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油茶胚珠败育的组织学特性及相关基因表达分析

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北京林业大学学报 2023年第9期45卷 9-20页

作者：陈雨晴杜兵帅王胜楠曹一博袁德义张凌云森林培育与保护教育部重点实验室北京林业大学林学院北京100083 经济林育种与栽培国家林业局重点实验室经济林培育与保护教育部重点实验室中南林业科技大学湖南长沙410004

【目的】油茶胚珠败育现象严重,只有少数胚珠能发育为成熟种子,但其败育机制尚不清楚。本研究对油茶胚珠败育时期、组织结构变化和败育原因展开探究,旨在明确油茶胚珠的败育过程,为提高油茶产量提供一定的理论基础和实践意义。【方法】... 详细信息

【目的】油茶胚珠败育现象严重,只有少数胚珠能发育为成熟种子,但其败育机制尚不清楚。本研究对油茶胚珠败育时期、组织结构变化和败育原因展开探究,旨在明确油茶胚珠的败育过程,为提高油茶产量提供一定的理论基础和实践意义。【方法】本研究以‘华硕’品种果实为试验材料,在体视显微镜下观察油茶果实内胚珠的形态,统计败育率,采用荧光素二乙酸酯(FDA)染色观察败育胚珠失去活性的时间;通过石蜡切片和显微镜观察明确可育胚珠和败育胚珠的组织结构变化,通过碘-碘化钾染色和PAS反应标记可育胚珠与败育胚珠中淀粉粒的分布。利用CFDA荧光示踪和激光共聚焦成像技术揭示同化物在可育胚珠与败育胚珠中的运输路径,通过实时荧光定量PCR试验分析与糖和能量代谢、活性氧代谢、细胞凋亡等过程相关的基因在可育胚珠与败育胚珠中的表达情况。【结果】(1)体式显微镜的观察结果显示26 WAA(花后周数)后油茶可育胚珠与败育胚珠的大小产生差异;FDA标记结果说明,败育胚珠在果实发育过程中逐步失去活性。(2)37 WAA时,胚珠败育率达到64.08%。(3)显微观察显示:可育胚珠的胚和胚乳均正常发育,内外珠被结合紧密;败育胚珠无胚乳细胞,内珠被与外珠被之间的空隙较大;可育胚珠的胚柄和胚乳中均有淀粉粒存在,败育胚珠仅在萎缩的内珠被上观察到少量淀粉粒。可育胚珠的内珠被上无胼胝质沉积,败育胚珠的内珠被上可见胼胝质沉积。(4)CFDA荧光示踪结果发现,败育胚珠与可育胚珠的同化物运输方式存在差异。(5)与糖和能量代谢、活性氧代谢、细胞凋亡等过程相关基因在败育胚珠和可育胚珠中存在差异性表达。【结论】败育胚珠的结构异常,胚珠内缺乏淀粉的积累,内珠被上有胼胝质沉积,同化物的运输方式与可育胚珠不同,参与胚珠物质和能量代谢、抗氧化作用和细胞凋亡等过程的基因的差异表达可能与油茶胚珠的败育有关。

关键词：油茶胚珠败育组织学特性

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钙离子对青杄花粉萌发和花粉管生长的影响

电子显微学报 2018年第6期37卷 627-636页

作者：杜兵帅胡海文曹庆芹秦岭房克凤北京农学院园林学院北京102206 北京市昌平区流村镇人民政府北京102204 北京农学院植物科学技术学院/农业应用新技术北京市重点实验室北京102206 北京林果业生态环境功能提升协同创新中心北京102206

本文以成熟的青杄花粉为试验材料,用不同浓度钙拮抗剂EGTA和抑制剂AlCl_3进行处理,观察花粉的萌发和花粉管的生长情况,同时用选择性电极测定了不同发育时间内花粉管顶端钙离子流,以及EGTA和AlCl_3对钙离子流的影响,以探讨钙对青杄花粉... 详细信息

本文以成熟的青杄花粉为试验材料,用不同浓度钙拮抗剂EGTA和抑制剂AlCl_3进行处理,观察花粉的萌发和花粉管的生长情况,同时用选择性电极测定了不同发育时间内花粉管顶端钙离子流,以及EGTA和AlCl_3对钙离子流的影响,以探讨钙对青杄花粉生长发育的调控机制。结果发现:(1) 0.5 mmol·L^(-1) EGTA处理花粉后,会促进花粉萌发,萌发率升高;但花粉管长度低于对照组;1 mmol·L^(-1) EGTA处理后,花粉萌发率和花粉管长度都低于对照组;0.1 mmol·L^(-1)和0.5 mmol·L^(-1) AlCl_3处理后,花粉萌发率和花粉管长度都会显著降低;(2)通过非损伤微测技术发现,对照花粉在水合时期(培养3,6,9 h)钙离子外流,在萌发及快速伸长期钙离子内流(培养12,15,18 h);EGTA和AlCl_3培养花粉后,花粉的水合期、萌发期和花粉管的伸长期的钙流状况会出现异常,其中包括钙流的内流和外流的状况以及流速,从而导致各个时期花粉的萌发率及和花粉管长度的改变,导致花粉管的生长异常。(3)对照花粉管顶端出现Ca^(2+)浓度梯度,而0.5 mmol·L^(-1) EGTA处理的花粉会相比对照组提前在花粉管顶端出现Ca^(2+)浓度梯度,以促进花粉萌发;1 mmol·L^(-1 )EGTA,0.1 mmol·L^(-1) AlCl_3和0.5 mmol·L^(-1) AlCl_3处理后Ca^(2+)浓度梯度消失。由此表明花粉的不同生长时期对钙离子的需求不同,且钙离子对花粉管的萌发及生长起着至关重要的作用。

关键词：青杄花粉萌发花粉管生长花粉管 Ca^2+

油茶SWEET基因家族的全基因组鉴定及表达分析

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生物技术通报 2024年第5期40卷 179-190页

作者：杜兵帅邹昕蕙王子豪张馨元曹一博张凌云林木资源高效生产全国重点实验室森林培育与保护教育部重点实验室北京林业大学林学院北京100083

【目的】挖掘参与油茶糖代谢及逆境响应的糖外排转运子(sugars will eventually be exported transporters,SWEETs)。【方法】利用生物信息学方法分析油茶SWEETs家族的基因结构、蛋白基序、染色体定位、共线性关系、启动子区顺式作用元... 详细信息

【目的】挖掘参与油茶糖代谢及逆境响应的糖外排转运子(sugars will eventually be exported transporters,SWEETs)。【方法】利用生物信息学方法分析油茶SWEETs家族的基因结构、蛋白基序、染色体定位、共线性关系、启动子区顺式作用元件及上游调控因子等,并利用RT-qPCR分析CoSWEETs在不同时期、不同组织及不同逆境胁迫下的基因表达情况。【结果】从油茶中鉴定得到14个CoSWEETs基因,不均匀分布于10条染色体上,不同成员间内含子-外显子数目存在差异。根据系统进化关系,14个CoSWEETs可分为 4个分支,均具有1-2个MtN3 保守结构域,同一分支具有相似的基因结构和基序。根据启动子顺式作用元件和上游转录因子预测的分析结果,CoSWEETs启动子中含有多个与生长发育、植物激素和应激相关的调节元件,其表达可能受到ERF、DOF、BBR-BPC、MYB等转录因子的调控。RT-qPCR分析表明大部分CoSWEETs成员在果实和根中高表达,在种子中的表达水平与发育时期相关,并根据低温、高盐和干旱等非生物胁迫下CoSWEETs的表达模式挖掘出CoSWEET1、CoSWEET2、CoSWEET17等响应油茶低温、干旱或高盐胁迫的基因。【结论】CoSWEET基因的表达受到多种激素及转录因子调控,并在油茶种子发育与逆境胁迫响应中发挥重要作用。

关键词：油茶 SWEET 蛋白结构表达模式分析非生物胁迫

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板栗胚胎及胚乳发育过程的形态解剖观察

北京农学院学报 2020年第2期35卷 48-52页

作者：杜兵帅张卿曹庆芹邢宇秦岭房克凤北京农学院园林学院北京102206 北京农学院植物科学技术学院北京102206 北京农学院农业应用新技术北京市重点实验室北京102206 北京农学院林木分子设计育种高精尖创新中心北京102206

【目的】掌握板栗发育的生殖周期和发育时序特征,为探明板栗结实率低的内在原因提供解剖学依据。【方法】以北京市怀柔区‘怀黄’板栗为研究对象,用石蜡切片技术对其胚胎和胚乳的发育过程进行观察。【结果】结果表明:盛花期后15~20 d,... 详细信息

【目的】掌握板栗发育的生殖周期和发育时序特征,为探明板栗结实率低的内在原因提供解剖学依据。【方法】以北京市怀柔区‘怀黄’板栗为研究对象,用石蜡切片技术对其胚胎和胚乳的发育过程进行观察。【结果】结果表明:盛花期后15~20 d,合子发育至球形胚,游离核胚乳开始从珠孔端向合点端细胞化,直至充满整个胚囊;盛花期后20~30 d,胚胎先发育至心形,继而发育至鱼雷形,胚乳细胞具有完整的细胞壁并迅速扩张,同时出现胚乳腔;盛花期后35 d左右,胚胎发育至子叶形并开始膨大,胚乳细胞横向扩张,继而被胚体吸收,大量解体。【结论】由此表明,在胚胎发育的过程中,胚乳通过复杂多样的变化在胚体营养供给方面发挥着至关重要的作用。

关键词：板栗胚胎胚乳游离核细胞化

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栗属植物叶片形态特征在种间识别的研究

电子显微学报 2021年第4期40卷 432-440页

作者：顾建成聂兴华曹小艳张煜张伟伟杜兵帅郑瑞杰房克凤秦岭邢宇北京农学院植物科学技术学院北京102206 北京农学院林木分子设计育种高精尖创新中心北京102206 辽宁省经济林研究所辽宁大连116000

本研究以栗属植物6个种的成熟叶片为材料,对其叶形特征进行调查、统计和分析,并通过体式显微镜、扫描电镜和塑料包埋切片对其叶背表皮组织进行综合显微观察分析。结果表明:(1)叶片形态特征,尤其叶形和叶形指数在栗属植物种间存在显著差... 详细信息

本研究以栗属植物6个种的成熟叶片为材料,对其叶形特征进行调查、统计和分析,并通过体式显微镜、扫描电镜和塑料包埋切片对其叶背表皮组织进行综合显微观察分析。结果表明:(1)叶片形态特征,尤其叶形和叶形指数在栗属植物种间存在显著差异,可以作为不同栗属植物初步识别的重要依据之一;(2)盾状腺毛的有无在栗属植物资源描述与评价中是一个不可代替的重要指标,是识别不同栗属植物的关键组织;(3)栗属植物的腺毛组织由多细胞构成,预测其具有分泌次生代谢物的功能,在自身病虫害防治、环境适应和抗逆性等方面可能发挥着重要作用。

关键词：栗属种间识别叶形指数叶表皮腺毛

羧基丁腈橡胶/PA12热塑性弹性体的制备及性能研究

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中国塑料 2022年第3期36卷 15-20页

作者：李泽洋岑兰陈胜陈伟杰杜兵华张二帅广东工业大学材料与能源学院广州510006

通过动态硫化法制备了羧基丁腈橡胶/聚酰胺12(XNBR/PA12)热塑性硫化橡胶(TPV),考察了XNBR羧基含量和XNBR/PA12橡塑比(质量比,下同)对TPV力学性能、流变性能、耐油性能和耐热空气老化性能的影响。结果表明,随着橡塑比的增大,TPV力学性能... 详细信息

通过动态硫化法制备了羧基丁腈橡胶/聚酰胺12(XNBR/PA12)热塑性硫化橡胶(TPV),考察了XNBR羧基含量和XNBR/PA12橡塑比(质量比,下同)对TPV力学性能、流变性能、耐油性能和耐热空气老化性能的影响。结果表明,随着橡塑比的增大,TPV力学性能先上升后下降;当XNBR羧基含量为7%(质量分数,下同)、橡塑比为50/50时,TPV的拉伸强度、断裂伸长率分别为20.3 MPa和184%,综合力学性能达到最佳;TPV的复数黏度和储能模量随着橡塑比的增大呈上升趋势;耐油性能和耐老化性能随橡塑比的增大呈下降趋势,其中橡塑比为40/60时TPV样品耐油性能和耐老化性能最佳,且XNBR羧基含量高的TPV耐老化性能更好。

关键词：羧基丁腈橡胶聚酰胺12 热塑性硫化橡胶力学性能流变性能耐油性能耐老化性能

微胶囊膨胀石墨对EPDM/PP阻燃性能影响的研究

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材料研究与应用 2022年第2期16卷 275-281页

作者：陈胜岑兰李泽洋陈伟杰杜兵华张二帅广东工业大学材料与能源学院广东广州510000

为了提高可膨胀石墨在聚合物中的阻燃效率及其与聚合物的界面相容性,含磷聚氨酯可作为可膨胀石墨的有效界面改性剂。以三羟甲基氧化磷和甲苯-2,4-二异氰酸酯为反应原料,采用溶剂法制备了含磷聚氨酯微胶囊膨胀石墨。利用红外光谱和扫描... 详细信息

为了提高可膨胀石墨在聚合物中的阻燃效率及其与聚合物的界面相容性,含磷聚氨酯可作为可膨胀石墨的有效界面改性剂。以三羟甲基氧化磷和甲苯-2,4-二异氰酸酯为反应原料,采用溶剂法制备了含磷聚氨酯微胶囊膨胀石墨。利用红外光谱和扫描电镜表征含磷聚氨酯微胶囊膨胀石墨的结构。采用极限氧指数和UL-94垂直燃烧、热重分析及电子拉力机等表征手段,研究了含磷聚氨酯微胶囊膨胀石墨对EPDM/PP热塑性弹性体阻燃性能、热稳定性和力学性能的影响。实验结果表明:含磷聚氨酯成功包覆在可膨胀石墨表面形成微胶囊膨胀石墨,含磷聚氨酯微胶囊膨胀石墨能明显提高EPDM/PP的阻燃性能;当含磷聚氨酯微胶囊膨胀石墨的添加量为30%时,氧指数约达25%,UL-94垂直燃烧达到V-0等级,700℃时的残碳率约为20.4%;相比可膨胀石墨,添加30%的含磷聚氨酯微胶囊膨胀石墨后的EPDM/PP复合材料的最大热分解温度达450℃,提高了约8%。含磷聚氨酯微胶囊膨胀石墨的加入能有效降低阻燃剂对EPDM/PP热塑性弹性体的力学性能的破坏,添加了30%的含磷聚氨酯微胶囊膨胀石墨复合材料的综合性能最好。

关键词：三羟甲基氧化磷聚氨酯膨胀石墨阻燃性能力学性能

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