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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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日本落叶松内源GUS基因鉴定及其酶活性分析

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林业科学研究 2024年第6期37卷 86-92页

作者：叶查龙张陈谊杨玲孙晓梅李万峰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 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

[目的]研究日本落叶松内源β-葡糖苷酸酶(GUS)基因及其酶活性,分析GUS作为报告基因的可靠性。[方法]利用pCAMBIA1301载体上的GUS基因序列在日本落叶松参考基因组中进行比对,鉴定并克隆出日本落叶松GUS(LaGUS)基因。在NCBI利用blastp查... 详细信息

[目的]研究日本落叶松内源β-葡糖苷酸酶(GUS)基因及其酶活性,分析GUS作为报告基因的可靠性。[方法]利用pCAMBIA1301载体上的GUS基因序列在日本落叶松参考基因组中进行比对,鉴定并克隆出日本落叶松GUS(LaGUS)基因。在NCBI利用blastp查找其他物种中LaGUS的同源序列并构建进化树。利用已有的转录组数据和实时荧光定量PCR分析LaGUS基因在日本落叶松中的表达模式。利用组织化学的方法,以X-gluc作为GUS酶反应底物,检测日本落叶松体细胞胚胎发生过程中内源GUS的酶活性。[结果]在日本落叶松中鉴定到一个LaGUS基因,CDS长3435 bp,编码1144个氨基酸。25种植物中具有与LaGUS基因相似的序列。LaGUS基因的表达量在活动期高于休眠期,在体胚苗中高于在胚性愈伤组织和体细胞胚胎中。组织化学染色表明,日本落叶松胚性愈伤组织、体细胞胚胎和体胚苗在室温下染色6 d时均观察到蓝色,但体胚苗的染色程度高于胚性愈伤组织和体细胞胚胎。[结论]日本落叶松具有内源GUS活性,在基因工程中利用GUS作为报告基因可能存在一定干扰。

关键词：日本落叶松内源GUS 体细胞胚胎发生报告基因

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刚毛柽柳ThZFP3基因的克隆及表达特征分析

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植物生理学报 2022年第5期58卷 919-928页

作者：岳远志贾园园刘博雅李垚周天畅赵鑫王超东北林业大学林木遗传育种国家重点实验室哈尔滨150040

本研究基于刚毛柽柳转录组数据,克隆获得了一条CCCH型锌指蛋白的全长基因,并命名为ThZFP3。ThZFP3基因开放阅读框(ORF)全长1335 bp,编码444个氨基酸,编码蛋白的分子质量为48.49kDa,理论等电点为8.08。进化树分析结果表明,ThZFP3与川桑... 详细信息

本研究基于刚毛柽柳转录组数据,克隆获得了一条CCCH型锌指蛋白的全长基因,并命名为ThZFP3。ThZFP3基因开放阅读框(ORF)全长1335 bp,编码444个氨基酸,编码蛋白的分子质量为48.49kDa,理论等电点为8.08。进化树分析结果表明,ThZFP3与川桑和毛果杨ZFP的亲缘关系最近。亚细胞定位结果显示ThZFP3定位于细胞核中。在酵母中,全长ThZFP3没有转录激活活性,但在其羧基端(C端)具有转录激活活性,转录激活域位于C端的56个氨基酸区段。此外,实时荧光定量PCR分析结果显示,ThZFP3的表达受NaCl和PEG的诱导,表明ThZFP3可能参与了刚毛柽柳对盐和干旱胁迫的应答反应。以上研究结果为进一步研究ThZFP3在刚毛柽柳耐盐抗旱中的功能及作用机制提供了依据。

关键词：刚毛柽柳 CCCH锌指蛋白非生物胁迫转录激活表达分析

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欧洲白榆UlGLK基因克隆及组织表达特异性研究

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植物研究 2022年第5期42卷 848-854页

作者：白向东顾宸瑞张潇月姜静东北林业大学林木遗传育种国家重点实验室哈尔滨150040

GLK转录因子是GARP转录因子超家族成员,具有参与调控植物叶绿体发育、生物胁迫和非生物胁迫、植物衰老和激素信号转导等功能,该基因在叶色改良方面已成功应用于白桦(Betula platyphylla)及银中杨(Populus alba×***)等林木。为了探... 详细信息

GLK转录因子是GARP转录因子超家族成员,具有参与调控植物叶绿体发育、生物胁迫和非生物胁迫、植物衰老和激素信号转导等功能,该基因在叶色改良方面已成功应用于白桦(Betula platyphylla)及银中杨(Populus alba×***)等林木。为了探讨欧洲白榆(Ulmus laevis)UlGLK基因的功能,为后续白榆的分子设计育种提供参考,以欧洲白榆为研究材料,开展UlGLK基因克隆及序列分析,筛选qRT-PCR分析用的内参基因,分析UlGLK基因的组织表达特性。研究结果显示,UlGLK基因的cDNA长度为1353 bp,编码450个氨基酸,与大麻(Cannabis sativa)、川桑(Morus notabilis)的同源性高。以白榆根、茎和叶组织cDNA为模板,根据Ubiquitin、Actin、Tubulin基因在上述3种组织中的表达水平,确定ubiquitin基因可作为后续qRT-PCR分析内参基因。UlGLK基因的组织表达特性分析显示,该基因在叶片组织中表达量最高,在根和茎组织中表达量较低。研究结果为欧洲白榆后续分子设计育种提供参考。

关键词：欧洲白榆 UlGLK 表达特性

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白桦四倍体与二倍体杂交的亲本配合力分析

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林业科学 2023年第9期59卷 75-84页

作者：董琳琳张国成刘立辉计家宝白向东顾宸瑞姜静刘桂丰东北林业大学林木遗传育种国家重点实验室哈尔滨150040 永吉县国有林总场吉林132100 永吉县西阳苗圃吉林132100

【目的】基于白桦四倍体与二倍体杂交产生的子代(三倍体)测定分析结果,选出生长与材质性状兼优的杂交优势亲本及组合,为种子园的亲本选配提供理论依据。【方法】以白桦测交系交配设计获得的40个杂交组合10年生杂种试验林为研究对象,测... 详细信息

【目的】基于白桦四倍体与二倍体杂交产生的子代(三倍体)测定分析结果,选出生长与材质性状兼优的杂交优势亲本及组合,为种子园的亲本选配提供理论依据。【方法】以白桦测交系交配设计获得的40个杂交组合10年生杂种试验林为研究对象,测定各杂交组合的生长、材性和保存率等性状,利用SPSS22.0、WinNCⅡ等软件对各性状进行方差、配合力及效应值分析,采用隶属函数法并结合主成分分析综合评价各性状,选择杂交优势亲本及组合。【结果】1)不同亲本杂交组合间的生长、材性和保存率等性状方差分析显示(除木材密度和保存率性状外),7个性状的组合间方差、配合力方差均达显著或极显著水平;7个性状的变异系数在6.34%~55.29%之间,广义遗传力和狭义遗传力分别在38.83%~73.72%和22.23%~68.48%之间,其中部分性状家系间变异较大、遗传能力较强。2)树高、胸径、材积、木质素含量和纤维长宽比5个性状的一般配合力(GCA)效应以及特殊配合力(SCA)效应差异均达显著或极显著水平。双亲的加性效应对胸径、材积等生长性状以及纤维素、半纤维素、纤维长宽比等材质性状具有明显影响,母本的加性效应远大于父本,且占主导地位,各性状中母本的方差分量在43.11%~94.15%之间,父本在0~4.86%之间。由特殊配合力效应分析发现,SCA仅对木质素含量和树高的控制较强,分别为52.03%和44.55%。3)根据亲本及杂交组合间各性状配合力效应值,采用隶属函数并结合主成分分析对各亲本及组合进行综合评价发现,父本F4、F7和F10为优异父本,Q19和Q103为生长或木材纤维性状的优异母本,其中Q103的材积遗传增益达8.60%。选择Q33×F1、Q103×F10、Q13×F12和Q19×F11为生长或纤维性状的优异杂交组合,其中Q33×F1和Q103×F10组合的材积遗传增益分别为16.33%和15.62%。【结论】白桦母本加性效应为本研究性状表现的主要贡献者;依据白桦三倍体家系生长、材性的各配合力效应值,最终选出优异父本3个(F4、F7和F10)、母本2个(Q19和Q103),优良杂交组合4个(Q33×F1、Q103×F10、Q13×F12和Q19×F11)。

关键词：白桦三倍体测交系交配设计配合力分析

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刚毛柽柳ThGRF2基因的克隆和渗透胁迫应答分析

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植物研究 2022年第6期42卷 1044-1051页

作者：吴静王媛媛王丹妮刘百超刘中原东北林业大学林木遗传育种国家重点实验室哈尔滨150040

14-3-3蛋白通常也称为通用调节因子(general regulatory factors,GRF),是一类丝氨酸和苏氨酸磷酸化结合蛋白,通过与其他转录因子或信号蛋白相互作用参与调节细胞内基础代谢、信号传导、参与植物生长发育以及环境胁迫应答等一系列生理过... 详细信息

14-3-3蛋白通常也称为通用调节因子(general regulatory factors,GRF),是一类丝氨酸和苏氨酸磷酸化结合蛋白,通过与其他转录因子或信号蛋白相互作用参与调节细胞内基础代谢、信号传导、参与植物生长发育以及环境胁迫应答等一系列生理过程。本研究从刚毛柽柳干旱转录组中克隆获得一条干旱胁迫差异表达的ThGRF2基因。ThGRF2基因CDS片段全长为786 bp,编码261个氨基酸。相对分子质量为29.40 kDa,理论等电点(pI)为4.76。将ThGRF2基因构建到pROK2过表达载体上,瞬时转化刚毛柽柳,渗透胁迫前后生理指标结果显示,渗透胁迫后ThGRF2过表达提高了转基因柽柳的叶绿素含量、SOD和POD活性,降低了丙二醛(MDA)含量、电导率(EL)和失水率,表明ThGRF2基因在刚毛柽柳渗透胁迫应答中起重要作用。为进一步探究刚毛柽柳ThGRF2基因的非生物胁迫耐受性功能奠定基础。

关键词：刚毛柽柳 14-3-3蛋白渗透胁迫生理指标

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白桦BpPIN3基因启动子序列及应答特性分析

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植物研究 2022年第4期42卷 592-601页

作者：陈坤方功桂穆怀志姜静东北林业大学林木遗传育种国家重点实验室哈尔滨150040

PIN蛋白家族作为植物中重要的生长素外排载体家族,在植物生长和发育过程中表现出广泛的生理效应。为了进一步了解Bp PIN3的功能,探究其在白桦(Betula platyphylla)发育过程中及其对不同激素信号和非生物胁迫的响应,采用生物信息学方法... 详细信息

PIN蛋白家族作为植物中重要的生长素外排载体家族,在植物生长和发育过程中表现出广泛的生理效应。为了进一步了解Bp PIN3的功能,探究其在白桦(Betula platyphylla)发育过程中及其对不同激素信号和非生物胁迫的响应,采用生物信息学方法分析白桦Bp PIN3启动子序列。以1年生和2年生白桦无性系苗木的根、茎、叶和顶芽为材料进行组织部位表达模式分析。以白桦幼苗为材料,用100μmol·L;生长素(IAA)、100μmol·L;赤霉素(GA;)、200μmol·L;脱落酸(ABA)和长光照条件下分别进行激素诱导和光胁迫处理,并取激素处理后0、2、4、8、16、24、48 h以及光胁迫后0、1、3、6,12、24、48、72 h时的白桦叶片和根提取RNA,利用q RT-PCR技术分析Bp PIN3基因的表达情况。结果显示:Bp PIN3启动子序列包含赤霉素、脱落酸、茉莉酸甲酯等不同类型的生长素响应元件,以及多个与逆境相关的顺式调控元件。Bp PIN3在不同生长年份白桦的多个组织部位都有表达,尤其在叶片中表达量较高,并且所有组织部位中Bp PIN3第二年的表达量均高于第一年。Bp PIN3基因在不同处理条件下,不同部位间的相对表达量的变化存在一定差异,IAA及GA能够诱导白桦叶片组织细胞中的Bp PIN3上调表达;而在ABA处理下除16、48 h外,Bp PIN3基因表现出与IAA处理下相反的表达模式。在根组织中,IAA、GA;及ABA均能诱导Bp PIN3的表达。在叶片组织中,遮光胁迫诱导了Bp PIN3基因的表达;在根组织中,随着处理时间的推移,12 h开始Bp PIN3基因的相对表达量均显著高于对照(0 h)。根据试验结果,推测Bp PIN3基因在白桦生长发育过程,以及IAA、GA;和ABA信号转导途径和植物光响应过程中发挥重要调控作用。

关键词：白桦 BpPIN3基因植物激素光响应

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白桦BpWOX基因家族鉴定与表达分析

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分子植物育种 2023年

作者：程大伟王晗慧孙泽新于耸郑志民东北林业大学林学院林木遗传育种国家重点实验室

WOX (WUSCHEL-related Homeobox)家族是植物独特转录因子家族，在调节植物生长发育和响应逆境胁迫中起到关键性作用。为了了解先锋树种白桦(Betula platyphylla Suk)WOX家族的功能，本研究中我们在中华白桦全基因组中鉴定其家族成员，... 详细信息

WOX (WUSCHEL-related Homeobox)家族是植物独特转录因子家族，在调节植物生长发育和响应逆境胁迫中起到关键性作用。为了了解先锋树种白桦(Betula platyphylla Suk)WOX家族的功能，本研究中我们在中华白桦全基因组中鉴定其家族成员，并对理化性质、蛋白质结构、系统进化、染色体定位、基因结构、基因基序、启动子顺式作用元件和表达进行分析。结果表明：白桦中有9个WOX基因家族成员，相对均匀的分布在8个染色体上。系统发育分析表明9个WOX蛋白分为三个亚型分支，包括现代支/WUS支、中间支和古支，均包含高度保守的同源异型结构域。同时对启动子区域的顺式作用元件预测分析表明BpWOX基因启动子具有丰富的光反应、激素以及逆境反应元件。BpWOX基因RT-PCR分析表明，BpWOX9和BpWUS1在愈伤中特异性表达，BpWOX11在根和叶中表达量高于茎和愈伤。本研究为深入挖掘BpWOX基因在白桦中生长发育和逆境响应提供理论基础和研究方向。

关键词： WOX转录因子家族转录因子生物信息学分析组织特异性表达

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疏伐强度对红皮云杉人工林林木生长和林分蓄积的影响

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西北林学院学报 2023年第4期38卷 207-213页

作者：杨蕾赵彩鸿邢鸿林杨玲沈海龙东北林业大学林学院林木遗传育种国家重点实验室黑龙江哈尔滨150040

以黑龙江省佳木斯市孟家岗林场红皮云杉中龄人工纯林为研究对象,2017年在6种疏伐强度下设立固定样地,连续3 a调查及计算不同疏伐强度处理后的林木生长情况和林分蓄积情况。结果表明,随着疏伐强度增大,树高和活枝下高呈先增后减的趋势,... 详细信息

以黑龙江省佳木斯市孟家岗林场红皮云杉中龄人工纯林为研究对象,2017年在6种疏伐强度下设立固定样地,连续3 a调查及计算不同疏伐强度处理后的林木生长情况和林分蓄积情况。结果表明,随着疏伐强度增大,树高和活枝下高呈先增后减的趋势,胸径逐渐增大,冠幅呈增大趋势;平均立木材积逐渐增大,单位面积蓄积量呈先增后减趋势,大径材比例、大径材平均立木材积和大径材单位面积蓄积量呈增大趋势。较大强度(50%疏伐强度)的疏伐更适于红皮云杉中龄人工林培育大径材,疏伐处理3 a(2020年生长季末)后,与对照相比,其胸径增长21.85%,东西冠幅和南北冠幅分别增长18.22%和17.18%,平均立木材积增长66.81%,大径材比例增加51.39%,大径材平均立木材积增长22.04%,均优于其余强度;综合3 a数据可知,其树高、冠幅、平均立木材积年增量更大,胸径和平均立木材积的年均增长量最大。通过分析不同疏伐强度处理后的林木生长差异,为建立适宜的红皮云杉林分密度调控技术提供理论依据,为培育红皮云杉大径材提供参考。

关键词：红皮云杉人工林疏伐强度林木生长林分蓄积量

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山新杨LTP家族基因生物信息学及表达模式分析

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植物研究 2022年第2期42卷 211-223页

作者：孙乾吴宇航张雅譞曹竞丹石晶静王超东北林业大学林木遗传育种国家重点实验室哈尔滨150040 东北林业大学林学院哈尔滨150040

以山新杨(Populus davidiana×*** ***)LTP家族基因为研究对象,初步分析该家族基因的序列特征和表达模式,筛选材性和抗性相关PdbLTP基因,为LTP基因的分子调控机制研究及林木遗传改良提供候选基因。通过蛋白性质分析、多序列比对分... 详细信息

以山新杨(Populus davidiana×*** ***)LTP家族基因为研究对象,初步分析该家族基因的序列特征和表达模式,筛选材性和抗性相关PdbLTP基因,为LTP基因的分子调控机制研究及林木遗传改良提供候选基因。通过蛋白性质分析、多序列比对分析、进化树分析初步分析LTP家族基因的序列特征。利用荧光定量PCR(qRT-PCR)分析重力、NaCl及PEG胁迫处理下山新杨LTP家族基因的表达模式。查找获得8条PdbLTP基因序列,2条亚家族PdbGLTP基因序列。CDS序列长度在294~396 bp。LTP家族蛋白为疏水性蛋白且具有8个半胱氨酸的保守结构。qRT-PCR结果显示,PdbLTP1、PdbLTP3、PdbLTP5、PdbLTP7基因在应拉木中表达上调;PdbLTP1、PdbLTP2、PdbLTP3、PdbLTP5基因在茎中表达量最高;除PdbLTP5外,其它基因均受盐胁迫诱导;PdbLTP1、PdbLTP2、PdbLTP3、和PdbLTP5受干旱胁迫诱导。PdbLTP基因家族成员在调控山新杨木质部发育和抵抗非生物胁迫中发挥作用。

关键词：山新杨 LTP家族生物信息学表达模式分析

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