标记构成了２０ 个不同的连锁群（４个以上标记），６ 个三连体和１６ 个连锁对，连锁标记覆盖的总图距为２４０２ ．４ ｃＭ（ｃｅｎｔｉｍｏｒｇａｎ） 。而响叶杨有４１ 个连锁标记分属于１２ 个不同的连锁群（２ 个以上标记） ，标记覆盖的总图距为４７９ ．４ ｃＭ。

NaHCO3胁迫下新西伯利亚银白杨幼苗生长和光合能力变化

采用室内盆栽试验,研究不同浓度NaHCO3溶液胁迫24天对新西伯利亚银白杨幼苗的生长状况和叶片光合生产力的影响。结果表明:NaHCO3胁迫抑制新西伯利亚银白杨幼苗的生长和叶片的光合能力。苗木高度、地径和总生物量的增量、叶片净光合速率、蒸腾速率和气孔导度均随着胁迫强度的增加和胁迫时间的延长而显著减小,其中苗木地下生物量增量的降幅大于地上部分。叶片净光合速率与蒸腾速率呈极显著正相关关系,与气孔导度呈显著正相关关系,与胁迫强度呈显著负相关关系。影响新西伯利亚银白杨叶片光合特性的因素有气孔限制和非气孔限制2方面。NaHCO3溶液浓度小于等于48mmol·L-1时,叶片净光合速率下降主要受气孔限制;NaHCO3溶液浓度大于48mmol·L-1时,叶片净光合速率下降主要由非气孔因素限制。

秋水仙碱诱导银白杨花粉染色体加倍及其细胞学效应研究

为推动银白杨倍性育种进展,利用秋水仙碱溶液注射处理,对银白杨花粉染色体加倍技术进行了研究,并通过常规压片及间接免疫荧光技术观察了秋水仙碱处理对小孢子母细胞染色体行为和微管骨架分布的影响。结果表明:(1)施加秋水仙碱处理可诱导银白杨花粉染色体加倍,在小孢子母细胞减数分裂细线末期-粗线期施加0.5%秋水仙碱溶液注射处理7次,可获得最高达82.23%的2n花粉。由于注射处理5次与7次诱导效果差异不显著,从节约成本和降低毒害考虑,在实际应用中以0.5%秋水仙碱溶液注射处理5次为宜;(2)秋水仙碱处理导致银白杨小孢子母细胞减数分裂过程染色体行为异常,包括双线期细胞核仁数目增多、微核形成,终变期染色体紧贴核仁,中期I染色体发生极度收缩聚集成团;(3)受秋水仙碱影响,银白杨小孢子母细胞细胞质微管骨架分布发生紊乱。粗线期小孢子母细胞内微管骨架不再呈网状均匀分布于细胞质,而是聚集呈短带状,从而失去对染色体行为的控制。

高温诱导银白杨花粉染色体加倍研究

以银白杨为试验材料,在掌握小孢子母细胞减数分裂规律的基础上采用高温处理诱导花粉染色体加倍,对不同处理温度和处理持续时间在不同减数分裂时期的诱导效果进行了研究。结果表明:温室水培条件下,银白杨完成小孢子母细胞减数分裂大约需3～4d,不同时期和花药颜色变化有相关性;高温诱导银白杨2n花粉的最佳时期是中期Ⅰ,处理条件为36℃持续4h,最高2n花粉百分率39.6%,平均2n花粉百分率32.75%。高温处理后导致银白杨散粉延迟,相对于同一环境条件下的正常花芽散粉晚大约2～3d,且花粉量很少。

额尔齐斯河流域银白杨克隆结构及多样性研究

新疆额尔齐斯河流域河谷的银白杨天然林分呈雌雄独立斑块状分布,为了解其成因及分布模式,利用SSR分子标记技术对根据2种采样策略采集的银白杨样本进行了克隆结构和克隆多样性研究。结果表明:(1)运用12对SSR引物对采自各雌雄独立斑块的所有样本进行分析,发现所有样本单株是同1个无性系克隆,斑块内只有1个基株,即斑块居群是单克隆结构;(2)整个流域不同斑块所采集的90个样本用12对SSR引物进行扩增分析,共检测到53个基因型(克隆基株),银白杨居群克隆多样性水平较高,Simpson指数(D)平均为0.983,基因型比率PD平均为0.589。银白杨以根孽方式繁殖后代,其最初建群时由多个不同基因型克隆基株形成了较高的克隆多样性,现存植株是克隆后代或克隆后代的后代。

转rolB/pttGA20ox双价基因提高银白杨生根能力及生长速度的研究

为提高银白杨的扦插生根能力和生长速度,该文利用含有rolB和pttGA20 ox双价基因的植物表达载体对银白杨进行遗传转化,经过PCR和Southern杂交检测,获得了4株转化双价基因的植株。组培苗研究结果表明:转双价基因银白杨在形态特征方面具有rolB和pttGA20 ox单个基因在其他植物中表达的优良性状;在生根能力方面,转化植株的生根时间较对照提前3 d左右,而且生根的数量和长度明显高于对照组银白杨;在生长速度方面,转双价基因银白杨的生长率明显大于对照组银白杨,其生长差异达到了极显著的水平。

干旱胁迫对新西伯利亚银白杨抗氧化系统和幼苗生长的影响

以1年生新西伯利亚银白杨幼苗为试验材料,研究了不同干旱胁迫强度下新西伯利亚银白杨抗氧化系统的生理响应和幼苗生长状况。结果表明,在20%～95%土壤含水量范围内,随着干旱胁迫强度的增加,幼苗质膜透性升高,保护酶活性呈规律性变化;同时,幼苗生长受到的抑制作用加剧;恢复供水后,幼苗质膜透性和各保护酶活性均恢复到接近对照水平。因此认为,在土壤含水量在田间持水量的20%～95%,即绝对容积含水率11.5%～43.7%之间新西伯利亚银白杨具备良好的适应调节能力,其最适土壤容积含水率为27.6%～29.9%。

利用不同作图软件构建响叶杨×银白杨遗传图谱

利用FsLinkageMap2.0和JoinMap4.0软件构建响叶杨×银白杨F1遗传整合图谱,在重组率为0.245时,二者构建的遗传框架图都包含20个主要的连锁群(4个以上标记),但2个遗传框架图的图距大小差异显著,利用JoinMap4.0构建的遗传图谱的标记排列顺序更加符合杨树一致性图谱上的标记排列顺序。估计杨树基因组总长度为2695.56cM,图谱的基因组覆盖度为93.34%。将利用MapMaker3.0和FsLinkageMap2.0构建的母本响叶杨的2个遗传图谱进行对比,共检测到32个对应连锁群和113个相同标记,利用FsLinkageMap2.0构建的响叶杨的遗传图谱上共显性标记的排列顺序与标记在杨树全基因组中的相对位置更符合。

银白杨与84K杨、毛白杨杂交及苗期测定

采用室内切枝水培杂交方法进行银白杨与84K杨、毛白杨杂交试验。结果表明:银白杨与84K杨杂交的可配性高于银白杨与毛白杨杂交组合。银白杨与毛白杨杂交苗的苗高、地径生长量均稍高于银白杨与84K杨的杂交苗。银白杨×84K杨杂交苗的抗病、虫能力都高于银白杨×毛白杨。隶属函数值综合评价结果表明,银白杨×84K杨杂交苗的选择优势较高,选择出优良无性系的机率较大。

RAPD标记鉴定银白杨×新疆杨杂交后代

利用RAPD标记对银白杨（♀）×新疆杨（♂）杂交后代及其亲本进行DNA多态性鉴定。结果表明，8对引物共扩增出46条带，平均每对引物扩增出5．75条带，多态性带占扩增总带数的41．3％，扩增片段大小在300～3000bp之间。父母本的特异性条带在子代中出现的频率分别为51．25％和46．88％。杂交后代的带型分为叠加型、缺失型和特异型。父母本之间的遗传相似系数为0．6522，子代8与父本遗传相似系数最高为0．9130，子代6与母本遗传相似系数最高为0．8478。本研究从分子水平鉴定杂交种，为开展分子标记辅助杨树杂交亲本选配和杂种子代表现预测奠定了基础。

干旱荒漠区银白杨树干液流动态

应用热扩散式树干茎流计(TDP)于2012年7月1日至7月25日,在克拉玛依地区农业开发区对银白杨(Populus alba L.×P.talassica)人工林树干液流速率进行了连续测定,并对气象、土壤水分等指标进行了同步测定。结果表明:7月份的晴天银白杨树干液流速率日变化呈单峰型,阴天呈多峰型,在测量时期液流速率日平均值为0.6059 L/h;银白杨树干单位边材面积的液流速率与太阳总辐射、大气温度、水汽压差呈极显著正相关关系,与相对湿度呈负相关关系。其相关系数绝对值顺序为太阳总辐射>大气温度>水汽压差>相对湿度>风速;银白杨边材面积与胸径之间存在着显著的线性相关关系,相关系数为0.834,单位边材面积的液流速率随树干胸径的增大而减小。

水分胁迫下新西伯利亚银白杨光合能力变化

采用室内盆栽试验,研究不同程度水分胁迫24 d对新西伯利亚银白杨叶片光合生产力和渗透调节物质含量的影响。结果表明:水分胁迫抑制了新西伯利亚银白杨幼苗叶片的光合能力,提高了叶片细胞中可溶性蛋白质含量,并影响了叶片中可溶性糖含量。随着胁迫强度和胁迫时间的增加,叶片净光合速率、蒸腾速率和气孔导度均显著减小。叶片净光合速率与蒸腾速率和气孔导度呈极显著正相关关系,与土壤含水量呈显著正相关关系。气孔导度蒸与腾速率呈极显著正相关关系,与土壤含水量、可溶性糖含量呈显著正相关关系。蒸腾速率与可溶性糖含量呈显著正相关关系。在土壤相对含水量≥25%的条件下,净光合速率下降主要由气孔因素导致。在土壤相对含水量<25%的条件下,净光合速率下降主要由非气孔限制导致。

新西伯利亚银白杨微枝试管外生根与微环境因子的关系

[目的]提高新西伯利亚银白杨试管外生根的驯化效率。[方法]以新西伯利亚银白杨的无性系组培微枝为材料,通过对比试验研究了微环境因子与其试管外生根率和根系质量的相关关系。[结果]基质25%草炭+30%蛭石+45%珍珠岩的微枝生根效果最好,其隶属函数值、生根率、生根数、根长和偏根率分别为0.857、90%、11.6条/株、2.25cm和11%。用IBA处理的微枝生根效果最好,300mg/LIBA处理的隶属函数值、生根率、平均生根数、平均根长和偏根率分别为0.785、93.33%、6.12条/株、1.15cm和13.67%。20℃下微枝的生根效果最好,其隶属函数值、生根率、生根数、根长和偏根率分别为0.820、100.00%、7.80条/株、1.17cm和15.33%。75μmol/(m2.s)光照强度处理的微枝生根效果最好,其隶属函数值、生根率、生根数、根长和偏根率分别为0.686、100.00%、8.76条/株、2.08cm和38.00%。基质含水率为50%的微枝生根效果最好,其隶属函数值、生根率、生根数、根长和偏根率分别为0.894、100.00%、7.73条/株、1.75cm和13.33%。[结论]该研究为建立新西伯利亚银白杨的快速有效微繁技术体系奠定了基础。

银白杨下胚轴高频离体再生体系的建立和优化

【目的】建立银白杨（Populusalba）下胚轴高频再生体系，为银白杨遗传转化和推广利用奠定基础。【方法】以银白杨下胚轴为外植体，通过器官发生途径诱导形成不定芽，探讨苗龄、接种方式及不同植物生长调节剂、硝酸银和蔗糖质量浓度等对银白杨下胚轴不定芽分化和生根的影响。【结果】适宜银白杨下胚轴不定芽分化的最佳培养基为：MS＋AgNO3 3.5mg／L＋蔗糖35g／L＋琼脂6．0g／L＋IBA 0．3mg／L＋TDZ 1．5mg／L，用该培养基培养银白杨下胚轴外植体，其分化率为98．63％，平均每个外植体形成的不定芽为23．81个。银白杨下胚轴外植体不定芽未经愈伤组织而直接产生于下胚轴的表皮或近表皮等表层细胞。3～7d苗龄银白杨下胚轴诱导不定芽分化能力无显著差异，诱导率均达到95％以上，7d后随着苗龄的增加，不定芽分化、诱导能力快速下降，苗龄为11d时不定芽分化率只有52．28％。不同切段下胚轴不定芽再生能力由强到弱表现为：上部切段（靠近子叶端的下胚轴部分）〉中部切段〉下部切段。以正插（形态学下端插入培养基）方式接种的外植体不定芽再生能力显著大于反插（形态学上端插入培养基）和平放的。【结论】优化了银白杨的组织培养体系，初步找到了影响银白杨下胚轴诱导分化及植株再生的主要因子。

影响银白杨再生体系建立的因素分析

为了获得银白杨离体再生体系的优化方案,通过对离体再生体系中银白杨无菌苗的获得、生芽培养基激素组合及诱导出芽、生根培养基激素组合及诱导生根进行了一系列优化试验。结果显示:影响银白杨植株再生的最主要因素是激素浓度和类型,其次是培养基种类和外植体类型;最利于银白杨再生植株的培养基条件为:芽增殖培养基以MS+6-BA1.0mg/L+NAA0.3mg/L+IBA0.6mg/L为宜,生根培养基以1/2MS+NAA0.05mg/L+IBA0.2mg/L为宜。

银白杨×新疆杨杂交无性系生长特性研究

【目的】筛选出适宜新疆乃至西北地区造林的优良杨树无性系。【方法】以银白杨×新疆杨杂交的8个无性系为研究对象,在新疆北屯、玛纳斯和伊犁实验区进行区组设计,监测每年的胸径、树高,对生长指标进行分析。【结果】8个无性系在三个试验区间的生长差异明显,8个无性系的高生长量明显大于径生长量,且树高和胸径生长量之间存在极显著的正相关关系;8个无性系材积增加量在三个试验区间的差异显著。其中,北屯试验区108无性系的材积增加最大,为0.774 4 m3,527和184无性系次之,分别为0.725 5和0.667 7m3;玛纳斯试验区内536、108和389无性系的材积增长量分别为0.271 0、0.243 2和0.183 0 m3;伊犁试验区内8个无性系的材积增长量为0.269 5～0.336 6 m3,差异不显著。【结论】在单一的生长表现上,108、184、527、536无性系的高径生长优于其他无性系,其中,108无性系表现突出,是可以进行推广的优良无性系。