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北京林业大学学报 2018年第10期40卷 51-59页

作者：武文斌贺快快狄皓钮世辉马彦光张子杰李悦北京林业大学林木育种国家工程实验室林木花卉遗传育种教育部重点实验室北京100083 山西省关帝山国有林管理局山西吕梁030500

【目的】分析油松种源区的遗传结构能够为油松起源探索和引种地人工林种群溯源等提供理论依据。【方法】本文利用SSR分子标记分析了山西油松5个山脉地理种群的遗传结构和地理系统。试验方法分别用了8对多态性较高引物和4对卡方检测差异... 详细信息

【目的】分析油松种源区的遗传结构能够为油松起源探索和引种地人工林种群溯源等提供理论依据。【方法】本文利用SSR分子标记分析了山西油松5个山脉地理种群的遗传结构和地理系统。试验方法分别用了8对多态性较高引物和4对卡方检测差异显著性引物进行分析。【结果】结果显示:关帝山遗传变异最丰富,中条山遗传变异最低;8对引物分析显示5个山脉地理种群分化较小(FST=0.032 8),4对引物分析显示5个山脉种群存在中等程度分化(FST=0.051 9);5个山脉种群遗传距离和地理距离存在显著相关性;遗传多样性参数与1月均温有负相关趋势,年均降水与1月均温比值和遗传多样性参数有正相关趋势。【结论】研究发现山西省主要山脉油松地理种群间有相对较小的遗传分化和种群内有丰富的遗传多样性;SSR标记可以有效显示各种群的遗传结构特点,而筛选得到的有限差异显著标记能更有效的用于油松的种群遗传分析;生境气象因子的水热相对水平对种群遗传多样性有主导影响,相对较高的水热比利于种群保持较高的遗传多样性。

关键词：油松地理种群 SSR标记遗传结构遗传多样性地理系统

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高产优质毛白杨良种组培繁育体系构建

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北京林业大学学报 2019年第7期41卷 121-127页

作者：宋跃朋陈盼飞卜琛皞轩安然张德强林木分子设计育种高精尖创新中心林木育种国家工程实验室林木花卉遗传育种教育部重点实验室北京林业大学生物科学与技术学院

【目的】毛白杨是我国北方人工林营造、景观绿化及木材加工等产业应用的主要树种。近年来,由于林业产业升级,原有的毛白杨多圃配套繁育体系不能满足高质量毛白杨良种的快速繁育需求,因此亟需构建高效的毛白杨良种繁育技术体系以保障毛... 详细信息

【目的】毛白杨是我国北方人工林营造、景观绿化及木材加工等产业应用的主要树种。近年来,由于林业产业升级,原有的毛白杨多圃配套繁育体系不能满足高质量毛白杨良种的快速繁育需求,因此亟需构建高效的毛白杨良种繁育技术体系以保障毛白杨良种在木材生产以及城市绿化中的广泛应用。【方法】以高产优质毛白杨良种‘毅杨1号’‘毅杨2号’和‘毅杨3号’为研究对象,以其茎段和叶片为试验材料,利用组织培养技术构建毛白杨良种组培繁育体系。本研究系统地分析了‘毅杨1号’‘毅杨2号’和‘毅杨3号’外植体的消毒方法及植物激素对其不定芽、生根及叶片增殖诱导过程中的作用。【结果】(1)75%乙醇处理30 s联合2%次氯酸钠处理5 min是3个毛白杨良种外植体的最佳消毒方法。(2)不定芽诱导中0.3 mg/L 6-BA和0.1 mg/L的NAA适用于‘毅杨1号’和‘毅杨2号’‘毅杨3号’则在0.5 mg/L 6-BA和0.1 mg/L NAA的条件下增殖系数达到最大。(3)生根诱导中‘毅杨1号’和‘毅杨3号’的IBA最适质量浓度为0.5 mg/L,‘毅杨2号’则为0.3 mg/L。(4)叶片增殖结果显示,‘毅杨1号’和‘毅杨3号’的植物激素最适质量浓度为1.0 mg/L 6-BA和0.1 mg/L NAA,‘毅杨2号’为0.7 mg/L 6-BA和0.1 mg/L NAA。【结论】本研究构建了‘毅杨1号’‘毅杨2号’‘毅杨3号’的快速繁育体系,可用于毛白杨良种的快速繁殖以及遗传转化研究,并将为毛白杨良种推广应用以及进一步利用基因工程技术在分子水平对现有良种开展精准改良奠定了基础。

关键词：毛白杨良种组织培养无性繁育体系

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毛白杨多态SSR引物库和种质资源指纹图谱库构建

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北京林业大学学报 2019年第7期41卷 10-18页

作者：韩志强任勇谕夏宇飞耿喜宁杜康康向阳林木分子设计育种高精尖创新中心林木育种国家工程实验室林木花卉遗传育种教育部重点实验室北京林业大学生物科学与技术学院

【目的】针对毛白杨优树种质资源形态学差异小、不易区分等问题,利用多态SSR引物构建优树种质资源指纹图谱,为毛白杨种质资源管理、新品种选育、知识产权保护等提供参考。【方法】本研究以山东冠县毛白杨种质资源库469个优树无性系为对... 详细信息

【目的】针对毛白杨优树种质资源形态学差异小、不易区分等问题,利用多态SSR引物构建优树种质资源指纹图谱,为毛白杨种质资源管理、新品种选育、知识产权保护等提供参考。【方法】本研究以山东冠县毛白杨种质资源库469个优树无性系为对象,从毛白杨SSR多态引物筛选入手,通过荧光SSR引物PCR扩增和毛细管电泳仪检测筛选SSR引物,并构建指纹图谱。【结果】在2 317对SSR引物中,共计得到清晰、特异、多态、稳定扩增的SSR引物406对,这些SSR引物在19条染色体上的分布数量介于3~39对之间,利用BLAST比对分析可将其中389对SSR引物定位到毛果杨基因组,构建了毛白杨优树种质资源多态SSR引物库。应用多态性较高的SSR核心引物,以及特异的SSR辅助引物相结合的技术策略,筛选出25对多态性较高的SSR核心引物,以及13对特异的SSR辅助引物,构建了毛白杨种质资源库内469个优良无性系指纹图谱库,并完成了指纹图谱的QR编码。【结论】本研究成功构建了毛白杨种质资源多态SSR引物库和优树无性系指纹图谱库,对与毛白杨类似的林木种质资源遗传变异研究以及品种鉴定、系谱分析等具有重要意义。

关键词：毛白杨多态SSR引物种质资源指纹图谱 QR编码

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杨树miRNA的靶基因预测及低氮胁迫表达分析

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北京林业大学学报 2019年第8期41卷 28-37页

作者：霍晓薇徐千惠王延伟林木分子设计育种高精尖创新中心林木育种国家工程实验室林木花卉遗传育种教育部重点实验室北京林业大学生物科学与技术学院

【目的】鉴定杨树受低氮胁迫后miRNA的靶基因,分析靶基因在氮胁迫后的差异表达并探讨其功能,为揭示杨树低氮胁迫下miRNA的调控功能提供参考,并为树木低氮营养高效利用育种提供重要的候选基因。【方法】根据miRNA的保守性及与靶基因的严... 详细信息

【目的】鉴定杨树受低氮胁迫后miRNA的靶基因,分析靶基因在氮胁迫后的差异表达并探讨其功能,为揭示杨树低氮胁迫下miRNA的调控功能提供参考,并为树木低氮营养高效利用育种提供重要的候选基因。【方法】根据miRNA的保守性及与靶基因的严谨互补配对关系,以杨树miRNA为探针利用靶基因预测软件psRNATarget,通过与毛白杨转录组的基因序列进行比对鉴定靶基因,进一步开展毛白杨受低氮胁迫后靶基因的差异表达分析及功能注释。【结果】获得了131个miRNA家族的242个miRNA成员对应的3 024个靶基因,分别参与了植物激素信号转导、次生代谢产物的生物合成、氨基酸合成代谢、碳代谢和RNA运输等通路。57个靶基因在低氮胁迫处理后发生显著变化,其中受到诱导(29个)和抑制(28个)的基因数目相当。14个低氮胁迫响应的miRNA,其对应的11个靶基因也发生了显著的差异表达变化,其中miRNA和靶基因表达量发生相反变化的有8个miRNA。本研究发现参与植物激素信号转导的靶基因(2个)及参与代谢途径的靶基因(6个)发生了差异表达。miR162的靶基因编码ABC转运蛋白,miR393运用于靶基因KAT2调节Na+和K+动态平衡,miR399的靶基因PIF3编码光敏色素互作因子PIFs蛋白,这些miRNA及靶基因可能在杨树响应低氮胁迫中发挥重要作用。【结论】本文鉴定到了毛白杨中一批低氮胁迫响应miRNA的靶基因,可调控杨树对氮逆境胁迫信号的反应。这些miRNA及靶基因为进一步揭示miRNA及靶基因在低氮胁迫下的调控功能提供了研究线索,为树木氮营养的高效利用改良提供了重要候选基因。

关键词：毛白杨低氮胁迫 miRNA 靶基因差异表达

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高产优质毛白杨良种施肥响应特性解析

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北京林业大学学报 2019年第8期41卷 19-27页

作者：宋跃朋肖亮卜琛皞卢文杰刘鹏张德强林木分子设计育种高精尖创新中心林木育种国家工程实验室林木花卉遗传育种教育部重点实验室北京林业大学生物科学与技术学院

【目的】探寻林木最佳栽培方法是切实提高森林生产力的重要举措。由于毛白杨是杂种起源,其种内无性系间施肥响应特性差异显著。为保证人工林建设的速生丰产特性,同时减轻环境保护压力,应该大量推广毛白杨良种配制最佳施肥配比。【方法】... 详细信息

【目的】探寻林木最佳栽培方法是切实提高森林生产力的重要举措。由于毛白杨是杂种起源,其种内无性系间施肥响应特性差异显著。为保证人工林建设的速生丰产特性,同时减轻环境保护压力,应该大量推广毛白杨良种配制最佳施肥配比。【方法】以3个毛白杨良种为研究对象,利用不同施肥处理探明影响其重要生长性状的最佳施肥配比,并对高产优质毛白杨良种施肥响应特性相关的候选基因表达模式进行系统解析。【结果】‘毅杨1号’最佳施肥配比为N(3 g)+P2O5(2. 25 g)+K2O(1 g);‘毅杨2号’最佳施肥配比为N(3 g)+P2O5(2. 25 g)+K2O(0.5 g);‘毅杨3号’最佳施肥配比为N(7 g)+P2O5(2. 25 g)+K2O(0.5 g)。其中,氮元素是影响毛白杨毅杨良种的苗高、地径以及生物量最为显著的营养元素。为进一步解析其遗传调控基础,对与氮素运输、同化、代谢相关的16个重要候选基因在不同氮肥施肥水平下在叶片以及根系中的表达模式进行了解析。候选基因表达模式分析结果表明,毛白杨良种氮素相关候选基因在叶片以及根中聚类成不同的模块,并且无性系之间表达模式差异显著。【结论】本研究阐明了毅杨毛白杨良种的施肥响应特性,系统分析其转录调控特异性将有利于解析其氮肥响应特性形成的分子机制,并对进一步针对氮素吸收利用效率开展遗传改良的分子设计育种具有重要意义。

关键词：毛白杨良种施肥响应良种培育氮素利用

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山杏种子PsMATE40基因启动子的克隆及驱动表达分析

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生物技术通报 2024年第11期40卷 192-201页

作者：王紫睿刘潇菡修宇林善枝北京林业大学生物科学与技术学院林木育种国家工程实验室林木、花卉遗传育种教育部重点实验室树木花卉育种生物工程国家林业和草原局重点实验室北京100083

【目的】转运蛋白PsMATE40在山杏种子苦杏仁苷转运中起到重要作用。克隆PsMATE40基因特异启动子并分析其驱动基因表达活性,为PsMATE40基因及其启动子的应用奠定基础。【方法】依据前期克隆得到的PsMATE40基因,以山杏种子基因组DNA为模板... 详细信息

【目的】转运蛋白PsMATE40在山杏种子苦杏仁苷转运中起到重要作用。克隆PsMATE40基因特异启动子并分析其驱动基因表达活性,为PsMATE40基因及其启动子的应用奠定基础。【方法】依据前期克隆得到的PsMATE40基因,以山杏种子基因组DNA为模板,通过染色体步移克隆得到PsMATE40基因特异启动子全长序列(命名为ProPsMATE40),预测分析其顺式调控元件,采用GUS组织化学染色分析检测启动子活性;利用无缝克隆方法分别构建组成型启动子CaMV35S和特异启动子ProPsMATE40驱动的PsMATE40基因的植物表达载体,开展农杆菌介导的烟草瞬时转化,利用RT-qPCR技术比较分析它们驱动PsMATE40基因的转录表达。【结果】山杏种子PsMATE40基因启动子全长序列为1964 bp,含有2种启动子核心元件(CAAT-box和TATA-box)、多种激素信号(生长素、茉莉酸和水杨酸等)响应元件和胁迫(光、干旱和损伤等)响应元件以及种子发育调控元件等,自身特异启动子ProPsMATE40驱动的PsMATE40基因表达水平明显高于CaMV35S。【结论】山杏种子PsMATE4基因表达可能受植物激素以及生物与非生物胁迫等多种因素的复杂调控,而自身启动子可有效促进PsMATE40基因的转录表达。

关键词：山杏种子苦杏仁苷 PsMATE40基因特异启动子克隆顺式调控元件驱动表达分析

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山杏油体蛋白基因PsOLE4克隆及其调控油脂累积功能分析

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生物技术通报 2022年第11期38卷 151-161页

作者：党瑗李维苗向修宇林善枝北京林业大学生物科学与技术学院林木育种国家工程实验室林木、花卉遗传育种教育部重点实验室树木花卉育种生物工程国家林业和草原局重点实验室北京100083

油体蛋白OLE在植物油脂合成累积中具有重要调控作用。依据山杏(Prunus sibirica)不同发育阶段种子的mRNA转录组测序数据,注释获得5个具有完整开放阅读框和典型保守结构域oleosin的油体蛋白OLE家族基因,通过差异转录谱分析及RT-qPCR检测... 详细信息

油体蛋白OLE在植物油脂合成累积中具有重要调控作用。依据山杏(Prunus sibirica)不同发育阶段种子的mRNA转录组测序数据,注释获得5个具有完整开放阅读框和典型保守结构域oleosin的油体蛋白OLE家族基因,通过差异转录谱分析及RT-qPCR检测,确定与山杏种子发育及油脂累积密切相关的高表达PsOLE4基因为研究对象,克隆该基因并进行生物信息学分析、组织特异表达检测、亚细胞定位分析、遗传转化拟南芥及其种子油脂含量和脂肪酸组分测定等研究。结果显示,PsOLE4基因全长序列为378 bp,可编码含125个氨基酸且分子量为13 kD的蛋白。该蛋白为疏水性无信号肽的非分泌蛋白,含有18个磷酸化位点、2个跨膜结构域和1个高度保守的脯氨酸结(PX_(5)SP_(3)P)结构域,定位于细胞膜上。PsOLE4基因在山杏种子中的表达量显著高于茎、叶及果实,而且PsOLE4基因表达可有效促进转基因拟南芥种子的脂肪酸含量提高与油脂累积,表明山杏PsOLE4基因具有种子表达特异性,对油脂累积具有重要调控作用。研究结果为后续开展山杏种子PsOLE4功能鉴定及应用奠定基础。

关键词：油体蛋白油脂山杏种子 PsOLE4基因克隆组织表达特性亚细胞定位遗传转化功能分析

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新一轮毛白杨遗传改良策略的思考和实践

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北京林业大学学报 2016年第7期38卷 1-8页

作者：康向阳林木育种国家工程实验室林木花卉遗传育种教育部重点实验室城乡生态环境北京实验室北京林业大学生物科学与技术学院

该文针对国内外社会和经济环境变化对杨树需求的影响,在分析毛白杨遗传改良的研究现状和存在的问题基础上,结合近年来毛白杨良种选育工作思考和实践结果,提出新一轮毛白杨遗传改良策略。即针对不同的栽培区和不同的生产应用需求制定育... 详细信息

该文针对国内外社会和经济环境变化对杨树需求的影响,在分析毛白杨遗传改良的研究现状和存在的问题基础上,结合近年来毛白杨良种选育工作思考和实践结果,提出新一轮毛白杨遗传改良策略。即针对不同的栽培区和不同的生产应用需求制定育种目标,重点选育速生、优质、高抗的用材林和绿化雄株品种,以及抗寒抗旱、耐高温水湿品种。针对毛白杨分布区气候区划以及自然群体遗传分化特点,在不断充实位于分布区南部的冠县基因库的同时,增设北部基因资源保存库,实现毛白杨基因资源分区域有效保存和利用。针对毛白杨良种选育中一直未能充分利用母本效应的问题,通过基因库半同胞子代群体分析筛选育性好、一般配合力高的毛白杨母本,采用分子标记鉴定半同胞群体优良单株的父本,并通过主要目标性状指标和遗传多样性综合评价,构建适宜不同育种目标的育种亲本群体,进而通过配子染色体加倍技术选育毛白杨杂交和三倍体新品种。针对当前白杨主要通过嫁接繁殖技术环节复杂、成本高以及苗木易老化等问题,采取利用组织培养苗和根蘖苗幼化的特点,通过容器硬枝扦插和大田硬枝扦插,实现毛白杨良种低成本、高效率快速规模繁殖的技术路线等。

关键词：毛白杨育种目标基因资源分子标记育种亲本硬枝扦插

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四产地元宝枫种皮酚类资源及其抗氧化分析

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北京林业大学学报 2021年第12期43卷 127-135页

作者：夏文哲董婷婷孙立炜北京林业大学生物科学与技术学院林木育种国家工程实验室林木、花卉遗传育种教育部重点实验室树木花卉育种生物工程国家林业和草原局重点实验室北京100083

【目的】元宝枫是我国的特色多用途优良树种,元宝枫种皮更是优质的可再生植物资源,研究发现元宝枫种皮中富含优质植物酚类资源,是人类健康和化工产业的优质原料,研究前景广阔。本研究的目的是对4个元宝枫产地元宝枫种皮中的酚类资源及... 详细信息

【目的】元宝枫是我国的特色多用途优良树种,元宝枫种皮更是优质的可再生植物资源,研究发现元宝枫种皮中富含优质植物酚类资源,是人类健康和化工产业的优质原料,研究前景广阔。本研究的目的是对4个元宝枫产地元宝枫种皮中的酚类资源及其抗氧化活性进行分析比较和系统评价。【方法】以北京、内蒙古科尔沁、山东济宁、山东泰安4个元宝枫产地的元宝枫种皮为试材,采用我们所改良的基于96孔板酶标仪的酚类−抗氧化系统评价体系对元宝枫种皮中的酚类、黄酮类、酚酸类、单宁类和缩合单宁类代谢物的含量变化进行评价,并对其抗氧化活性的改变进行定量分析。【结果】产自山东省济宁和泰安的元宝枫种皮的酚类、黄酮类、酚酸类、单宁类和缩合单宁类代谢物的含量均显著高于北京和内蒙古科尔沁的;产自山东省济宁和泰安的元宝枫种皮的抗氧化活性显著优于北京和内蒙古科尔沁的;对于山东省济宁和泰安两个元宝枫产地的元宝枫种皮的品质进行综合分析,发现济宁优于泰安。【结论】山东省两个重要元宝枫产地元宝枫种皮酚类资源和抗氧化活性的品质均优,而两者相比,济宁为山东省元宝枫种皮的更佳产地。本研究对我国元宝枫树种及其酚类资源的综合利用和资源挖掘具有一定的科学指导价值,建议增强对山东省产元宝枫种皮酚类资源的关注和利用。

关键词：酚类资源抗氧化活性元宝枫种皮产地

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杨树花药激光显微切割体系的建立

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北京林业大学学报 2013年第1期35卷 139-143页

作者：张文超曹媛武佳叶郝瑞芝荆艳萍北京林业大学生物科学与技术学院、林木育种国家工程实验室林木花卉遗传育种教育部重点实验室 100083

鉴于以往对于杨树雄配子发育的分子调控机制的研究都基于整个花药甚至整个花序的取材,无法提供细胞特异性的表达信息,本研究建立了冷冻切片技术和激光显微切割技术联用分离杨树花药中不同发育时期的小孢子和花粉细胞的技术体系,并对其RN... 详细信息

鉴于以往对于杨树雄配子发育的分子调控机制的研究都基于整个花药甚至整个花序的取材,无法提供细胞特异性的表达信息,本研究建立了冷冻切片技术和激光显微切割技术联用分离杨树花药中不同发育时期的小孢子和花粉细胞的技术体系,并对其RNA进行了提取和检测。结果显示RNA的纯度、完整度均达到线性扩增的要求。这可以为更精确地研究杨树雄性生殖细胞发育的分子调控机制甚至为全面解析杨树雄配子发育的调控机制提供丰富的信息。

关键词：杨树花药冷冻切片激光显微切割

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