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植物生理学报 2025年第3期61卷 337-347页

作者：陈彤董心仪高向博朱祯煜王超东北林业大学林木遗传育种全国重点实验室哈尔滨150040

植物特异性转录因子家族YABBY具有典型的N端C2C2型锌指结构域和C端YABBY保守结构域,在植物生长发育和形态发生中起着重要的作用。尽管YABBY的功能已在多种物种中已有广泛研究,但其在杨树中的研究仍然相对缺乏。本研究克隆得到山新杨的YA... 详细信息

植物特异性转录因子家族YABBY具有典型的N端C2C2型锌指结构域和C端YABBY保守结构域,在植物生长发育和形态发生中起着重要的作用。尽管YABBY的功能已在多种物种中已有广泛研究,但其在杨树中的研究仍然相对缺乏。本研究克隆得到山新杨的YABBY基因PdaYABBY1,其ORF全长633 bp,编码210个氨基酸。PdaYABBY1具有典型的YABBY蛋白结构特征,含有2个保守基序,由α螺旋和β折叠形成蛋白三级结构,定位于细胞核中。系统进化树分析表明,PdaYABBY1与毛果杨(Populus trichocarpa)和葡萄(Vitis vinifera)的YABBY蛋白亲缘关系较近。实时荧光定量PCR结果表明,PdaYABBY1基因在叶片中表达量较高,而在根部表达量较低。此外,PdaYABBY1响应盐胁迫与干旱胁迫,干旱胁迫下,其在根部的表达量显著增加,而在盐胁迫下,其在叶片中的表达量显著增加。这些结果表明PdaYABBY1可能在山新杨的抗旱和耐盐过程中起着重要作用。

关键词： YABBY 山新杨基因表达非生物胁迫

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白桦BpGRFs基因鉴定与功能初步分析

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植物研究 2025年第2期45卷 191-201页

作者：孙子腾王新宇侯丽丽刘月影郑志民东北林业大学林学院林木遗传育种全国重点实验室哈尔滨150040

生长调节因子(GROWTH-REGULATING FACTOR,GRF)是一种植物中广泛存在的特异性转录因子,在植物的生长发育和胁迫响应过程中发挥着重要作用。该研究对白桦(Betula platyphylla)GRF基因家族进行生物信息学分析发现,白桦中包含9个GRF基因家... 详细信息

生长调节因子(GROWTH-REGULATING FACTOR,GRF)是一种植物中广泛存在的特异性转录因子,在植物的生长发育和胁迫响应过程中发挥着重要作用。该研究对白桦(Betula platyphylla)GRF基因家族进行生物信息学分析发现,白桦中包含9个GRF基因家族成员,均具有保守的WRC和QLQ结构域,启动子顺式作用元件预测分析发现,BpGRFs家族基因的启动子区域包含丰富的响应生长发育、激素代谢和胁迫反应等的相关元件。qRT-PCR结果表明,BpGRF4在白桦的各组织中均呈现高水平表达,进而通过农杆菌介导法获得了白桦过表达BpGRF4株系(OE-1、OE-2、OE-3),用以探究BpGRF4在白桦发育过程中的作用,过表达BpGRF4株系在株高、地径、节间长度、分枝长度均显著提升。另外,OE-3株系的皮层、韧皮部和髓心面积显著增大,叶片表皮细胞较野生型增大约51.6%。综上,过表达BpGRF4的白桦植株生长发育受到了积极调控作用,该结果为解析GRF基因家族在白桦生长发育过程中发挥的功能提供了一定理论依据。

关键词：白桦生长调节因子生物信息学生长发育

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杜仲产业化进程中的瓶颈问题及其解决对策

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北京林业大学学报 2025年第3期47卷 1-6页

作者：康向阳林木遗传育种全国重点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北京100083

杜仲是我国特有的多用途经济林树种,其叶、皮等富含杜仲胶和多种药用活性成分,开发潜力巨大。本文综合分析了我国近60年来杜仲产业研究和开发历史,指出生产原料成本或提取成本居高不下,一直是以杜仲胶为核心的杜仲产业未能实现实质性突... 详细信息

杜仲是我国特有的多用途经济林树种,其叶、皮等富含杜仲胶和多种药用活性成分,开发潜力巨大。本文综合分析了我国近60年来杜仲产业研究和开发历史,指出生产原料成本或提取成本居高不下,一直是以杜仲胶为核心的杜仲产业未能实现实质性突破的重要瓶颈问题。尤其是在当今传统农民群体逐渐消失的时代大背景下,劳动密集型的叶用或果用乔木林经营模式因人力资源和成本的限制,难以保证杜仲产业的大规模、低成本原料生产。选用高产且高胶、高药型的杜仲三倍体新品种,采取叶林栽培、机械化采收的原料生产模式,缩短原料生产周期,降低种植、管理和采收成本,并通过杜仲全株分部位加工利用模式,以均摊原料成本、提高经济效益等,是推动杜仲产业发展的必然选择。此时,限制杜仲产业化发展的瓶颈已经转变为对资本和技术的整合能力等方面。建议发挥政府和产业联盟的组织优势,有效整合不同的资本、技术、人才、市场等资源,实现共创、共担、共享,推动杜仲资源培育和开发利用的第一产业与第二产业联动、融合以及可持续发展。

关键词：杜仲产业化进程瓶颈问题资源整合

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新疆核桃焦叶症发生规律及其影响因子

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林业科学 2025年第3期61卷 169-181页

作者：白永超王卫雄李宝鑫杨静雅王祺周荣飞牛犇裴东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 东北林业大学林木遗传育种全国重点实验室哈尔滨150040 东北林业大学生命科学学院哈尔滨150040 喀什地区林果产业工作站喀什844000

【目的】了解新疆核桃焦叶症发生现状与分布特征,探究其发生规律及其与微生物组和叶片矿质元素的关联,以明确焦叶症的关键促发因子,为其监测、预报及防控提供科学依据。【方法】以南疆核桃主栽区17个县(市)291个样点的核桃园为研究对象... 详细信息

【目的】了解新疆核桃焦叶症发生现状与分布特征,探究其发生规律及其与微生物组和叶片矿质元素的关联,以明确焦叶症的关键促发因子,为其监测、预报及防控提供科学依据。【方法】以南疆核桃主栽区17个县(市)291个样点的核桃园为研究对象,实地调查焦叶症发生现状,并建立焦叶症发生率和严重度分级标准。通过分析健康和焦叶症叶际、根系和根际土壤微生物群落多样性,并开展叶部真菌致病性测定,以及利用线性回归分析探讨叶片矿质元素与焦叶症严重度的相关性。【结果】田间调查分析结果表明,核桃焦叶症始于一次新梢停长前后,至二次新梢萌发前达到高峰。病症初期表现为叶缘或叶尖枯黄(或焦枯),随后逐渐向叶芯蔓延。轻症时叶缘或叶尖焦枯,重症时整个叶片焦枯,整株受害严重。焦枯前未见叶片萎蔫,焦枯后少见落叶,无明显发病中心和传染性,根据发生率和严重度将其分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ共5个等级。微生物组分析结果表明,发生焦叶症的叶际、根系和根际土壤中显著富集了耐高盐胁迫的盐单胞菌属(Halomonas)、假单胞菌属(Pseudomonas)及Haliangium属等细菌类群;叶际中显著富集了链格孢属(Alternaria)、炭疽菌属(Colletotrichum)以及未分类亚隔孢壳科(Unclassied-Didymellaceae)等类群。叶片致病性测定结果表明,这些显著富集的叶部真菌均不是引起焦叶症的主要生物因子。叶片生理特性分析结果表明,焦叶症的叶片中O_(2)^(−)和H_(2)O_(2)的含量显著增加,且叶片中Cl^(−)、Na元素、B元素含量随焦叶症严重度的加剧呈显著增加,而叶片中N、K、Fe元素含量呈显著降低趋势。【结论】新疆核桃焦叶症叶际、根系和根际土壤中显著富集了耐高盐胁迫的细菌群落。叶部真菌不是引起焦叶症的主要生物因子,而Cl^(−)、Na元素、B元素毒害和N、K、Fe元素亏缺可能是引起叶片焦枯的关键非生物因子。因此,核桃焦叶症可能是一种由非生物因子引起的生理性病害。

关键词：核桃焦叶症分级标准发生规律生理性病害

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聚乙烯吡咯烷酮抑制蒙古栎组培褐化效果及其生理响应

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森林工程 2025年第2期41卷 288-297页

作者：杨悦吴晓微董思贤沈海龙杨玲林木遗传育种全国重点实验室(东北林业大学) 哈尔滨150040 北京林业大学林学院北京100091

为降低蒙古栎(Quercus mongolica)组培过程褐化现象,阐明褐化发生是否与抗氧化酶系统及酚类物质产生有关。以蒙古栎成熟合子胚为材料,利用组织培养技术优化蒙古栎再生植株体系获得再生植株,探究聚乙烯吡咯烷酮(PVP)抑制褐化处理对蒙古... 详细信息

为降低蒙古栎(Quercus mongolica)组培过程褐化现象,阐明褐化发生是否与抗氧化酶系统及酚类物质产生有关。以蒙古栎成熟合子胚为材料,利用组织培养技术优化蒙古栎再生植株体系获得再生植株,探究聚乙烯吡咯烷酮(PVP)抑制褐化处理对蒙古栎合子胚萌发的生理生化指标的影响。结果表明,PVP 40(40代表PVP平均分子量范围)抑制褐化效果最佳,添加0.2 g/L PVP 40不定芽诱导率最高,为71.17%,其芽增殖系数为3.90,芽生根率为40.37%,移栽存活率为73%;PVP降低了蒙古栎外植体抗氧化酶、多酚氧化酶活性及总酚酶活力,有效抑制褐化现象。PVP有效降低蒙古栎组培褐化效果抑制褐化不再加剧,优化蒙古栎器官再生植株体系,分析PVP抑制褐化处理对蒙古栎合子胚萌发的内在生理机制,为栎属其他树种抑制褐化提供参考。

关键词：蒙古栎聚乙烯吡咯烷酮褐化植株再生生理生化

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杨树PtoXTH34基因过表达提高烟草抗旱性

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北京林业大学学报 2025年第1期47卷 63-71页

作者：郝玄瑞姜妍王宇倩盖颖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

【目的】探究杨树木葡聚糖内转糖苷酶/水解酶基因PtoXTH34在植物响应干旱胁迫过程中发挥的功能。【方法】将杨树PtoXTH34基因在烟草中异源表达,并进行干旱胁迫,分析过表达烟草表型以及光合作用、抗逆等指标的变化。【结果】(1)过表达Pto... 详细信息

【目的】探究杨树木葡聚糖内转糖苷酶/水解酶基因PtoXTH34在植物响应干旱胁迫过程中发挥的功能。【方法】将杨树PtoXTH34基因在烟草中异源表达,并进行干旱胁迫,分析过表达烟草表型以及光合作用、抗逆等指标的变化。【结果】(1)过表达PtoXTH34基因能够显著降低离体烟草叶片的失水率。(2)干旱处理14 d后,对照植株出现明显的枯萎现象,而过表达PtoXTH34烟草叶片生长良好,仍为绿色,且过表达PtoXTH34植株的株高和茎直径均显著高于对照植株。(3)干旱处理14 d后,对照植株的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率均趋近于0,而过表达PtoXTH34烟草的各项光合指标均极其显著高于对照植株,且高于干旱处理前。(4)干旱处理14 d后,对照植株体内的H2O2和MDA含量均出现大幅上升,且显著高于过表达PtoXTH34植株,对照植株出现活性氧积累现象,且叶片损伤程度较大,而过表达PtoXTH34植株并未出现此现象。【结论】过表达PtoXTH34烟草通过降低叶片失水率,提升光合作用,清除活性氧积累,进而提高植株的抗旱性。本研究为揭示杨树PtoXTH34的基因功能奠定了基础,丰富了林木分子育种的基因资源。

关键词：杨树基因表达木葡聚糖内转糖苷酶/水解酶基因抗旱性光合作用烟草

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韩国假单胞菌YBZ2缓解核桃盐胁迫作用效果研究

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林业科学研究 2025年第1期38卷 39-49页

作者：芦朋飞蓝明明徐亚茹吴迪王卫雄董凯牛犇裴东东北林业大学林木遗传育种全国重点实验室黑龙江哈尔滨150040 东北林业大学生命科学学院黑龙江哈尔滨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]筛选核桃耐盐促生菌株,探究其提高核桃耐受高盐胁迫的作用效果。[方法]采用含盐选择培养基从核桃根系、根际与外围土壤分离筛选耐盐促生细菌,利用温室盆栽试验评估高盐胁迫下耐盐促生菌株对核桃生长及生理特性的影响。[结果]本研... 详细信息

[目的]筛选核桃耐盐促生菌株,探究其提高核桃耐受高盐胁迫的作用效果。[方法]采用含盐选择培养基从核桃根系、根际与外围土壤分离筛选耐盐促生细菌,利用温室盆栽试验评估高盐胁迫下耐盐促生菌株对核桃生长及生理特性的影响。[结果]本研究从核桃根系、根际与外围土壤分离获得的397株细菌菌株中,筛选获得1株能够有效缓解核桃幼苗高盐胁迫的根际耐盐促生细菌YBZ2,鉴定为韩国假单胞菌(Pseudomonas koreenis)。研究发现,在125 mmol·L^(-1)NaCl处理的核桃幼苗根部接种菌株YBZ2能够有效提升植株的耐盐能力,显著增加核桃主根的鲜质量与根系活力。菌株YBZ2亦能够显著提高核桃叶片中抗氧化酶(超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶)的活性,降低叶片中丙二醛的含量。转录组测序分析的结果表明,接种YBZ2的核桃植株显著上调的差异表达基因主要富集于光合作用、卡尔文循环碳固定、淀粉和蔗糖代谢、植物激素信号转导、谷胱甘肽代谢、苯丙烷生物合成等途径,推测菌株YBZ2可能通过调控上述通路增强核桃抵御盐胁迫的能力。[结论]本研究筛选获得的核桃根际耐盐促生韩国假单胞菌YBZ2能够显著改善高盐胁迫下核桃根系的生长,提高植株的抗氧化酶活性,有效缓解高盐胁迫对核桃幼苗的损伤,诱导核桃耐盐相关代谢通路基因的上调表达,提升其抵御高盐胁迫的能力。本研究为核桃耐盐促生微生物制剂的研发与高效应用积累了菌种资源,同时为阐明耐盐促生细菌增强核桃耐盐性的分子机制奠定理论基础。

关键词：核桃盐胁迫韩国假单胞菌YBZ2 生理特性转录组

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组蛋白去乙酰化酶抑制剂TSA处理对杨树茎生长发育的影响

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生物技术通报 2025年第1期41卷 240-251页

作者：寇焙森程萌萌郭雪琴葛彬刘迪陆海李慧林木遗传育种全国重点实验室北京100083 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 北京林业大学生物科学与技术学院北京100083

【目的】探究组蛋白乙酰化修饰在杨树茎生长发育中的分子机制。【方法】利用组蛋白去乙酰化酶抑制剂曲古抑菌素A(trichostatin A, TSA)对84K杨树(Populus alba×P. glandulosa)进行不同时间处理,采用Western blot检测杨树茎中组蛋... 详细信息

【目的】探究组蛋白乙酰化修饰在杨树茎生长发育中的分子机制。【方法】利用组蛋白去乙酰化酶抑制剂曲古抑菌素A(trichostatin A, TSA)对84K杨树(Populus alba×P. glandulosa)进行不同时间处理,采用Western blot检测杨树茎中组蛋白乙酰化水平变化情况,然后用RNA-Seq技术对其茎中基因表达谱进行转录组分析,最后利用石蜡切片和扫描电镜观察木质部的表型变化。【结果】Western Blot结果表明2μmol/L TSA处理2 h能明显提高茎中组蛋白H3的乙酰化水平,随着TSA处理时间延长,组蛋白H3的乙酰化水平进一步升高。转录组结果显示,TSA处理2 h、12 h共得到5 625个差异基因表达,其中2 h上调基因2 158个,下调基因1 556个;12 h上调基因905个、下调基因1 006个。GO功能分析发现,差异上调基因主要富集在细胞壁组分,DNA结合转录因子活性;差异下调基因主要富集在光合作用、响应非生物刺激等词条;KEGG通路分析发现差异上调基因显著富集到木质素合成等通路。表型分析结果显示,相较于未处理组,TSA处理导致植株高度下降9.03%,但是茎直径和木质部厚度未见显著性差异。【结论】组蛋白H3乙酰化水平上升通过促进转录活性或细胞壁相关基因的表达来参与杨树茎的发育,从而影响植株的高度。

关键词：转录组组蛋白乙酰化 TSA 细胞壁 84K杨树

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基因组精准编辑技术及其在林木育种中的应用

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南京林业大学学报(自然科学版) 2025年第1期49卷 11-20页

作者：姜波安新民林木遗传育种全国重点实验室林木育种与生态修复国家工程中心林木分子设计育种高精尖创新中心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林业大学生物科学与技术学院

基因组精准编辑技术正在重新定义对生命奥秘的理解，其核心在于能够在特定的基因组位点精确地插入、删除或替换DNA序列，从而实现对生物体内遗传信息的定向精准编辑。这些技术已经成为现代生物领域研究的基石，从早期的探索到CRISPR系... 详细信息

基因组精准编辑技术正在重新定义对生命奥秘的理解，其核心在于能够在特定的基因组位点精确地插入、删除或替换DNA序列，从而实现对生物体内遗传信息的定向精准编辑。这些技术已经成为现代生物领域研究的基石，从早期的探索到CRISPR系统的开创性应用，每一步都展示了科学探索的深远影响。CRISPR系统的应用带来了基因组编辑的巨大飞跃，它催化了更精准的编辑工具出现，如碱基编辑器和先导编辑器等，它们显著增强了精准编辑基因组的能力。这一历史性转变已经在农业改良、疾病治疗等领域展现出巨大的潜力。基因编辑技术的应用前景广阔，CRISPR/Cas系统能敲除多个基因，具有高靶向效率、易于设计和操作，且成本较低等优点，因此在作物、林木遗传改良中被广泛应用；但它也有不少不足之处，而每一款新编辑工具的出现都使这一技术得以不断完善。随着技术的不断进步，基因编辑技术有望在未来解决更多复杂的生物学问题，为人类健康和农林业发展带来更多的创新和突破力。

关键词： CRISPR Cas9 胞嘧啶碱基编辑器腺嘌呤碱基编辑器糖基化酶碱基编辑器双碱基编辑器先导编辑器

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基于SSR标记的皱皮木瓜遗传多样性分析及品种分子身份证构建

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南京林业大学学报(自然科学版) 2025年第1期49卷 59-70页

作者：李慧侯立娜王天琪毕宁宁李圣波刘忠华北京林业大学林木遗传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国家林业和草原局花卉育种与生物工程重点开放实验室北京林业大学生物科学与技术学院山东亚特生态技术有限公司

【目的】皱皮木瓜（Chaenomeles speciosa）具有较高的观赏价值食用价值与药用价值，我国是皱皮木瓜的起源分布中心，研究皱皮木瓜种质资源遗传多样性，并构建品种分子身份证，以解决近年来因缺乏品种间统一的分类标准，同名异种、同种... 详细信息

【目的】皱皮木瓜（Chaenomeles speciosa）具有较高的观赏价值食用价值与药用价值，我国是皱皮木瓜的起源分布中心，研究皱皮木瓜种质资源遗传多样性，并构建品种分子身份证，以解决近年来因缺乏品种间统一的分类标准，同名异种、同种异名和品种间来源及演化不清等问题。【方法】以收集的168份皱皮木瓜种质资源为材料，利用SSR标记结合毛细管电泳法对木瓜遗传多样性和群体内遗传分化程度进行分析，根据观测等位基因数（Na）、Shannon's信息指数（I）和多态性信息含量（PIC）的筛选能区分全部种质的引物组合，并基于字符串编码构建DNA分子身份证。【结果】26对引物在168个皱皮木瓜品种中共扩增出304个等位基因，平均每个位点扩增出11.577个；期望杂合度（He）、I和PIC的平均值分别为0.748、1.731和0.607。根据聚类分析的结果可将该群体分为2大类，进一步分为6个类群；种群结构分析将供试材料分为2个亚类。从26对引物中筛选出11对核心引物构建了168份皱皮木瓜种质资源的条形码和二维码身份证。【结论】所选扩增位点的变异程度高、鉴别力度大，在进行遗传多样性分析、核心引物筛选，以及指纹图谱构建中可优先选用。该研究为皱皮木瓜的良种鉴定、遗传资源管理及种质资源数据库的构建等提供了参考。

关键词：皱皮木瓜遗传多样性 SSR 分子身份证

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