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分子植物育种 2018年第2期16卷 526-534页

作者：王蒙蒙卜祥潘张倩霍瑾茹晁龙军王华芳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北京100083

杨山牡丹‘凤丹’(Paeonia ostii *** et *** *** ***)抗逆性强,适应性广,主要用作观赏、药用和新型油料作物。‘凤丹’种子繁殖的个体差异大,组织培养不定芽增殖系数低,生根困难,移栽驯化难以成活,严重制约良种繁育和新品种培育。本研... 详细信息

杨山牡丹‘凤丹’(Paeonia ostii *** et *** *** ***)抗逆性强,适应性广,主要用作观赏、药用和新型油料作物。‘凤丹’种子繁殖的个体差异大,组织培养不定芽增殖系数低,生根困难,移栽驯化难以成活,严重制约良种繁育和新品种培育。本研究以‘凤丹’鳞芽探究鳞芽表面消毒最佳方式;生长调节剂、蔗糖浓度、继代周期、防褐化剂对不定芽扩繁的影响;不定芽珍珠岩基质容器化扦插生根、活性炭(AC)-吲哚丁酸(IBA)集成诱导不定根发生和移栽驯化。初步建立组织培养工厂化育苗技术体系,鳞芽以有效氯1%的二氯异氰尿酸钠水溶液处理20 min,去污染成活率高达66.0%;不定芽在6-苄氨基嘌呤(6-BA)0.5 mg/L、吲哚-3-乙酸(IAA)0.05 mg/L的改良WPM培养基上增殖系数最高达2.73;蔗糖浓度为20 g/L、继代周期为35 d有利于不定芽分化;培养基中添加维生素C(VC)15 mg/L、核黄素(VB2)20 mg/L抗褐化效果最佳。AC-IBA集成诱导不定芽生根,AC 0.5 g/L、AC培养时间为15 d、IBA 15 mg/L诱导生根率53.3%,小植株移栽驯化成活率26.7%;不定芽珍珠岩基质容器化扦插,IBA 20 mg/L诱导生根率40%,驯化成活率97.8%。优化的‘凤丹’组织培养体系为工厂化良种繁育奠定技术基础。

关键词： '凤丹’ 鳞芽组织培养

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年龄效应对白杨硬枝扦插苗生长及其茎皮部解剖结构和叶片生化指标的影响

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西北植物学报 2018年第2期38卷 274-281页

作者：洪汉辉康向阳汪晓峰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北京100083

为探究白杨年龄效应导致的扦插繁殖苗退化问题,该试验以杂种三倍体‘北林雄株2号’的不同年龄苗木硬枝插穗为材料,就扦插苗生长形态、光合生理、根发育特征、插穗皮部解剖结构以及苗木生长发育过程中叶片可溶性总糖(TSS)、可溶性总蛋白(... 详细信息

为探究白杨年龄效应导致的扦插繁殖苗退化问题,该试验以杂种三倍体‘北林雄株2号’的不同年龄苗木硬枝插穗为材料,就扦插苗生长形态、光合生理、根发育特征、插穗皮部解剖结构以及苗木生长发育过程中叶片可溶性总糖(TSS)、可溶性总蛋白(TSP)、叶绿素(Chl)、脯氨酸(Pro)、赤霉素(GA)、生长素(IAA)、脱落酸(ABA)及IAA/ABA比值等生理生化指标进行了观测。结果表明:(1)再生苗苗高、地径、叶柄长度、节间宽、叶面积、主根数、主根长、生根率、根系效果指数及净光合速率(P_n)等指标均随插穗年龄的增加而降低,而其侧根数、侧根长、胞间CO_2浓度(C_i)、气孔导度(G_s)和蒸腾速率(T_r)等指标与插穗年龄无明显相关性。(2)插穗茎皮部解剖结构显示,周皮和木质部厚度都随插穗年龄增大而增厚,韧皮部厚度则无明显变化。(3)再生苗叶片可溶性总糖、总蛋白、叶绿素、IAA、GA含量以及IAA/ABA比值等指标均随插穗年龄的增加而逐渐降低,而脯氨酸和ABA含量则随插穗年龄增加而增加。研究发现,白杨扦插苗随插穗年龄的增加累积成熟效应,使新生苗表现出整体性衰老的生长状态。

关键词：白杨扦插繁殖年龄效应生根特性解剖结构激素水平

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三个胡杨SnRK基因的克隆和序列分析

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分子植物育种 2017年第9期15卷 3475-3481页

作者：张冲汪姝饶书培夏新莉陈金焕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北京100083

蔗糖非依赖1蛋白激酶(sucrose non-fermenting-1-related protein kinase,Sn RK)是广泛存在于植物中的一类Ser/Thr蛋白激酶,参与各种胁迫信号传导通路,对植物抵御不良环境起到重要作用。本研究根据胡杨转录组测序结果克隆出了三条Sn RK... 详细信息

蔗糖非依赖1蛋白激酶(sucrose non-fermenting-1-related protein kinase,Sn RK)是广泛存在于植物中的一类Ser/Thr蛋白激酶,参与各种胁迫信号传导通路,对植物抵御不良环境起到重要作用。本研究根据胡杨转录组测序结果克隆出了三条Sn RK基因,进行序列对比和系统进化分析预测其基因功能。结果显示这三个胡杨Sn RK基因属于Sn RK2家族成员,三个胡杨Sn RK基因又与AtSnRK2.2、AtSnRK2.3、AtSnRK2.6序列相似性较高,可能在逆境应答过程中具有重要功能。胡杨Sn RK的功能预测和分析,将为进一步研究林木非生物逆境胁迫响应机制奠定基础。

关键词： SnRK 基因克隆序列对比进化分析

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多基因型黑果枸杞高效快繁体系的建立

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生物技术通报 2019年第4期35卷 201-207页

作者：戴逢斌刘丽萍李艾佳饶书培陈金焕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北京100083

旨为建立适用于不同种源多基因型的黑果枸杞高效稳定的组培再生体系,为工厂化育苗与大面积推广奠定基础。收集7个不同种源地的黑果枸杞种子并制备无菌苗,利用植物组织培养技术,研究不同种类、不同浓度植物生长调节剂对黑果枸杞生根和分... 详细信息

旨为建立适用于不同种源多基因型的黑果枸杞高效稳定的组培再生体系,为工厂化育苗与大面积推广奠定基础。收集7个不同种源地的黑果枸杞种子并制备无菌苗,利用植物组织培养技术,研究不同种类、不同浓度植物生长调节剂对黑果枸杞生根和分化的影响。在黑果枸杞的茎段诱导分化培养基筛选过程中,针对黑果枸杞培养过程中容易出现的玻璃化现象,通过多种培养基比较,确定了一种最适合不同种源多基因型黑果枸杞茎段分化的培养基MS+蔗糖30 g/L+琼脂7 g/L+6-BA 0.1 mg/L;在黑果枸杞的叶片诱导分化培养基筛选过程中,通过调节生长素类物质及细胞分裂素的浓度,获得一种适合于不同基因型的黑果枸杞叶片分化的培养基MS+蔗糖30 g/L+琼脂6 g/L+NAA 0.5 mg/L+6-BA 0.5 mg/L;在黑果枸杞生根培养基的筛选过程中,通过改变生长素浓度,获得了一种最适合于不同种源多基因型黑果枸杞生根的培养基1/2MS+蔗糖30 g/L+琼脂7.5 g/L+IBA0.25 mg/L。在大规模试验的基础上,克服了不同种源黑果枸杞使用一种培养基时在生根分化过程中常出现的玻璃化、不生根、不发芽等问题,建立了适宜不同种源多基因型黑果枸杞高效稳定的组织培养再生体系。

关键词：黑果枸杞种源组织培养生根分化

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基于SLAF-seq技术的白皮松SNP分子标记开发

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北京林业大学学报 2021年第8期43卷 1-8页

作者：田倩刘双委钮世辉李伟北京林木分子设计育种高精尖创新中心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北京100083

【目的】在白皮松全基因组范围内开发大量特异性SNP分子标记,为白皮松关键基因定位、分子标记辅助选择和种质资源评价提供足够多的分子标记资源。【方法】本研究以5个群体的共52份白皮松资源为材料,选择火炬松基因组为参考基因组,利用... 详细信息

【目的】在白皮松全基因组范围内开发大量特异性SNP分子标记,为白皮松关键基因定位、分子标记辅助选择和种质资源评价提供足够多的分子标记资源。【方法】本研究以5个群体的共52份白皮松资源为材料,选择火炬松基因组为参考基因组,利用特异性位点扩增片段测序技术(SLAF-seq),在多态性SLAF标签上开发大量特异性SNP位点,并过滤出一批高质量SNP位点用于白皮松不同群体的遗传多样性分析。【结果】通过序列对比分析,共获得23597049个SLAF标签,其中具多态性的SLAF标签有370659个,共开发得到1291290个白皮松群体SNP。在缺失率小于20%、次要等位基因频率(MAF)大于5%的条件下,对所有SNP位点进行过滤,共得到346840个高一致性的白皮松群体SNP,占SNP总量的26.9%,其中包含9个仅在北京鹫峰(JF)群体中存在变异的SNP位点、148个仅在陕西蓝田(LT)群体中存在变异的SNP位点、425个仅在甘肃麦积山(MJS)群体中存在变异的SNP位点、1466个仅在陕西午子山(WZS)群体中存在变异的SNP位点、4个仅在山西柏洼山(BWS)群体中存在变异的SNP位点。基于过滤后的346840个SNP分子标记在5个白皮松群体中进行的遗传多样性分析表明,白皮松不同群体间的遗传多样性存在显著差异,其中MJS和WZS群体的遗传多样性水平相对较高,JF群体的遗传多样性水平相对较低。【结论】研究结果表明,利用SLAF-seq技术可以实现全基因组范围内大量SNP标记位点的开发,且开发的SNP标记在白皮松不同群体中表现出较为丰富的遗传多态性,为白皮松种质资源鉴定、QTL定位、遗传连锁图谱构建以及重要性状的关联分析等研究奠定了基础,对今后白皮松种质资源保护和分子标记辅助选择育种具有重要意义。

关键词：白皮松 SLAF-seq SNP 遗传多样性

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毛白杨花粉败育过程中Ca^(2+)-ATPase的异常变化

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北京林业大学学报 2012年第4期34卷 10-17页

作者：曹媛康向阳张志毅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

为研究木本植物花粉败育过程中Ca2+-ATPase的影响,本文利用氯化铈沉淀和电镜细胞化学方法,对不同育性毛白杨花药在小孢子发生发育过程中Ca2+-ATPase进行了定位。结果表明:Ca2+-ATPase在可育花药小孢子母细胞时期大量分布于小孢子母细胞... 详细信息

为研究木本植物花粉败育过程中Ca2+-ATPase的影响,本文利用氯化铈沉淀和电镜细胞化学方法,对不同育性毛白杨花药在小孢子发生发育过程中Ca2+-ATPase进行了定位。结果表明:Ca2+-ATPase在可育花药小孢子母细胞时期大量分布于小孢子母细胞质膜、液泡膜及内膜系统,花药内壁细胞内膜系统和绒毡层细胞质膜,随后Ca2+-ATPase在上述细胞中均减少甚至消失,并于小孢子时期和成熟花粉时期分别在小孢子和花药内壁细胞中再次沉积;不育花药小孢子母细胞以及此时期绒毡层细胞质膜上并无明显Ca2+-ATPase,花药表皮、药室内壁以及中层的Ca2+-ATPase都高于同一时期的可育花药,其绒毡层细胞解体不完全。由上述结果推测:毛白杨不育花药内小孢子母细胞和药壁中Ca2+-ATPase分布异常,影响细胞内钙离子的主动转运,可能导致钙离子异常累积,进而通过影响小孢子母细胞和药室内壁细胞的正常代谢、绒毡层细胞的及时降解而导致花粉败育。

关键词：毛白杨 Ca2+-ATPase 花粉败育

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二倍体及其同源四倍体酸枣的生理特征和转录组分析

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北京林业大学学报 2019年第7期41卷 57-67页

作者：李萌郭烨刘松珊庞晓明李颖岳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】研究酸枣基因组复制后分子水平的变异机制,为深入探讨枣树多倍体性状、关键调控基因的克隆及基因工程育种提供参考。【方法】本实验以二倍体及其同源四倍体酸枣为研究材料,比较了二者的叶片相对含水量、叶绿素含量、可溶性糖含... 详细信息

【目的】研究酸枣基因组复制后分子水平的变异机制,为深入探讨枣树多倍体性状、关键调控基因的克隆及基因工程育种提供参考。【方法】本实验以二倍体及其同源四倍体酸枣为研究材料,比较了二者的叶片相对含水量、叶绿素含量、可溶性糖含量以及可溶性蛋白质含量,对两种材料进行了转录组测序,并参考GO Ontology、KEGG等数据库对差异基因和转录因子进行功能分类与富集分析。【结果】四倍体的叶绿素含量、可溶性糖含量和可溶性蛋白质含量均显著高于二倍体植株,叶片相对含水量在两种材料中没有显著差异。二倍体与四倍体酸枣共1 329个基因具有显著差异,GO功能分析表明这些差异基因主要参与生长发育和胁迫耐受相关功能。KEGG通路分析显示,大部分差异基因富集在碳水化合物代谢、氨基酸代谢和信号传递过程,其中16个关键基因参与糖和氨基酸的代谢与转运过程,如SPS2、GAE6和PGDH3,这些基因在四倍体中具有较高的表达量;23个基因参与激素信号传导通路,其中与生长素传导、应答相关的基因如ARG7,GH3.6和IAA26在四倍体植株中表达量较高,而与油菜素内酯合成酶(CYP)、乙烯不敏感蛋白(EIN)相关的基因在四倍体植株中表达量较低。在对二倍体与四倍体差异转录因子的分析中发现,四倍体MYB转录因子家族基因表达量高于二倍体。【结论】四倍体叶片叶绿素含量高是植株叶色加深的原因之一,可溶性糖、可溶性蛋白质含量高为四倍体叶片变大、茎加粗提供了更多能源物质。参与糖、氨基酸代谢和激素合成、信号传导的关键基因在二倍体与四倍体中差异表达,可能与四倍体植株体内能源物质含量高、生长势强的性状相关;具有渗透调节功能的基因在四倍体中表达量较高暗示着四倍体可能具有较强的抗性。进一步对差异转录因子的分析表明,MYB转录因子在二倍体与四倍体植株中的差异表达可能会导致植物在生长发育、形态建成和抗逆过程中的差异,但二者的具体差异性状还需进一步的实验研究。

关键词：同源四倍体酸枣生理特征差异表达基因转录因子

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光电关联显微镜技术及其在植物学研究中的应用

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生物技术通报 2022年第1期38卷 278-288页

作者：武欣媛王广超林金星荆艳萍北京林业大学林木育种国家工程实验室北京100083 北京林业大学生物科学与技术学院林木花卉遗传育种教育部重点实验室北京100083

光电关联显微镜技术(correlative light and electron microscopy,CLEM)将光学显微镜的高灵敏度和大视场与电子显微镜的高分辨率相结合,弥补了各自成像的局限,可在原位获得更全面、更精细的定位及结构信息,近年来受到广泛关注。目前,该... 详细信息

光电关联显微镜技术(correlative light and electron microscopy,CLEM)将光学显微镜的高灵敏度和大视场与电子显微镜的高分辨率相结合,弥补了各自成像的局限,可在原位获得更全面、更精细的定位及结构信息,近年来受到广泛关注。目前,该技术广泛应用于亚细胞结构与特定结构的观察、蛋白质的精确定位、囊泡运输及植物免疫等多个重要研究领域。本文总结了CLEM的概念和原理,对标记探针进行了总结分类,着重就该技术在植物学领域的应用以及存在的问题进行了讨论,并对该技术未来的发展与应用作出了展望。

关键词：光电联用探针结构观察蛋白定位囊泡运输植物免疫

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毛白杨半胱氨酸蛋白酶PtoCP1基因参与植物激素调控的叶片衰老

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科学通报 2024年第3期69卷 431-438页

作者：国洪丽陈梦圆范雅为刘涵孙蕾倩刘迪李慧王馨陆海北京林业大学生物科学与技术学院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京100083

半胱氨酸蛋白酶在植物不同组织中的特异性表达发挥了多种功能.本文探究了毛白杨半胱氨酸蛋白酶PtoCP1基因在激素诱导下参与叶片衰老的机制.使用脱落酸(ABA)、茉莉酸甲酯(MeJA)、乙烯(ACC)对杨树叶片进行处理,不同时间段后观察叶片表型... 详细信息

半胱氨酸蛋白酶在植物不同组织中的特异性表达发挥了多种功能.本文探究了毛白杨半胱氨酸蛋白酶PtoCP1基因在激素诱导下参与叶片衰老的机制.使用脱落酸(ABA)、茉莉酸甲酯(MeJA)、乙烯(ACC)对杨树叶片进行处理,不同时间段后观察叶片表型、检测叶绿素含量以及PtoCP1基因相对表达量,发现激素诱导后的叶片黄化加速,叶绿素含量下降,同时PtoCP1表达量上调,而ptocp1突变体则延缓了叶片的衰老.进一步对PtoCP1启动子元件分析发现,其含有ABA、MeJA响应元件,因此以相应的ABA、MeJA激素分别处理含ProPtoCP1-GUS-pBI121重组载体的转基因拟南芥幼苗,并观察GUS染色差异和检测报告基因GUS的相对表达量.结果显示,ABA诱导下GUS染色加深,GUS表达量上升.综上所述,PtoCP1启动子可以通过响应ABA调控基因的表达,从而使植物对外界胁迫作出反应,引起叶片衰老,该研究为进一步理解激素诱导植物半胱氨酸蛋白酶参与叶片衰老的机制提供了理论支持.

关键词： PtoCP1基因启动子激素诱导功能分析

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四倍体酸枣组培体系优化及其叶片离体不定芽高效再生体系的建立

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北京林业大学学报 2023年第6期45卷 8-18页

作者：杨伟聪张晨星赵汗青刘欣茹庞晓明李颖岳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北京100083

【目的】以四倍体酸枣组培苗为材料,优化其组织培养体系并构建适宜的四倍体酸枣叶片离体再生体系,为该种质的保存、推广以及利用奠定基础。【方法】本研究以秋水仙素加倍获得的酸枣同源四倍体种质为材料,设计试验,利用组织培养技术探索... 详细信息

【目的】以四倍体酸枣组培苗为材料,优化其组织培养体系并构建适宜的四倍体酸枣叶片离体再生体系,为该种质的保存、推广以及利用奠定基础。【方法】本研究以秋水仙素加倍获得的酸枣同源四倍体种质为材料,设计试验,利用组织培养技术探索了不同植物生长调节剂的种类、浓度对于四倍体酸枣的增殖、生根、不定芽再生的影响情况;并利用石蜡切片法对叶片不定芽再生过程进行了细胞学观察。【结果】(1)当四倍体酸枣以带顶芽的茎段作为外植体时,最佳增殖培养基为:1/2MS+6-BA 0.5 mg/L+IBA 0.2 mg/L+TDZ 0.5 mg/L+蔗糖30.0 g/L+琼脂5.9 g/L,适宜生根培养基为:1/2MS+IBA 0.8 mg/L+蔗糖30.0 g/L+琼脂5.9 g/L。生根苗经炼苗后移栽至大田,成活率可达93.33%。(2)诱导四倍体酸枣叶片离体再生不定芽的最佳培养基为WPM+TDZ 1.0 mg/L+IBA 0.3 mg/L+蔗糖30.0 g/L+琼脂5.9 g/L,在该培养基上叶片可通过直接再生途径再生出不定芽。(3)再生不定芽主要起源于叶脉维管束周围的薄壁细胞,在预培养8~12 d时,分生细胞的分裂能力最强且未出现分化现象。【结论】本研究优化了四倍体酸枣组培体系,并成功建立了四倍体酸枣叶片离体再生体系,同时对叶片不定芽的再生过程进行组织学研究,为酸枣多倍体培养体系完善以及后续多倍体种质的利用奠定了基础。

关键词：酸枣同源四倍体组培体系叶片再生细胞学观察

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