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香杨和大青杨木材挥发性化合物对比分析

林业科学 2024年第1期60卷 103-110页

作者：沈乐褚延广张伟溪张静张腾倩李政宏丁昌俊苏晓华林木遗传育种全国重点实验室、国家林业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】对比分析香杨和大青杨木材挥发性成分、香气构成及其关键药用活性物质,为提升杨树木材附加值、生产保健型杨树木制品提供理论基础。【方法】利用固相微萃取采集样品挥发性物质,将采集的样品导入气相色谱质谱联用仪(GCMS)进行成... 详细信息

【目的】对比分析香杨和大青杨木材挥发性成分、香气构成及其关键药用活性物质,为提升杨树木材附加值、生产保健型杨树木制品提供理论基础。【方法】利用固相微萃取采集样品挥发性物质,将采集的样品导入气相色谱质谱联用仪(GCMS)进行成分分离和检测,通过气味阈值与物质相对含量计算其气味活度值。在中药系统药理学数据库和分析平台(TCMSP)数据库中查询已鉴定的挥发性成分,选择口服生物利用度(OB)≥5%、类药性(DL)≥0.14的物质作为主要活性成分,并获得相关靶点和相关疾病信息。【结果】香杨木材比大青杨木材检测出更多挥发性有机化合物(VOCs)和香气化合物,且有较多药用活性成分。香杨和大青杨木材粉末中分别检测出18和16种化学成分,其中包括醇类、烷烃类、醛类、酮类和酯类等物质。香杨木材挥发性物质中检索到8种香气化合物,包括7种关键香气化合物和1种潜在香气化合物,其香气特征表现为黄油、清香、脂香、蘑菇、香草、树脂、花香、清香;大青杨木材挥发性物质中检索到5种香气化合物,且均为关键香气化合物。除黄油、清香、脂香等怡人气味特征外,大青杨木材中关键气味化合物2-己酮的气味较为刺鼻。香杨和大青杨木材共有挥发性成分中包括5种药用成分,分别为乙偶姻、己醛、4,6-二甲基-十二烷、3-辛酮、十四烷;香杨木材挥发物中特有的药用成分有4种,分别为2,3-丁二醇、1-辛基-3-醇、1-己醇、β-柏木烯;大青杨木材挥发物中特有的药用成分有2种,分别为十五烷醛和1-十六烷醇,其中1-十六烷醇是人体健康的有效关键成分。【结论】香杨木材挥发物中具有更多香气化合物和药用活性成分。大青杨木材中关键性气味化合物2-己酮气味较为刺鼻,可能对室内环境和人体存在潜在危害。香杨木材有更清新的香气特征且挥发物中含较多对人体健康有益的药用成分,可作为保健型木材生产的候选树种。

关键词：香杨大青杨木材挥发物气味活度值药用活性成分

SmZIP11基因过表达增强杨树对重金属的吸收和转运

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植物营养与肥料学报 2024年第4期30卷 689-701页

作者：杨钰颖陈舒鑫于淼贾瑜涵陆铸畴樊俐娇卓仁英韩小娇中国林业科学研究院/林木遗传育种国家重点实验室北京100091 中国林业科学研究院亚热带林业研究所/浙江省林木育种重点实验室浙江杭州311400

[目的]利用木本植物修复重金属污染土壤是经济、安全、有效的方法。研究锌铁转运蛋白家族中SmZIP11基因表达对吸收和转运重金属的影响,为重金属污染土壤植物修复提供重要的基因资源。[方法]采用馒头柳(Salix matsudana var. matsudana f... 详细信息

[目的]利用木本植物修复重金属污染土壤是经济、安全、有效的方法。研究锌铁转运蛋白家族中SmZIP11基因表达对吸收和转运重金属的影响,为重金属污染土壤植物修复提供重要的基因资源。[方法]采用馒头柳(Salix matsudana var. matsudana f. umbraculifera Rehd.)无性系一年生幼苗进行水培试验。幼苗在正常营养液中生长60天后进行重金属胁迫处理,重金属处理包括:200μmol/L ZnSO_(4)、100μmol/L CuSO_(4)和100μmol/L CdSO_(4)。在重金属处理0、1、4、7、14和21天时,取根、茎和叶组织样品提取RNA,利用实时荧光定量PCR (quantitative real-time PCR, qRT-PCR)测定SmZIP11的表达水平。利用叶盘法将提取的SmZIP11基因转入银灰杨(Populus×canescens)中,经卡那霉素抗性筛选共得到8个过表达SmZIP11基因的转化杨树株系(OEs)。选择SmZIP11基因表达水平较高的3个转基因株系和野生型株系(WT)于重金属胁迫营养液中培养14天后,测定根、茎、叶生物量和重金属含量,计算耐受性指数和转移系数。[结果]SmZIP11基因编码区序列长度为1053 bp,编码351个氨基酸,分子量为37.71 kDa,含有9个保守的跨膜结构域,该基因编码的蛋白定位于细胞膜。系统进化树分析结果显示,馒头柳SmZIP11与杨柳科的亲缘关系最近,与大戟科、锦葵科、伞形科植物的ZIP11亲缘关系相对较远。qRT-PCR结果表明,在Zn、Cu和Cd胁迫下,馒头柳茎和叶片中的SmZIP11比对照显著上调;在Cd和Zn胁迫下,根、茎和叶片中该基因的表达量都显著提高。在转基因杨树中,SmZIP11基因显著增强了植株对Zn和Cu的耐受性,促进了Cd从根系向茎中转移,以及Zn向叶片中转移,同时将Cu富集在根部。与WT相比,OE7株系对Zn的耐受指数和地上部Zn的含量及转移系数都显著提高。[结论]馒头柳SmZIP11基因增强了转基因杨树对Cu和Zn的耐受性,并提高了从根系向地上部转移Cd和Zn的能力,为植物修复土壤重金属污染提供了基因资源和理论指导。

关键词：馒头柳 SmZIP11基因重金属胁迫功能分析

山桐子雌、雄株叶片表皮微形态特征的比较研究

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西北植物学报 2024年

作者：尹丹丹苏上中国林业科学研究院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

[目的]探究山桐子叶片表皮微形态特征及其雌、雄株差异,为该种质资源的挖掘利用提供参考。[方法]利用扫描电镜,对40份山桐子(雌、雄株各半)叶片进行微形态观察,测定12个气孔相关性状,并分析样品间的异同。[结果](1)山桐子雌、雄株叶片... 详细信息

[目的]探究山桐子叶片表皮微形态特征及其雌、雄株差异,为该种质资源的挖掘利用提供参考。[方法]利用扫描电镜,对40份山桐子(雌、雄株各半)叶片进行微形态观察,测定12个气孔相关性状,并分析样品间的异同。[结果](1)山桐子雌、雄株叶片的表皮毛、细胞形态、气孔特征及蜡质式样相似,其下表皮密布的类锥形纤维体型蜡质纹饰,鲜见于其他植物类群。(2)山桐子雌株叶片的气孔大小(长度、宽度、面积及周长)及密度相关参数均略大于雄株;雄株叶片的气孔开口相关参数(孔隙宽度、开口面积及气孔开度)均略高于雌株;但所有差异均未达到统计学显著水平(P>0.05)。(3)多数气孔性状彼此显著相关,而气孔密度与其他性状关联较弱,可能受到相对独立的遗传调控。[结论]研究首次明确了山桐子叶片表皮的微形态特征,其类锥形纤维体型蜡质式样可作为种质评鉴的关键依据,其气孔性状参数可为童期种苗的性别判定提供重要参考。

关键词：山桐子表皮微形态蜡质气孔

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山桐子雌、雄株叶片表皮微形态特征比较

西北植物学报 2024年 1312-1320页

作者：尹丹丹苏上中国林业科学研究院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

【目的】探究山桐子叶片表皮微形态特征及其雌、雄株差异,为该种质资源的挖掘利用提供参考。【方法】利用扫描电镜对40份山桐子(雌、雄株各半)叶片进行微形态观察,测定12个气孔相关性状,并分析样品间的异同。【结果】(1)山桐子雌、雄株... 详细信息

【目的】探究山桐子叶片表皮微形态特征及其雌、雄株差异,为该种质资源的挖掘利用提供参考。【方法】利用扫描电镜对40份山桐子(雌、雄株各半)叶片进行微形态观察,测定12个气孔相关性状,并分析样品间的异同。【结果】(1)山桐子雌、雄株叶片的表皮毛、细胞形态、气孔特征及蜡质式样相似,其下表皮密布的类锥形纤维体型蜡质纹饰,鲜见于其他植物类群。(2)山桐子雌株叶片的气孔大小(长度、宽度、面积及周长)及密度相关参数均略大于雄株;雄株叶片的气孔开口相关参数(孔隙宽度、开口面积及气孔开度)均略高于雌株;但所有差异均未达到统计学显著水平(P>0.05)。(3)多数气孔性状彼此显著相关,而气孔密度与其他性状关联较弱,可能受到相对独立的遗传调控。【结论】研究明确了山桐子叶片表皮的微形态特征,其类锥形纤维体型蜡质式样可作为种质评鉴的关键依据,其气孔性状参数可为童期种苗的性别判定提供重要参考。

关键词：山桐子表皮微形态蜡质气孔

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秦岭3种优势栎树叶脉性状与生态因子的关系

应用生态学报 2024年第3期35卷 597-605页

作者：孙婧依黄睿智王奇赵倚霈杨绍微程向芬刘建锋中国林业科学研究院林业研究所林木资源高效生产全国重点实验室/国家林业和草原局林木培育重点实验室北京100091 中国林业科学研究院森林生态环境与自然保护研究所北京100091

本研究以秦岭地区东部的牛背梁自然保护区(亚热带湿润气候)和西部的桃花沟自然保护区(暖温带半湿润气候)2个生境中的3个优势种辽东栎、锐齿槲栎和栓皮栎为对象,研究一级叶脉宽度、二级叶脉宽度、细脉平均宽度、一级叶脉密度、细脉密度... 详细信息

本研究以秦岭地区东部的牛背梁自然保护区(亚热带湿润气候)和西部的桃花沟自然保护区(暖温带半湿润气候)2个生境中的3个优势种辽东栎、锐齿槲栎和栓皮栎为对象,研究一级叶脉宽度、二级叶脉宽度、细脉平均宽度、一级叶脉密度、细脉密度、网眼直径、网眼密度、细脉三维表面积和细脉体积9个叶脉性状的种间、种内差异,以及生物和非生物因子对叶脉性状的影响机制与调控路径。结果表明:树种对除细脉三维表面积外的8个叶脉性状均影响显著;生境对一级叶脉宽度、二级叶脉宽度、网眼直径、细脉密度和网眼密度影响显著;海拔对一级叶脉密度、细脉平均宽度、网眼直径、细脉密度和网眼密度影响显著。树种、生境和海拔的交互作用对一级叶脉密度、细脉三维表面积和细脉体积影响显著。辽东栎的一级叶脉宽度、细脉平均宽度、网眼密度、细脉三维表面积、细脉体积和一级叶脉密度在不同生境间存在显著差异,而锐齿槲栎和栓皮栎的二级叶脉宽度、网眼密度在不同生境间存在显著差异。叶脉性状受生物因子和非生物因子影响且其相对影响率不同:在生物因子中,叶柄长和叶片长宽比对叶脉性状的相对影响率最高;在非生物因子中,叶脉性状主要受气候和土壤因子的影响,且气候因子的影响高于土壤因子。生物因子对叶脉性状有直接影响,非生物因子(土壤和气候因子)则通过调控生物因子(叶片化学计量、叶片表型性状)间接影响叶脉性状。

关键词：叶脉性状生物因子非生物因子生境栎树

盐胁迫下东部黑核桃生理生化与营养器官结构的动态响应

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果树学报 2024年第2期41卷 294-313页

作者：唐佳莉姬新颖郑旭李敖张俊佩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】研究盐胁迫下东部黑核桃生理生化与解剖结构的动态响应,探索适应盐胁迫的变化机制。【方法】以东部黑核桃实生幼苗为材料进行42 d的盆栽试验,对4个盐分梯度(0、50、100、200 mmol·L^(-1))下的生理生化与营养器官解剖结构的动... 详细信息

【目的】研究盐胁迫下东部黑核桃生理生化与解剖结构的动态响应,探索适应盐胁迫的变化机制。【方法】以东部黑核桃实生幼苗为材料进行42 d的盆栽试验,对4个盐分梯度(0、50、100、200 mmol·L^(-1))下的生理生化与营养器官解剖结构的动态变化特征进行比较,通过相关性和主成分分析明确幼苗的耐盐评价指标。【结果】盐胁迫下,相对含水量呈下降趋势,丙二醛、脯氨酸、可溶性蛋白、可溶性糖、总黄酮、总多酚的含量以及超氧化物歧化酶、抗坏血酸过氧化物酶的活性总体上呈上升趋势;随着盐浓度和胁迫时间的增加,栅栏组织、根皮层、茎周皮、海绵组织、叶片的厚度呈先增加后降低的趋势;叶表皮、茎韧皮部、茎木质部、根周皮、根皮层的厚度,维管束、叶主脉、根的直径,组织结构疏松度,组织结构紧密度,栅海比,叶脉凸起度在不同的胁迫浓度和时间下呈不同的变化模式。盐胁迫下的解剖特征的主成分有差异,生理生化指标与解剖特征之间具有一定的相关性。【结论】东部黑核桃在盐胁迫下通过改变营养器官结构特征、提升渗透调节物质含量和抗活性氧物质活性等方式应对盐胁迫;栅海比、茎周皮、茎木质部、根粗可作为幼苗耐盐品种筛选的参考指标。

关键词：东部黑核桃盐胁迫营养器官解剖结构生理生化综合分析

柽柳属植物盐腺的扫描电镜制样方法比较及观察

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电子显微学报 2024年第3期43卷 354-361页

作者：尹丹丹王留强曹媛岳志强中国林业科学研究院林木遗传育种全国重点实验室北京100091 中国林业科学研究院林业研究所北京100091

为研究柽柳属(Tamarix)植物的盐腺特征,本研究首先采用CO_(2)临界点干燥法和冷冻扫描电镜(Cryo-SEM)制样法两种方法,分别对刚毛柽柳(T.hispida)组培苗和土培苗的叶片进行前处理,并在扫描电镜下观察比较盐腺的形态特征差异。结果发现,对... 详细信息

为研究柽柳属(Tamarix)植物的盐腺特征,本研究首先采用CO_(2)临界点干燥法和冷冻扫描电镜(Cryo-SEM)制样法两种方法,分别对刚毛柽柳(T.hispida)组培苗和土培苗的叶片进行前处理,并在扫描电镜下观察比较盐腺的形态特征差异。结果发现,对于幼嫩的组培苗,Cryo-SEM制样镜检效果好于CO_(2)临界点干燥制样,盐腺更少变形;对于肉质化的土培苗,CO_(2)临界点干燥制样效果更好,分辨率和衬度较好。接着本研究对10种柽柳土培苗叶片进行了常规干燥制样和扫描电镜观察,并统计了盐腺数量和面积,结果可见长穗柽柳(T.elongata)的盐腺数量和面积均为最高。本研究比较了两种制样法对观察柽柳盐腺形态的优劣且进一步研究了10种柽柳叶片的盐腺,为柽柳抗盐相关基础和应用研究提供一定的参考。

关键词：扫描电镜盐腺柽柳属制样方法

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盐胁迫对核桃幼苗解剖结构和营养元素的影响

生态学报 2024年

作者：唐佳莉姬新颖李敖郑旭张俊佩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

为揭示盐胁迫下不同核桃基因型的适应机制及耐盐性差异，筛选耐盐性较强的种资资源，本文研究了盐胁迫下3种不同基因型核桃幼苗叶、根解剖结构和营养元素的变化。以北加州黑核桃（J1）、杂种核桃‘中宁异’（J2）、‘新新2号’核桃（J3... 详细信息

为揭示盐胁迫下不同核桃基因型的适应机制及耐盐性差异，筛选耐盐性较强的种资资源，本文研究了盐胁迫下3种不同基因型核桃幼苗叶、根解剖结构和营养元素的变化。以北加州黑核桃（J1）、杂种核桃‘中宁异’（J2）、‘新新2号’核桃（J3）一年生实生幼苗为材料，在盆栽条件下进行NaCl胁迫（0、50、100、200 mmol/L），研究幼苗叶、根解剖结构和Na、K、Ca、Mg、Fe、Cu、Zn含量的变化及其吸收、运输和分配特征。结果表明：盐胁迫下，J1的叶片、上表皮、下表皮、栅栏组织和海绵组织的厚度、根维管束直径下降；J2的叶片、上表皮、下表皮、栅栏组织、海绵组织和皮层的厚度、栅海比、组织紧密度、维管束和导管的直径、皮层厚度占径比随盐浓度的增加呈先增加后降低趋势；盐处理下，J3的叶片、下表皮、栅栏组织的厚度、栅海比、皮层厚度占径比下降。随盐浓度的增加，Na含量呈上升趋势，在200 mmol/L下大幅度增加，J1、J2、J3叶中Na增幅为412.00%、130.05%、577.08%;K、Ca、Mg、Fe、Cu、Zn的吸收受到盐胁迫影响，K/Na、Ca/Na、Mg/Na降低，其中J2叶的K/Na、Mg/Na降幅最小，营养元素转运能力高于J1和J3。核桃幼苗通过加强根输导组织对K、Ca、Mg的选择性吸收和运输能力，维持叶片的基本结构与功能，从而抵御盐胁迫。主成分分析与隶属函数相结合得出耐盐强弱依次为杂种核桃‘中宁异’>‘新新2号’核桃>北加州黑核桃。

关键词：盐胁迫核桃解剖结构营养元素 K/Na

NaCl胁迫对魁核桃幼苗生理生化指标及矿质元素分布的影响

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植物生理学报 2024年第6期 1016-1026页

作者：姬新颖唐佳莉李敖郑旭张俊佩中国林业科学研究院林业研究所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

为筛选核桃耐盐砧木提供理论依据,对魁核桃(Juglans major)幼苗进行NaCl胁迫处理,测定处理后不同时间生理生化指标和矿质元素变化。结果表明:随着NaCl浓度的增加,幼苗各部分生物量、叶片相对含水量呈降低趋势,丙二醛含量有所增加;可溶... 详细信息

为筛选核桃耐盐砧木提供理论依据,对魁核桃(Juglans major)幼苗进行NaCl胁迫处理,测定处理后不同时间生理生化指标和矿质元素变化。结果表明:随着NaCl浓度的增加,幼苗各部分生物量、叶片相对含水量呈降低趋势,丙二醛含量有所增加;可溶性蛋白含量呈降低趋势,脯氨酸和可溶性糖大量积累;总酚、总黄酮及抗氧化酶活性均较对照有所增加;在促进脱落酸生成的同时抑制了生长素等的合成。盐胁迫下, Na在根部积累比较多,而K则更多的积累在叶片中,叶片和根部的K/Na比均显著降低;叶片和根中的Ca、Mg含量总体保持相对稳定,变化幅度不大,而Fe、Zn和Cu含量总体呈降低趋势。说明盐胁迫下魁核桃幼苗能够通过增加渗透调节物质含量、提高抗氧化酶活性、调节自身激素平衡、维持养分吸收能力等保护机制,缓解盐胁迫带来的伤害。

关键词：魁核桃 NaCl胁迫渗透调节抗氧化酶活性离子平衡内源激素