花粉管通道法导入外源DNA技术及其在林木育种中的应用

本文综述了花粉管通道法导入外源DNA技术的创立、发展以及应用现状,指出花粉管通道法可以克服农杆菌介导、基因枪等遗传转化方法对组织培养的依赖,通过收获种子获得遗传多样性丰富的转化群体,选择余地大,可满足林木多无性系造林的要求;加之该方法与林木授粉后施加理化处理诱导三倍体技术同是操作雌花序,可以将两种育种技术联合使用,从而通过一轮次选育过程实现多目标性状遗传改良。随着研究的深入以及技术的日臻完善,花粉管通道法必将在林木育种领域发挥更大的作用。

光谱成像技术及其在植物中的应用研究进展

光谱成像技术能够同时获取样品的空间与化学信息,是研究复杂生物样品的有力工具。近年来,由于具备非入侵、无损测量等优势,光谱成像技术在食品与农产品检测、生物医学与环境监测等方面引起了越来越多的关注。同时,随着成像技术的发展,光谱成像技术在成像速度、波段数量、光谱分辨率、空间分辨率等方面的性能都得到了极大的提升,空间分辨率甚至可以打破衍射极限达到超分辨级别。本综述总结了拉曼光谱、红外光谱和近红外光谱等几种主要光谱成像技术的基本原理与性能,重点介绍了这类技术在植物细胞壁与木材研究、细胞结构与成分可视化、生物与非生物胁迫检测以及种子的无损测量等领域中的应用进展,并对这一类技术的发展潜力进行了探讨与总结,为今后光谱成像技术在植物研究领域的进一步发展与应用提供理论参考。

单病毒示踪技术在动植物细胞中的应用进展

病毒(virus)是一种专营胞内寄生的简单微生物,是造成动植物病害的主要病原体之一。病毒的侵染过程高度动态且复杂,单病毒示踪技术的发展为揭示病毒生命活动的精细过程提供了可能。单病毒示踪是一种基于荧光标记与高时空分辨率成像的新方法,允许对单一或多个病毒的生命活动进行观察。近几年,单病毒示踪技术在病毒入胞、复制、细胞间传染等方面的研究中获得广泛应用,使病毒感染机制的研究取得较大的进展。本文介绍了病毒入侵细胞机制的研究进展,重点总结了荧光标记在单病毒示踪上的应用,特别是对病毒不同结构的标记和成像方法进行了详细论述,以期为优化标记策略、解决对不同种类和结构的病毒实现高效标记等问题提供新思路。

植物功能基因组学研究技术及其在林木中的应用

介绍了近年来植物功能基因组学研究技术包括表达序列标签、基因表达的系列分析、DNA微阵列、反向遗传学的发展及其在植物,特别是在林木中的应用进展。

我国青杨派杨树基因资源及其遗传育种研究进展

青杨派是我国杨属中最大的一个派,共34个种,21个变种和4个变型,分布最为广泛。本文介绍了我国青杨派杨树基因资源概况,综述了青杨派杨树遗传育种研究现状,展望了青杨派杨树基因资源开发和利用前景。

胡枝子属植物的遗传育种研究进展

从遗传资源研究、引种、地理变异及优良种源选择,开花繁殖生物学研究与杂交育种等方面论述了国内外胡枝子属植物遗传育种研究的现状。针对我国在胡枝子属植物研究工作中存在的问题,提出了4点建议。

植物多倍体育种技术方法研究进展

文章对各种植物多倍体育种的方法和染色体加倍的技术进行了系统总结和分类,包括自然调查发现多倍体、物理诱导、化学诱导、组织培养、原生质体培养及体细胞融合等部分;总结了植物染色体加倍方法的研究进展并展望了其发展趋势;着力对几种常用的技术方法进行对比分析。

杨树扩繁技术及植物生物反应器的应用研究

杨树扩繁技术对杨树生产具有重要意义。综述了杨树扦插、组织培养等扩繁技术的要点和研究进展,探讨了植物生物反应器的特点及其在杨树高效扩繁中的应用前景。

植物细胞壁结构及成像技术研究进展

植物细胞壁作为细胞外复杂交联网络,为植物细胞生长、发育以及适应环境变化提供机械支撑,具有调节植物形态、抵抗胁迫、运输水分等功能。除此之外,植物光合作用积累的生物质大部分贮藏在细胞壁中,因此,研究细胞壁的成分和纳微结构对更好的利用植物能源具有重要意义。植物细胞壁的结构研究是当今植物界研究的前沿热点之一。随着新型成像技术的发展,近年来关于细胞壁成分和纳微结构的研究取得了阶段性的进展。本文就植物细胞壁的成分、结构、成像技术和力学性质进行了总结与展望,以期为植物细胞壁的相关研究提供新思路。

单叶蔷薇基因组SSR标记开发与应用

【目的】单叶蔷薇是蔷薇属唯一的单叶物种,目前已被列为国家二级濒危保护植物,开发高效的分子标记可以为单叶蔷薇居群遗传多样性分析、克隆生长格局等研究提供重要的数据支撑,为其居群遗传资源的保育提供理论指导。【方法】利用Krait v1.3软件对单叶蔷薇全基因组序列中1~6核苷酸重复的SSR位点进行搜索并分析其序列特征,进而采用Primer Premier3.0软件设计引物。选取16个单叶蔷薇样本通过琼脂糖凝胶电泳和毛细管电泳检验引物的有效性和多态性。最后用POPGENE32软件和PowerMarker3.25软件对高多态性引物扩增产物数据进行遗传参数分析,利用软件NTSYS-pc2.10对16个单叶蔷薇样本进行聚类分析。【结果】单叶蔷薇基因组序列上共识别出142 083个SSR位点,其中二核苷酸重复类型数目最多,占比46.95%。单核苷酸至六核苷酸重复型中占比最高的基序类型分别为A/T、AT/AT、AAG/CTT、AAAT/ATTT、AAAAT/ATTTT和AAAAAG/CTTTTT,充分表明A/T为优势碱基。单叶蔷薇基因组SSR序列长度变化范围为12~1 026 bp,不同的核苷酸重复类型均呈现长度越长数量越少的规律,区间长度为10~15 bp的SSR位点数量最多,占比47.42%。合成的140对引物中112对可以获得清晰的目的条带,引物有效率为80%;最后筛选出多态性高、稳定性好的14对引物在16份单叶蔷薇样本中检测到等位基因58个,PIC值在0.314 3~0.675 9之间,等位基因数(Na)、有效等位基因数(Ne)、Shannon信息指数(I)及PIC值平均分别为4.142 9、2.576 9、1.080 8和0.529 2。Pearson相关分析结果表明所筛选引物的PIC值与SSR长度间并无显著相关性。通过聚类分析发现,筛选出的14对引物能够将基于不同居群的单叶蔷薇进行较好地区分,遗传相似系数在0.45~0.86之间。【结论】利用单叶蔷薇全基因组大规模开发的SSR标记数量丰富且类型多样,筛选出的高多态性SSR位点将为后续单叶蔷薇居群遗传多样性研究发挥重要作用。

基于超分辨成像增强对拟南芥内质网动态变化的研究

【目的】为了解决在植物细胞内质网的研究中,成像速度与成像分辨率难以同时满足准确识别精细结构和动态变化的瓶颈问题。【方法】使用结构光照明显微成像技术,对拟南芥活体材料中的内质网进行超分辨实时成像,并优化了自监督去噪框架(Blind2Unblind),以进一步提升快速显微成像的信噪比。【结果】建立了对时间序列成像中内质网结构进行定量分析的方法,并通过对环境胁迫下内质网结构动态变化的追踪进一步验证了方法的有效性。此外,各类参数的相关性分析显示管状内质网的面积和长度与生长端和三叉点的数量显著正相关,而内质网池和整体流的面积与管的面积和长度显著负相关。【结论】优化的自监督去噪框架提升了植物活细胞中结构光照明显微图像的信噪比,实现了管状内质网、内质网池、整体流、生长端和节点等复杂结构和动态的量化,各结构间存在复杂相关性。

中国杨树杂交育种研究进展

对我国 5 0余年杨属派内和派间杂交育种研究进行了综述。在众多的杨树杂交组合中 ,派内种间杂交以白杨派、黑杨派成就显著 ,派间杂交以青杨派与黑杨派杂交成果最为突出。从杂交方式看 ,有单交、双交、三交、回交等 ,以杂种作亲本进行再杂交能够获得显著杂种优势 ;从育种目标看 ,有速生、抗寒、抗旱、抗病虫、窄冠、生根等 ;从育种方法看 ,以常规人工杂交为主 ,将常规人工杂交与物理辐射、化学诱导等技术有机结合 ,能够创造出生产潜力较大的三倍体新品种。选育的杨树良种已在生产中产生了巨大的经济效益、生态效益和社会效益。最后 ,对目前我国杨树杂交育种中存在的主要问题以及应对策略进行了讨论。

珍稀濒危植物沙冬青生物学特性及抗逆性研究进展

沙冬青是我国西北荒漠地区唯一的超旱生常绿灌木树种 ,生境严酷 ,抗逆性极强 ,是一种优良的种质资源 ,现已被列为珍稀濒危植物 .本文综述了沙冬青的生物学特性、生态生理特征、珍稀濒危的原因及扩大快繁的组织培养研究进展 ,从形态解剖特点、超微组织生理代谢调控角度 ,从抗旱、抗寒、抗盐碱 3个方面分析了沙冬青能在逆境中得以生存的原因及其适应残酷生境的机理 ,阐述了沙冬青的多种价值及开发应用前景 .参 4

植物遗传多样性研究方法概述

遗传多样性的研究方法从个体形态学水平、细胞学水平、生理生化水平发展到了分子水平,研究层次也随之深入.论述了植物遗传变异的来源,总结并分析比较了不同水平的遗传多样性研究方法.

黑杨派无性系多性状遗传分析及综合评选研究

利用 9年生黑杨派试验林 10个无性系材料进行了 2 3个性状的遗传变异分析 .方差分析、遗传参数估算表明 ,2 3个性状中有 2 0个性状无性系间差异显著或极显著 ,其重复力在 0 5 4 9～ 0 96 4之间 ,其中有 12个性状的重复力在 0 8以上 ,说明黑杨派无性系多个性状存在广泛变异 ,并且这种变异受较强的遗传控制 ,从中进行多性状遗传改良是可行的 .经主成分分析和聚类分析 ,选出卡帕茨杨、5 0杨、中林 4 6杨 3个综合性状表现优良的无性系 .其中卡帕茨杨为新选无性系 ,在该试验林中生长量最高 ,材积超I 2 14杨 6 9 7%、超Ⅰ 6 9杨 5 0 6 %、超中林 4 6杨 7 9% ,且树干通直圆满、尖削度适中、冠幅中等、材质优良 ,适宜生产推广应用 .

杨树杂交亲本分子遗传距离与子代生长性状的相关性

Variation of growth traits of progenies of twenty-three cross combinations in Populus was analysed,and genetic variation among parents was studied by Amplified Fragment Length Polymorphism(AFLP).The results showed that growth traits of progenies and molecular genetic distance(GD) among parents had considerable variation.Correlation and regression analysis between molecular genetic distances among parents and growth traits of progenies indicated that the relationship between GD and growth was linear equation in a certain range(0.024 9～0.368 1),and that the relationship was quadratic parabola equation in a wide range(0.024 9～0.531 4).If the genetic distance among parents in Populus would range from 0.19 to 0.36,the ultimate effect of hybridization could be achieved based on the established relationship between GD and growth.

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.

胡杨PeMAX2调控拟南芥耐旱性

【目的】MAX2能抑制植物的分枝,且是独角金内酯信号传导途径的关键调控因子。MAX2同时还参与多种激素间的交叉互作,在植物抵御生物和非生物胁迫中发挥至关重要的作用。前期研究发现胡杨PeMAX2能调控拟南芥的离子平衡和耐盐性,但对于PeMAX2的耐旱功能还知之甚少,本文将探索胡杨PeMAX2调控拟南芥耐旱性的作用机制。【方法】将胡杨PeMAX2在拟南芥中异源表达,进行渗透胁迫和干旱胁迫,研究过表达PeMAX2拟南芥的生理和分子响应机制。【结果】(1)在长期干旱胁迫下,胡杨叶片PeMAX2基因表达水平升高。(2)甘露醇处理后,PeMAX2转基因拟南芥的种子萌发率和根长均高于野生型拟南芥(WT)和max2突变体,并且转基因株系细胞膜受损较轻。渗透胁迫后,转基因株系超氧化歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶活性及其编码基因上调表达的升高幅度均显著高于拟南芥WT和max2突变体,转基因株系调控根细胞H_(2)O_(2)水平的能力更强。(3)土壤干旱处理10 d后,转基因株系叶绿素含量下降幅度低于WT和max2突变体,而且过表达株系在干旱胁迫下能维持较高水平的PSⅡ最大光化学效率、相对电子传递效率和实际光合量子产量;在碳同化和气孔导度方面,转基因拟南芥叶片的净光合速率和气孔导度均高于WT和突变体,说明过表达PeMAX2提高了拟南芥转基因植株在干旱条件下光合作用的能力。土壤复水后WT和突变体叶绿素含量、荧光和光合作用的恢复程度也明显低于转基因株系。【结论】过表达胡杨PeMAX2可以提高拟南芥的耐旱性,主要是由于过表达Pe MAX2提高了转基因拟南芥活性氧平衡的调控能力,减弱了干旱胁迫对生物膜的氧化损伤和光合作用的抑制。

我国杨树育种现状及其展望

概述了我国50余年杨树育种的成就,并对我国杨树育种中存在的问题和前景进行了讨论.

祁连山青海云杉天然群体表型性状遗传多样性分析

调查祁连山青海云杉天然分布区的10个群体,每群体10个个体,以系统揭示其表型变异程度和变异规律为目的,对针叶、球果、种鳞、种翅和种子的17个表型性状进行系统的比较分析。采用方差分析、多重比较,相关分析、聚类分析等多种分析方法,对群体间和群体内的表型多样性进行讨论。方差分析结果表明:各性状在群体间都存在极显著差异;除球果干质量和球果长/球果径外,其余性状在群体内都存在着极显著的差异。表型分化系数即群体间变异为31.20%,小于群体内的变异(68.80%)。17个表型性状间多数呈极显著或显著的正相关。表型性状呈现出以经度变异为主的梯度规律性。通过表型性状的聚类分析可以将青海云杉10个群体划分为4个类群。