重点实验室开放共享平台的管理和运行

仪器设备是高校实验平台进行科研和教学的物质保障。为了高效管理重点实验室开放共享平台并最大程度地发挥平台仪器设备的资源效益,从平台仪器设备的配置、管理、运行、开放共享以及维护维修等主要方面进行论述,采取一系列措施和制度,科学管理平台、实现仪器设备的规范化使用、健全维护维修体系、培养高水平的实验技术人员,以保证平台的正常运行和资源共享。为其他实验平台或者实验中心提供切实可行的参考。

成花调节在林木育种中的应用

花发育是一个复杂的形态建成过程，了解林木花发育分子机理对实现林木的遗传调控具有重要意义。本文综述林木成花的分子机制的研究进展和以转基因等技术定向调控林木及木本经济作物生殖生长的实践案例，并对成花调节在林木育种中的应用前景进行展望。

林木病害生防微生物的应用及作用机制研究进展

林木病害给林木的健康生长带来威胁,也给森林生态系统和经济发展带来巨大损失。化学农药虽然能够有效控制林木病害,但其大量及不规范使用会引起环境污染、病原菌产生抗性等一系列问题。使用生防制剂是一种环境友好且可持续发展的林木病害防治策略。基于生防细菌、生防真菌和合成微生物群落3类生防微生物在林木病害防治中的应用,综述了生防微生物的作用机制,包括分泌抑菌物质、竞争营养物质与生态位、诱导植物产生系统抗性和重寄生作用,并对未来生防制剂的研究与应用进行了展望。

中国林木种子园建设与管理技术探讨

从建园时种子园园址选择、优良亲本的选择、优良无性系或家系选择和配置以及种子园经营管理等几个方面探讨中国种子园发展现状,深入分析种子园建设与管理存在的重要问题,提出今后研究中应关注以下几个方面:种子园亲本和园址选择的重要性;优良家系或无性系配置应同时兼顾遗传多样性与遗传增益;种子园经营管理中应树立良种价值观,注重种子产量和品质的保障;种子园发展中应重视分子育种与常规育种的有效结合。

去遮荫后东北红豆杉幼苗和幼树光合特性对比

【目的】对比去遮荫后东北红豆杉幼苗和幼树叶片光合与荧光特性,揭示人工培养东北红豆杉幼苗在强光下发生光抑制的原因,为东北红豆杉人工栽培提供理论依据。【方法】以生长在遮荫条件下的东北红豆杉幼苗和幼树为试验材料(遮荫后光强为自然光强的40%),去除遮荫使幼苗和幼树暴露在自然强光条件下28天后,测定幼苗和幼树叶绿素含量、光合速率特性和叶绿素荧光特性。【结果】去遮荫后幼苗和幼树叶绿素含量无显著差异,幼树类胡萝卜素含量显著高于幼苗叶片,而幼树Chl/Cars低于幼苗叶片。幼苗叶片最大光合速率仅为幼树叶片的70%,幼苗具有较低的光补偿点和光饱和点,但表观量子效率(AQY)较高。幼苗叶片处于自然光照条件,叶片的羧化效率(CE)、CO2和光强均饱和下的最大光合速率(Amax)和Ru BP再生速率相对较低。强光诱导下,幼树叶片光合速率在25 min左右达到最大值,而幼苗叶片则需要为50 min,幼苗暗反应启动较慢。叶绿素荧光诱导曲线表明,在强光条件下,幼树叶片的实际光化学效率(ΦPSⅡ)和非光化学猝灭(NPQ)在较短时间内即可达到最大值,而幼苗叶片则需要相对较长的时间。荧光对不同光强相应曲线表明,幼苗叶片的ΦPSⅡ随光强增加而迅速降低,而幼树叶片则下降较慢。幼树叶片的NPQ随着光强增加而增加,而幼苗叶片的NPQ则在相对较低光强水平就达到最大值,幼苗叶片热耗散能力较低。【结论】幼苗叶片较低的光合速率产生相对较多的过剩能量,同时其叶片在高光强下的热耗散能力较低,这是幼苗与幼树相比不适应自然强光和产生光抑制的主要原因。

生物化学实验课程实施“教学做一体化”教学模式的思考

生物化学是东北林业大学生命科学学院面向本科生开设的专业必修或选修课程,生物化学实验教学是生物化学课程的重要组成部分,在生物化学教学体系中占有重要地位。为了适应高等教育人才培养方案及“双一流”学科建设的需要,提高生物化学实验教学质量,笔者从生物化学实验的教学内容、教学方式及考核指标等方面进行了探讨及实践,综合评价了生物化学实验课程“教学做一体化”模式在强化和培养学生创新意识、综合分析能力和解决问题能力等方面的作用。

东北茶藨子大小孢子发生及雌雄配子体发育

采用常规石蜡切片技术,对东北茶藨子大、小孢子发生以及雌、雄配子体发育进行了深入研究。结果显示:(1)每朵花包含5个雄蕊,每个花药包含四个药室,小孢子母细胞减数分裂是同时型,四分小孢子包括正四面体型和左右对称型,发育完善的花粉粒为二细胞型;(2)花药壁发育类型为基本型,从外而内依次为表皮、药室内壁、2层中层、绒毡层,共五层结构,绒毡层为腺质型;(3)胚囊发育为典型的蓼型,子房1室,胚珠倒生多数,双珠被,厚珠心,线性四分大孢子;(4)花粉发育的不同阶段均有异常现象,导致花粉败育。

东北白桦COMT1基因克隆及其植物表达载体构建

采用同源克隆法结合cDNA末端快速扩增(RACE)技术克隆东北白桦(Betula platyphylla)咖啡酸/5-羟基阿魏酸-O-甲基转移酶(COMT)基因COMT1,测序结果显示东北白桦COMT1 cDNA序列全长1 367 bp(GenBank登录号:KC292201),其中完整编码区长度1 095 bp,编码365个氨基酸。利用Gateway技术分别构建了东北白桦COMT1植物过量表达和反义表达载体。

二维码技术在林木遗传改良中的应用

随着数字化管理系统日益成熟和完善,二维码这个新兴条码技术逐渐渗透到人们生活中,使人们从繁琐的工作中全面解脱出来。该研究对二维码技术在林木遗传改良各个层次中的应用(林木基因库、种子园、母树林及其他各种层次林地)进行说明,为方便不同层次的资源管理及开发共享提供基础,也为林木遗传改良档案管理提供保障,最终为实现林木育种数字化管理体系提供思路。

东北黑土旱田改稻田对土壤团聚体微生物群落功能多样性的影响

为了解东北黑土旱田改种稻田后土壤团聚体中微生物群落功能多样性的变化,将东北黑土旱田(种植玉米为主)改种为稻田(简称"旱改稻"),采用Biolog-Eco微平板技术,研究了"旱改稻"后不同粒径土壤团聚体微生物的多样性指数以及其对碳源利用能力的变化。结果表明,"旱改稻"显著增加了黑土土壤水稳性微团聚体数量,增加了不同粒径土壤团聚体内有机碳(SOC)的含量。旱田和稻田不同粒径土壤团聚体内的土壤微生物群落平均颜色变化率(AWCD)表现为旱田淤泥+粘土>旱田大团聚体>旱田微团聚体>稻田大团聚体>稻田淤泥+粘土>稻田微团聚体。"旱改稻"明显降低了各粒径土壤团聚体微生物的多样性指数以及碳源利用能力,尤其对氨基酸与碳水化合物最为明显。主成分分析结果表明,旱田和稻田不同粒径土壤团聚体微生物群落功能多样性差异显著。综上,"旱改稻"明显改变了黑土土壤团聚体微生物群落功能多样性,降低了以碳源为底物的土壤微生物代谢活性。本研究结果为东北黑土区土壤可持续利用提供了理论参考。

东北地区6种槭属植物种子表型多样性分析及优良家系选择

槭属(Acer)植物种类多,分布广,集药用、观赏等经济价值于一体。为探析槭属种子的表型分化程度和遗传变异规律,本文对槭属6个树种的种子进行了测定分析。结果显示:槭属种子性状在种间和种内均存在显著差异(P<0.05),各性状的种间变异系数为9.72%~42.30%,各性状遗传力均值为0.56~0.97;除翅宽与空壳率外,其他表型性状之间均呈极显著正相关;通过UPGMA聚类分析,可将6个槭属树种划分为3类;主成分分析结果表明,两个主成分的累计贡献率达75.981%。通过多性状综合评价法,以10%的入选率筛选出6个优良家系,其千粒重性状的遗传增益均超过10%,筛选出的优良材料可为东北地区槭属种质资源的保护及开发利用奠定基础。

红松种实性状及营养成分动态变化分析

【目的】研究红松种实不同发育时期的表型性状和营养成分的变化及相关性,以期为红松球果产量和品质的改良提供理论依据和数据支撑。【方法】以红松球果为材料,通过采集球果不同发育时期的样品,对发育过程中的形态变化进行观察,同时进行表型性状以及营养物质含量的测定;通过分析各指标的变化规律和指标之间的相关性,发掘球果发育以及营养物质积累的关键时期。【结果】(1)红松球果的生长周期为15个月,球果发育的速生期为翌年5月中旬至7月初,种子发育的速生期为翌年6月20日至7月初,种仁在翌年7月20日后出现一次快速增长期。(2)球果发育当年形状为长卵形,翌年为卵圆形;种仁颜色在发育初期为无色透明状,成熟时为浅黄色倒卵三角形。(3)红松种仁成熟时,含水率约为20.46%,含油率约为70.96%,蛋白质含量约为104.71 mg/g,总多糖含量约为3.48 mg/g。(4)相关性分析表明:球果长、球果宽、球果质量、种子长、种子宽和种子百粒质量等6个指标间均达极显著正相关(P<0.01),种仁的含油率与含水率达极显著负相关(P<0.01),与总多糖含量达极显著正相关(P<0.01)。【结论】红松果实的生长发育以及营养成分的动态变化,为红松果用优良无性系的选择提供了科学依据,对于改良红松坚果的品质,保障其高产、稳产具有重要意义。

油茶巢式交配子代油脂相关性状的遗传分析

【目的】探究油茶种内杂交和种间杂交的亲本选配机制,为油茶高含油率杂交育种选育提供指导。【方法】以油茶巢式交配设计的种内、种间杂交子代为材料,分别测定种仁含油率、木质素、纤维素和半纤维素含量,分析母本的一般配合力(GCA)、杂交组合的特殊配合力(SCA),解析重要性状的遗传效应。【结果】12个家系的种仁含油率为17.83%~53.55%,木质素含量为4.68%~18.12%,纤维素含量为3.66%~13.04%,半纤维素含量0.54%~12.20%。种仁含油率、木质素、纤维素和半纤维素含量的差异在组合间和母本内父本间达到了显著水平。含油率和木质素、半纤维素含量呈显著负相关关系,其相关系数为-0.489和-0.297。长林4号种仁含油率的GCA最高,达到1.57。各组合的SCA分析表明,含油率SCA为-6.38~4.28,其中含油率SCA高且其余3个性状SCA低的种内杂交组合有40×95和4×18。种间杂交组合含油率的SCA普遍较低,仅53×小2较高,为2.77。除木质素外,含油率、纤维素、半纤维素含量主要受显性效应控制,非加性方差大于加性方差,说明以这3个性状为目标的杂交育种中评估亲本的SCA比GCA更重要。4个性状的单株遗传力范围为10.84%~58.35%,家系遗传力为4.23%~.21.35%,均受到较强的环境效应影响。【结论】以配合力为参考指标,结合各组合的表型数据,选出可用于油茶高含油杂交种质创制的优良种内杂交组合40×95和4×18,种间杂交组合53×小2。

基于SSR标记的圆叶桉遗传多样性分析

【目的】摸清国内圆叶桉Eucalyptus pulverulenta花卉资源遗传多样性概况,为种质资源利用及分子育种提供参考。【方法】利用多态性高的15个SSR标记,对7个来源的59株圆叶桉进行SSR基因分型和遗传多样性分析。【结果】1)59株圆叶桉在15个SSR标记共检测到83个等位片段数(NA),平均每个标记的等位片段数为5.5个,每个标记的等位片段数2~10个,平均有效等位片段数(NE)2.4个。观测杂合度(HO)和期望杂合度(HE)的平均值为0.401和0.491,多态性信息量(PIC)的平均值为0.455,具有较高的多态性。圆叶桉群体间遗传分化系数(Fst)为0.208,即有20.8%的变异存在于不同群体间;2)个体间遗传距离范围为0.033~0.698,平均为0.377,群体间亲缘关系较近,遗传背景相对单一。圆叶桉群体分为两个亚组,与其天然分布范围一致;3)圆叶桉群体间的遗传一致度为0.533~0.987,来自云南佳艺园艺和云南绿梦花卉的圆叶桉遗传一致度最高,推测二者可能为来源相同的品种。分子方差分析(AMOVA)结果表明个体间变异是方差分量的主要来源。【结论】15个SSR标记遗传多态性较高,可用于圆叶桉的遗传分化研究。个体间的分型结果表明,国内市场上常见的圆叶桉均为有性繁殖的实生苗,不同来源圆叶桉群体间的遗传分化程度较小,遗传变异主要发生在个体间。本研究对圆叶桉进行遗传多样性和遗传结构分析,对种质资源的评价和利用都具有重要意义。

菌毛在生防细菌定殖植物病原线虫中功能的研究进展

植物病原线虫对林业生产危害严重,缺乏有效的防控措施,已造成巨大的经济损失。生防细菌已被用于林木病原线虫的绿色防控,并已取得良好的防治效果。然而,生防细菌防控林木线虫病害的作用机制尚不明确,严重阻碍了防线虫微生物制剂的研发与高效应用。目前,已有大量的研究结果证实,生防细菌在线虫上的定殖能力与其杀线防病效果密切相关,且细菌菌毛在生防细菌于线虫宿主的定殖过程中发挥着重要功能。本文综述了革兰氏阴性细菌菌毛的种类以及菌毛在生防细菌定殖线虫中的功能,讨论了生防细菌菌毛对运动性、黏附性、生物膜形成等定殖相关生物学性状的影响,并对菌毛在细菌防控林木线虫病害中功能的研究与应用进行了展望。

红松多无性系群体的种实性状变异研究

选取红松4个种子园共60个无性系,对红松种实性状进行变异分析、相关分析,揭示红松种实性状在无性系来源群体间和无性系间的变异特征及规律。结果显示,红松种实性状存在丰富的变异,遗传多样性水平较高,居群间平均表型分化系数为29.82%,小于居群内变异（70.18%）,居群内变异是红松种实性状的主要来源。除种长、种宽、长宽比外其余性状在居群间差异显著（P〈0.05）,红松种实各性状在种子园内无性系间差异均极显著（P〈0.01）。广义遗传率为61.54%~94.81%,受遗传控制程度较强,通过优良无性系选择,能获得较高的遗传增益（4.70%~74.52%）。相关分析结果表明,在不同的立地条件下,千粒质量与种仁质量、种皮质量,出仁率与种仁质量/种皮质量、粗纤维含量、碳水化合物含量,种仁质量与种长、种宽、种皮质量,碳水化合物含量与油脂含量、蛋白质含量及多糖含量,油脂含量与出仁率、种仁质量/种皮质量、蛋白质含量、多糖含量,长宽比与油脂含量、蛋白质含量、多糖含量的相关关系非常稳定。通径分析与多元逐步回归分析均表明,长宽比和碳水化合物含量均为4个种子园中影响油脂含量的主要因素,其中,长宽比的直接作用最大。因此,根据红松种实性状对种子园无性系再选择,提高营养成分指标,提高种质资源品质,具有实际的应用价值。

红松种子发育过程中内源激素含量的动态变化

【目的】生长素、细胞分裂素、赤霉素、脱落酸等植物内源激素在促进种子胚胎发育进程的演变过程中有重要作用。本研究通过分析红松胚胎发育过程中4个重要阶段雌配子体(含合子胚)的IAA,ZR,GAs,ABA 4种内源激素的动态变化,拟为解释红松胚胎发育机制提供证据,为体胚诱导过程中添加外源激素及红松种子园种子发育过程的外源激素调控提供参考。【方法】以处于原胚期、裂生多胚期、柱状胚期、子叶胚前期的红松雌配子体作为研究材料,监测红松胚胎发育形态演变过程,同时采用酶联免疫法(ELISA)测定2个无性系不同发育时期红松种子内源激素生长素(IAA)、赤霉素(GAs)、玉米素核苷(ZR)、脱落酸(ABA)含量的变化。【结果】2个无性系的内源激素含量变化趋势相似,红松胚胎发育4个阶段IAA和ABA含量均维持在较高的水平,GAs含量全程较低。其中ZR含量在胚胎发育全程呈现下降的变化趋势,原胚期ZR含量最高,无性系057和059中平均含量分别为12.901和13.622 4 ng·g^(-1)FW;IAA的含量先缓慢上升随后急剧上升,柱状胚期至子叶胚期含量急剧下降,柱状胚期含量达到整个发育过程中的最高值,无性系057和059平均含量分别为101.923 0和107.256 4 ng·g^(-1)FW;GAs含量呈现先降低后增加的变化趋势,原胚期至裂生多胚期的GAs含量呈现递减的变化趋势,裂生多胚期含量最低,无性系057和059含量分别为4.823 5和5.588 8 ng·g^(-1)FW,发育至柱状胚期含量呈现上升趋势,并且该趋势一直持续至子叶胚前期,子叶胚前期与原胚期GAs含量差异不显著;ABA含量呈现先上升后递减的变化趋势,具体表现为在原胚期含量为4个发育期的最低,无性系057和059含量分别为88.497 4和94.847 3 ng·g^(-1)FW,随后一直保持上升的趋势直至发育至裂生多胚期达到最高水平,无性系057和059含量分别为133.200 1和139.983 9 ng·g^(-1)FW,在随后的发育过程中ABA含量逐渐降低,2个无性系的ABA含量分别接近各自原胚期的水平;GAs+IAA+ZT/ABA的值呈现先增加后降低趋势,柱状胚期达到最大值。【结论】红松种子发育过程中内源激素的含量变化随着胚胎形态发育而发生动态变化,各呈现不同的变化格局;IAA,ABA,ZR在红松胚胎发育过程中起重要调节作用,而GAs对发育过程没有明显的作用。

铁力红松种子园无性系种子形态及营养成分变异研究

对铁力红松种子园15个无性系的种子形态数量指标和营养成分组成及含量进行遗传变异分析、相关分析和无性系选择,结果表明:红松种子形态数量性状存在一定的变异,其中种仁重的变异系数最高,为21.92%,种长变异系数最低为8.43%;松籽的主要营养成分由油脂、蛋白质、多糖、粗纤维、灰分、碳水化合物等组成,其中油脂含量最高,占56.55%,变异系数较低为6.76%,碳水化合物的变异系数最高为60.30%。松籽脂肪酸中可检测到11种脂肪酸,包括5种饱和脂肪酸和6种不饱和脂肪酸,不饱和脂肪酸以亚油酸(C18:2)含量最高,达到42.55%。方差分析结果表明,形态性状和营养成分含量在无性系间均差异显著,多重比较表明,无性系TL1357、TL1383的出仁率较高,分别高出无性系总平均值的11.86%、10.98%;无性系TL1194的千粒重最高,高出无性系平均值24.33%;无性系TL1131、TL1383的种仁重较高,分别高出无性系平均值27.04%、26.37%;TL1194无性系的种长最高为15.77 mm,比无性系平均值长11.69%;无性系TL1024的油脂含量最高,比无性系平均值高10.79%,无性系TL1024、TL1061的蛋白质含量较高,分别高出无性系平均值28.62%、28.50%,无性系TL1194、TL3083的多糖含量较高,分别高出无性系平均值26.04%、23.50%,TL1024的灰分含量最低,为1.49%,比无性系平均值低67.11%,无性系TL1185中多不饱和脂肪酸含量最高,为62.53%,TL1271含量最低为58.23%。相关分析表明,红松种子千粒重指标与种仁重、种皮重、种长、种宽呈极显著的正相关关系,出仁率指标与所测性状均无显著的相关性,出仁率可以做独立选择;松籽组成各成分间除多糖含量与碳水化合物具极显著的负相关关系外,其余性状间相关性均不显著,则可以根据经济性状独立选择出优良无性系。

转2-CysPrx基因烟草抗氧化酶和PSII电子传递对盐和光胁迫的响应

以转2-Cys Peroxiredoxins(2-Cys Prx)基因的烟草(Nicotiana tabacum)为材料,非转基因烟草为对照,调查盐和光胁迫对转基因烟草幼苗叶片抗氧化酶和叶绿素荧光特性的影响,揭示2-Cys Prx基因在植物抗逆方面的功能。结果表明,弱光(200μmol m 2s 1)下,随着盐浓度增大,转基因烟草和对照的SOD活性皆增加,APX活性变化不大,H2O2含量稍有升高;强光(1000μmol m 2s 1)下,随着盐浓度增大,转基因烟草SOD活性增强,APX活性下降,H2O2含量增加缓慢,而对照的H2O2含量迅速升高,转基因烟草叶片的PSII电子传递速率(ETR)、最大光化学效率(Fv/Fm)和实际光化学效率(PSII)均高于对照,而且PSII电子受体侧的受抑制程度明显低于对照。结果暗示在强光和盐胁迫使APX活性降低的情况下,2-Cys Prx可有效清除细胞中过量H2O2,增强光合电子传递链的稳定性,特别是PSII电子受体侧的电子传递,有效减轻盐和高光胁迫引起的PSII光抑制。

白桦不同杂交组合三倍体子代当年生苗木生长性状分析

为了选择白桦三倍体杂种子代的优良杂交双亲和杂交组合,以4株中国白桦四倍体(Q14、Q19、Q33和Q34)为母本,5株杂种二倍体(M1、M2、M3、M4和M5)为父本,按测交系交配设计获得了20个杂交组合的白桦三倍体苗木,对各杂交组合三倍体子代的苗高和地径进行方差分析和配合力分析。结果表明,白桦三倍体家系间的苗高和地径均存在着极显著的差异,苗高和地径的一般配合力和特殊配合力的差异也达到了极显著水平。根据白桦各三倍体家系的生长量、一般配合力和特殊配合力,初步选择Q19和Q34为优良四倍体母本,M1和M2为优良二倍体父本,Q34×M2和Q34×M1为优良杂交组合。