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第九届中国林业青年学术年会

作者：马开峰张志毅赵曦阳江锡兵薄文浩宋跃朋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

林木杂交育种是创新林木种质、获取目的性状（如提高生长量、改良木材质量、增强抗逆性等）以及研究林木进化等理论的重要方法和手段。白杨派（Leuce Duby）树种在我国分布广泛,其中毛白杨、河北杨、响叶杨等为我国特有树种。在我国白... 详细信息

林木杂交育种是创新林木种质、获取目的性状（如提高生长量、改良木材质量、增强抗逆性等）以及研究林木进化等理论的重要方法和手段。白杨派（Leuce Duby）树种在我国分布广泛,其中毛白杨、河北杨、响叶杨等为我国特有树种。在我国白杨杂交育种工作中,学者们利用丰富的种质资源广泛开展了种内、种间杂交试验,选育出很多优良品种。但同时人们发现,白杨派某些种杂交不亲和、幼胚败育严重,人工杂交困难,获得杂种子代效率较低,甚至不能获得杂交子代。随着组织培养技术的发展,采用胚胎挽救技术可阻止杂交幼胚的败育从而获得子代,目前已在柿树杂交育种、葡萄三倍体育种、花卉杂交育种等方面发挥了一定的作用。

关键词：白杨胚胎挽救发芽率成苗率

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树木对重金属的抗性机理研究进展

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中国农学通报 2012年第10期28卷 6-12页

作者：郝瑞芝余洋武佳叶安新民荆艳萍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/国家林业局树木花卉育种与生物工程重点开放实验室北京100083

土壤重金属污染问题是当今世界较为严重的环境问题之一。树木生物量高,根系发达,一般不进入食物链,一些树木对环境中重金属具有较强的吸收和积累作用,防止土壤金属污染的扩散。为了深入探索树木应对重金属污染的抗性机理,笔者主要从根... 详细信息

土壤重金属污染问题是当今世界较为严重的环境问题之一。树木生物量高,根系发达,一般不进入食物链,一些树木对环境中重金属具有较强的吸收和积累作用,防止土壤金属污染的扩散。为了深入探索树木应对重金属污染的抗性机理,笔者主要从根系分泌物、内生细菌与菌根、螯合作用、抗氧化系统以及区室化作用等方面综述了近年来,尤其是近5年来树木应对重金属的抗性机制研究进展,发现由于重金属对于树木毒害作用的多方面性,树木重金属抗性机理具有复杂性,因此许多机理仍不清晰,今后还需要利用不断更新的技术手段,研究其不同抗性机理的协同作用,对其机制进行更深入系统的研究。最后,笔者展望了通过生物技术手段的改造,将树木应用于环境修复的前景。

关键词：树木重金属抗性

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RNAi技术沉默PtDrl01基因对毛白杨病程相关蛋白基因表达的影响

RNAi技术沉默PtDrl01基因对毛白杨病程相关蛋白基因表达的影响

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第九届中国林业青年学术年会

作者：刘文凤张谦郑会全雷杨林善枝安新民张志毅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

抗病(R)基因是植物抗病免疫系统中的关键组成部分,该类基因编码蛋白通常包含了保守的功能结构域如核苷酸结合位点(Nucleotide binding site,NBS)和富含亮氨酸重复(Ieucine rich repeat,LRR)序列,因此也统称为NBS-LRR R蛋白。NBS-LRR R... 详细信息

抗病(R)基因是植物抗病免疫系统中的关键组成部分,该类基因编码蛋白通常包含了保守的功能结构域如核苷酸结合位点(Nucleotide binding site,NBS)和富含亮氨酸重复(Ieucine rich repeat,LRR)序列,因此也统称为NBS-LRR R蛋白。NBS-LRR R蛋白编码基因占据了约全部抗病基因数目的75%,组成了抗病基因中的最大家族,而这些抗病基因的作用对象也几乎囊括了所有的病原物包括病毒、细菌、真菌、线虫甚至昆虫等,对该类基因的表达及其在植物抗病免疫调控系统中的作用进行研究具有重要意义。杨树是木本植物的模式植物,其抗病性研究一直是林木抗逆性研究的热点;而毛白杨(Populus tomentosa Cart)是我国特有的白杨派(Section Leuce)乡土树种,具有分布广、速生、材质优良及抗逆性强等特点,对毛白杨NBS-LRR类抗病基因的表达及其功能进行研究显然具有重要的理论意义与应用价值。本实验室前期已从三倍体毛白杨[(***×***)×***]抗病无性系中首先分离获得一个NBS-LRR类抗病基因序列(编码了一个NLS-TIR-NBS-LRR蛋白)即PtDrl01(GenBank Accession ***157840),并证明该基因在转化烟草中具有抗烟草花叶病毒能力。为进一步分析PtDrl01基因的抗病免疫调控功能,本研究首次构建了PtDrl0l基因的RNAi载体pBI121-PtDr101-RNAi,进而采用基因枪法将pBl121-PtDr101-RNAi质粒转化到毛白杨叶片,并诱导获得抗卡那霉素候选转化芽,经生根诱导最终获得系列候选转化植株。以卡那霉素抗性植株基因组总DNA为模板,对CaMV 35S启动子及NP7II基因作双序列PCR鉴定,共筛选获得5个转基因无性系。在此基础上,运用qRT-PCR技术对转化植株PtDrl01基因的表达作定量分析发现,RNAi序列在转基因毛白杨中对PtDrl01基因的表达抑制率均高于50%;其中,值得注意的是,转基因无性系Z3 PtDrl01基因表达抑制率达到了100%,这表明RNAi序列在转基因毛白杨中能够对PtDrl01基因的表达起有效的抑制甚至沉默的作用。对沉默了PtDrl01基因表达的Z3植株,本研究利用qRT-PCR技术定量分析了毛白杨病程相关蛋白基因(PtPR-1、PtPR-5和PtPR-10)的表达,结果发现检测的病程相关蛋白基因其表达均明显低于对照非转化植株,而其中PtPR-10的表达量在转化植株中甚至减少为7倍以上。这说明,PtDrl01基因的表达在毛白杨中影响了病程相关蛋白基因的表达水平,而这也暗示了PtDrl01基因可能通过调控病程相关蛋白基因的表达水平,进而提高植株抗病反应能力。上述研究结果为进一步分析毛白杨PtDrl01基因的表达及功能提供了重要基础。

关键词：毛白杨 PtDrl01基因 RNAi技术 qRT-PCR

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转MdSPDS1基因毛白杨耐盐性研究和遗传转化体系优化

转MdSPDS1基因毛白杨耐盐性研究和遗传转化体系优化

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第二届中国林业学术大会——S2 功能基因组时代的林木遗传与改良

作者：龙翠庞晓明张志毅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

土壤盐渍化是严重影响农业生产和地球生态环境的热点问题,而多胺(polyamines,PAs)对提高植物抗盐性起着重要的作用。本文通过进行转MdSPDS1基因毛白杨(Populus tomentosa)耐盐性分析,来探讨多胺和毛白杨耐盐性的关系和其在耐盐过程中的... 详细信息

土壤盐渍化是严重影响农业生产和地球生态环境的热点问题,而多胺(polyamines,PAs)对提高植物抗盐性起着重要的作用。本文通过进行转MdSPDS1基因毛白杨(Populus tomentosa)耐盐性分析,来探讨多胺和毛白杨耐盐性的关系和其在耐盐过程中的作用,并对毛白杨遗传转化因子进行了优化,以

关键词：毛白杨 MdSPDS1 耐盐性

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华北落叶松种子园不同世代间遗传多样性变化

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植物遗传资源学报 2014年第5期15卷 940-947页

作者：于大德袁定昌张登荣范英明李旦张鸿景张金凤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/国家林业局树木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北京100083 四川省凉山州凉北林业局西昌615000 河北省林业科学研究院石家庄050061

华北落叶松是我国华北地区营造针叶树丰产林的首选树种,我国自20世纪60年代开始营建华北落叶松种子园,现部分种子园已建至第3代。但选优导致的种子园亲子代群体间的遗传多样性水平变化情况并不清楚,其分子水平的群体遗传基础也不明确,... 详细信息

华北落叶松是我国华北地区营造针叶树丰产林的首选树种,我国自20世纪60年代开始营建华北落叶松种子园,现部分种子园已建至第3代。但选优导致的种子园亲子代群体间的遗传多样性水平变化情况并不清楚,其分子水平的群体遗传基础也不明确,造成高世代育种及造林工作中种质资源不清等问题。本研究利用10对EST-SSR引物,分析了河北省龙头山林场华北落叶松良种基地种子园中1代、2代、3代优树群体的遗传多样性。每对引物的等位位点数为2-5个不等。1、2、3代的平均有效等位位点数分别为1.9204个、1.81个、2.0693个,Shannon指数分别为0.7127、0.7052、0.7908,且群体中杂合子过量。结果表明,1-3代种子园群体遗传多样性水平没有明显的差异,子代群体与亲代群体间遗传分化较小,遗传变异主要存在于每代群体内,而非世代群体间。

关键词：华北落叶松种子园遗传多样性微卫星(SSR)

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毛白杨不同倍性花粉DNA的荧光观察及定量分折

毛白杨不同倍性花粉DNA的荧光观察及定量分折

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第九届中国林业青年学术年会

作者：曹媛张志毅荆艳萍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

毛白杨（Populus tomentosa Carr.）是我国特有的白杨派重要的绿化和用材乡土树种。研究发现,二倍体毛白杨中存在天然2n花粉以及由于减数分裂异常或染色体异常而产生的非整倍数败育花粉。这种现象一方面与天然三倍体毛白杨的形成联系紧... 详细信息

毛白杨（Populus tomentosa Carr.）是我国特有的白杨派重要的绿化和用材乡土树种。研究发现,二倍体毛白杨中存在天然2n花粉以及由于减数分裂异常或染色体异常而产生的非整倍数败育花粉。这种现象一方面与天然三倍体毛白杨的形成联系紧密,另一方面影响毛白杨的育种工作的效率。花粉核DNA不仅是花粉倍性的指标物质,而且对整个花粉正常发育过程起着核心作用。正常成熟花粉通过不均等有丝分裂形成一个较大的营养细胞和一个较小的生殖细胞,然后生殖细胞进行一次均等有丝分裂形成两个生殖核。在花粉管萌发和伸长过程中,营养细胞率先移入花粉管向花粉管尖端方向移动,两个生殖核紧随其后,最终经由花粉管尖端排出。我们利用激光共聚焦荧光显微镜,在大量实验基础上克服荧光标记不易量化的困难,建立了相对稳定的DNA荧光相对定量经验分析体系。实验采用DAPI（4’,6-二脒基-2-苯基吲哚）对毛白杨小孢子及其体外萌发过程进行DNA荧光标记,统一花粉培养条件、染色条件（1ug/ml DAPI,5min）和制片细节,统一成片到上机观察前的存放条件和时间（-20℃C,1天）,统一激光共聚焦显微镜的可调节参数及条件（60x油镜,405nm激发光,ND40,固定扫描步距、增益值、扣除背景等）。将扫描得到的图片进行3D重构,再用闭合曲线勾画蓝色荧光的范围,得到范围内荧光量的各种参数值,最后分析统计得出相对荧光量（精确面积×平均荧光光强）。初步结果显示,我们所采用的无性系LM50中,2n花粉占花粉总量的比例约5-10%。自然单倍、2n花粉及不同大小的败育花粉其核DNA量的统计值与其直径大小在正常范围内成比例。同时,有发现个别花粉大小偏离正常值,但核DNA定量分析结果仍显示其为单倍性。异常的花粉通常呈现干瘪、皱缩、多核,或者体积极小无核,其DNA定量结果明显偏离平均值。在花粉体外萌发实验中,2n花粉占正常萌发花粉的比例更小。但在正常萌发的花粉中,单倍花粉的生殖核荧光总量与2n花粉的生殖核荧光总量统计值比接近1:2,两个生殖核荧光量统计值比接近1:1。此外,毛白杨单倍和2n花粉的营养细胞核及其胞质中均有一定量的荧光标记,并且强度与生殖核相比较弱,但营养细胞总的荧光量高于生殖细胞,胞质荧光背景较强且呈点状不均匀分布,而这些点状物是否全部为携带细胞质遗传物质的细胞器则有待进一步实验验证。以上结果暗示,进一步研究不同品种毛白杨的天然单倍性花粉、天然2n花粉与人工加倍2n花粉的胞质DNA具体分布并对其进行定量分析,可以为毛白杨三倍体育种工作和毛白杨细胞质遗传的机制提供理论依据。

关键词：激光共聚焦 2n花粉细胞质DNA 三倍体育种

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毛白杨杂交无性系生长特性遗传变异研究

毛白杨杂交无性系生长特性遗传变异研究

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第二届中国林业学术大会——S2 功能基因组时代的林木遗传与改良

作者：赵曦阳马开峰宋跃朋张志毅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

毛白杨是我国特有的乡土树种,具有生长迅速、材质优良、树干高大通直等特性,主要分布在我国黄淮海流域约100万km2的范围内。在我国北方,尤其在黄河中下游林业生产和生态环境建设中占有重要地位。毛白杨种内遗传变异丰富,诸多性状存在较... 详细信息

毛白杨是我国特有的乡土树种,具有生长迅速、材质优良、树干高大通直等特性,主要分布在我国黄淮海流域约100万km2的范围内。在我国北方,尤其在黄河中下游林业生产和生态环境建设中占有重要地位。毛白杨种内遗传变异丰富,诸多性状存在较大差异,开展多性状综合分析对毛白杨无性系选择具有重大意义。本试验以30个毛白杨无性系为材料,对之进行生物量(树高、地径、胸径、单株材积)、树型(通直度、分枝度、冠幅、分支角、节间距)、叶片特性(叶片长度、宽度、单叶面积)、树皮特性(皮孔长度、宽度、单位面积皮孔数量、地径处树皮厚度、胸径处树皮厚度)等17个指标进行测定分析,方差分析与遗传参数计算结果表明:毛白杨无性系间各指标差异极显著(sig<0.001),表型变异系数15.63%-57.50%,遗传变异系数8.99%-52.57,重复力高(0.7734-0.9848),说明毛白杨无性系各性状存在广泛变异,且这种变异受较强的遗传控制。表型相关结果表明毛白杨无性系树高、地径、胸径、单株材积和冠幅之间均达显著相关水平,遗传相关系数与表型相关系数没有很大差异。主成分分析结果显示,毛白杨无性系14个性状前3个主成分的累积贡献率为84.928%,其中第一主成分为生长量等性状,第二主成分为干型等性状,第三主成分为叶片性状;利用综合评定法对无性系进行选择,当入选率为10%时,选出YX-50、FX、13-16等3个无性系,树高、地径、胸径和单株材积的遗传增益分别为27.41%、31.73%、32.90%和102.37%。经方差分析、主成分分析和无性系综合评价方法共同选择,YX-50、FX和13-16生长量大,树干通直圆满,适宜生产推广。

关键词：毛白杨无性系遗传变异选择

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毛白杨PtDrl02基因5′非编码区序列的功能分析

毛白杨PtDrl02基因5′非编码区序列的功能分析

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第二届中国林业学术大会——S2 功能基因组时代的林木遗传与改良

作者：郑会全雷杨林善枝张谦张志毅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

本实验室从三倍体毛白杨[(Populus tomentosa×***)×***]抗病无性系中首先分离获得一个TIR-NBS类抗病相关蛋白基因,命名为PtDrl02。RT-PCR分析结果表明,PtDrl02基因在毛白杨各组织中的表达量均明显低于ACTIN内参基因。通过分析... 详细信息

本实验室从三倍体毛白杨[(Populus tomentosa×***)×***]抗病无性系中首先分离获得一个TIR-NBS类抗病相关蛋白基因,命名为PtDrl02。RT-PCR分析结果表明,PtDrl02基因在毛白杨各组织中的表达量均明显低于ACTIN内参基因。通过分析PtDrl02基因DNA序列发现,

关键词：毛白杨 PtDrl02 编码区序列功能分析

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关于林木多倍体育种的思考

关于林木多倍体育种的思考

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中国林学会林木遗传育种分会第七届全国林木遗传育种学术大会

作者：康向阳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

一般认为适宜于多倍体育种的植物为：收获营养体,染色体数目少,异花授粉,多年生习性且营养繁殖等(Leran,1945)。大多数林木树种非常符合这些基本条件。由于许多树种能够进行无性繁殖,可以不必担心多倍体育性差而导致繁殖困难的难题,而...

一般认为适宜于多倍体育种的植物为：收获营养体,染色体数目少,异花授粉,多年生习性且营养繁殖等(Leran,1945)。大多数林木树种非常符合这些基本条件。由于许多树种能够进行无性繁殖,可以不必担心多倍体育性差而导致繁殖困难的难题,而多年生习性又保证品种一旦育成就可以长期持续利用等,因此林木多倍体育种的潜力更大、作用更为突出。具体主要用于纤维材等用材林新品种选育,利用代谢产物的经济林新品种选育,以及大果、无核等经济林新品种选育等。

关键词：

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杨树花发育关键基因的RNAi、DNM载体转化毛白杨的研究

杨树花发育关键基因的RNAi、DNM载体转化毛白杨的研究

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第九届中国林业青年学术年会

作者：曹冠琳安新民于来薄文浩王静澄张志毅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

毛白杨（Populus tomentosa Carr.）是优良的绿化和用材树种,但是毛白杨雌株花期产生大量飞絮,给生产生活带来诸多不便。LFY是花分生组织特征基因,控制花启动,毛果杨PTLF（***）在花序中表达量最高;AP1既为花分生组织特征基因,同时又控... 详细信息

毛白杨（Populus tomentosa Carr.）是优良的绿化和用材树种,但是毛白杨雌株花期产生大量飞絮,给生产生活带来诸多不便。LFY是花分生组织特征基因,控制花启动,毛果杨PTLF（***）在花序中表达量最高;AP1既为花分生组织特征基因,同时又控制花萼和花瓣的发育,PTAP1在美洲山杨（***）花发育初期的形成层中开始表达,并在以后的发育过程中继续表达;PTAG1/2基因为花器官特异性基因,它们在毛果杨雄蕊和心皮内表达。为抑制毛白杨开花,解决飞絮污染环境的问题,本研究利用农杆菌介导的叶盘转化法将这些杨树花发育关键基因的RNAi载体PTAG-IR、PTAP1-IR、PTAP1:PTAG-IR、PTLF:PTAG-IR,以及dominant negative mutation（DNM）载体En35S::AP1-M2::E9s转化毛白杨雌性无性系TC1521。经PCR检测,转基因毛白杨阳性株系数目分别为PTAG-IR5株,PTAP1-IR 4株,PTAP1:PTAG-IR6株,PTLF:PTAG-IR 7株,En35S::AP1-M2::E9 7株。转基因毛白杨移栽后的苗期观察发现,PTAG-IR,PTAP1:PTAG-IR,PTLF:PTAG-IR的转基因株系高度低于野生型对照,而PTAP1-IR转基因毛白杨高度与野生型接近。

关键词：毛白杨花发育基因 RNAi DNM

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