荧光定量PCR技术的原理及其在植物研究中的应用

实时荧光定量PCR技术,因其具有操作简单、重复性好、灵敏度高、定量准确、速度快等优点,已广泛应用于分子生物学研究的多个领域。对实时荧光定量PCR技术的原理、定量方法以及在植物研究中的应用等进行概述,以促进该技术的应用。

木兰属植物组织培养技术研究综述

木兰属(Magnolia)是地球上最原始的植物属之一,由于人类的过度利用和环境的变化,野生资源急剧减少,部分种处于濒危状态,而植物组织培养技术是珍稀濒危物种繁殖、种群扩大及保护性开发利用的有效途径。近年来,开展木兰属植物组培快繁研究增多,取得长足发展,为生物多样性保护及繁殖提供了条件。文章概述了木兰属植物组培常用的外植体取材的部位与季节、基本培养基的选择、植物生长调节剂浓度的调配及培养的环境条件等,并探讨了研究过程存在的问题及研究展望。

苦楝不同种源叶片性状变异研究

对苦楝10个种源的叶片性状进行测定,分析不同种源叶片的遗传变异。结果表明：种源间6个叶片性状变异系数幅度为16.48%~41.26%,表明不同种源间叶片性状的变异明显;叶面积和叶柄长的种源重复力较高,达到70%以上,其他4个叶片性状也超过45%,说明苦楝叶片生长性状差异在一定程度上是受遗传控制的;对各种源建立叶面积方程,除广东兴宁种源外,其他种源方程相关系数均在0.70以上,说明模拟方程拟合效果较好;偏相关分析表明,叶片性状与纬度、海拔、年均温、年降水量、无霜期、年均日照均相关;株高与叶长/叶宽呈显著正相关,冠幅与叶面积呈显著负相关,与叶长/叶宽呈显著正相关;根据叶片的6个性状可将10个不同苦楝种源聚为2类。

火炬松生长和松脂性状相关候选基因的单核苷酸多样性分析

【目的】对火炬松Pinus taeda生长和松脂产量相关功能基因单核苷酸多态性(Single nucleotide polymorphism,SNP)位点进行筛选与分析,为分子标记辅助育种提供技术基础。【方法】利用生物信息学对火炬松c DNA文库进行整理、比对、剪接、注释,挑选出与生长素、赤霉素、细胞分裂素及蒎烯合成相关的非重复序列基因(Unigene)作为候选基因片段,利用MEGA5.0和Dna SP4.0软件对火炬松36个单株的8个候选基因片段进行序列比对和分析。【结果】所测序列总长为5 177 bp,检测到184个SNP位点,平均36.9 bp的基因序列中出现1个SNP位点,其中123个为非同义突变、61个为同义突变SNP位点。核苷酸多态性πa和θw分别为0.020和0.016。对8个候选基因片段内SNP位点进行的连锁不平衡分析显示,随着核苷酸序列长度的延伸,SNP位点的连锁不平衡在基因内部迅速衰退(R2≤0.2)。【结论】在火炬松中,基于候选基因内SNP位点间的连锁不平衡作图是可行的。

苦楝SRAP分子标记及遗传多样性分析

【目的】为快速分析苦楝Melia azedarach不同种源提供方法,揭示苦楝遗传多样性,为苦楝的开发、利用及选择育种提供一定的理论依据。【方法】从783对SRAP引物组合中筛选出20对多态性较高的引物组合,对苦楝国内全分布区的37个种源和肯尼亚1个种源样品进行SRAP遗传多样性分析。【结果】20对引物组合共扩增出242条谱带,其中多态性条带101条,多态性百分率平均值为40.89%,每对引物组合扩增条带5~17条,平均每对引物扩增条带12.1条;其多态性信息量（Polymorphism information content,PIC）值介于0.188~0.488,平均值为0.299。基于UPGMA法聚类以0.350为阈值可将38个苦楝种源划分为7类,在此基础上,去掉2个种源,将其余36个种源划分5个地理类群。【结论】SRAP分子标记可以很好地反映苦楝的遗传多样性,聚类类群划分结果有明显的地理趋势和气候生态特征。

鲜切花黄莺挥发油GC-MS分析及其抗细菌活性

为阐明鲜切花黄莺挥发油的化学组成及其抗细菌活性,采用水蒸气蒸馏法提取黄莺花中的挥发油,得率为1.00%(以鲜质量为基础)。通过GC-MS分析,从黄莺花挥发油中共鉴定出29个成分,占总相对含量的96.37%,其中主要成分为大根香叶烯D(23.34%)、(3a S,3bR,4S,7R,7aR)-7-methyl-3-methylidene-4-(propan-2-yl)octahydro-1Hcyclopenta[1,3]cyclopropa[1,2]benzene(19.27%)、(1R)-(+)-α-蒎烯(13.10%)、D-柠檬烯(10.00%)和β-萜品烯(5.62%)。黄莺挥发油对枯草芽孢杆菌和桉树青枯病菌表现出较强的抑制活性,抑菌圈直径分别为(15.3±0.6)mm和(13.0±1.0)mm;对黄瓜角斑病菌也表现出一定的抑菌活性,但对根癌土壤杆菌、溶血葡萄球菌和大肠杆菌几乎无抑制活性。

不同种源苦楝苗期生长性状变异研究

对10个种源苦楝苗期6个苗木生长性状进行了观测,分析不同种源性状间的遗传变异。结果表明:种源间在6个苗木生长性状上的变异系数为12.31%～68.11%,除通直度外,不同种源5个性状间的差异均达到了极显著水平,说明不同种源间的苗木生长性状的变异明显,苦楝种源选择具有较大的潜力,总体来看苦楝种源地理趋势不明显,表现出随机变异现象;不同种源苦楝种子及苗木生长性状间无显著相关性;除通直度外的其他5个生长性状的种源遗传力超过45%,说明苦楝种源苗木生长性状在一定程度上受遗传控制;种源株高和地径与采种点地理因子无显著相关性,地径与年降水量呈显著正相关关系,即随采种点降水的增多,地径有增大趋势;以株高为标准对苦楝种源进行筛选,初步选出梧州、南昌、兴宁、歙县4个优良种源。

楸树人工林生长规律及其最优生长模型研究——以河南省洛宁县楸树为例

为更系统地研究楸树的生长规律,进一步确定其速生期和最优生长模型,以河南省洛宁县树龄18~37年生的楸树为研究对象,通过树干解析获取树木的生长数据,应用系列模型对树高、胸径和材积生长过程进行拟合,筛选出楸树最优生长模型。研究结果表明:①树高总生长量随着树龄的增加呈抛物线型增加形式,胸径总生长量呈S型曲线增加形式,材积总生长量呈J型曲线增加形式;前15 a为树高速生期,平均生长速率为0.715 m/a,3~15 a为胸径快速生长期,此阶段平均生长速率为1.083 cm/a;材积连年生长量与平均生长量曲线在37 a时未相交,此时楸树未达到数量成熟,不宜进行采伐;②树高的最优生长模型为修正Weibull与Mitscherlich模型,决定系数R 2达到0.999;胸径的最优生长模型为修正Weibull模型,R 2达到0.995;材积的最优生长模型为Gompertz与Richards模型,R 2达到0.998。将树木生长指标实测值与模型拟合值进行线性拟合,发现两者相关性十分显著(P<0.01),R 2超过了0.990。从而得到结论,河南省洛宁县楸树的速生期是在造林后前15 a,轮伐期应超过37 a,利用树木生长的最优模型能够准确预测楸树的生长规律。

红锥组培高效无菌系建立及丛芽诱导研究

红锥(Castanopsis hystrix)为壳斗科栲属常绿乔木,种皮坚硬、渗透性强,这是阻碍以种子为外植体启动组织培养的主要原因之一。为成功建立红锥组培快繁体系,系统研究了红锥种子灭菌方案、种子萌发与丛生芽诱导培养基。结果表明,红锥种子最佳的灭菌方案为:先将带种皮种子用75%酒精浸泡40 s,用无菌水冲洗1次,然后用0.1%升汞浸泡12 min,无菌水冲洗5～6次,接着剥除种皮,再用0.1%升汞浸泡6 min,无菌水冲洗5～6次,污染率最低,为26.7%,发芽率最高,为73.3%;较好的萌发培养基为改良MS+GA3 3.0 mg·L^(-1),接种后第2天种子即开始萌动,萌发率93.3%,生长旺盛;较好的丛芽诱导培养基为改良MS+6-BA2.0～3.0 mg·L^(-1)+NAA 0.2 mg·L^(-1)+GA3 3.0 mg·L^(-1),丛芽数量平均6.01个。外植体诱导效果与灭菌方案、基本培养基、培养基中激素种类和浓度等有显著的关系。较低盐浓度的改良MS培养基、较高水平的6-BA有利于丛芽的诱导。

丛枝菌根真菌对盐胁迫下桑树生长及光合特性的影响

为探究盐胁迫下丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)对桑树生长状况和光合作用生理生化特征的影响,以桑树品种桂桑优12为材料进行盆栽试验,设置不接种对照和接种根内根孢囊霉(Rhizophagus intraradices)2个处理,接种45 d后再用不同浓度(0、100、200 mmol/L)NaCl溶液进行胁迫处理。1个月后的调查结果表明,盐胁迫下AMF对桑树形成较高的侵染率,桑树对AMF有较大的依存度。在NaCl溶液浓度为100 mmol/L时,接种AMF能够增加桑树的株高以及叶、茎、根的鲜质量和干质量,其中地上部分鲜质量增加最为明显,叶和茎鲜质量比未接种对照分别提高117.24%、102.56%;接种AMF桑树的根表面积、根平均直径、根体积、总根长和根系活力分别提高42.96%、16.21%、44.75%、46.70%和97.35%;叶片中的叶绿素a和b含量分别提高57.09%、54.48%,净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)分别提高50.54%、47.28%和46.78%,与未接种对照之间存在显著差异。在NaCl溶液浓度为100、200 mmol/L时,接种AMF后桑树叶片的丙二醛(MDA)含量分别降低36.82%、31.80%,超氧化物歧化酶(SOD)活性分别提高15.86%、30.33%,可溶性蛋白含量分别提高35.12%、42.13%,有效缓解了盐胁迫对桑树叶片造成的生理损伤。综上所述,接种AMF能够促进桑树地上部及根系的生长,提高根系活力,增加叶绿素含量,提高光合作用效率,增强活性氧清除能力,降低质膜过氧化程度,提高渗透调节能力,从而增强桑树的耐盐性。

侧柏与2种丛枝菌根真菌的共生研究

【目的】探讨侧柏[Platycladus orientalis(L.)Franco]与丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)的共生情况,为合理应用AMF进行侧柏育苗造林提供参考依据。【方法】以侧柏为试材,在盆栽试验条件下,设置不接种(CK)、接种根内根孢囊霉(Rhizophagus intraradices,Ri)和接种摩西斗管囊霉(Funneliformis mosseae,Fm)3个处理,研究了接种AMF在2周、4周和6周后对侧柏侵染、生长、养分吸收及叶绿素含量的影响。【结果】2种AMF均能够与侧柏形成共生,接种2周后形成A-型丛枝结构,菌根侵染率超过80%;Ri处理和Fm处理的菌根侵染强度、丛枝丰度由相对较低水平持续增长,接种4周后趋于稳定,分别约为20%和40%。接种2周、4周和6周后,侧柏地上、地下部分生物量变化均不显著;接种2周、4周、6周后与对照相比,Ri处理和Fm处理均显著提高侧柏磷含量,分别提高57.99%和90.14%,67.44%和121.98%,64.06%和145.51%;2种AMF均可提高侧柏叶绿素含量,其中Fm处理效果优于Ri处理。【结论】2种AMF与侧柏存在共生关系,可在短时间(6周)内改善侧柏的磷营养状况,促进光合作用;摩西斗管囊霉(Fm)与侧柏的选择适应性更佳,具有开发为侧柏菌根菌剂的潜力。

火炬松木材基本密度和纤维长度近红外模型的建立与应用

为了找到一种能快捷测定子代试验林材性(木材基本密度、纤维长度)的方法,运用实测的具有正态性的火炬松木材基本密度、纤维长度以及近红外光谱建立预测模型.应用Umscrambler软件,通过比较不同光谱处理方法,选出一阶导数、平滑算法、归一化法相结合的方法为最佳近红外光谱处理方法.并用偏最小二乘法的回归分析建立校正模型,木材基本密度校正模型的决定系数为0.970 0;木材纤维长度校正模型的决定系数为0.966 4.采用外部样品对模型进行验证,得出木材基本密度校正模型的预测标准偏差为0.033 g·cm^(-3),木材纤维长度校正模型的预测标准偏差为0.216 mm,表明建立的模型效果准确可靠.用建立的模型预测火炬松子代测定林的264个样本,测得的数据呈正态分布,表明近红外预测模型可应用于林木遗传测定.

施肥方式对幼龄楸树非结构性碳器官分配和生长季动态的影响

以6年生楸树无性系‘9-1’为试验材料,采用水肥一体化、穴施和不施肥(对照)3种施肥方法,分析施肥对楸树生长、各器官非结构性碳(NSC)含量及时间动态变化的影响,探究楸树NSC分配对施肥的响应机制,为评估楸树单株和林分碳储量提供理论依据。结果表明:(1)连续施肥4年后,与对照相比,穴施处理的树高和胸径分别提高了4.7%和7.1%,水肥一体化处理则分别提高了7.1%和20.5%,水肥一体化的施肥效果更佳。(2)不同施肥方式并未显著改变楸树各器官中可溶性糖含量,但是水肥一体化施肥明显提高了根中淀粉和总NSC的积累;可溶性糖和总NSC在叶和粗根中分布较多,淀粉则在根中含量较高。(3)不同施肥方式并未显著改变楸树各生长时期可溶性糖含量,但水肥一体化施肥明显提高了生长初期和末期淀粉和总NSC含量。研究发现,在整个生长季中,楸树叶中可溶性糖和总NSC一直被消耗,枝中可溶性糖一部分被消耗用于支持叶片生长,一部分以淀粉的形式进行储存,而根系接受源自叶和枝的NSC后转化为淀粉储存起来帮助树木抵抗低温环境;楸树遵循“碳消耗(初期)-碳消耗(中期)-碳积累(末期)”的NSC分配策略;应用水肥一体化技术可显著提高楸树生物量和生产力,在今后林木施肥试验中值得优先考虑。

南美蟛蜞菊花挥发油化学成分分析及其抗细菌活性

采用水蒸汽蒸馏法提取南美蟛蜞菊Wedelia trilobata花中的挥发油,得率为0.067%(以鲜重为基础)。通过GC-MS分析,挥发油共鉴定出46种成分,占总相对含量的91.90%,其中主要成分是(1R)-α-蒎烯(28.22%)、D-柠檬烯(14.82%)、间异丙基甲苯(7.51%)和α-水芹烯(4.11%)。南美蟛蜞菊挥发油对黄瓜角斑病菌Pseudomonas lachrymans和番茄疮痂病菌Xanthomonas vesicatoria表现出较强的抑制活性,抑菌圈直径分别为(21.0±1.0)mm和(15.7±1.5)mm;对黄瓜角斑病菌的抑制活性要明显强于阳性对照硫酸链霉素(抑菌圈直径为18.0±1.0 mm),对桉树青枯病菌Ralstonia solanacearum的抑菌活性与阳性对照硫酸链霉素无显著差异。

火炬松初级种子园和改良种子园无性系产脂量的变异研究

选出高产脂的火炬松无性系,为推广高产脂火炬松人工林提供材料,为火炬松高产脂良种选育提供理论依据。以火炬松初级种子园和改良种子园无性系为研究对象,采用人工割脂的方法对种植于广东省英德市国家火炬松良种基地的初级种子园22个无性系和改良种子园68个无性系的产脂量进行测定,用SAS软件进行统计分析。火炬松初级种子园和改良种子园无性系间产脂量均存在极显著差异。火炬松初级种子园产脂量最大的是无性系P084,以总平均值+1个标准差作为选择标准,无性系P084、A257和W30为高产脂优良品系。改良种子园无性系5的产脂量最大,为4.74 kg,比总体无性系平均值大44.95%。以无性系与小区作为考察因素对产脂量进行方差分析,结果显示自然环境条件对产脂量也有显著的影响。以总平均值+1个标准差作为选择标准,无性系5、J22、外2、11、J1和H3为高产脂优良无性系,6个高产脂优良无性系平均产脂量为4.60 kg,比群体高40.96%。本研究选出的9个高产脂优良品系,通过无性繁殖方式可进行生产推广。

亮叶木莲种子贮藏及萌发特性研究

研究依据国家林木种子检验技术规程,以采集于云南大围山国家级自然保护区的亮叶木莲(Manglietia lucida)种子为试验材料,采用数显游标卡尺与电子天平秤测定种子纵径、横径、厚度(短轴直径)以及千粒质量,并通过设置不同的种子贮藏方法、温度、光照和GA3浓度及浸种时间等处理对亮叶木莲种子贮藏及萌发特性进行研究。研究结果表明:(1)亮叶木莲聚合果为卵球形,种子平均纵径为7.83 mm、平均横径5.87 mm、平均厚度(短轴直径)3.08 mm,变异系数为11.97%～14.38%;千粒质量为59.92 g,变异系数为4.16%;(2)种子萌发经历了"缓慢期—快速期—缓慢期"3个阶段,萌发进程为20 d,平均发芽率为84.6%;(3)不同温度对亮叶木莲种子萌发有显著影响(P≤0.01),0 h光照时间对种子萌发的影响与其他处理间均存在极显著差异(P≤0.01);2 000 mg·L^(-1)GA3浓度处理对种子萌发的影响与其他处理间具有极显著差异(P≤0.01);(4)亮叶木莲种子在4种贮藏方法中随着贮藏时间延长,种子发芽率均呈下降趋势。综合以上各指标,亮叶木莲种子宜随采随播。种子萌发处理以温度25℃、光照时间12～16 h,GA3浓度1 000 mg·L^(-1),浸种时间24 h为宜。

植物激素转运研究进展

植物激素是植物体内产生的重要活性物质,参与调节植物生长发育各个阶段。植物激素在细胞中合成后通常需要转运至特定的组织部位,通过信号转导调控下游基因表达,最终影响细胞分裂与分化、组织器官形成,以及植物对环境的适应性等过程。尽管近年来对参与植物激素运输的转运蛋白有了一定认识,但对其生化功能和调节机制还有待深入研究。本文对植物激素转运蛋白的类型、转运的调节方式进行了综述,提出了植物激素转运的研究方法与策略,为理解植物激素在植物生长发育中的作用机制提供线索。