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科学通报 2023年第8期68卷 901-914页

作者：徐黎胡海琳王晨璨李晓旭丁文静梅曼赵媛媛北京林业大学生物科学与技术学院北京100083 北京林业大学树木与基因编辑研究院北京100083 北京林业大学林木育种与生态修复国家工程研究中心北京100083

根是植物进行水分和矿质营养吸收的重要器官.水分和矿质离子进入根的表皮,径向穿过外皮层、皮层、内皮层等结构到达中柱,在木质部中通过蒸腾作用向上运输,满足地上部分的需要.其中,内皮层结构是包围中央维管系统的最内层皮层细胞,仅由... 详细信息

根是植物进行水分和矿质营养吸收的重要器官.水分和矿质离子进入根的表皮,径向穿过外皮层、皮层、内皮层等结构到达中柱,在木质部中通过蒸腾作用向上运输,满足地上部分的需要.其中,内皮层结构是包围中央维管系统的最内层皮层细胞,仅由单层细胞构成,主要经历两个特殊的分化阶段,分别形成凯氏带和木栓质片层两种屏障结构,在控制植物水分吸收、营养摄取、抵御病原体入侵,以及响应胁迫环境等过程中发挥重要作用.本文就内皮层的发育、凯氏带和木栓质片层的结构与形成调控机制、内皮层在胁迫条件下的可塑性等方面进行综述,对内皮层参与植物响应非生物胁迫的研究进展展开讨论,并对未来的研究方向加以展望,为培育抗逆新物种提供了新思路.

关键词：内皮层凯氏带木栓质片层离子稳态表型可塑性非生物胁迫

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濒危植物合欢盆距兰种群和群落特征及保育策略

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国家公园(中英文) 2025年第3期3卷 154-167页

作者：吴齐邓小祥亓秀金吕浩朱路禹瑞敏王秋月陈远周满程瑾罗毅波北京林业大学生物科学与技术学院林木资源高效生产全国重点实验室林木育种与生态修复国家工程研究中心北京100083 湖南省新宁县林业局邵阳422700 湖南省植物园长沙410116 新宁县舜皇山国有林场邵阳422707 湖南崀山恒源国际旅游发展有限公司邵阳422700 中国科学院植物研究所植物多样性与特色经济作物全国重点实验室北京100093

合欢盆距兰(Gastrochilusrantabunensis)是中国特有的极小种群野生植物,其已知种群均分布于人为干扰频繁的森林边缘,生境破碎化严重。为科学有效地推进其保育工作,通过野外调查系统解析了合欢盆距兰的生境特点、附生特性及群落特征。结... 详细信息

合欢盆距兰(Gastrochilusrantabunensis)是中国特有的极小种群野生植物,其已知种群均分布于人为干扰频繁的森林边缘,生境破碎化严重。为科学有效地推进其保育工作,通过野外调查系统解析了合欢盆距兰的生境特点、附生特性及群落特征。结果表明湖南省新宁县和会同县共有6个合欢盆距兰种群,种群间个体数量差异显著,总个体数约700株。各种群均位于居民区附近的森林边缘区域,种群分布范围小,且部分生境开始退化。合欢盆距兰的主要宿主为黄连木,其分布模式受宿主落叶性和健康状况影响,附生高度与宿主高度和胸径呈正相关;群落间物种相似度较低,但包含部分共有种。合欢盆距兰偏好沿水渠或溪流的森林边缘生境,可能是其适应研究区域内气候的特殊策略。人为干扰可能有助于创造合欢盆距兰适宜的生境,但持续性干扰可能产生胁迫。基于上述研究结果,建议通过异交授粉结合种子无菌萌发技术扩繁幼苗并回归原生境,以提升种群遗传多样性和维持种群规模;以国家公园或自然保护区中利于长期监测的临水森林边缘生境为试点,优先选择黄连木为宿主实施迁地保护和回归;同时需建立长期监测体系,通过保护小区设立、生境维护以及科普教育等措施系统推进合欢盆距兰的保护工作。研究能够为以单一物种为保护对象的保护小区建设提供实践方针,并为其他极小种群物种的生态恢复策略提供参考。

关键词：极小种群合欢盆距兰种群调查附生森林边缘保护策略

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元宝枫凋落叶浸提液对3种中草药化感作用的研究

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草业学报 2024年第7期33卷 151-159页

作者：阮坤非王天琪毕宁宁师劭彤李森刘忠华北京林业大学生物科学与技术学院林木育种与生态修复国家工程研究中心北京100083

本研究以甘草、黄芩和桔梗为化感受体,探究不同浓度的元宝枫凋落叶浸提液对3种中草药种子萌发和幼苗生长的影响,以期为北京元宝枫林下中草药的种植提供理论依据。结果表明:元宝枫凋落叶浸提液对甘草和黄芩的种子萌发表现出“低促高抑”... 详细信息

本研究以甘草、黄芩和桔梗为化感受体,探究不同浓度的元宝枫凋落叶浸提液对3种中草药种子萌发和幼苗生长的影响,以期为北京元宝枫林下中草药的种植提供理论依据。结果表明:元宝枫凋落叶浸提液对甘草和黄芩的种子萌发表现出“低促高抑”效应,而对桔梗表现为抑制作用。元宝枫凋落叶浸提液对3种中草药种子萌发和幼苗生长的化感效应为桔梗>黄芩>甘草。3种中草药幼苗叶片的叶绿素含量在不同浓度处理下均低于对照。元宝枫凋落叶浸提液处理使黄芩幼苗叶片的超氧化物歧化酶(SOD)活性升高,黄芩、甘草幼苗叶片的过氧化氢酶(CAT)活性随浸提液浓度的升高先升后降,3种中草药幼苗叶片的丙二醛含量随浸提液浓度的升高呈先增加后减少的趋势。综上,元宝枫林下应避免种植桔梗,适宜种植甘草和黄芩。

关键词：元宝枫凋落叶浸提液种子萌发化感作用

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利用系统作图解析藏川杨邻株互作遗传调控机理

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北京林业大学学报 2024年第10期46卷 63-73页

作者：丁孟东危学达王玉祝绪礼北京林业大学生物科学与技术学院计算生物学中心北京100083 北京林业大学林木育种与生态修复国家工程研究中心北京100083

【目的】植株之间的互作对生态系统的形成具有重要意义,本研究在邻株互作这一最小的种内互作单元水平上,研究植物间相互作用的遗传调控机制。【方法】以不同系号的藏川杨自然群体作为研究材料,两两随机配对扦插于花盆中,调查其生长季的... 详细信息

【目的】植株之间的互作对生态系统的形成具有重要意义,本研究在邻株互作这一最小的种内互作单元水平上,研究植物间相互作用的遗传调控机制。【方法】以不同系号的藏川杨自然群体作为研究材料,两两随机配对扦插于花盆中,调查其生长季的株高动态表型;结合本群体SNP标记数据,基于系统作图进行藏川杨的全基因组基因定位工作,定位显著QTL;利用GO富集分析和构建常微分互作网络,分析候选基因的功能。【结果】(1)共定位到92个显著位点,可注释到31个候选基因。(2)GO富集分析中,生物学过程包括生长素信号通路和脱落酸信号通路等,分子功能包括内肽酶活性和蛋白酶活性等,细胞组分包括呼吸链和细胞色素等。(3)在31个候选基因中,第5、8、10、12、21号基因是直接效应网络的枢纽基因,第5、8、10、13号基因是间接效应网络的枢纽基因,第5、8、13号基因是上位互作网络的枢纽基因,其中5、10、13基因参与植物免疫反应和响应环境胁迫。【结论】对于藏川杨间的种内邻株互作,系统作图可筛选互作相关的遗传位点,构建遗传调控网络并挖掘枢纽基因,可为解析木本植物互作的遗传机制提供新的视角。

关键词：系统作图邻株互作调控网络 QTL 藏川杨

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油松SAUR基因家族鉴定及其干旱胁迫表达模式分析

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北京林业大学学报 2024年第8期46卷 57-67页

作者：燕佳惠周成城钮世辉李伟林木遗传育种全国重点实验室北京林业大学生物科学与技术学院林木育种与生态修复国家工程研究中心北京100083

【目的】本研究旨在鉴定油松生长素响应基因SAUR家族,分析其基本特征及其在干旱胁迫中的作用,以期为油松及其他针叶树SAUR基因家族功能解析提供参考。【方法】以油松全基因组数据信息为基础,blast比对鉴定出SAUR基因家族,通过生物信息... 详细信息

【目的】本研究旨在鉴定油松生长素响应基因SAUR家族,分析其基本特征及其在干旱胁迫中的作用,以期为油松及其他针叶树SAUR基因家族功能解析提供参考。【方法】以油松全基因组数据信息为基础,blast比对鉴定出SAUR基因家族,通过生物信息学方法分析其基因结构、氨基酸特性、染色体定位、基因进化、基因功能,并通过RNA-Seq数据分析其在干旱胁迫下的表达模式。【结果】(1)在油松中共鉴定出66个SAUR家族基因,命名为PtSAUR1~PtSAUR66,其中60个SAUR家族成员不均匀地分布在9条染色体上,多呈现簇状分布。(2)蛋白理化特征分析结果表明,76%的SAUR蛋白呈碱性;亚细胞预测结果显示,74%的SAUR蛋白可定位到细胞核中。(3)油松与银杏和巨杉SAUR基因的共线关系结果显示:与银杏相比,油松与巨杉的同源关系更近。(4)顺式作用元件预测结果显示:SAUR家族基因的启动子中预测到多种激素(茉莉酸甲酯、脱落酸、生长素等)、非生物胁迫(低温、干旱等)相关的顺式作用元件,其中茉莉酸甲酯相关的元件数最多,生长素相关的元件数最少。(5)系统进化分析显示:油松SAUR家族蛋白可分为7个类群,油松中既存在相近于被子植物的SAUR蛋白,也存在前期分离出来的油松独有的SAUR蛋白。(6)RNA-Seq数据分析结果显示:油松SAUR基因家族对于干旱胁迫具有一定的调节作用,其中PtSAUR23、PtSAUR59和PtSAUR663个基因成员变化显著,推测为抗旱的关键基因。【结论】油松SAUR家族基因可参与调控干旱胁迫,PtSAUR23、PtSAUR59和PtSAUR66可能在这个过程中起到关键的作用。

关键词：油松 SAUR基因家族干旱胁迫基因表达

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毛乌素沙地土壤解磷菌的分离筛选及其解磷机制

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农业工程学报 2024年第11期40卷 109-118页

作者：周晓倩冯薇贺斌秦树高张宇清北京林业大学水土保持学院宁夏盐池毛乌素沙地生态系统国家定位观测研究站北京100083 北京林业大学水土保持国家林业和草原局重点实验室北京100083 北京林业大学林业生态工程教育部工程中心北京100083 北京林业大学林木资源高效生产全国重点实验室北京100083 林木育种与生态修复国家工程研究中心北京100083

为探究毛乌素沙地土壤中可培养解磷细菌的种类、解磷能力和作用机制,该研究利用磷酸三钙为磷源的培养基,从黑沙蒿(Artemisia ordosica)林地土壤中分离出61株解磷细菌,其中变形菌门(Pseudomonadota)假单胞菌属(Pseudomonas)为优势类群。... 详细信息

为探究毛乌素沙地土壤中可培养解磷细菌的种类、解磷能力和作用机制,该研究利用磷酸三钙为磷源的培养基,从黑沙蒿(Artemisia ordosica)林地土壤中分离出61株解磷细菌,其中变形菌门(Pseudomonadota)假单胞菌属(Pseudomonas)为优势类群。最终筛选出4株高效解磷菌(命名为R1、R4、NR1和NR3),磷增量分别为501.24、67.78、55.48和800.28 mg/L。基于形态特征、生理生化特性和系统发育分析,鉴定R4和NR1为假单胞菌属,R1和NR3分别为拟无枝酸菌属(Amycolatopsis)和泛菌属(Pantoea)。这些菌株的解磷能力与其分泌的草酸、乙酸、酒石酸量及pH值显著相关。结果表明,具有较强耐盐碱性的4株高效解磷菌,通过分泌有机酸和调节pH值显著提升了有效磷含量,显示出其作为微生物菌剂在干旱地区土壤改良和植被恢复中的潜在应用价值。

关键词：解磷细菌溶磷能力无机磷有机酸毛乌素沙地

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蛋白质寡聚化的活体检测技术及其研究进展

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科学通报 2024年第8期69卷 1034-1046页

作者：罗鹏云李岩竣左新秀钱虹萍徐昌文林金星崔亚宁林木育种与生态修复国家工程研究中心林木遗传育种全国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林业大学生物科学与技术学院北京100083

蛋白质寡聚在许多生理过程中起着非常重要的作用,分析蛋白寡聚化有利于深层次解析蛋白质-蛋白质/配体相互作用、信号转导以及疾病发生相关机制等生物学过程.近年来,随着一些新兴技术的涌现,实时、动态、活体观测蛋白与蛋白相互作用的研... 详细信息

蛋白质寡聚在许多生理过程中起着非常重要的作用,分析蛋白寡聚化有利于深层次解析蛋白质-蛋白质/配体相互作用、信号转导以及疾病发生相关机制等生物学过程.近年来,随着一些新兴技术的涌现,实时、动态、活体观测蛋白与蛋白相互作用的研究已成为热点.通过提高时间分辨率和空间分辨率,可以更准确地观察和研究蛋白质的动态行为和相互作用.同时,新兴技术与算法的结合进一步扩展了对蛋白质在时间和空间尺度上的研究范围,使我们能更深入地探索蛋白质结构与功能之间的关系.本文首先简要介绍了寡聚蛋白质的分类和形成机制,随后从蛋白标记技术和活体检测技术两个方面综述了用于分析蛋白复合体寡聚化的几种主要技术以及其研究进展.最后,展望了蛋白质寡聚化研究的发展前景,希望为研究者在选择适合的分析技术时提供一些理论参考.

关键词：蛋白质寡聚化蛋白质-蛋白质相互作用蛋白质标记活体检测

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桔梗根系响应元宝枫凋落叶的转录组分析

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西北植物学报 2024年第12期44卷 1900-1914页

作者：冯超群阮坤非师劭彤李森程少颖刘忠华北京林业大学生物科学与技术学院北京100083 林木育种与生态修复国家工程研究中心北京100083

【目的】探究北京地区元宝枫凋落叶对桔梗药用活性成分积累的影响,通过转录组测序揭示桔梗根部活性成分合成的分子机制。【方法】利用Illumina对桔梗根部进行转录组测序,分析萜类、类黄酮和苯丙烷类次生代谢产物合成通路中的基因表达变... 详细信息

【目的】探究北京地区元宝枫凋落叶对桔梗药用活性成分积累的影响,通过转录组测序揭示桔梗根部活性成分合成的分子机制。【方法】利用Illumina对桔梗根部进行转录组测序,分析萜类、类黄酮和苯丙烷类次生代谢产物合成通路中的基因表达变化。【结果】共检测到15727个SSR位点。发现753个DEGs注释到GO数据库的三大分类中,314个DEGs注释到KEGG数据库的105个代谢通路中。与对照组相比,分别有17,7,26个DEGs参与萜类、类黄酮和苯丙烷类化合物的生物合成。【结论】萜类和苯丙烷合成途径的DEGs主要上调表达,类黄酮合成途径的DEGs普遍下调表达。推测萜类和苯丙烷类物质合成上升,类黄酮合成下降。获得了桔梗根部的全部转录组信息,并初步预测了桔梗萜类、类黄酮以及苯丙烷类合成可能的调控通路。

关键词：桔梗元宝枫转录组差异表达基因(DEG) 次生代谢产物合成调控

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蒙古莸种质资源表型性状多样性分析

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干旱区资源与环境 2023年第9期37卷 164-171页

作者：马茹暄于笑纪若璇夏新莉尹伟伦刘超北京林业大学生物科学与技术学院林木育种与生态修复国家工程研究中心林木遗传育种全国重点实验室北京100083

为了明确荒漠灌木蒙古莸野生种质资源的表型多样性以及与环境因子的关系,对40个天然种群的蒙古莸,进行5个生长性状和11个叶片性状的多样性、聚类、主成分分析。结果显示:蒙古莸的16个表型性状变异系数范围在0.102-0.507之间,株高变异系... 详细信息

为了明确荒漠灌木蒙古莸野生种质资源的表型多样性以及与环境因子的关系,对40个天然种群的蒙古莸,进行5个生长性状和11个叶片性状的多样性、聚类、主成分分析。结果显示:蒙古莸的16个表型性状变异系数范围在0.102-0.507之间,株高变异系数最大,叶形状系数的变异系数最小;遗传多样性指数范围在1.625-2.086之间;Pearson相关系数表明表型性状之间存在显著的相关关系,表型性状与种源地环境因子间也有较强的相关性。按株型和叶片性状聚类将蒙古莸种群分为4个类群,其中第Ⅰ类种群株型大,叶片也较大;第Ⅱ类种群株型大,但叶片相对较小;第Ⅲ类种群株型小,叶片也小;第Ⅳ类种群株型小,但叶片大;聚类种群表型性状表现出与种源地环境相适应的特征。文中结果表明蒙古莸种质资源表型变异丰富,多样性水平高,且表型与环境因子密切相关,为蒙古莸种质资源的保护和研究利用提供理论依据。

关键词：蒙古莸种质资源表型性状表型多样性

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栾树凋落叶对3种中药材种子萌发及幼苗生长的化感效应

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西北农林科技大学学报（自然科学版） 2024年第6期52卷 40-48,61页

作者：阮坤非王天琪侯立娜毕宁宁李森师劭彤刘忠华林木育种与生态修复国家工程研究中心北京100083 北京林业大学生物科学与技术学院北京100083

【目的】探究栾树凋落叶对不同中药材的化感效应,选择适宜种植在栾树林下的药用植物,为林药复合种植系统中栾树林下中药材的选择和北京林下经济的发展提供理论参考。【方法】模拟自然环境下栾树凋落叶释放化感物质影响中药材种子萌发和... 详细信息

【目的】探究栾树凋落叶对不同中药材的化感效应,选择适宜种植在栾树林下的药用植物,为林药复合种植系统中栾树林下中药材的选择和北京林下经济的发展提供理论参考。【方法】模拟自然环境下栾树凋落叶释放化感物质影响中药材种子萌发和幼苗生长的过程,采用发芽试验和盆栽试验,以蒸馏水为对照(CK),探讨不同质量浓度(6.25,12.5,25,50 g/L)栾树凋落叶浸提液对黄芩、桔梗和甘草3种中药材种子萌发和幼苗生长的影响。【结果】①与CK相比,不同质量浓度栾树凋落叶浸提液对3种中药材种子的发芽率、发芽指数和幼苗胚根长、胚芽长及幼苗鲜质量和干质量均有明显的影响。②随着栾树凋落叶浸提液质量浓度的升高,黄芩幼苗叶片的SOD、CAT活性均呈先上升后下降的趋势,POD活性和脯氨酸含量总体先下降后上升;桔梗幼苗叶片的脯氨酸含量逐渐升高;甘草幼苗叶片的POD、CAT活性呈先升高后降低的趋势。③结合种子萌发和幼苗生长的综合化感效应指数来看,栾树凋落叶浸提液对黄芩表现出较强抑制作用,对桔梗和甘草表现出“低促高抑”效应。栾树凋落叶浸提液对3种中药材的化感效应强度由大到小表现为黄芩>桔梗>甘草。【结论】栾树林下适合种植甘草和桔梗,而黄芩的生长明显受到了栾树凋落叶浸提液的化感抑制作用,应避免种植在栾树林下。

关键词：栾树凋落叶化感效应种子萌发幼苗生长

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