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楸树DELLA基因家族生信分析及CbuGRAS9的功能分析

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植物研究 2024年第1期44卷 139-151页

作者：王珊珊王瑞樊二勤付鹏跃曲冠证王楠林木遗传育种全国重点实验室东北林业大学哈尔滨150040 中国林业科学研究院北京100091

通过鉴定楸树(Catalpa bungei)DELLA家族基因并分析CbuGRAS9的基因功能,为楸树生殖调控性状的遗传改良提供理论依据。基于楸树基因组数据,鉴定并克隆了5个与拟南芥(Arabidopsis thaliana)同源的CbuDELLAs基因;利用ExPASy、SWISS-MODEL、... 详细信息

通过鉴定楸树(Catalpa bungei)DELLA家族基因并分析CbuGRAS9的基因功能,为楸树生殖调控性状的遗传改良提供理论依据。基于楸树基因组数据,鉴定并克隆了5个与拟南芥(Arabidopsis thaliana)同源的CbuDELLAs基因;利用ExPASy、SWISS-MODEL、Plant-mPloc、PlantCare等在线工具对CbuDELLAs蛋白进行等电点、蛋白结构、亚细胞定位及启动子顺式作用元件预测;以9-1(Catalpa bungei‘Luoqiu No.1’)和‘百日花’楸树(Catalpa‘Bairihua’)为材料,分析了CbuDELLAs基因的表达量差异,并通过异源转化拟南芥证实了CbuGRAS9的分子功能,利用酵母双杂交文库筛选了与CbuGRAS9互作的蛋白。结果表明:5个CbuDELLAs蛋白的氨基酸数目为455~588,蛋白相对分子质量为5.04~6.43 kDa,等电点为4.81~5.14;CbuDELLAs蛋白均含有DELLA和GRAS保守结构域,全部为亲水性蛋白。亚细胞定位预测结果显示CbuDELLAs蛋白均定位于细胞核中。启动子顺式作用元件分析发现,这5个DELLAs基因启动子区均含有参与赤霉素反应的顺式作用元件。qRT-PCR结果显示‘,百日花’楸中CbuDELLAs基因表达量显著高于对照9-1楸,其中CbuGRAS9为差异最显著的基因,CbuGRAS9转基因株系的开花时间被明显推迟。鉴定到与CbuGRAS9互作的蛋白质主要富集在核糖体、氨基酸合成、次级代谢、光合作用、TCA循环等代谢通路。

关键词：楸树 DELLAs 生物信息学分析功能分析互作蛋白

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喷播绿化技术的起源与发展

中国水土保持科学(中英文) 2024年

作者：赵平赵廷宁闫承琳郭小平刘东刘子昕北京林业大学边坡绿化研究所北京林业大学水土保持学院中国林业科学研究院木材工业研究所

喷播绿化产生于美国高速公路建设期边坡水土保持需求，是以流体力学、土壤学、植物学等学科理论与技术为基础，能迅速大面积覆盖裸露边坡，防治水土流失，构建具有景观价值的一种机械化植被建植技术，在裸露边坡植被恢复工程中占据着越... 详细信息

喷播绿化产生于美国高速公路建设期边坡水土保持需求，是以流体力学、土壤学、植物学等学科理论与技术为基础，能迅速大面积覆盖裸露边坡，防治水土流失，构建具有景观价值的一种机械化植被建植技术，在裸露边坡植被恢复工程中占据着越来越重要的地位。笔者作为我国最早引进使用和改进、研发喷播绿化技术的研究人员，结合研发和工程实践，在全面研读喷播绿化技术相关资料的基础上，从工艺流程、设备性能、资材配制等方面阐述了美国、日本、中国3个国家喷播绿化技术的起源与发展。通过深入剖析比较，发现我国存在着喷播技术体系尚未成熟，技术标准规范滞后，机械装备定型量产不足，资材标准化、产业化程度低的问题。要扭转粗放发展，实现绿水青山再生价值，完善喷播技术体系，加强喷播技术行业规范，补齐机械装备短板，注重环境保护与生态修复相结合是喷播技术发展的必由之路。

关键词：喷播客土喷播湿法喷播植被护坡生态修复

毛果杨MGT基因家族全基因组水平鉴定及表达分析

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分子植物育种 2024年第9期22卷 2785-2792页

作者：栾雪张洋王瑞琪刘聪姜廷波魏志刚东北林业大学林木遗传育种国家重点实验室哈尔滨150040 中国林业科学研究院国家林业和草原局盐碱地研究中心北京100091

为探究MGT基因家族在毛果杨生长发育及响应胁迫中的作用,本研究在毛果杨全基因组范围,通过生物信息学分析PtrMGT基因家族成员的数量、进化关系、染色体位置、基因结构、编码蛋白基本特征、启动子顺式作用元件,并对各成员的组织表达特异... 详细信息

为探究MGT基因家族在毛果杨生长发育及响应胁迫中的作用,本研究在毛果杨全基因组范围,通过生物信息学分析PtrMGT基因家族成员的数量、进化关系、染色体位置、基因结构、编码蛋白基本特征、启动子顺式作用元件,并对各成员的组织表达特异性以及对NaCl胁迫与ABA处理的响应特性进行了分析。结果表明:PtrMGT家族共含有10个基因,可分为4个亚族;有2对同源基因且Ka/Ks值均小于1;家族成员启动子区含有数量不等的非生物胁迫响应元件,共12种、146个元件;PtrMGT家族编码的蛋白均含有GMN序列,同一亚族基因编码蛋白的序列相对保守;PtrMGT家族成员在毛果杨根、茎和叶表达量具有差异;NaCl胁迫下,PtrMGT家族基因在根、茎和叶中表达量在0~48 h内均表现为先上升后下降的变化趋势;ABA处理下,大部分成员表达量先升后降,小部分成员表达量持续下降,表明PtrMGT家族基因对NaCl胁迫与ABA处理产生响应且响应模式出现分化。本研究为深入研究PtrMGT基因家族功能提供理论基础。

关键词：毛果杨 MGT 生物信息学分析盐胁迫 ABA处理

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林木抗虫育种研究进展

西北林学院学报 2024年第5期39卷 22-28页

作者：杨洁张苏芳谢明慧王成勇王福德张荣陈静孔祥波刘福李如华方加兴中国林业科学研究院森林生态环境与自然保护研究所/国家林草局森林保护学重点实验室北京100091 巴林左旗林业和草原局内蒙古赤峰025450 黑龙江省林业科学研究所黑龙江哈尔滨150081

人工纯林种植面积较大,虫害威胁严重,林木抗虫育种研究已成为当前林木保护与增产的关键领域。本研究总结了目前林木抗虫育种的相关进展,林木抗虫性是多种防御机制的协同作用,其中包括化学和物理防御方式。外界因素如机械损伤和虫害触发... 详细信息

人工纯林种植面积较大,虫害威胁严重,林木抗虫育种研究已成为当前林木保护与增产的关键领域。本研究总结了目前林木抗虫育种的相关进展,林木抗虫性是多种防御机制的协同作用,其中包括化学和物理防御方式。外界因素如机械损伤和虫害触发了植物的诱导防御机制。分子生物学的快速发展推动了林木分子育种的兴起,重组DNA技术已成功将外源抗虫基因导入林木基因组,培育出转基因抗虫林木新品种。此外,RNAi技术也成为一项热点研究,相较于传统转基因技术具有更高的选择性和安全性。未来,随着科技的进步,林木抗虫育种研究将会更加深入,并与多个学科相结合,为林木抗虫性的提升提供更广阔的前景。

关键词：林木抗虫育种抗虫性

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偃松PpSS和PpSE基因过表达载体构建

温带林业研究 2024年第2期7卷 68-71页

作者：王思瑶于宏影刘洋梁雪南方国家林业和草原局哈尔滨林业机械研究所黑龙江哈尔滨150086 中国林业科学研究院寒温带林业研究中心黑龙江哈尔滨150086 牡丹江市林草局林业工作站黑龙江牡丹江157006

【目的】构建偃松甾醇代谢途径关键基因SS和SE过表达载体,为促进偃松甾醇高效合成奠定基础,为药用偃松遗传改良提供重要基因资源。【方法】以偃松的cDNA为模板,将SS和SE基因克隆至pNC-Cam1304-35s载体;重组质粒通过PCR及测序鉴定正确后... 详细信息

【目的】构建偃松甾醇代谢途径关键基因SS和SE过表达载体,为促进偃松甾醇高效合成奠定基础,为药用偃松遗传改良提供重要基因资源。【方法】以偃松的cDNA为模板,将SS和SE基因克隆至pNC-Cam1304-35s载体;重组质粒通过PCR及测序鉴定正确后,三亲杂交转入根瘤农杆菌LBA4404。【结果】抗性农杆菌PCR产物长度与预期一致,阳性菌液测序结果与目标基因序列相同。【结论】成功构建SS和SE过表达载体,重组载体的获得为进一步挖掘其在偃松甾醇代谢中的调控机制研究奠定了基础。

关键词：偃松 SS SE 过表达

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日本落叶松胚状体干化处理对萌发的影响

林业科学研究 2024年第2期37卷 90-95页

作者：孙海涛杨玲齐力旺李万峰林木遗传育种全国重点实验室东北林业大学林学院黑龙江哈尔滨150040 林木遗传育种全国重点实验室国家林业和草原局林木培育重点实验室中国林业科学研究院林业研究所北京100091

[目的]提高日本落叶松胚状体的萌发能力,优化日本落叶松良种繁育技术。[方法]本研究根据子叶数量和胚轴形态,对胚状体进行分类,并分别统计其萌发率;利用“滤纸容器法”对类型Ⅰ胚状体进行干化处理,统计其萌发情况。[结果]胚状体分为10... 详细信息

[目的]提高日本落叶松胚状体的萌发能力,优化日本落叶松良种繁育技术。[方法]本研究根据子叶数量和胚轴形态,对胚状体进行分类,并分别统计其萌发率;利用“滤纸容器法”对类型Ⅰ胚状体进行干化处理,统计其萌发情况。[结果]胚状体分为10种类型。类型Ⅰ胚状体萌发率为4.48%,其余类型胚状体难以萌发。干化处理14 d后,类型Ⅰ胚状体萌发率提高到69.43%,且具有干化响应的胚状体更易萌发。[结论]本研究表明日本落叶松胚状体干化处理后萌发率明显提高,为该物种良种繁育提供依据。

关键词：日本落叶松胚状体萌发干化体细胞胚胎

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松香基非异氰酸酯聚氨酯的制备及其性能研究

林产化学与工业 2024年第1期44卷 1-8页

作者：张博文周月敏刘鹤刘仕伟商士斌宋湛谦青岛科技大学化工学院山东青岛266042 中国林业科学研究院林产化学工业研究所江苏南京210042

以松香衍生物丙烯海松酸(APA)为原料合成了丙烯海松酸二缩水甘油醚(AE),并进一步制得丙烯海松酸环碳酸酯(AC),利用AC中环碳酸酯基团与聚乙烯亚胺(PEI)、聚酯多元胺(Priamine 1074)中的氨基反应制备得到了松香基非异氰酸酯聚氨酯(ACPP)... 详细信息

以松香衍生物丙烯海松酸(APA)为原料合成了丙烯海松酸二缩水甘油醚(AE),并进一步制得丙烯海松酸环碳酸酯(AC),利用AC中环碳酸酯基团与聚乙烯亚胺(PEI)、聚酯多元胺(Priamine 1074)中的氨基反应制备得到了松香基非异氰酸酯聚氨酯(ACPP)薄膜材料。采用红外光谱(FT-IR)、热重(TG)、动态热机械法(DMA)等技术对ACPP材料的结构和性能进行了表征。研究结果表明:随着AC含量的增加,松香结构中氢化菲环刚性结构的引入量增加,从而使ACPP的力学性能增强,当氨基/环碳酸酯基物质的量比值为1时材料(ACPP_(1))的拉伸强度可达到15 MPa;同时ACPP材料的玻璃化转变温度(T_(g))显著增大,均大于40℃,当氨基/环碳酸酯基物质的量比值为0.8时,制备得到的材料(ACPP_(0.8))的T_(g)达到最大值,为49.4℃。自愈合性能测试结果显示:当带有划痕的ACPP_(1)在160℃、 5 MPa条件下,加热1 h后可以实现划痕的完全愈合,愈合率高达100%;另外,ACPP_(1)分别经过物理再加工和化学回收再加工后,力学性能仍可以恢复到原始强度的85%,展现出了优异的回收再加工性能。

关键词：丙烯海松酸非异氰酸酯聚氨酯自愈合再加工

五个杨树品种生长、光合生理及根尖离子流速特性比较分析

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植物研究 2024年第1期44卷 96-106页

作者：张婧张伟溪丁昌俊苑正赛代丽蕊苏晓华沈应柏曲冠证林木遗传育种全国重点实验室东北林业大学哈尔滨150040 林木遗传育种全国重点实验室国家林业和草原局林木培育重点实验室中国林业科学研究院林业研究所北京100091 北京林业大学北京100083

通过比较不同品种杨树(Populus)的生长、光合生理及根尖离子流速特性差异,为速生适应性强品种的早期选育提供参考。以渤丰3号杨(P.×euramericana‘Bofeng 3’)、渤丰1号杨(P.×euramericana‘Bofeng 1’)、西雄1号杨(P.×euramericana... 详细信息

通过比较不同品种杨树(Populus)的生长、光合生理及根尖离子流速特性差异,为速生适应性强品种的早期选育提供参考。以渤丰3号杨(P.×euramericana‘Bofeng 3’)、渤丰1号杨(P.×euramericana‘Bofeng 1’)、西雄1号杨(P.×euramericana‘Xixiong 1’)、中雄7号杨(P.×euramericana‘Zhongxiong 7’)和中雄4号杨(***×*** cl.‘Zhongxiong 4’)5个杨树品种1年生苗为研究对象,于正常培养条件下的试验开始和试验结束(30 d)时分别测定株高、地径等生长指标,并于10、20、30 d时分别测定幼苗的叶片数量、单叶面积、叶长、叶宽、瞬时净光合速率(P_(n))、胞间CO_(2)摩尔浓度(C_(i))、气孔导度(G_(s))、蒸腾速率(T_(r))、叶绿素相对含量以及根尖K^(+)、Ca^(2+)、H^(+)流速等指标,经过30 d的正常管理,5个品种的株高生长量之间的差异达到显著水平,由高到低依次为中雄4号杨、西雄1号杨、渤丰3号杨、中雄7号杨、渤丰1号杨;其中光合特性指标和蒸腾速率渤丰1号杨均表现为最大,中雄4号杨均表现为最小,但是中雄4号杨的单叶面积((57.49±2.37)cm^(2))、总叶面积((1721.10±28.59)cm^(2))、单株净光合速率((17863.10±910.21)μmol·m-2·s-1)和水分利用率((3.15±0.06)μmol·mmol^(-1))均表现为最大,且K^(+)外排流速最慢,为(62.68±0.45)pmol·cm^(-2)·g^(-1),Ca^(2+)内流流速最快,为(-74.24±1.29)pmol·cm^(-2)·g^(-1),而渤丰1号的单株净光合速率((8539.70±164.64)μmol·m-2·s-1)和水分利用率((2.64±0.07)μmol·mmol^(-1))最小,且K^(+)外排流速((130.81±1.71)pmol·cm^(-2)·g^(-1))最快,Ca^(2+)内流流速((-34.43±0.84)pmol·cm^(-2)·g^(-1))最慢。综上所述,5个杨树品种中,中雄4号杨总叶面积、单株净光合速率、水分利用率最高,蒸腾速率最小,根尖K^(+)外排流速最慢,Ca^(2+)内流流速最快,植物体内K^(+)、Ca^(2+)离子含量最多,H^(+)最活跃,株高生长表现最好,可能具有潜在的较强环境适应能力,适宜种植的范围更广。

关键词：杨树品种生长差异光合作用蒸腾作用根尖离子流速

黑龙江省赤芍药效成分与土壤养分因子相关性分析

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土壤通报 2024年第3期55卷 716-728页

作者：于志民吕品王立民张继舟徐铭然麻文俊黑龙江省科学院自然与生态研究所黑龙江哈尔滨150040 东北农业大学国际文化教育学院黑龙江哈尔滨150030 中国林业科学研究院林业研究所北京100000

目的对黑龙江省栽培和野生赤芍药效成分含量进行了分析,旨在揭示土壤养分因子对赤芍药效成分形成与积累的影响。方法采用栽培与野生赤芍对照评价的试验方式,通过高效液相色谱测定数据,运用SPSS20.0进行数据统计,基于因子分析和典型相关... 详细信息

目的对黑龙江省栽培和野生赤芍药效成分含量进行了分析,旨在揭示土壤养分因子对赤芍药效成分形成与积累的影响。方法采用栽培与野生赤芍对照评价的试验方式,通过高效液相色谱测定数据,运用SPSS20.0进行数据统计,基于因子分析和典型相关分析(CA)方法对黑龙江省栽培和野生赤芍土壤养分含量及植株药效成分含量关系进行分析。结果①栽培赤芍土壤中有机碳、全氮和碱解氮及速效钾含量显著低于野生赤芍土壤,而速效磷显著高于野生赤芍土壤。②栽培赤芍的芍药总苷含量显著低于野生赤芍。在黑龙江省北纬43°~52°范围内,栽培和野生赤芍的芍药苷含量随区域纬度增高而呈增加趋势,氧化芍药苷、芍药内酯苷和苯甲酰芍药苷含量无规律性变化。③因子分析表明,从栽培和野生赤芍生长土壤养分指标均提取出2个主因子,其累计贡献率栽培赤芍(52.72%)小于野生赤芍(65.33%)。④典型相关分析表明,栽培赤芍中氧化芍药苷、儿茶素和苯甲酰芍药苷和芍药苷含量随土壤速效磷和总有机碳含量的增加而增加,随着土壤pH的升高而下降,其中土壤速效磷的影响载荷值(0.649)高于土壤总有机碳(0.491);野生赤芍中氧化芍药苷和芍药苷含量随土壤总有机碳和全氮含量的增加而增加,其中土壤总有机碳的影响载荷值(0.868)高于土壤全氮(0.746)。结论黑龙江省赤芍药效成分含量因土壤养分环境不同而有所差异,栽培赤芍中氧化芍药苷、儿茶素、苯甲酰芍药苷及芍药苷含量与土壤速效磷和总有机碳含量呈正相关,野生赤芍中氧化芍药苷、芍药苷含量与土壤总有机碳和全氮含量呈正相关。栽培过程中,适宜的磷肥和有机肥施用有利于赤芍药效成分的积累。

关键词：赤芍药效成分土壤有机碳芍药苷典型相关分析