12种竹子的叶表型变异及其与环境因子的关系

为了解不同竹种的叶表型变异特点及其受环境因子的影响,筛选出与抗寒性相关的叶表型性状,选取并测定分布在河南博爱和山东青岛的12种竹子的叶表型性状(长、宽、厚、长/宽、鲜质量、饱和鲜质量和干质量),进行变异分析、主成分分析、性状与环境因子的相关性分析并解析性状间的异速生长关系。结果表明,由博爱引至青岛后(温度降低但降雨量增加),蓉城竹和筠竹的叶表型性状在两地间均无显著性差异(P>0.05);黄秆乌哺鸡竹等8个刚竹属竹种至少有1个叶表型性状显著减小(P<0.05);福建茶秆竹、狭叶青苦竹有多个叶表型性状显著增大(P<0.05)。所有竹种叶质量的变异系数>20%,且青岛竹种叶质量的变异系数大于博爱,主成分分析也表明叶质量基本可以反映叶表型性状的全部信息。所有竹种的叶厚与温度因子显著正相关,与降雨量呈显著负相关(P<0.05),表现出了与环境相适应的变异特点。异速生长分析表明,12种竹子引至青岛后,叶厚与叶质量的生长速率增加,且叶质量的生长速率大于叶厚。研究结果表明,相比刚竹属竹种,福建茶秆竹与狭叶青苦竹对温度降低但降雨增加的青岛适应性更强,且叶质量是叶表型变异的主要因子,可作为竹类植物耐寒性的重要评价指标。

杜仲CONSTANS-like全基因组鉴定、系统进化及表达模式分析

【目的】揭示CONSTANS-like在杜仲Eucommia ulmoides基因组中的分布、结构特征及表达模式。【方法】利用生物信息学方法,对杜仲CONSTANS-like基因家族进行鉴定及理化性质、进化关系、基因结构、启动子元件和表达模式分析。【结果】杜仲基因组中共鉴定到8个EuCOLs基因,分别命名为EuCOL1~EuCOL8,氨基酸数目为315~469,理论等电点分布范围为5.10~6.47,分子量为35.21~52.65 kDa。亚细胞定位预测均定位在细胞核中,为亲水性蛋白,分布于8条染色体。系统进化分为2个亚家族(群组Ⅰ和群组Ⅲ),分别包含2和6个EuCOLs蛋白,同一亚家族基序具有相似性。EuCOLs基因结构简单,启动子中含有多个光周期响应元件。表达模式分析显示:EuCOLs在杜仲叶片发育中表达水平相对较低,EuCOL7在杜仲胶形成中表达量最高,各家族成员表达特征存在差异。蛋白互作预测显示:EuCOL7可与多个光周期响应蛋白互作。【结论】杜仲CONSTANS-like基因家族含有典型的CCT和B-box结构域,可能参与叶片发育及杜仲胶的形成。

毛竹PheDof2转录因子克隆及表达分析

Dof蛋白是单锌指结构蛋白家族之一,在植物生长发育和非生物胁迫中发挥重要作用。为了探索Dof转录因子在毛竹中的功能及表达特征,本研究以毛竹实生苗为材料,采取反转录PCR(RT-PCR)技术克隆得到PheDof2基因的cDNA序列,对其进行生物信息学初步分析,并检测其在毛竹不同高度笋、花发育,及不同胁迫处理下的表达情况。序列分析结果表明,PheDof2开放阅读框(ORF)为1614 bp,编码527个氨基酸,分子量和等电点分别为53.20 kDa和5.37,具有典型的zf-dof结构域;生物信息学分析结果显示,PheDof2含有两个外显子,一个内含子,启动子序列中存在多个非生物胁迫和光响应元件。蛋白进化结果表明,PheDof2与二穗短柄草亲缘关系最近,相似性为79.05%。荧光定量PCR检测结果显示,PheDof2在毛竹叶片中表达量最高,其次是根,在茎中表达量最低,参与毛竹笋的快速生长及花的发育,说明该基因具有组织表达特异性。在干旱处理的根中,处理6 h时,PheDof2的表达水平出现峰值;在幼茎中,处理24 h时PheDof2的表达量降为最低值。在干旱和脱落酸(ABA)处理的叶片中,PheDof2均在处理6 h时降为最低值。结果表明,PheDof2参与干旱胁迫及ABA介导的信号转导途径。本研究结果为毛竹抗逆育种及PheDof2基因的功能研究提供了理论基础。

中原竹类植物研究进展

竹业被誉为21世纪中国林业发展的朝阳产业。随着科学技术的不断发展,竹子的使用和研究范围也都更加广泛。我国竹资源丰富,共有39属500多种,主要分布在14个省区的丘陵地区。中国竹类资源大多分布在长江以南地区,因而分布在黄河以北的为数不多的竹林资源就显得更为珍贵。保护并发展好北方地区竹林资源不仅具有重要的生态价值,而且还具有显著的社会价值和经济价值。文章主要从竹林结构、南竹北移、新品种、病虫害防治、竹产业、发展前景展望6个方面,主要以河南省为例,综合阐述中原竹业的发展和研究情况,以期为今后中原竹业的发展提供科学参考。

青岛地区竹种质资源异地保存及生长监测

中国竹种质资源大多分布在长江以南地区,在黄河流域中原地区分布的为数不多的竹种资源就显得弥足珍贵,因而加快中原地区竹种质资源的收集保存工作迫在眉睫。文章选择在中原地区(河南省博爱县)生长较好的16个竹种,将其引种至青岛市即墨区集中保存。结果表明:16个竹种在引种地总体生长效果较好,新生竹平均胸径和新竹数量总体呈增长趋势;散生竹和铺地竹的抗寒性较丛生竹好;极寒气候对竹子地上部分秆叶的影响远大于对地下部分竹鞭的影响。此次引种取得的经验可为下一步更多竹种的异地保存提供借鉴。

山东省竹子引种与种质资源保存研究现状

山东省地处暖温带湿润性季风气候,是“南竹北移”的主要省区之一。近年来,随着竹产业的发展和竹产品的不断丰富,竹子在城市绿化、生产生活等方面日益得到广泛应用,对竹子的需求越来越迫切,一些极具观赏价值的竹种开始在山东推广,而且栽种面积不断扩大。文章通过对山东省竹资源及相关研究进行总结,在此基础上提出适宜山东省栽植推广的竹种,并提出要综合考虑竹种生物学特性、自然分布特点、抗寒性强弱及逐步引种等引种栽培建议,为山东省园林绿化、生产生活等用竹的选择提供科学依据和技术支撑。

斑竹花序形态及花粉贮藏条件研究

为了更好开展斑竹杂交育种工作,本文对其花序形态及花粉活力进行研究。通过显微观察斑竹花序形态和花粉大小,利用I_(2)-KI染色法,检测贮藏温度和时间对斑竹花粉生活力的影响。结果表明,斑竹为复穗状花序,花序平均长度为12.24 cm,花序轴长2.58 cm,苞片长度是3.37 cm,每个小穗中包含2个小花,小花长度约2.39 cm,每个小花中含有3个雄蕊;花药呈锥形,黄绿色,平均长度为1.24 cm。花粉直径平均长度为53.34μm。常温条件下,斑竹花粉生活力为63.08%;24 h后,花粉活力迅速降为16.85%;48 h后,花粉活力仅为9.05%。24 h后,4℃条件下花粉活力为8.08%;-20℃条件下花粉活力仅为6.63%。表明斑竹花粉活力随离体时间延长而降低,保存斑竹花粉活力的最佳温度是室温。

杜仲LBD基因家族全基因组鉴定与进化表达分析

目的通过对杜仲LBD基因家族进行全面鉴定,以期为EuLBDs基因功能深入研究提供依据。方法以杜仲基因组数据库为基础,利用生物信息学方法,对杜仲LBD基因家族进行全面鉴定和表达模式分析。结果从杜仲基因组中共鉴定到19个EuLBDs,分为Class I与Class II 2大类,进一步划分为6个亚家族(Ia、Ib、Ic、Id与IIa、IIb)。理化性质分析显示:EuLBDs编码152~293个氨基酸,理论等电点分布于4.62~9.91,相对分子质量区域为17420~31820,均为亲水性蛋白,以α-螺旋和不规则卷曲为主,亚细胞定位于细胞核中。EuLBD基因家族含有类锌指、亮氨酸拉链和甘氨酸-丙氨酸-丝氨酸(GAS)保守结构域。表达模式分析显示,EuLBDs参与杜仲叶片发育,随着叶片发育,水平逐渐降低,EuLBDs基因表达不受叶片胶含量的影响。结论从杜仲基因组水平对LBD基因家族进行了全面鉴定和生物信息学分析,为进一步研究杜仲LBDs基因功能奠定基础。

杜仲TIFY转录因子鉴定与表达分析

目的:从全基因组水平对杜仲(Eucommia ulmoides)TIFY基因家族进行鉴定与表达分析,以期为EuTIFYs基因功能深入研究奠定基础。方法:以杜仲基因组数据库为基础,通过美国国立生物技术信息中心(NCBI),MEME,PlantCare,白质分析专家系统(ExPASy)及TBtools等生物信息学分析软件,对杜仲TIFY基因家族进行鉴定,系统分析该基因家族的理化性质、系统进化、基因结构、启动子顺式作用元件及其在叶片发育及杜仲胶形成中的表达模式。结果:该研究从杜仲基因组中共鉴定到14个EuTIFYs(EuTIFY1~EuTIFY14),氨基酸数目介于102~357,理论等电点分布在4.99~10.06,相对分子质量区域为10.8~39.14 kDa,亚细胞定位预测在细胞核中,均为亲水性蛋白,14个EuTIFYs分布在13条染色体上。系统进化分为TIFY,JAZ,ZML和PPD 4个亚家族,分别包含3个,4个,5个和2个EuTIFYs蛋白。EuTIFYs启动子区域含有多种光周期及非生物胁迫响应元件,参与植物杜仲生长发育和非生物胁迫。表达模式分析显示,EuTIFYs在杜仲叶片不同发育时期存在表达差异,大部分基因在叶片发育的早期阶段表达量较高,正调控杜仲胶的形成,EuTIFYs蛋白间存在多种互作关系。结论:该研究从杜仲全基因组水平鉴定到14个EuTIFYs,对其结构特点和表达模式进行全面的生物信息学分析,为进一步研究杜仲TIFYs基因功能提供参考。

杜仲TCP转录因子鉴定及生物信息学分析

目的 对杜仲TCP(Teosinte branched 1/Cycloidea/Proliferating)基因家族进行筛选分析,以期为Eu TCPs基因功能深入研究奠定基础。方法 以杜仲基因组数据库为基础,通过生物信息学系统分析TCP基因家族的理化性质、系统进化、基因结构、启动子顺式作用元件及其在杜仲叶片发育及胶形成中的表达水平。结果 从杜仲基因组中共鉴定到14个Eu TCPs,氨基酸数目介于139~492,理论等电点分布在5.54~9.72,相对分子质量区域为18 880~53 620,亚细胞定位预测在细胞核中,均为亲水性蛋白。系统进化分为PCF、CIN和CYC/TB1 3个亚家族,分别包含5、6和3个Eu TCPs蛋白。表达模式分析显示,Eu TCPs在杜仲叶片不同发育时期存在显著差异,每个发育时期Eu TCPs表达量各不相同,Eu TCPs正调控杜仲胶的形成。结论 杜仲中TCP家族包含14个成员,各成员的分子特征和组织表达特异性存在一定的差异,Eu TCPs可能参与杜仲叶片发育及杜仲胶的形成。

杜仲TCP转录因子鉴定及生物信息学分析

目的 对杜仲TCP(teosinte branched 1/cycloidea/proliferating)基因家族进行筛选分析,以期为EuTCPs基因功能深入研究奠定基础。方法 以杜仲基因组数据库为基础,通过生物信息学系统分析TCP基因家族的理化性质、系统进化、基因结构、启动子顺式作用元件及其在杜仲叶片发育及胶形成中的表达水平。结果 从杜仲基因组中共鉴定到14个EuTCPs,氨基酸数目介于139~492,理论等电点分布在5.54~9.72,相对分子质量区域为18 880~53 620,亚细胞定位预测在细胞核中,均为亲水性蛋白。系统进化分为PCF、CIN和CYC/TB13个亚家族,分别包含5、6、3个EuTCPs蛋白。表达模式分析显示,EuTCPs在杜仲叶片不同发育时期存在显著差异,每个发育时期EuTCPs表达量各不相同,EuTCPs正调控杜仲胶的形成。结论 杜仲中TCP家族包含14个成员,各成员的分子特征和组织表达特异性存在差异,EuTCPs可能参与杜仲叶片发育及杜仲胶的形成。

毛竹(Phyllostachys edulis)PheGT8和PheGT16基因的克隆与表达分析

三螺旋转录因子在植物响应非生物胁迫过程中具有潜在的作用。本研究通过对毛竹(Phyllostachys edulis)中2个三螺旋转录因子基因进行生物信息学分析,并对其在不同胁迫条件下的表达水平进行研究,初步解析毛竹三螺旋转录因子基因的功能。本研究克隆得到2个毛竹三螺旋转录因子基因PheGT8和PheGT16,发现这两个基因在低温、干旱、盐胁迫以及脱落酸(abscisic acid,ABA)、吲哚-3-乙酸(indole-3-acetic acid,IAA)、水杨酸(salicylic acid,SA)和茉莉酸甲酯(methyl jasmonate,MeJA)处理时,表达均呈现了不同程度的上调或下调,表明这两个基因参与了毛竹应对非生物胁迫的应答过程,具有潜在的调控作用。