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杉木人工林土壤磷素形态及含量的林龄变化

林业科学 2022年第5期58卷 10-17页

作者：陈嘉琪赵光宇李仰龙董玉红厚凌宇焦如珍中国林业科学研究院林业研究所林木遗传育种国家重点实验室国家林业和草原局林木培育重点实验室北京100091

【目的】研究不同林龄杉木人工林土壤磷素形态及其含量变化特征,分析各磷素形态的相关性,以期为提高杉木人工林土壤磷素的有效性、促进杉木人工林的可持续发展提供依据。【方法】在江西分宜县山下林场选择7个林龄(3、6、12、18、25、32... 详细信息

【目的】研究不同林龄杉木人工林土壤磷素形态及其含量变化特征,分析各磷素形态的相关性,以期为提高杉木人工林土壤磷素的有效性、促进杉木人工林的可持续发展提供依据。【方法】在江西分宜县山下林场选择7个林龄(3、6、12、18、25、32和49年生)的杉木人工林,采用钼锑钪比色法测定土壤全磷和有效磷含量,采用分级法测定土壤铝结合态磷(Al-P)、高铁结合态磷(Fe-P)、闭蓄态磷(O-P)和钙结合态磷(Ca-P)含量,分析各磷素形态间的相关性,揭示不同林龄土壤磷素动态变化。【结果】不同林龄杉木人工林土壤无机磷含量占全磷含量的55.37%~74.22%,而无机磷组分含量表现为O-P>Fe-P>Ca-P>Al-P;土壤全磷、有效磷、Al-P、O-P含量随林龄的增加呈先减后增的趋势,在12年生或18年生时最小,Fe-P含量逐渐升高但差异不显著,Ca-P含量呈先增加后减小的趋势;不同林龄土壤无机磷含量动态变化表明,中林龄(11~20年)时期杉木处在快速生长阶段,大量吸收土壤养分;而从18年生到49年生,Ca-P含量显著下降,表明近成熟林(21~25年生)开始,杉木对Ca-P吸收速率增大;相关性分析表明土壤有效磷含量与Al-P含量、Fe-P含量和O-P含量正相关(P>0.05),O-P含量与Al-P含量和Fe-P含量正相关(P>0.05)。【结论】不同林龄杉木人工林土壤中不同形态磷素含量的变化呈现一定的规律性,且无机磷为全磷的主要组成部分,相关性分析表明不同磷素形态间存在相互作用。

关键词：杉木人工林林龄土壤全磷有效磷无机磷

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濒危植物血皮槭花部特征和交配系统

林业科学 2022年第6期58卷 47-55页

作者：孙佳伟郑勇奇于雪丹夏新合赵玉贤武宇霞张川红林木遗传育种国家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】探究我国特有濒危植物血皮槭花部特征和交配系统类型对有性生殖过程的影响,寻找可能导致其结实率低的原因,为缓解当前苗木供需矛盾、制定有效措施奠定理论基础。【方法】以血皮槭植人工栽培植株为材料,通过物候观测、花形态特... 详细信息

【目的】探究我国特有濒危植物血皮槭花部特征和交配系统类型对有性生殖过程的影响,寻找可能导致其结实率低的原因,为缓解当前苗木供需矛盾、制定有效措施奠定理论基础。【方法】以血皮槭植人工栽培植株为材料,通过物候观测、花形态特征测量、异交指数和花粉-胚珠比估算、花粉生活力和柱头可授性检测和人工授粉研究对象套袋试验等方法,对血皮槭的开花动态、花部特征和交配系统进行研究。【结果】1)血皮槭花性别表达复杂,花基于功能可分为雄花和雌花2类;其中雄花根据雌蕊退化程度又分为雄花Ⅰ型和雄花Ⅱ型。雄花Ⅰ型仅具有雄蕊,雄花Ⅱ型具有雄蕊和退化雌蕊,雄蕊长于雌蕊,二者皆不具子房,功能均表现为雄性。雄花Ⅰ型和Ⅱ型大小无差别,Ⅰ型较常见,Ⅱ型较少见。雌花为假两性花,柱头高于花药,花柱具卷曲现象,花开放过程中花药始终不开裂散粉,为功能雌性。2)血皮槭单花经历花蕾期、萌动期、露白期、开放期、凋零期5个阶段,雄花从开放到脱落平均耗时7.6天,雌花从开放到坐果(花期结束)平均耗时11.6天。常3小花组成1个聚伞花序,由雄花和雌花组成的混合类型花序中,通常表现为雌花先熟。3)血皮槭每年开花1次,花期4月,开花历时19.5天左右。单株树表现为雌花先熟或雄花先熟,时间有所交叉。单株树雌花数量多于雄花,二者比例平均约为3.71∶1。4)花粉生活力的持续时间较短,花粉在室温干燥条件下保存,24 h内生活力最高为63.86%±5.35%,24 h后降至1.03%±0.13%,近乎完全丧失生活力;雌花柱头在露白期伸出花冠外且具有可授性,雌花完全盛开时可授性最强,可授性贯穿整个开放进程。柱头可授期内雄花花粉具有生活力。5)雄花单花花粉量为45900~58900个,雌花单花胚珠为4,按照单株雌雄花比例计算花粉胚珠比为3093~3969,异交指数为4,结合人工授粉和套袋试验结果判断,血皮槭交配系统属兼性异交,部分自交亲和,需要传粉者,存在强烈单性结实现象。【结论】血皮槭花功能单性,雌雄异花同株,不完全雌雄异熟,交配系统兼性异交,传粉效率低下,单性结实倾向强烈,这些是导致其结实率低的重要原因。

关键词：血皮槭花部特征交配系统性别表达单性结实

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糖基转移酶在花瓣色泽形成中的作用研究进展

园艺学报 2022年第3期49卷 687-700页

作者：周琳邹红竹韩璐璐贾莹华王雁中国林业科学研究院林业研究所林木遗传育种国家重点实验室国家林业和草原局林木培育重点实验室北京100091

糖基转移酶属于催化糖基转移反应的超基因家族的一类酶。糖基化修饰能丰富花青素的结构,调节其水溶性、稳定性和可转运性,决定植物色泽形成。对参与观赏植物花色素成分合成代谢的糖基转移酶的种类及其生化、分子生物学研究进行梳理,并... 详细信息

糖基转移酶属于催化糖基转移反应的超基因家族的一类酶。糖基化修饰能丰富花青素的结构,调节其水溶性、稳定性和可转运性,决定植物色泽形成。对参与观赏植物花色素成分合成代谢的糖基转移酶的种类及其生化、分子生物学研究进行梳理,并对其在蓝紫色、橙色-紫红色以及黄色等主要花瓣色泽形成中的作用进行归纳,展望色泽相关糖基转移酶的研究方向,以期为深入解析花色素物质的糖基化修饰机理提供参考,也为观赏植物花色改良提供新思路。

关键词：观赏植物花色糖基转移酶功能特性

杨树种毛相关候选基因PeCFL1和PeCFL2的时空表达分析

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北京林业大学学报 2022年第5期44卷 1-7页

作者：钟姗辰武舒王黎苏晓华张冰玉林木遗传育种国家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】杨絮是由杨树子房胎座表皮细胞发育而来的种毛,近年来已成为我国北方城市环境问题之一。目前对杨树种毛发育基因的研究还不深入,本研究将2个在杨树子房发育过程中差异性表达、且基因注释均与棉纤维发育相关的基因(PeCFL1和PeCF... 详细信息

【目的】杨絮是由杨树子房胎座表皮细胞发育而来的种毛,近年来已成为我国北方城市环境问题之一。目前对杨树种毛发育基因的研究还不深入,本研究将2个在杨树子房发育过程中差异性表达、且基因注释均与棉纤维发育相关的基因(PeCFL1和PeCFL2)作为种毛发育调控的候选基因,探究二者在欧美杨‘渤丰3号’中表达的时空特异性,为深入研究该基因在杨絮发育过程中的调控作用及基因工程手段改良杨树品种奠定基础。【方法】取‘渤丰3号’杨越冬花枝,采集水培4、5、6、7、8、12 d的雌花序,进行固定、石蜡包埋、切片,观察子房发育及种毛的形态发生过程。采用实时定量PCR检测PeCFL1和PeCFL2基因在‘渤丰3号’杨雌花序发育过程中以及在根、茎、叶等营养器官中的表达模式。利用原位杂交技术检测PeCFL1和PeCFL2基因在杨树花器官中的组织表达特异性,揭示杨絮发育调控相关候选基因PeCFL1和PeCFL2的时空表达模式。【结果】‘渤丰3号’杨雌花枝水培12 d后,子房胎座底部出现纤维状结构,杨絮开始形成。PeCFL1和PeCFL2在‘渤丰3号’杨根、茎、叶及雌花枝腋芽中微量表达,在水培4~7 d的雌花序中表达量较少,水培8 d后表达量开始显著升高,12 d时表达量继续大幅上升,此时的石蜡切片可见子房胎座底部纤维状结构。原位杂交结果显示,PeCFL1和PeCFL2基因在杨树子房的子房壁和胎座部位表达。【结论】种毛发育调控相关候选基因PeCFL1和PeCFL2在‘渤丰3号’杨雌花子房胎座底部出现纤维状结构时表达显著升高,并在胎座底部纤维状结构和子房壁中特异性表达,说明其与种毛发育调控密切相关,可作为基因工程改良杨树飞絮的目标基因。

关键词： ‘渤丰3号’杨杨树种毛 PeCFL1 PeCFL2 表达分析

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观赏文冠果新品种‘典泛一品’

园艺学报 2022年第S01期49卷 171-172页

作者：王孟珂王茜刘肖娟李迎超于海燕毕泉鑫王利兵中国林业科学研究院林业研究所林木遗传育种国家重点实验室北京100091

‘典泛一品’是从文冠果实生群体中选育出来的新品种。花瓣颜色在不同花期发生变化,初开时基部为黄绿色,边缘为白色,盛开后基部为紫红色且分布范围较大,中部至先端出现紫红色放射状条纹,远观呈现粉红色花瓣的观赏效果。适宜在中国“三... 详细信息

‘典泛一品’是从文冠果实生群体中选育出来的新品种。花瓣颜色在不同花期发生变化,初开时基部为黄绿色,边缘为白色,盛开后基部为紫红色且分布范围较大,中部至先端出现紫红色放射状条纹,远观呈现粉红色花瓣的观赏效果。适宜在中国“三北”地区作为景观树种搭配栽植。

关键词：文冠果景观树种观赏品种

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栓皮栎树皮对铅的吸收-迁移-贮存规律

东北林业大学学报 2023年第1期51卷 32-36页

作者：刘彦平贾子瑞常二梅刘建锋史胜青江泽平赵秀莲林木遗传育种国家重点实验室(中国林业科学研究院林业研究所) 北京100091

2021年4月7日至2021年9月20日,在北京市海淀区大昭山设置试验地,以栓皮栎(Quercus variabilis)为研究对象,选择树龄大于10 a、无病虫害、生长良好的6株树木(3株为对照)进行试验。4月7日将60 mL浓度为0.1 mol/L的Pb(NO_(3))2溶液包施于... 详细信息

2021年4月7日至2021年9月20日,在北京市海淀区大昭山设置试验地,以栓皮栎(Quercus variabilis)为研究对象,选择树龄大于10 a、无病虫害、生长良好的6株树木(3株为对照)进行试验。4月7日将60 mL浓度为0.1 mol/L的Pb(NO_(3))2溶液包施于树干胸径处(1.2 m)树皮上,并分别于5、6、7、8月份对每棵处理树的处理部位补充40 mL浓度为0.1 mol/L的Pb(NO_(3))_(2)溶液。处理163 d后,在每棵树周围采集表层土壤(0~5 cm深),用于测定土壤被铅(Pb)污染程度;在树高(H)0.2 m、1.2 m、(1/2)H、(3/4)H处,分别采集树干同一高度的外皮、内皮、边材、心材及顶端叶片样品,使用HNO_(3)微波消煮,应用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-OES)测定样品中铅质量分数;分析树皮对铅的吸收-迁移-贮存及树干铅的径向、纵向分布特征和迁移规律。结果表明:树干同一高度的外皮、内皮、边材、心材及顶端叶片中铅质量分数,处理树的高于对照树的;在树高1.2 m处,处理树外皮、内皮铅质量分数,均显著高于对照树的(P<0.05)。在树高0.2、1.2 m处,处理树的铅质量分数,由大到小依次为外皮、内皮、边材、心材;对照树,外皮铅质量分数相对较高,内皮、边材、心材3个部位铅质量分数比较接近。在树高(1/2)H、(3/4)H处,处理树和对照树的内皮、边材、心材之间,铅质量分数均无显著差异。树干重金属铅质量分数,随着距离外表树皮距离的增加呈对数关系下降(决定系数R^(2)=0.999)。依据试验结果,铅可以被栓皮栎树皮吸收和滞留,少量铅被径向迁移至内皮,再经过形成层迁移至边材、心材,纵向迁移至顶端叶片。

关键词：栓皮栎树干树皮铅吸收迁移贮存

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杨树MYC基因家族成员表达模式研究

林业科学研究 2023年第3期36卷 32-40页

作者：胡梦璇宋学勤刘颖丽赵树堂林木遗传育种全国重点实验室中国林业科学研究院林业研究所北京100091

[目的]探究bHLH亚家族成员MYC基因在杨树生长发育及对环境响应中的表达模式,为解析茉莉酸信号通路关键基因MYC调控杨树生长发育及抗逆响应提供参考。[方法]利用生物信息学方法鉴定杨树基因组中的MYC基因家族成员并对各成员的基因结构、... 详细信息

[目的]探究bHLH亚家族成员MYC基因在杨树生长发育及对环境响应中的表达模式,为解析茉莉酸信号通路关键基因MYC调控杨树生长发育及抗逆响应提供参考。[方法]利用生物信息学方法鉴定杨树基因组中的MYC基因家族成员并对各成员的基因结构、保守基序进行了系统分析;在此基础上,采用实时荧光定量PCR技术检测了MYC成员在不同组织、不同植物激素响应及逆境胁迫下的表达模式。[结果]毛果杨基因组中含有10个MYC成员,这些成员在进化上相对保守,均具有典型的bHLH结构域,根据进化关系将其分为3个分支。组织表达分析发现,大部分MYC家族成员在根中均具有较高表达量,分枝Ⅱ两对基因在茎中呈相反表达模式。不同激素处理及非生物胁迫条件下MYC基因存在显著表达差异,但基因对之间多存在类似的表达模式。[结论]杨树MYC基因家族成员可能参与不同的生物学过程,研究结果为深入解析杨树MYC基因的功能奠定了基础。

关键词：毛果杨 MYC基因表达分析

干旱和高盐胁迫下钙离子依赖核酸酶基因CDD对银腺杨84K生长发育的影响

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林业科学 2019年第2期55卷 33-40页

作者：江成周厚君赵岩秋何辉楚立威宋学勤卢孟柱林木遗传育种国家重点实验室中国林业科学研究院林业研究所北京100091

【目的】钙离子依赖型脱氧核糖核酸酶(CDD)具有消化单链和双链DNA的活性,但CDD对水分等胁迫的响应尚未明确。本研究以CDD转基因银腺杨84K为材料,分析在干旱和高盐胁迫条件下CDD在84K杨生长中的作用,探讨CDD对干旱和高盐胁迫的响应,可为... 详细信息

【目的】钙离子依赖型脱氧核糖核酸酶(CDD)具有消化单链和双链DNA的活性,但CDD对水分等胁迫的响应尚未明确。本研究以CDD转基因银腺杨84K为材料,分析在干旱和高盐胁迫条件下CDD在84K杨生长中的作用,探讨CDD对干旱和高盐胁迫的响应,可为揭示杨树CDD基因在抗逆中的作用提供参考。【方法】以过表达PtoCDD和敲除PagCDD转基因银腺杨84K组培苗为材料,对其进行模拟干旱和高盐处理,分析其受干旱、高盐非生物胁迫条件下的表型变化,包括植株高、不定根数目。通过切片观察,分析不同处理条件下茎段木质部大小变化。利用qRT-PCR分析在不同处理条件下CDD转基因植株中水通道蛋白基因(PIP)的表达。【结果】与84K对照相比,在正常条件下CDD转基因植株株高没有显著差异,而干旱、高盐条件下CDD缺失突变体植株显著高于对照和CDD过表达植株,而过表达植株极显著低于对照及突变体。说明CDD过表达增强了杨树对干旱、高盐的敏感性,而敲除CDD后降低了杨树对干旱、高盐的敏感性。组织切片分析显示,在正常条件下木质部细胞层数呈现CDD过表达>对照84K>CDD缺失突变体,而在干旱、高盐条件下木质部细胞层数为CDD过表达对照84K>CDD过表达,且差异均达到显著水平或极显著水平,而干旱条件下差异不显著。表明CDD差异表达引起的不定根数目上的变化在一定程度上反映了杨树对干旱和高盐胁迫的敏感性。qRT-PCR分析显示,CDD过表达和CDD缺失突变体植株中均表现出多个PIP基因诱导高表达。表明CDD的表达变化可引起PIP基因不同成员的诱导表达,从而改变杨树的水分利用。【结论】杨树CDD的缺失或过量表达引起不定根数目的变化,同时改变了杨树的水分利用,影响对干旱和高盐胁迫的敏感性,导致胁迫下生长的变化。上述结果表明CDD参与杨树响应干旱和高盐胁迫过程。

关键词： CDD 银腺杨84K 干旱胁迫盐胁迫木质部不定根

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氮肥对2个杨树品种碳氮代谢的影响

西北植物学报 2023年第6期43卷 988-995页

作者：杜常健张敏张磊胡建军林木遗传育种国家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

研究以‘丹红’杨(美洲黑杨)和‘通辽1号’杨(小叶杨)为材料,在田间进行施氮肥和不施氮肥处理,分析2个杨树品种的生长性状、碳氮相关代谢物和发育木质部转录组的变化特征,探讨不同杨树品种氮肥利用的生理机制,为杨树的氮高效利用遗传育... 详细信息

研究以‘丹红’杨(美洲黑杨)和‘通辽1号’杨(小叶杨)为材料,在田间进行施氮肥和不施氮肥处理,分析2个杨树品种的生长性状、碳氮相关代谢物和发育木质部转录组的变化特征,探讨不同杨树品种氮肥利用的生理机制,为杨树的氮高效利用遗传育种奠定基础。结果表明:(1)‘丹红’杨和‘通辽1号’杨的总生物量在施氮处理后分别比不施氮处理提高了1.69倍和1.10倍;‘丹红’杨的总生物量在施氮肥和不施氮肥条件下分别是‘通辽1号’杨的13倍和10倍。(2)施氮处理显著抑制‘丹红’杨和‘通辽1号’杨树皮和木质部中总氮和多种水解氨基酸的含量,但是没有明显影响木质部的总碳、纤维素、半纤维素和木质素含量。(3)施氮处理显著影响了2个杨树品种发育木质部碳固定、糖代谢、氨基酸合成等碳氮代谢途径的基因的高表达,从而促进了植株生物量的积累。研究发现,施氮处理可以显著促进杨树发育木质部碳氮代谢途径相关基因的高表达,从而促进了杨树生物量的积累和生长;‘丹红’杨的木材产量在不同的氮素环境下都远远高于‘通辽1号’杨,更加适合人工林的大面积推广和种植。

关键词：杨树氨基酸氮肥生长性状碳氮代谢