Effects of Thidiazuron,basal medium and light quality on adventitious shoot regeneration from in vitro cultured stem of Populus alba×P. berolinensis

The effect of Thidiazuron （TDZ）, basal media and light quality on adventitious shoot regeneration from in vitro cultured stem of Populus albaxP berolinensis were determined to establish a high efficiency shoot regeneration system from stem explants of P. alba^P berolinensis. Stems ofPopulus alba^P berolinensis were collected from cultured shoots in vitro derived from dormancy buds of 3-year-old seedlings. The stem explants were cultured on MS medium containing 0.02-mg·L-1NAA （naphthaleneacetic acid）, and 0.1, 0.3, 0.5 and 1.0 mg·L-1 concentrations of TDZ to determine the effect of TDZ on shoot regeneration. Three basal media, i.e. MS, woody plant medium （WPM） and B5, were used to test their influences of different media on adventitious shoot regeneration. Green, red, blue and yellow plastic films in comparison with florescent light as control were used to observe their effects on shoot regeneration. The results showed that differ- ent concentrations of TDZ had an evident influence on shoot regeneration. Lower concentration of TDZ （0.1 mg·L-1） resulted in more ad- ventitious shoot regeneration and higher concentration of TDZ （〉0.1 mg·L-1） inhibited shoot regeneration. Among different media, MS medium exhibited a high efficiency for shoot regeneration, followed by WPM medium, while B5 medium inhibited shoot regeneration. Normal light and yellow light exhibited better effects on shoot regeneration, compared with other light.

Analysis of genes related to xylem cell wall development based on transcriptomics in Populus alba ‘Berolinensis’ tension wood

Populus alba‘Berolinensis’is a fast-growing,high-yielding species with strong biotic and abiotic stress resistance,and widely planted for timber,shelter belts and aesthetic purposes.In this study,molecular development is explored and the important genes regulating xylem forma-tion in P.alba‘Berolinensis’under artificial bending treat-ments was identified.Anatomical investigation indicated that tension wood(TW)was characterized by eccentric growth of xylem and was enriched in cellulose;the degree of ligni-fication was lower than for normal wood(NW)and oppo-site wood(OW).RNA-Seq-based transcriptome analysis was performed using developing xylem from three wood types(TW,OW and NW).A large number of differentially expressed genes(DEGs)were screened and 4889 counted.In GO and KEGG enrichment results,genes involved in plant hormone signal transduction,phenylpropanoid biosynthesis,and cell wall and secondary cell wall biogenesis play major roles in xylem development under artificial bending.Eight expansin(PalEXP)genes were identified from the RNA-seq data;four were differentially expressed during tension wood formation.Phylogenetic analysis indicated that PalEXLB1 belongs to the EXPB subfamily and that the other PalEXPs are members of the EXPA subfamily.A transcriptional regulatory network construction showed 10 transcription factors located in the first and second layers upstream of EXP,including WRKY,ERF and bHLH.RT‒qPCR analy-sis in leaves,stems and roots combined with transcriptome analysis suggests that PalEXPA2,PalEXPA4 and PalEXPA15 play significant regulatory roles in cell wall formation during tension wood development.The candidate genes involved in xylem cell wall development during tension wood formation marks an important step toward identifying the molecular regulatory mechanism of xylem development and wood property improvement in P.alba‘Berolinensis’.

Somaclonal variations as a mean for obtaining regenerants with different growth rates in poplar (<i>Populus ×berolinensis</i>Dipp.)

Adventive regenerants of Populus × berolinensis Dipp. were obtained on 1/2 MS salts with sucrose, vitamins, BA, TDZ and NAA using stem, petiole and leaf explants. They differed from each other in plantlet dimensions. More than 50 clones were produced from initial regenerants by excision and rooting of apexes and lateral shoots. Differences in stem length and thickness were observed between 200 field plants produced from in vitro plantlets. Differences in stem length were conditioned mainly due to different number of internodes and not by internodes’ lengths. Plants grown from cuttings excised from highest and smallest plants retained the abilities of mother plants to grow with different rates. It is concluded that somaclonal variability can be used for selection of fast growing poplar plants which are necessary for industrial plantations. These plants can be used for this purpose without the limitations existing for transgenic plants.

干旱胁迫对银中杨生理生化特性的影响

以银中杨三年生苗木为试验材料,模拟不同程度的土壤干旱环境,研究了土壤干旱对银中杨生理生化特性的影响。结果表明,叶绿素含量在干旱初期降低,持续到干旱14天时,随着干旱程度的加剧,叶绿素含量增加。SOD在轻度干旱胁迫的初期,其活性提高,随着胁迫时间的延长、胁迫强度的加剧,其活性降低,但降低幅度较小;POD活性和可溶性蛋白含量显著降低;类胡萝卜素、脯氨酸含量和电解质含量略微增加,可溶性糖含量显著增加;丙二醛(M DA)含量无明显变化,银中杨叶片的电导率在干旱初期随着土壤含水量的降低而增加,干旱胁迫14天时,差异不显著。

银中杨光合作用和蒸腾作用对土壤干旱的响应

以银中杨3年生苗木为试验材料，通过盆栽试验，研究土壤干旱程度、干旱持续时间和逐渐干旱对银中杨叶片气体交换参数的日变化和光响应过程的影响。结果表明：银中杨具有较强的抗旱性；适度干旱有利于银中杨光合作用；逐渐干旱过程中，土壤含水量在40．1％-20．2％范围内，光合速率随着含水量的减少而降低，但降低幅度较小，表观量子效率基本不变；土壤含水量为15．5％时的光合能力则大幅度下降；银中杨的光饱和点在750～1300μmol·m^-2·s^-1之间，随着土壤含水量的下降，光饱和点降低；光合速率和腾速率与气孔导度的正相关性较强，与胞间CO2则有负相关的趋势；在逐渐干旱过程中，水分利用率随着含水量的下降而上升，但长时间的严重干旱胁迫导致水分利用率降低；在相同含水量条件下，逐渐干旱对各光合参数的影响均小于梯度干旱，这说明银中杨光合作用能忍受暂时的干旱，重度水分胁迫持续时间较长时，光合速率和蒸腾速率大幅度降低，这是银中杨对干旱的一种适应方式。

土壤水分供应梯度对银中杨扦插生根及苗木生长的影响

对不同土壤供水条件下银中杨插穗萌发、生根及生长进行研究 ,结果表明 :土壤水分状况对银中杨穗条萌发影响不显著 ,但影响生根率和苗木生长。干旱胁迫条件下 ,插穗生根率不如中等供水处理和淹水处理。中等供水处理扦插苗在水分利用效率、苗木生长及生物量方面 ,显著高于淹水和干旱胁迫处理。综合插穗生根及扦插苗生长 ,银中杨扦插育苗以中等供水处理 (土壤含水量 31.7% )

水分胁迫下中东杨气孔运动与保卫细胞离子含量变化的关系

中东杨插条苗经水分胁迫处理后,在扫描电镜下观察了气孔开度的变化,并用扫描电镜结合X-射线能谱显微分析技术,分析了保卫细胞中的离子含量变化。结果表明,随着水分胁迫强度的增大,气孔开度变小,气孔趋于关闭。伴随着气孔关闭,保卫细胞中最明显的变化就是K+、Cl-含量的下降和Ca2+含量的上升。这个结果表明K+、Ca2+等离子参与了气孔运动,K+、Ca2+的移动在保卫细胞膨压运动及气孔开闭现象中起着十分重要的作用。

多效唑对银中杨、白榆和白桦抗旱性的影响

在干旱胁迫条件下，植物会产生一系列的生理变化，从而影响其生长发育（杨建昌等，2004；时连辉等，2005）。从研究的对象来看，主要集中在应用高效、低毒植物生长调节剂提高农作物或1年生植物的抗旱性上（曹翠玲等，2004；周凤珏等，2004），而在林木，尤其是城市绿化树种上的应用研究较少（彭立新等，2004；温国胜等，2004）。多效唑是一种高效低毒的植物生长延缓剂。国内外对多效唑在农作物、果树、蔬菜、花卉上的作用和应用已进行了广泛研究（Kraus et al．，1995；汪志辉等，2003；周凤珏等，2004；阮龙等，2005；

水分胁迫对银中杨耗水特征与水分利用的影响

在不同供水条件下,采用LI-6400光合作用系统(LI-COR,1995,USA)和电子天平等仪器,对银中杨苗木气体交换、蒸腾耗水量和水分利用效率及其有关环境因子进行了测定。结果表明,在研究的诸环境因子中,土壤含水量是制约苗木蒸腾耗水的主导因子;苗木的蒸腾耗水量随土壤干旱胁迫的加重而减少,并且当土壤含水量低于田间持水量的50%时,气象因子对苗木蒸腾耗水的影响不再明显;土壤含水量为田间持水量的70%时,银中杨苗木的净光合速率和蒸腾速率下降不显著,而水分利用效率有所提高,为2.579μmol.mmol-1,在土壤含水量大于田间持水量的70%的水分条件下,银中杨苗木可以正常生长。

银中杨、玉簪落叶生物质炭对Pb^(2+)、Cd^(2+)、Cr^(6+)吸附的影响因素

为探讨银中杨、玉簪落叶所制备生物质炭对水体Pb^(2+)、Cd^(2+)和Cr^(6+)吸附规律的差异及影响因素,采用限氧裂解法将银中杨及玉簪落叶制成生物质炭,并以此为吸附载体研究其在不同初始离子质量浓度、pH值、Na+浓度及接触时间等因素影响下对Pb^(2+)、Cd^(2+)和Cr^(6+)的吸附。结果表明:随着初始Pb^(2+)、Cd^(2+)和Cr^(6+)质量浓度的增加(0~800 mg·L^(-1)),落叶生物质炭对相应重金属离子的吸附量也增加。将初始质量浓度设置在0~200 mg·L^(-1),生物质炭对3种金属离子的吸附量由大到小表现为Pb^(2+)、Cd^(2+)、Cr^(6+),然而,将初始离子质量浓度提升至300~800 mg·L^(-1),吸附量由大到小表现为Pb^(2+)、Cr^(6+)、Cd^(2+);溶液pH值由2增至8,可使Pb^(2+)和Cd^(2+)在生物质炭表面的吸附率得到迅速提升,然而,生物质炭对Cr^(6+)的吸附率在整个pH值变化范围则呈渐趋降低的趋势;随着Na+浓度增加(0~0.6 mol·L^(-1)),落叶生物质炭对3种金属离子所表现的吸附规律各不相同,其中,对Pb^(2+)的吸附量先下降而后渐趋升高,对Cd^(2+)的吸附量逐渐下降,而对Cr^(6+)的吸附量则表现为先增加而后下降。Na+离子浓度由0 mol·L^(-1)提升至0.6 mol·L^(-1)可使生物质炭对Pb^(2+)和Cd^(2+)的吸附量分别降低16.8%和97.1%,相反,对Cr^(6+)吸附量却有所促进,使其增加55.6%;生物质炭对初始质量浓度为400 mg·L^(-1)的Pb^(2+)、Cd^(2+)和Cr^(6+)吸附的数量随接触时间延长(0~1 440min)而逐渐增加,相同条件下由大到小表现为Pb^(2+)、Cr^(6+)、Cd^(2+);生物质炭对Pb^(2+)、Cd^(2+)的吸附主要以电性吸附为主,而专性吸附则为生物质炭吸附Cr^(6+)的主要机制。

银中杨组培快繁技术的研究

本文对银中杨的组培快繁技术进行了研究,结果表明,取外植体带有侧芽的茎条切段进行组织培养,以ACM为基本培养基,附加不同量的6-BA与NAA进行分化诱导,可获得丛壮无根苗;以附加NAA诱导生根可获得再生植株。该技术扩繁速率符合工厂生产的要求。

不同贮藏温度对银中杨花粉寿命的影响

设定了-90、-30、-15、5℃和室温5个水平贮藏银中杨花粉,用氯化2,3,5-三苯基四唑(TTC)染色法测定花粉生活力。结果表明:银中杨单株间花粉寿命差异显著;银中杨花粉生活力因贮藏温度不同而存在显著差异,温度越低花粉寿命越长。室温条件下,银中杨花粉1周后即丧失活力;在5℃贮藏10 d时,有生活力花粉为22.98%,丧失活力;15 d后在-15℃和-30℃条件下贮藏,15 d后有生活力花粉分别为31.98%和38.56%;在-90℃条件下贮藏15 d后,有生活力花粉为82.7%,30 d时有活力的花粉为50.68%。

银中杨苗木光需求的图像分析法

近年来,在一些国际农林业学术会议上出现了＂智能林业＂的概念（Hirafuji et al.,2008a;2008b）,＂智能林业＂的主体是林业机器人,与人类信息的70%以上来自视觉一样,

银中杨叶片离体再生体系的建立及Gt5GT7基因的遗传转化

以银中杨幼嫩枝条为外植体,探究不同预培养方式、激素配比对其叶片离体再生体系的影响.结果表明,枝条在MS营养液中预培养3d为最优方式;不定芽诱导最佳培养基为MS＋TDZ 0.1 mg/L＋NAA 0.02 mg/L,叶片可不经历愈伤组织直接形成丛生芽,最适生根培养基为1/2 MS＋NAA 0.05 mg/L＋IBA 0.01 mg/L＋活性炭0.6 g/L.利用发根农杆菌介导法,建立Gt5GT7基因的银中杨叶片遗传转化体系,叶片GUS染色结果初步证明,Gt5GT7基因成功整合入银中杨叶片,且最适宜侵染的菌液A600值为0.45～0.6.

银中杨短轮伐期纸浆林定向培育技术研究

通过对银中杨进行苗龄型选择、造林密度、混交造林、营养元素测定和施肥等试验，对营造银中杨纸浆林的各环节的技术进行了定量和定性研究，确定了提高银中杨生长量和木材质量的技术措施。结果表明：银中杨纸浆林定向培育宜采用2根2干、3根2干壮苗，采用株行距2m×4m、3m×4m栽植，8～12a轮伐。造林后的前30林粮间作。施肥的林龄是4～6a，最佳施肥时间是7月上旬；最佳施肥配比为N：P：K=1：0．84：0．87。采用与胡枝子、沙棘混交造林，能促进银中杨的生长，减少病虫害的发生，生物量及光能利用率较纯林高15％左右。为半干旱地区营造纸浆林提供了配套技术措施。

金黄壳囊孢菌侵染过程中银中杨锌指蛋白基因的表达

研究了银中杨接种金黄壳囊孢菌后锌指蛋白基因的表达,为林木抗病遗传育种工作奠定基础。从杨树上分离得到了一株杨树烂皮病菌(CHH001),测定其对银中杨的致病力,并采用形态学和ITS-PCR鉴定方法鉴定该菌株为金黄壳囊孢菌。采用实时定量荧光PCR技术对银中杨接种金黄壳囊孢菌后锌指蛋白基因的表达进行了研究。实验结果显示,ZFP1和69-Ⅳ-2-4在接种后表达水平持续上升,ZFP1在48 h的基因表达量分别为烫伤对照和空白对照的4.21倍和3.11倍;69-Ⅳ-2-4在48 h为烫伤对照和空白对照的9.56和7.06倍。ZFP1和69-Ⅳ-2-4在接种前期高表达,表明可能参与了植物与病原物的识别过程和防御反应。

银中杨叶片外植体再生体系的建立

以银中杨叶片为外植体,建立了高效的再生体系。经正交试验筛选出银中杨组织培养的最适基本培养基为MS培养基,最佳不定芽诱导培养基为MS+BA1.0mg.L-1+NAA0.05 mg.L-1,最佳暗培养时间为4d,最佳不定芽生根培养基为1/2 MS+NAA0.05 mg.L-1+IBA0.01mg.L-1。

银中杨叶片不定芽再生过程中几项生理指标的变化

将银中杨(Populus alba×P.berolinensis)无菌苗的叶片接种到MS+0.2mg/L TDZ+0.02mg/LNAA+30g/L蔗糖中培养,于15d左右诱导出不定芽,30d左右形成小苗。对叶片不定芽再生过程的生理生化变化的测定结果表明:在不定芽形成过程中,在0～15d的培养周期内,POD、SOD活性、可溶性蛋白及可溶性糖含量在开始阶段均呈上升趋势,在叶片不定芽形成的高峰期15d时,各项指标均达到最高值,随后呈不同程度地下降。

NE苗木助长剂在银中杨育苗中的应用

应用NE苗木助长剂溶液浸泡银中杨插穗进行育苗。试验结果显示:最佳处理条件为NE苗木助长剂质量浓度1g/L,浸泡插穗6h。与常规育苗相比,高生长量、地径生长量、叶绿素a、叶绿素b分别增加18.98%、20.62%、46.38%、76.64%,而叶绿素总质量分数则增加54.03%。经济效益显著提高。

银中杨的组织培养试验

通过对银中杨的组织培养试验,得出了银中杨组培育苗时最佳的材料选取、接种前采用的最佳消毒液、适宜的培养基及其增殖方式。