美洲黑杨与大青杨杂种无性系苗期光合特性研究

对杨树光合特性的研究一直是杨树遗传改良的一个重要方面。为探讨美洲黑杨与大青杨杂种无性系苗期的光合特性和规律,以美洲黑杨与大青杨杂交所得3个生长及抗性等表现优良的杂种无性系1年生盆栽扦插苗为材料,采用Li-6400光合测定系统对3个无性系的光合作用指标进行测定。结果表明:在7月中旬,天气晴朗条件下,3个无性系的净光合速率和蒸腾速率日变化均呈不对称的双峰曲线,气孔导度和胞间CO2浓度日变化分别呈单峰和倒双峰变化趋势;编号为191的无性系净光合速率日变化曲线两次峰值均高于165和177,191和177的低值高于165;3个无性系的净光合速率-光响应曲线相近,净光合速率均随着光合有效辐射的增加而增大,接近光饱和点时上升趋势平缓;191的光饱和点高于165和177,而光补偿点低于165和177,表明191适应光强的能力强于165和177。

秋水仙素处理诱导大青杨2n花粉方法的优化

为提高大青杨生长速度，采用秋水仙素诱导二倍体花粉技术，通过杂交获得大青杨三倍体。采用不同水培时间处理的单因素试验设计，结果表明，在水培4d，温度15℃-28℃，相对湿度85％-95％时，采用0．12％秋水仙素处理大青杨雄花芽效果最好，A4级（d〉50p．m）花粉百分数为4．2％，大花粉粒百分率（d〉37．5μm）达10．9％；利用正交试验设计方法，将0．1％、0．3％、0．5％的秋水仙素用注射、棉浸、棉浸＋DMSO法处理水培2、4、6d的大青杨雄花芽，在雄花枝水培4d时，注射0．3％秋水仙素，诱导获得A3级大花粉粒（37．5μm〈d〈50μm）最多，达10％，表明在雄花枝水培4d时，注射0．3％秋水仙素是诱导大青杨大花粉的有效方法。

大青杨基因组DNA提取方法的比较

本研究采用改良SDS法、常规CTAB法和改良CTAB法(1.5×CTAB,2×CTAB,3×CTAB)提取大青杨基因组DNA,并用紫外光普分析、凝胶电泳、限制性内切酶消化和RAPD方法进行鉴定。结果表明:5种方法中,改良SDS法DNA提取率最高,但CTAB法比改良SDS法提取获得的DNA纯度高,OD260/OD280为1.73～1.81。与常规CTAB法比较,改良SDS法和改良CTAB法能有效去除蛋白、多糖、酚类及次生代谢物质。综合分析确定改良2×CTAB法为大青杨基因组DNA的最佳提取方法。

大青杨再生体系的优化

采用正交试验设计,研究不同培养基和不同激素质量浓度配比对大青杨无菌苗叶片植株再生体系的影响,优化大青杨植株再生体系。结果表明:对大青杨不定芽诱导的影响最大为激素NAA,其次是培养基类型,最后是激素6-BA;不定芽增殖的影响最大是NAA,其次是培养基类型,最后是6-BA;对丛生苗生根的影响最大是激素类型,然后是培养基类型;培养基类型和激素的质量浓度对大青杨再生体系有着较明显的影响。最适宜大青杨分化的培养基为:WPM+0.5 mg/L 6-BA+0.05 mg/L NAA,诱导率达100%;最适宜大青杨丛生芽增殖的培养基为:MS+0.05 mg/L 6-BA+0.01 mg/L NAA,芽健壮;最适宜大青杨生根的培养基为:1/2MS+0.1 mg/L IBA,经过14 d生根,生根率达100%。

授粉后秋水仙素处理对大青杨子代生长性状的影响

为东北林区选育出速生、优质、抗逆性强的杨树新品种,本研究采用秋水仙素溶液处理授粉后的大青杨雌花序,分析诱导后大青杨子代植株光合特性、生长量和叶形态指标的差异。结果表明:(1)雌花序授粉后24 h开始处理,秋水仙素4 g.L-1处理12 h后大青杨子代植株的苗高、地径均最大,且与对照差异显著;(2)雌花序授粉后24 h开始处理,秋水仙素处理12 h后大青杨子代植株蒸腾速率最小,对照蒸腾速率最大;雌花序授粉后24 h开始处理,子代植株气孔导度最小,36h后开始处理所得的子代植株气孔导度最大;雌花序授粉后12 h开始处理子代植株水分利用效率最大,对照最小。(3)子代植株生长量指标(苗高、地径)与叶形态指标以及气孔导度、胞间CO2浓度、蒸腾速率、水分利用效率相关显著。

阔叶红松林的伴生乡土杨树——大青杨

通过几十年大青杨人工造林典型试验与杨树引种 ,证明大青杨在林区具有很强的适应性和巨大的丰产能力 ,是调整林分结构 ,营造速生丰产商品林的良好树种。文中提出的丰产栽培主要技术 ,对营造大青杨人工林具有指导意义。

美洲黑杨与大青杨杂种无性系离体培养和叶片再生体系的建立

以美洲黑杨与大青杨杂种(Populus deltoids Bartr.×Populus ussuriensis Kom.)无性系的茎段作为外植体,研究了杂种无性系的离体培养及叶片再生体系,探讨了不同激素组合对杂种无性系不定芽的诱导、分化、增殖以及生根的影响。结果表明:杂种无性系茎段的最佳消毒时间为5min;最佳分化培养基为MS+6-BA2.0mg/L+NAA0.1mg/L+ZT0.5mg/L;MS+6-BA0.5mg/L+NAA0.05mg/L培养基可对不定芽实现增殖与复壮;最佳生根培养基为MS+NAA0.3mg/L。5个杂种无性系中,无性系177的分化能力最强;叶片近轴面向上放置培养,其不定芽再生能力显著高于叶片近轴面向下放置培养;叶片、茎段及根段的分化能力大小依次为叶片>茎段>根段。本研究优化了美洲黑杨与大青杨杂种的组织培养体系,为杂种无性系快速繁殖和遗传转化研究提供参考。

大青杨纤维素合酶PuCesA6全长基因的获得及分析

为给大青杨纤维素方面的基因改良提供基础,以大青杨叶片总DNA为模板,根据已登录的欧洲颤杨PtrCesA6序列保守区段设计2对引物进行PCR扩增,将得到的2个片段克隆到pMD18-T载体中。测序后拼接2片段,结果显示,该基因全长5 760 bp,与欧洲颤杨的PtrCesA6全长cDNA的相似性为99%,证明克隆的序列为纤维素合酶基因全长序列,将该基因命名为PuCesA6。将该全长序列与GenBank中登录的欧洲颤杨、玉米、拟南芥、棉花、新西兰辐射松、大麦、马铃薯、小麦、百日草各纤维素合酶共34条全长序列进行系统进化树分析。结果表明,PuCesA6和PtrCesA6聚为一类,与其它各类CesA都是分开的,单子叶与双子叶的CesA序列也未分别聚类。

大青杨叶片总RNA的快速提取方法

目的:寻求快速提取大青杨叶片总RNA的方法。方法:分别用改良CTAB法、改良SDS法、改良TRIzol法及某公司总RNA提取试剂盒提取大青杨叶片总RNA,并用紫外光谱分析、凝胶电泳方法对提取的总RNA进行鉴定。结果:用改良CTAB法和改良TRIzol法能有效地去除蛋白及多糖,提取到的总RNA纯度高,D260nm/D280nm分别为2.05和1.78,RNA的完整程度优于试剂盒法。结论:改良CTAB法为大青杨叶片总RNA的最佳提取方法。

大青杨纤维素合酶PuCesA7基因片段的克隆及序列分析

本研究以大青杨叶片总DNA为模板,用已登录的欧洲颤杨PtrCesA7保守序列设计引物,进行TD-PCR扩增并将得到的片段克隆到pMD18-T载体中。测序结果分析表明,片段长2341bp将该基因片段命名为PuCesA7。经BLASTX比对,此片段包含6个编码区,共1248bp,编码416个氨基酸。并与欧洲颤杨的PtrCesA7基因的同源性为98%,证明克隆的片段为纤维素合酶基因。将该片段与GenBank中登录的玉米(Zea mays)、拟南芥(Arabidopsis thaliana)、棉花(Gossypium hirsutum)、欧洲颤杨(Populus tremuloides)、新西兰辐射松(Pinups radiata D.Don)同源纤维素合酶基因序列比对并进行进化树分析。结果表明,大青杨纤维素合酶基因片段均与它们的亲缘关系较远。

大青杨生长性状的地理·气候变异规律研究

从大青杨自然分布区按纬度梯度选择10个种源,在哈尔滨、帽儿山、海林3个地点营造种源试验林,分析了各试验点大青杨树高、胸径与各种源地地理、气候因子之间的关系。结果表明,不同种源大青杨树高、胸径基本上表现出与各种源地年均温、1月均温、7月均温、≥10℃积温、无霜期、年均降水量、年均蒸发量呈正相关关系,有些因子达到显著甚至极显著水平;大青杨生长量与各种源地经度、等效纬度基本上呈负相关关系,表现最好的种源地位于中高经度中高纬度地区。

干旱胁迫条件下转LbDREB基因大青杨瞬时基因表达及生长、生理指标变异分析

利用转基因技术培育杨树抗逆品种是林木分子育种的重要手段之一。本研究以3个转Lb DREB基因株系大青杨及野生型WT为材料,利用PEG6000模拟干旱胁迫处理,调查胁迫条件下不同株系生长、瞬时Lb DREB基因表达量和生化指标的变化。结果表明:随着PEG胁迫时间的增加,转基因大青杨较WT的生物量向根部分配更多;Lb DREB基因表达量与SOD,POD变化趋势相近,呈现先上升后下降再上升的趋势;转基因株系较WT保护酶活性更强,脯氨酸含量积累增多,MDA积累降低,WT相对电导率比各转基因株系高;结果表明各转Lb DREB基因株系的抗旱能力均优于WT,且Lb DREB基因上调表达可能是调控植物抗旱能力的重要因素。转基因株系Dr2在干旱胁迫下各抗旱指标均表现优秀,可以初步筛选为大青杨抗旱优良无性系。

九个不同产地的大青杨抗寒性研究

东北地区是我国大青杨(Populus ussuriensis Kom.)的主要产地。大青杨虽是青杨派抗寒能力较强的物种,但在引种过程中发现有的地区大青杨抗寒力较弱,严重影响成活率。所以研究东北地区不同种源大青杨的抗寒性,不仅对引种、杂交育种有重要意义,而且也有利于进一步认识大青杨的地理变异。通过九个产地大青杨的抗寒力试验,从中可以选择出最佳引种范围。为此,试验采用了电导法测定大青杨离体组织的抗寒性差异。

大青杨对不同干旱胁迫强度的形态和生理响应

为了研究大青杨对干旱环境的耐受性,通过聚乙二醇(PEG-6000)模拟干旱胁迫,对不同胁迫强度下大青杨的生长状态、生物量分配、生理生化应答特征进行测定分析。结果显示,随着干旱胁迫时间的延长和强度的增加,大青杨幼苗的苗高、地径生长量和生物量积累明显减少,轻度、中度、重度胁迫下苗高生长量分别下降了17.71%、20.29%、45.96%,地径生长量下降了4.78%、13.62%、17.29%,根冠比上升了11.93%、32.61%、64.10%。叶片相对含水量呈下降趋势,相对电导率呈上升趋势,轻度、中度、重度胁迫下相对含水量分别比对照低23.60%、38.56%和66.78%,相对电导率比对照高106.97%、161.84%、241.75%,说明干旱胁迫对叶片造成了明显的损伤。脯氨酸、可溶性蛋白、可溶性糖含量均呈现先上升再下降的趋势,且轻度胁迫比中度、重度胁迫变化幅度小。在胁迫前期和中期均高于对照,说明大青杨幼苗有一定的抗旱能力。在胁迫末期有低于对照的趋势,此时幼苗细胞、组织受到了不可逆转的伤害。大青杨叶片的净光合速率明显呈现双峰模式,受胁迫幼苗显著低于对照且到达峰值的时间不同。胁迫后幼苗的第一个峰值出现的时间比对照提前2h。大青杨能够忍耐短时轻度的干旱胁迫环境,中度和重度干旱胁迫对大青杨幼苗期的生长和生理过程有显著影响。

大青杨PubZIP1基因的克隆及亚细胞定位与抗旱表达特性分析

从大青杨中克隆得到PubZIP1基因,通过基因测序结果可知,PubZIP1基因全长1083 bp,编码360个氨基酸。分析得出PubZIP1蛋白含有BZIP和DOG1两个结构域,其二级结构包括α-螺旋(62.50%)、无规卷曲(29.72%)、延伸链(5.56%)、β-折叠(2.22%)。通过亚细胞定位试验表明PubZIP1基因位于细胞核。通过qRT-PCR分析表明,在模拟干旱的不同7%PEG6000胁迫时间下,分析结果表明胁迫后PubZIP1基因在大青杨根中的表达量呈下降趋势。而在大青杨茎和叶片中的表达量呈上升趋势,尤其是在叶片中明显被诱导表达。预测该基因可能主要在叶片中表达并行使功能。

大青杨秋季换床育苗试验

以大青杨1 a生播种苗为材料,进行秋季和春季不同季节换床育苗试验,结果表明,秋季和春季换床苗平均苗高分别为209.2 cm和165.3 cm,平均地径分别为1.6 cm和1.3 cm,秋季换床苗苗高、地径分别为春季的126.6%和123.1%。秋季换床苗中达到营造丰产林标准的苗木比例为61%,而春季换床苗中只占26%,秋季是春季的2.35倍。

大青杨9个地理种源生长量的对比分析

对9个不同产地的大青杨进行了苗期生长量测定,经方差分析,地径与苗高生长量均呈显著差异,3年间的地径、苗高间的净生长并不呈相关关系。经遗传力估算,试验点的优劣对大青杨第1年生长有较大影响,第2、3年生长遗传性非常稳定。通过本试验为东北各造林区选用适用种源提供了依据。

大青杨芽浸提液在林木扦插上的应用

大青杨芽浸提液在林木扦插上应用的结果表明,使用大青杨芽浸提液使红松插穗生根率达到27.5%,樟子松插穗生根率达38%,水曲柳插穗生根率达62.5%.

立地条件对大青杨幼树生长影响的研究

利用伊春林科院选育的大青杨优良无性系营造原料林,进行不同立地因子对苗木生长影响的试验研究。主要进行了地势和迹地类型栽培试验,在不同的地势上进行试验表明,平坦地由于雨季有积水,造成苗木生长量与附近的坡地相比偏低,其生长量相差很大;岗处可比平坦地高生长提高37.2～44.3%,地径提高17.9～51.7%。说明大青杨虽然喜湿,但忌涝,栽植大青杨无性系应选择缓坡、含水量充分,且不积水的地块。不同迹地类型试验结果是退耕还林迹地高生长比皆伐迹地提高47.6%,比筑高台的低湿地提高27.6%;地径比皆伐迹地提高95.3%,比低湿地提高38.5%。说明退耕还林迹地是营造大青杨优良无性系原料林、丰产林最佳迹地类型选择。

大青杨优良无性系7号在退耕还林地上造林试验

通过对大青杨优良无性系7号杨在退耕还林地上造林试验,结果表明：7号杨根苗树高、地径、胸径分别超对照中黑防67.2%、53.4%和81.3%;7号杨扦插苗树高、地径、胸径超过对照A5杨104.4%、104.5%和119.3%;无性系7号杨根苗造林效果好于扦插苗;根苗造林可提高成活率25~30个百分点。