检索结果-内蒙古大学图书馆

林业科学 2017年第3期53卷 33-39页

作者：周厚君魏凯莉江成赵岩秋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】生长调节因子(GRFs)是一类植物特有的转录因子,调控植物生长发育的多个生物学过程。研究杨树组织和器官发育中GRFs的作用,尤其是对不定根形成的调控,不仅可以丰富根发育的理论,而且对于杨树的扦插繁殖具有实际应用价值。【方法... 详细信息

【目的】生长调节因子(GRFs)是一类植物特有的转录因子,调控植物生长发育的多个生物学过程。研究杨树组织和器官发育中GRFs的作用,尤其是对不定根形成的调控,不仅可以丰富根发育的理论,而且对于杨树的扦插繁殖具有实际应用价值。【方法】从银腺杨84K中分离了PtGRF1/2d基因和其启动子,通过对其miR396靶位点核苷酸进行同义突变,获得不受miR396调控的突变形式的mPtGRF1/2d,并将启动子和该突变形式分别构建至含有GUS报告基因的植物表达载体和过量表达载体,通过遗传转化分别获得PPtGRF1/2d∷GUS启动子驱动GUS转基因杨树和mPtGRF1/2d过表达转基因杨树。通过GUS染色分析PtGRF1/2d杨树启动子的表达特性,并对过表达mPtGRF1/2d杨树不定根的发生时间、数目和长度进行统计,利用qRT-PCR分析不定根发育早期相关转录因子的表达。【结果】PtGRF1/2d主要在根的中柱鞘和根尖位置表达,说明其参与了根的形成;过量表达mPtGRF1/2d基因影响了杨树不定根的发生、发育,导致了不定根发生延迟、数目和长度均减少,且差异均达到显著水平或极显著水平,表明PtGRF1/2d对不定根的发生和发育具有负调控作用。qRT-PCR分析显示,过表达mPtGRF1/2d杨树的不定根发育相关基因PtSCR,Pt AIL9,Pt BBM2,Pt PLT1.2和Pt WOX11b的表达量均被下调,表明PtGRF1/2d的过量表达抑制了根原基发生和不定根发育相关的关键调控因子的表达,影响了根原基的发生和不定根的形成,导致不定根数目和长度的变化,最终影响了杨树的生长。【结论】PtGRF1/2d作为不定根形成的负调控因子,位于不定根调控途径的上游,通过下调促进不定根形成的相关转录因子的表达来抑制根原基形成和不定根发育,导致不定根发生延迟、数目和长度减少。

关键词： PtGRFl/2d 银腺杨84K 过量表达不定根负调控

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土壤重金属污染的生物修复研究进展

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林业科学 2017年第5期53卷 146-155页

作者：刘少文焦如珍董玉红刘彩霞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局林木培育重点实验室北京100091

近些年,土壤重金属污染日益严重,已对人类健康和社会发展造成严重威胁。同时,土壤污染修复技术也飞速发展,尤其是生物修复技术的发展,为重金属污染修复提供了更为高效、绿色的手段。本文对生物修复特点、发展历程、植物修复和微生物修... 详细信息

近些年,土壤重金属污染日益严重,已对人类健康和社会发展造成严重威胁。同时,土壤污染修复技术也飞速发展,尤其是生物修复技术的发展,为重金属污染修复提供了更为高效、绿色的手段。本文对生物修复特点、发展历程、植物修复和微生物修复的研究进展进行综述,期望能对土壤重金属污染生物修复的研究提供参考。近些年来,生物修复领域引进了系统生物学、宏基因组学、转基因技术等方法,用整体的、系统的眼光看待生物修复过程,以此解决生物修复技术在不同环境条件下效果不稳定等问题,这对其产生了意义深远的影响。在植物修复方面,研究集中在利用转基因植物修复污染、利用细胞工程技术强化植物修复和发展农作物类超积累植物等方面。微生物修复的研究重点在于微生物的筛选改造以及植物-微生物联合修复。生物修复的发展面临诸多问题,首先,现阶段的研究主要集中在实验室和小规模样地阶段,大规模环境修复的案例还很少,有些修复手段虽然在实验室取得较好效果,可一旦应用于工程实际,因外部环境变的复杂且不可控,就会出现一系列的问题,其次,单纯的生物手段很难修复重度重金属污染土壤,因为生物修复的基础是生命的新陈代谢活动,每种生物对重金属都有一定的耐受范围,超出范围,生物修复的效果就会大打折扣;最后,生物修复效果的不稳定问题也是其难以大规模应用的重要原因。对于以上问题的解决可以从以下5方面入手:1)培养、选育超积累植物,筛选更加适合的微生物作为生物材料进行环境修复植物和微生物的筛选和培育是生物修复技术的基础,生命宝库巨大且神秘,需要研究人员的不懈探索;2)利用现代生物技术对生物材料进行改造,如转基因技术、细胞融合技术、细胞杂交技术和生物诱变技术等因为自然的植物和微生物在应用于重金属修复时存在诸多劣势,需利用现代生物技术对其进行改造,以提高其对环境的耐受性和修复效率;3)将生物修复重金属污染作为一个系统进行研究,通过基因组学、蛋白质组学的研究,了解系统中生命的代谢途径和调控机制,运用系统生物学和生物信息学的方法,整体把握整个生物修复过程,提高生物修复效果的稳定性;4)新技术、方法的应用现阶段在土壤修复领域的新技术、新方法不断涌现,如环保新材料沸石等土壤调理剂的应用可有效改善土壤性质,提高植物和微生物的修复效率,增强生物对污染物的抗性,生物修复的知识体系应不断吸收新的技术方法,使之更加高效、完善;5)发展联合修复方式任何一种修复手段都有其优势和劣势,单一的修复方式往往很难达到效果,在实际修复过程中应取长补短,综合运用各种修复技术和手段。对于生物修复来说,超积累植物、功能微生物、物理化学环保新材料的综合应用是未来发展的主要方向和目标。现有的土壤重金属钝化、固定化技术只是将重金属暂时封存,很容易造成二次污染,难以达到彻底修复的目的。因此发展能彻底将重金属从土壤中移除或清除的技术才是未来研究方向。

关键词：土壤重金属生物修复植物修复微生物修复研究进展

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干旱胁迫对转JERF36银中杨苗木叶片解剖结构及光合特性的影响

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林业科学 2017年第5期53卷 8-15页

作者：黄绢陈存张伟溪丁昌俊苏晓华黄秦军林木遗传育种国家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】以转JERF36银中杨(ABJ01)和非转基因银中杨(9#)为试验材料,开展干旱胁迫对2个株系苗高生长、叶片形态解剖结构、光合特性的影响研究,以期为转基因杨树的抗旱性评价提供参考,并为转基因杨树的推广应用提供科学依据。【方法】于2... 详细信息

【目的】以转JERF36银中杨(ABJ01)和非转基因银中杨(9#)为试验材料,开展干旱胁迫对2个株系苗高生长、叶片形态解剖结构、光合特性的影响研究,以期为转基因杨树的抗旱性评价提供参考,并为转基因杨树的推广应用提供科学依据。【方法】于2015年6月底,苗高约45 cm时,选取生长一致的苗木进行土壤干旱胁迫试验。胁迫程度分为3个梯度:正常供水、中度胁迫、重度胁迫,土壤含水量分别控制在田间持水量的60%~80%,40%~60%,20%~40%,胁迫时间为30天。【结果】干旱胁迫下,2个株系的苗高生长均受到抑制,随着胁迫程度的加剧,受抑制程度增大,但ABJ01受抑制程度较低,重度胁迫下其苗高显著高于9#。叶片形态数据显示,与正常供水相比,干旱胁迫处理后,2个株系的单叶面积显著降低,说明干旱胁迫抑制杨树叶片生长;中度、重度胁迫下9#的单叶面积均显著低于ABJ01,表明ABJ01叶片生长受抑制程度低。叶片解剖结构数据显示,ABJ01和9#的叶表皮细胞生长和叶肉细胞生长均受干旱胁迫的抑制,但ABJ01受抑制程度较低。中度胁迫下,ABJ01的叶片上、下表皮厚度分别比9#显著高出5.55%和4.70%,栅栏组织厚度比9#显著高出6.17%,海绵组织厚度和叶片组织疏松度(SR)则分别比9#显著降低12.35%和12.38%;重度胁迫下ABJ01的叶片上、下表皮厚度分别比9#显著高出16.27%和10.58%,海绵组织厚度和SR则分别比9#显著降低11.71%和11.58%。ABJ01具有更发达的栅栏组织和相对少的海绵组织,这有助于CO2向光合场所的传导,维持叶片较高的净光合速率(Pn),以适应干旱胁迫条件。光合生理数据显示,干旱胁迫下,ABJ01的Pn显著高于非转基因株系9#(10.50%~18.97%),说明干旱胁迫下ABJ01具有更强的光合能力。正常供水下,2个株系的气孔导度(Gs)、最大光化学效率(F_v/F_m)差异不显著,干旱胁迫下转基因株系ABJ01的Gs、F_v/F_m下降幅度比非转基因株系9#小,说明ABJ01受干旱胁迫影响程度较低;ABJ01的蒸腾速率(Tr)小于9#,表明ABJ01在干旱胁迫下具有更强的保水能力。ABJ01的叶片叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量较9#高,F_v/F_m值较9#高,说明转基因株系维持叶绿素含量稳定的能力较强且光系统受损伤程度小。【结论】外源基因JERF36可能通过影响叶片结构发育提高转基因银中杨在干旱胁迫下的气体交换能力和保水能力,从而增强转基因银中杨的抗旱能力。

关键词：干旱胁迫转基因杨树叶片解剖结构光合特性

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不同生态气候区核桃坚果品质比较

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中国农学通报 2019年第28期35卷 70-74页

作者：肖之炎黄瑞敏王其竹李爱华常昌富徐永杰武汉市林业工作站武汉430023 中国林业科学研究院林业研究所/国家林业局林木遗传育种重点实验室北京100091 保康县核桃技术推广中心湖北保康441600 湖北省林业科学研究院武汉430075

为核桃跨生态气候区引种栽培提供技术参考,以产于亚热带生态气候区湖北保康县和暖温带生态气候区河北临城县早实核桃‘香玲’和晚实核桃‘清香’坚果为试材,采用连续2年的平均数据比较分析它们的坚果表型数量性状、脂肪酸和氨基酸组分... 详细信息

为核桃跨生态气候区引种栽培提供技术参考,以产于亚热带生态气候区湖北保康县和暖温带生态气候区河北临城县早实核桃‘香玲’和晚实核桃‘清香’坚果为试材,采用连续2年的平均数据比较分析它们的坚果表型数量性状、脂肪酸和氨基酸组分和含量及脂肪酸和氨基酸均衡性。结果表明:同一品种在2个生态气候区表现出各自的优势:地处亚热带地区的早实核桃‘香玲’脂肪酸含量丰富(67.4%),脂肪酸(ω-6PUFA/ω-3 PUFA=8.06)、氨基酸均衡性好(SRC=68.18),晚实核桃‘清香’坚果重(单果重14.27 g)、出仁率高(53.18%)、氨基酸均衡性好(SRC=70.45);地处暖温带地区的早实核桃‘香玲’坚果重(单果重12.83 g)、出仁率高(66.53%)、氨基酸总量(21.84 g/100 g)、必需氨基酸含量(5.91 g/100 g)丰富,晚实核桃‘清香’则脂肪酸含量丰富(72.41%)且均衡性好(ω-6PUFA/ω-3 PUFA=5.77)。说明不同品种类型的核桃坚果品质受生态气候区气候、果园土壤等环境因素影响存在差异。

关键词：核桃生态气候区坚果品质脂肪酸氨基酸

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绿色木霉和草酸青霉对Hg^(2+)、Zn^(2+)、Cu^(2+)和Pb^(2+)的耐性和吸附特征

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林业科学 2017年第10期53卷 100-108页

作者：刘少文焦如珍董玉红刘彩霞孙岩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局林木培育重点实验室北京100091

【目的】通过对已筛选出的耐较高浓度重金属的绿色木霉和草酸青霉菌株进行Hg^(2+)、Zn^(2+)、Cu^(2+)和Pb^(2+)耐受性和吸附性试验,为其应用于土壤修复提供科学参考。【方法】通过测定重金属离子对菌株的生长抑制率和半致死浓度(EC_(50)... 详细信息

【目的】通过对已筛选出的耐较高浓度重金属的绿色木霉和草酸青霉菌株进行Hg^(2+)、Zn^(2+)、Cu^(2+)和Pb^(2+)耐受性和吸附性试验,为其应用于土壤修复提供科学参考。【方法】通过测定重金属离子对菌株的生长抑制率和半致死浓度(EC_(50))评价真菌重金属耐性;将一定质量的菌丝球添加到已知浓度的重金属离子溶液中,测试菌株对重金属的吸附速率和吸附量,并对吸附过程进行函数拟合,分析其重金属吸附特征。【结果】2株菌株生物量随重金属浓度增加而降低,其过程分2个阶段,在金属离子浓度较低(0~200 mg·L^(-1))时,生物量下降不明显或略有上升,当重金属离子浓度大于某个临界值(400 mg·L^(-1)左右)时,生物量下降迅速;Hg^(2+)、Zn^(2+)、Cu^(2+)和Pb^(2+)对菌株lys2015f1的EC_(50)值分别是158.07、464.02、229.33和209.59 mg·L^(-1),对菌株lys2015f5的EC_(50)值分别是580.47、572.88、231.85、2 284.01 mg·L^(-1),因此,菌株lys2015f1对重金属耐受程度为Zn^(2+)>Cu^(2+)>Pb^(2+)>Hg^(2+),菌株lys2015f5对重金属耐受程度为Pb^(2+)>Hg^(2+)>Zn^(2+)>Cu^(2+)。菌株的吸附过程更加拟合准二级吸附动力学模型,由模型速率常数k_2可知,2株菌株吸附重金属速率排序变化一致,均为Pb^(2+)>Hg^(2+)>Cu^(2+)>Zn^(2+),菌株lys2015f1通过模型得到的理论Hg^(2+)、Zn^(2+)、Cu^(2+)和Pb^(2+)最大吸附量分别是37.12、14.63、16.62和107.31 mg·g^(-1),菌株lys2015f5理论最大吸附量47.12、16.50、25.78和201.22 mg·g^(-1);吸附的限速步骤是由化学反应控制的,在同等条件下,2株菌株对4种重金属吸附速率排序均为Hg^(2+)>Cu^(2+)>Zn^(2+)>Pb^(2+)。【结论】绿色木霉和草酸青霉菌株具有较高的重金属耐性和较好的吸附性,现有研究也表明其在生物防治、植物促生、土壤有机物降解等方面具有较好效果,因此2株菌株具有较好的重金属修复应用潜力。

关键词：绿色木霉草酸青霉重金属耐性生物吸附

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毛白杨PtoWOX11/12a对杨树扦插苗生长发育的影响

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林业科学 2017年第11期53卷 69-76页

作者：李真王留强卢孟柱林木遗传育种国家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】WOX转录因子家族是一类植物特有的转录因子家族,在植物胚胎建成、干细胞分裂和分化的维持以及器官的形成过程中发挥重要调控作用。本研究分析毛白杨Pto WOX11/12a基因对转基因84K杨叶形、茎等生长发育的影响,分析毛白杨不定根... 详细信息

【目的】WOX转录因子家族是一类植物特有的转录因子家族,在植物胚胎建成、干细胞分裂和分化的维持以及器官的形成过程中发挥重要调控作用。本研究分析毛白杨Pto WOX11/12a基因对转基因84K杨叶形、茎等生长发育的影响,分析毛白杨不定根诱导过程中及过表达和抑制表达Pto WOX11/12a转基因84K杨中Pto WOX11/12a基因、生长素合成基因YUCCA1和YUCCA8的表达模式,为深入研究WOX基因对植物生长发育的调控机制提供参考。【方法】对在温室生长1~3个月的过表达和抑制表达Pto WOX11/12a转基因以及非转基因84K杨(对照)的叶形、株高和地径进行比较;通过组织切片对转基因和非转基因84K杨的第5、9和13节间的解剖学特征进行分析,并对各节间的形成层和木质部宽度进行比较;利用实时荧光定量PCR(q PCR)技术,分析Pto WOX11/12a、生长素合成基因YUCCA1和YUCCA8在毛白杨不定根产生过程中及在过表达和抑制表达Pto WOX11/12a转基因84K杨中的表达模式。【结果】在叶形上,过表达Pto WOX11/12a转基因84K杨叶片长度与非转基因84K杨(对照)没有显著差异,但是宽度显著大于对照;抑制表达Pto WOX11/12a转基因84K杨的叶长和叶宽都明显小于对照,且叶边缘呈现锯齿状缺刻。在植株的株高和地径方面,过表达和抑制表达Pto WOX11/12a转基因84K杨的株高和地径都明显低于对照,且存在显著差异;茎解剖分析发现,过表达Pto WOX11/12a转基因84K杨木质部宽度小于对照,形成层细胞层数多,而抑制表达Pto WOX11/12a转基因84K杨木质部宽度同样小于对照,但与过表达植株相比,木质部宽度相对变大,形成层细胞层数变少。q PCR结果显示Pto WOX11/12a基因在毛白杨不定根产生过程中被诱导并持续表达,而生长素合成基因YUCCA1和YUCCA8在诱导培养3天后表达量才迅速增加,但在过表达Pto WOX11/12a转基因植株中表达量升高,在抑制表达植株中表达量降低。【结论】Pto WOX11/12a基因的过表达或者抑制表达都影响了转基因84K杨叶的发育、茎的高生长和径向生长(次生木质部发育);Pto WOX11/12a基因在杨树不定根形成和生长过程中发挥作用涉及到生长素合成基因YUCCA1和YUCCA8的参与。在生根过程中,Pto WOX11/12a基因和生长素合成基因YUCCA1及YUCCA8在表达时间上存在时间间隔。高水平的Pto WOX11/12a抑制了生长素合成相关基因的表达,导致过表达Pto WOX11/12a转基因84K杨由于更容易形成分生组织,促进了根原基的形成,产生比较多的不定根。在不定根生长过程中,YUCCA1及YUCCA8基因上调表达,可促进生长素合成和根部分生组织细胞的分裂;在茎中,二者上调表达促使过表达Pto WOX11/12a转基因84K杨形成层活动的增强,继而影响木质部的分化,木质部变窄。

关键词：杨树 PtoWOX11/12a 基因表达实时荧光定量PCR 不定根形成层

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外源激素对蝴蝶兰花发育的影响

外源激素对蝴蝶兰花发育的影响

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2020年中国观赏园艺学术研讨会

作者：张英杰高寿利李奥刘民晓刘学庆孙纪霞郭文姣张京伟吕英民花卉种质创新与分子育种北京市重点实验室国家花卉工程技术研究中心城乡生态环境北京实验室园林环境教育部工程研究中心林木花卉遗传育种教育部重点实验室园林学院北京林业大学北京 100083 山东青岛市李沧园林绿化工程有限公司青岛 266000 中国林业科学研究院北京 100091 山东省烟台市农业科学研究院烟台 265500 花卉种质创新与分子育种北京市重点实验室国家花卉工程技术研究中心城乡生态环境北京实验室园林环境教育部工程研究中心林木花卉遗传育种教育部重点实验室园林学院北京林业大学北京 100083

为研究6-苄氨基腺嘌呤(6-BA)以及赤霉素(GA3)对不同品种蝴蝶兰花发育的影响,以3个多梗品种'双霞''富乐夕阳'和'金橘',1个单梗品种'大辣椒'为试材,花前喷施不同浓度外源激素后统计花梗生长情况、花梗数... 详细信息

为研究6-苄氨基腺嘌呤(6-BA)以及赤霉素(GA3)对不同品种蝴蝶兰花发育的影响,以3个多梗品种'双霞''富乐夕阳'和'金橘',1个单梗品种'大辣椒'为试材,花前喷施不同浓度外源激素后统计花梗生长情况、花梗数量和花期,研究发现,GA3可显著加快植株花梗的伸长.GA3可使不同品种的蝴蝶兰提前开花,在一定浓度范围内,GA3的浓度越高开花时间越早.但施用GA3会导致花期缩短、花芽和花瓣畸变的现象.不同浓度的6-BA均明显提高了 3个多梗蝴蝶兰品种的双梗率,其中'金橘'和'双霞'的最适浓度为100mg/L,而'富乐夕阳'的最适浓度为200mg/L,但其对单梗蝴蝶兰'大辣椒'作用不明显.本研究完善了外源激素对蝴蝶兰花期的调控技术,为蝴蝶兰生产栽培提供理论依据与科学指导.

关键词：蝴蝶兰外源激素花发育 6-BA GA3

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杨树PtROP家族基因的表达分析与功能预测

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林业科学研究 2017年第1期30卷 1-9页

作者：李煜张进王丽娟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 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]为探究ROP基因在林木中的功能。[方法]本研究以杨树为模式,在全基因组水平上对ROP基因的家族成员、基因结构、保守结构域、氨基酸序列相似性及表达模式进行了分析。[结果]显示,杨树PtROP基因家族包含13个成员,不同成员间在进化上... 详细信息

[目的]为探究ROP基因在林木中的功能。[方法]本研究以杨树为模式,在全基因组水平上对ROP基因的家族成员、基因结构、保守结构域、氨基酸序列相似性及表达模式进行了分析。[结果]显示,杨树PtROP基因家族包含13个成员,不同成员间在进化上相对保守,均存在与GTP结合与水解相关的结构域。这些基因在不同组织、不同胁迫条件下的表达具有明显差异,说明它们参与不同的生物学过程。通过构建功能基因网络(functional gene network for poplar)发现PtROP基因主要参与了信号转导过程。[结论]杨树PtROP基因家族包含13个成员参与不同的生物学过程,可能主要参与了信号转导过程。

关键词：杨树 ROP 基因家族基因表达模式

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中间锦鸡儿CiDR1的克隆及干旱胁迫下的表达分析

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林业科学研究 2017年第2期30卷 238-244页

作者：武苾菲李万峰徐海燕张立峰齐力旺韩素英林木遗传育种国家重点实验室中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所北京100091 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国家林业局林木培育重点实验室北京100091

[目的]研究并了解中间锦鸡儿CiDR1基因功能及其对干旱胁迫的响应,为抗性育种提供候选基因。[方法]通过RACE技术从中间锦鸡儿中克隆CiDR1基因的c DNA全长,利用生物信息学分析软件对其基因结构及功能进行分析和预测。再通过qRT-PCR技术对... 详细信息

[目的]研究并了解中间锦鸡儿CiDR1基因功能及其对干旱胁迫的响应,为抗性育种提供候选基因。[方法]通过RACE技术从中间锦鸡儿中克隆CiDR1基因的c DNA全长,利用生物信息学分析软件对其基因结构及功能进行分析和预测。再通过qRT-PCR技术对干旱胁迫后的幼苗中的CiDR1表达模式进行研究。[结果]从中间锦鸡儿中克隆到CiDR1基因的c DNA全长共计4 297 bp,Gen Bank登录号为KP277100。生物信息学分析表明,预测的CiDR1蛋白序列中含有1 243个氨基酸残基,具有抗病基因特征结构域TIR、NB-ARC、LRR等,其等电点为6.35,不稳定指数为42.91,不具备信号肽,为非分泌蛋白,定位于细胞质中。定量PCR检测发现,CiDR1基因在幼年期的茎中表达量较低,在成年期的叶片中表达量较高;在干旱胁迫处理后的幼苗中,CiDR1表达水平有明显下降,表明该基因的表达受干旱抑制,可能与中间锦鸡儿适应干旱相关。[结论]中间锦鸡儿在干旱胁迫后其根、茎和叶中CiDR1的表达均明显下降,表明CiDR1的表达受干旱抑制,可能与中间锦鸡儿适应干旱相关,进一步研究发现CiDR1在根、茎、叶中的表达水平可能受发育阶段调控。

关键词：中间锦鸡儿 Ci DR1 TIR-NBS-LRR 干旱

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山核桃花粉母细胞减数分裂及核型

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林业科学 2017年第11期53卷 77-84页

作者：徐川梅黄坚钦王正加夏国华张启香黄有军张守攻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 浙江农林大学亚热带森林培育国家重点实验室杭州311300

【目的】研究山核桃花粉母细胞减数分裂过程中染色体行为变化及其染色体核型特征,进而确定山核桃染色体数目及倍性水平,探索山核桃无融合生殖现象与其倍性水平的关系,丰富山核桃生殖生物学等相关研究内容,同时也为山核桃杂交育种及系统... 详细信息

【目的】研究山核桃花粉母细胞减数分裂过程中染色体行为变化及其染色体核型特征,进而确定山核桃染色体数目及倍性水平,探索山核桃无融合生殖现象与其倍性水平的关系,丰富山核桃生殖生物学等相关研究内容,同时也为山核桃杂交育种及系统分类等研究提供一些细胞学资料。【方法】1)以山核桃雄花序为研究材料,采用DAPI荧光染色技术对山核桃花粉母细胞减数分裂过程进行研究。2)以山核桃根尖为材料,采用核型分析技术分析山核桃染色体核型。【结果】1)山核桃花粉母细胞减数分裂分2次进行。第1次为减数分裂,所形成的子细胞染色体数目减半,分为前期Ⅰ、中期Ⅰ、后期Ⅰ和末期Ⅰ4个阶段,其中前期Ⅰ最为复杂,分为细线期、偶线期、粗线期、双线期和终变期5个时期,所经历时间最长,占整个分裂周期的70%;第2次为有丝分裂,形成的子细胞染色体数目不再减半,同样分为前期Ⅱ、中期Ⅱ、后期Ⅱ和末期Ⅱ4个阶段,历时较短。2)在减数分裂同步性方面,同一小花的不同花药间及同一花序轴的不同小花间表现较为一致。3)山核桃大多数花粉母细胞减数分裂中染色体行为正常,配成16个二价体,有一定比例的异常花粉母细胞出现,主要表现为中期Ⅰ出现落后染色体,异常率为8.86%,中期Ⅱ表现为不对称分裂,异常率为15.79%。4)山核桃核型公式为2n=32=20m+12sm,染色体相对长度变化范围为4.006(±0.449)~9.559(±1.175),臂比大于2的染色体比例为25.000%,最长染色体与最短染色体之比为2.417±0.456,核型不对称系数为62.875,核型分类属于2B。【结论】1)山核桃虽然存在无融合生殖现象,但是其花粉母细胞减数分裂仍遵循大多数被子植物减数分裂规律,在整个减数分裂进程中,前期Ⅰ所需时间最长。2)山核桃花粉母细胞减数分裂同步性程度较高,不利于山核桃散粉期的延长。3)山核桃花粉母细胞减数分裂异常情况主要出现在中期Ⅰ及中期Ⅱ2个阶段。4)山核桃核型属于比较对称的类型,其染色体数目为2n=32,减数分裂配对成16个二价体,在倍性水平上属于二倍体。

关键词：山核桃减数分裂花粉母细胞染色体核型无融合生殖

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