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南京林业大学学报(自然科学版) 2019年第1期43卷 161-166页

作者：王章荣南京林业大学林木遗传与生物技术省部共建教育部重点实验室

综述近年来国际林联(IUFRO)关于种子园建设和经营管理方面的研究报告,以及2017年林木种子园国际会议讨论热点,认为目前关于种子园的研究重点主要反映在种子园管理策略与遗传增益、近交控制与交配系统的监控、种子园病虫害防治与促进开... 详细信息

综述近年来国际林联(IUFRO)关于种子园建设和经营管理方面的研究报告,以及2017年林木种子园国际会议讨论热点,认为目前关于种子园的研究重点主要反映在种子园管理策略与遗传增益、近交控制与交配系统的监控、种子园病虫害防治与促进开花结实、基因组时代林木育种的机遇和挑战等4个方面。根据先进国家种子园建设的经验,对我国发展高世代种子园提出4点建议:(1)科学制订高世代长期育种策略,组建育种群体,应特别重视重要遗传材料的利用;(2)进一步改善高世代种子园内的亲本配置;(3)加强风媒种子园交配系统的监测与调控;(4)重视种子园的树体管理与病虫害防控。

关键词：高世代育种风媒传粉种子园交配设计遗传增益育种群体

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湖南排牙山杉木优树子代测定长期试验的遗传分析

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中南林业科技大学学报 2020年第12期40卷 1-8页

作者：边黎明陈松史月冬叶代全施季森南京林业大学林木遗传与生物技术教育部重点实验室江苏南京210037 南京林业大学林学院江苏南京210037 南京林业大学南方现代林业省部共建协同创新中心江苏南京210037 福建省洋口国有林场福建顺昌353211

【目的】通过杉木优树子代测定的长期试验,阐明生长和材性性状的遗传变异、遗传控制程度和年年遗传相关,以及性状间遗传相关的年龄趋势,评价参试家系的生长表现,为杉木早期选择、间接选择和配合力育种提供理论依据。【方法】以1982年营... 详细信息

【目的】通过杉木优树子代测定的长期试验,阐明生长和材性性状的遗传变异、遗传控制程度和年年遗传相关,以及性状间遗传相关的年龄趋势,评价参试家系的生长表现,为杉木早期选择、间接选择和配合力育种提供理论依据。【方法】以1982年营建在福建省洋口国有林场的湖南排牙山种子园37株优树自由授粉子代测定林为对象,以林龄2~5 a和9~10 a树高,3~6 a、8~10 a、33 a和36 a胸径,以及36 a弹性模量为目标性状,利用基于最佳线性无偏预测并整合空间效应的混合线性模型方法,分析性状的遗传变异、单株狭义遗传力和性状间的遗传相关。【结果】树高、胸径和弹性模量性状在家系间均存在极显著的差异,林龄36 a时,径生长最优家系F7比最小家系F26和对照F38分别高29.7%和9.7%,弹性模型最高家系F14比最低家系F19和对照F38分别高29.0%和12.3%;性状的加性遗传变异系数介于4.4%~9.6%之间,胸径性状总体呈现先减小后增加再减小的趋势,树高性状呈现总体减小的趋势;胸径的加性遗传方差、空间自相关误差方差、随机误差方差第10年比第3年分别增加了357%、117%和309%,树高增加了294%、518%和337%,胸径第36年比第3年增加了563%、229%和993%;树高和胸径的单株狭义遗传力估计值分别介于0.18~0.30和0.10~0.21之间,且总体呈下降的趋势,说明树高和胸径性状受中等偏弱的遗传控制;生长性状的年年加性遗传相关极强,估计值均高于0.73,且随着林分年龄的增加有缓慢减小的趋势;胸径与树高间的加性遗传相关极强,估计值均高于0.97,且与弹性模量的加性遗传相关估计值为-0.038。【结论】湖南排牙山杉木优树自由授粉优良家系能作为高世代遗传改良的材料,树高和胸径性状之间可以进行有效的间接选择和早期选择,以缩短育种周期和提高育种效率。

关键词：杉木生长性状弹性模量狭义遗传力遗传相关

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杨树Ptann3基因克隆与表达特性分析

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分子植物育种 2020年第15期18卷 4943-4951页

作者：王晓立魏辉武小龙张嘉鑫诸葛强南京林业大学生物与环境学院南方现代林业协同创新中心林木遗传与生物技术省部共建教育部重点实验室南京210037

膜联蛋白(Annexin)是一类Ca2+及磷脂结合蛋白,在非生物逆境胁迫方面发挥重要作用,但木本模式植物杨树膜联蛋白基因的研究还未见报道。本研究通过RT-PCR与RACE相结合的方法从毛果杨(Populus trichocarpa)克隆获得膜联蛋白3 (Ptann3)基因c... 详细信息

膜联蛋白(Annexin)是一类Ca2+及磷脂结合蛋白,在非生物逆境胁迫方面发挥重要作用,但木本模式植物杨树膜联蛋白基因的研究还未见报道。本研究通过RT-PCR与RACE相结合的方法从毛果杨(Populus trichocarpa)克隆获得膜联蛋白3 (Ptann3)基因c DNA序列,分析发现编码蛋白质Ptann3与其他植物膜联蛋白高度同源,具有过氧化物酶活性结构域、S3氧化还原反应结构域、GTP结合结构域及钙结合位点。构建原核表达载体p ET-28a-Ptann3,转入大肠杆菌BL21 (DE3)中表达分析,Ptann3蛋白分子量35.6 kD,分析表明Ptann3蛋白具有过氧化物酶与ATPase活性。qPCR分析结果显示,Ptann3基因在根、上部茎、下部茎、叶柄、幼叶和成叶中均有表达,在幼叶中表达量最高,在叶柄和根中表达量次之,成叶和茎中表达量最低。此外,研究发现低温、ABA、PEG6000、H2O2和NaCl胁迫处理可显著影响Ptann3基因的表达,推测杨树Ptann3基因在非生物逆境胁迫中发挥重要作用,研究结果对杨树抗逆遗传改良具有重要意义。

关键词：杨树(Populus) 膜联蛋白3 表达特性非生物胁迫基因克隆

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杨树PePIF3基因的克隆与表达分析

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分子植物育种 2020年第3期18卷 840-846页

作者：许琦武小龙诸葛强南京林业大学生物与环境学院南方现代林业协同创新中心林木遗传与生物技术省部共建教育部重点实验室南京210037

生物节律基因直接影响植物的生长发育,光敏色素相互作用因子3(phytochrome-interacting factor3,PIF3)属碱性螺旋-环-螺旋转录因子家族,是生物节律中的一个关键因子,在分子水平上对植物所受到的环境变化起协同调控作用。本研究以‘南林... 详细信息

生物节律基因直接影响植物的生长发育,光敏色素相互作用因子3(phytochrome-interacting factor3,PIF3)属碱性螺旋-环-螺旋转录因子家族,是生物节律中的一个关键因子,在分子水平上对植物所受到的环境变化起协同调控作用。本研究以‘南林895’杨(Populus deltoides×***’Nanlin 895’)为材料,通过克隆获得杨树Pe PIF3基因,分别为Pe PIF3-1和Pe PIF3-2序列,长度为1686 bp和2142 bp,编码561个氨基酸和713个氨基酸,且均为亲水性蛋白。对Pe PIF3进行多序列比对分析,发现其与毛果杨和胡杨同源性最高。组织特异性分析显示PePIF3在杨树幼叶中表达量最高,在柄、茎和根组织中表达都较低。对自然条件下的杨树成熟叶中PePIF3的生物节律性变化规律分析发现其在黑暗中不断累积,上午表达量达最高,以后呈下降趋势。在全黑暗条件下,14 h前PePIF3-1和Pe PIF3-2二者的表达量变化趋势相似,但14 h后二者的表达量呈相反变化趋势。

关键词：杨树 PePIF3 光敏色素相互作用因子实时荧光定量PCR 昼夜节律

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基于翻转课堂模式的研究性教学设计——以分子生物学课程为例

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高教学刊 2021年第23期7卷 121-124页

作者：陈赢男李小平南京林业大学林木遗传与生物技术省部共建教育部重点实验室江苏南京210037 南京林业大学林学院南方现代林业协同创新中心江苏南京210037

分子生物学是高等院校生命科学类专业核心主干课程,该学科发展迅速,新知识、新技术不断涌现。为了在传授理论知识的基础上,引入学科最新发现和最新科研成果,文章以引导学生研读“芦笋性别决定”相关文献为例,探讨了如何利用SCI论文充实... 详细信息

分子生物学是高等院校生命科学类专业核心主干课程,该学科发展迅速,新知识、新技术不断涌现。为了在传授理论知识的基础上,引入学科最新发现和最新科研成果,文章以引导学生研读“芦笋性别决定”相关文献为例,探讨了如何利用SCI论文充实和丰富教学内容、拓展学生视野,并尝试采用翻转课堂教学模式,提出了具体的教学方案,以期培养学生自主学习、分析和解决问题的能力,同时为促进教学改革,进一步提升教学质量提供有益参考。

关键词：分子生物学 SCI论文本科教学教学探索

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西伯利亚白刺基因组信息初探

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林业科学研究 2020年第1期33卷 144-151页

作者：朱礼明黎梦娟张景波杨秀艳成铁龙南京林业大学林木遗传与生物技术省部共建教育部重点实验室江苏南京210037 南京林业大学南方现代林业协同创新中心江苏南京210037 中国林业科学研究院沙漠林业实验中心内蒙古磴口015200 中国林业科学研究院国家林业和草原局盐碱地研究中心北京100091

[目的]为了解西伯利亚白刺(Nitraria sibirica Pall)基本基因组信息,如基因组大小、复杂程度等特征。[方法](1)以西伯利亚白刺的幼苗嫩叶为材料,以番茄为标定,用解离液mG解离叶片后,经流式细胞仪检测细胞悬液,收集细胞并计算西伯利亚白... 详细信息

[目的]为了解西伯利亚白刺(Nitraria sibirica Pall)基本基因组信息,如基因组大小、复杂程度等特征。[方法](1)以西伯利亚白刺的幼苗嫩叶为材料,以番茄为标定,用解离液mG解离叶片后,经流式细胞仪检测细胞悬液,收集细胞并计算西伯利亚白刺的C值。(2)通过构建小片段文库,进行Illumina HiSeq测序并分析测序结果,预估其基因组大小、GC含量、杂合率、重复序列比例等,使用MISA脚本对过滤后数据进行SSR位点分析。[结果]西伯利亚白刺预估全基因组大小为526.30 Mbp,基因组GC含量为36.78%,基因组杂合率为0.90%,重复序列比例为55.39%.对测序数据进行SSR位点标记,共得到521125个SSR位点,其中,单核昔酸重复为342883个,占总SSR位点的65.80%。[结论]由各项分析指标推测西伯利亚白刺为复杂基因组,可以采用二代Illumina与三代PacBio测序辅以Hi-C技术联合分析,有利于西伯利亚白刺基因组的组装及基因图谱的获取。

关键词：西伯利亚白刺流式细胞术基因组大小 GC含量 SSR标记

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转Bt基因‘南林895’杨对美国白蛾和杨小舟蛾抗虫性分析

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分子植物育种 2020年第14期18卷 4645-4656页

作者：王璞郭同斌魏辉孙伟博诸葛强南京林业大学生物与环境学院南方现代林业协同创新中心林木遗传与生物技术省部共建教育部重点实验室南京210037 江苏省徐州市林业技术推广服务中心徐州221004

本研究以转Bt基因‘南林895’杨12个株系扦插苗为试验材料,分析其对美国白蛾和杨小舟蛾的虫害抗性。利用PCR、ELISA等技术对转抗虫基因杨树进行分子检测,同时在室内控制条件下对美国白蛾和杨小舟蛾进行抗虫性分析。PCR分析结果显示在12... 详细信息

本研究以转Bt基因‘南林895’杨12个株系扦插苗为试验材料,分析其对美国白蛾和杨小舟蛾的虫害抗性。利用PCR、ELISA等技术对转抗虫基因杨树进行分子检测,同时在室内控制条件下对美国白蛾和杨小舟蛾进行抗虫性分析。PCR分析结果显示在12个转基因株系中均检测到了Bt目的基因片段。ELISA分析结果显示Bt毒蛋白浓度范围为371.9~10 698.2 ng/g,且不同株系间存在一定差异。转Bt基因杨树饲虫分析结果表明,12个转基因株系对美国白蛾和杨小舟蛾均有一定的杀虫活性,其中转基因株系A-4-6、A-5-0、A-3-4、A-5-23、Z-1-3的抗虫性较显著。株系A-5-0对杨小舟蛾1龄幼虫12 d校正死亡率达87.2%,对美国白蛾的18 d校正死亡率为65.6%。且转Bt基因‘南林895’杨对美国白蛾和杨小舟蛾幼虫的取食和生长有明显的抑制作用。在对12个转Bt基因株系的分子检测和饲虫试验中,Bt毒蛋白的表达水平存在差异且抗虫效果与Bt毒蛋白浓度的高低有关。

关键词：转基因杨树 Bt 美国白蛾(Hyphantria cunea) 杨小舟蛾(Micromelalopha troglodyta) 抗虫性

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基于RAD-seq技术的鹅掌楸基因组SNP标记开发

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南京林业大学学报(自然科学版) 2019年第4期43卷 1-7页

作者：陆叶龙晓飞王鹏凯陈金慧施季森南京林业大学林木遗传与生物技术省部共建教育部重点实验室南京林业大学南方现代林业协同创新中心苏州农业职业技术学院

【目的】开发大量可靠的SNP标记,为鹅掌楸高密度遗传连锁图谱的构建和基于基因组的林木选择育种提供分子基础。【方法】从北美鹅掌楸NK基因型为母本、鹅掌楸LS基因型为父本的F1代杂交群体中,选取198株个体为作图群体。用限制性内切酶Eco... 详细信息

【目的】开发大量可靠的SNP标记,为鹅掌楸高密度遗传连锁图谱的构建和基于基因组的林木选择育种提供分子基础。【方法】从北美鹅掌楸NK基因型为母本、鹅掌楸LS基因型为父本的F1代杂交群体中,选取198株个体为作图群体。用限制性内切酶EcoR I对包括2个亲本和198个子代在内的200个单株的基因组DNA进行酶切,构建RAD(restriction-site associated DNA)文库并进行RAD-seq测序。采用读长为91 bp的双末端测序。2个亲本的平均测序深度为2×,198个子代的平均测序深度为0.8×,平均产量为1.94 Gb,共获得约387.21 Gb数据。用Stacks软件将每个样品的RAD-reads作生物信息学分析,对候选位点进行卡方检验和缺失率检验,再将符合孟德尔遗传的标记及与之相对应的RAD-tag序列和鹅掌楸参考基因组序列进行比对。最后,从本研究开发的SNP标记中选取27个候选SNP位点,设计引物,对随机挑选的16个F1代进行PCR扩增并将结果进行测序,同时验证SNP的有效性。【结果】从候选群体中共鉴定到22 019个SNP位点,符合孟德尔遗传规律的标记为4 233个,最终获得3 501个候选SNP标记。SNP验证中,共有293个SNP标记完成测序并能判读结果,所有位点都为SNP位点,共有194(66.2%)个SNP变异类型得到了验证。【结论】基于RAD-seq技术和鹅掌楸参考基因组序列为基础的策略,能够作为一种快速有效的手段,实现大规模的分子标记开发,可用于鹅掌楸等林木的高密度遗传图谱的构建。

关键词：北美鹅掌楸鹅掌楸限制性位点关联DNA测序(RAD-seq)技术 SNP标记遗传连锁图谱

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植物RNA-介导的表观跨代遗传

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分子植物育种 2019年第9期17卷 2850-2854页

作者：甄艳殷梓苡施季森南京林业大学南方现代林业协同创新中心南京210037 南京林业大学林木遗传与生物技术省部共建教育部重点实验室南京210037

环境胁迫反应的跨代遗传研究与日俱增。其中跨代表观遗传是DNA遗传状态的改变可传给下一代,但DNA序列没有改变。植物遗传信息的表观跨代传递可以依赖RNA的RNA聚合酶扩增sRNA (small RNA)的信息进行传递。植物体内存在着一类sRNAs可以调... 详细信息

环境胁迫反应的跨代遗传研究与日俱增。其中跨代表观遗传是DNA遗传状态的改变可传给下一代,但DNA序列没有改变。植物遗传信息的表观跨代传递可以依赖RNA的RNA聚合酶扩增sRNA (small RNA)的信息进行传递。植物体内存在着一类sRNAs可以调控特定的基因,可在组织间移动,并具有从亲代传递给子代的能力。这些sRNA在维持环境诱导的基因沉默从一代传递给下一代方面具有一定潜力。sRNA的跨代遗传效应可能成为"开关"或是内部自我约束的定时器,使生物体能够调整反应并使其适应环境。本研究着重综述了植物的sRNA特性,sRNA的流动性,RNA介导的跨代遗传及植物遗传胁迫反应。

关键词：跨代遗传 sRNA 基因沉默

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幼树阶段杉木不同无性系生长与形态性状分析

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中南林业科技大学学报 2019年第3期39卷 34-39页

作者：孙云李鑫李勇叶代全施季森边黎明南京林业大学南方现代林业协同创新中心江苏南京210037 南京林业大学林木遗传与生物技术省部共建教育部重点实验室江苏南京210037 福建省洋口国有林场福建顺昌353200

杉木是我国南方最重要的造林树种之一,在木材安全重大战略中具有举足轻重的地位。株型是决定杉木产量的核心要素,掌握理想株型的性状组成对提高杉木产量具有重要的意义。本研究对来自福建省洋口国有林场的14个杉木组培无性系造林后3 a... 详细信息

杉木是我国南方最重要的造林树种之一,在木材安全重大战略中具有举足轻重的地位。株型是决定杉木产量的核心要素,掌握理想株型的性状组成对提高杉木产量具有重要的意义。本研究对来自福建省洋口国有林场的14个杉木组培无性系造林后3 a内生长量和造林后第2年的形态指标进行比较与分析,研究试验林分郁闭前幼树阶段的形态与和生长特点以及它们之间的关系,为杉木理想型无性系的选择和不同株型的定向培育方法提供理论依据。结果表明:1)造林后1至3年林分树高的平均值分别为1.00、2.52和3.87 m,第3年的胸径平均值为4.76 cm,无性系的树高生长变异系数随着生长时间的增长呈下降的趋势,不同无性系的生长量之间存在极显著的差异;其中除020在高生长上优势明显外,054、061、063和023在3 a内的树高和胸径生长均具有较大的优势。2)造林后第2年坐生密度、冠幅、枝盘数、当年生节间距离、一级侧枝数和年盘二级分枝数的平均值分别为63.58片、176.1 cm、6.11、21.76 cm、21.02和19.88,且不同无性系之间存在极显著的差异;说明杉木株型之间的差异较大。3)通过聚类分析将无性系063、054及061归为浓密型杉木,无性系047、148、023及049归为稀疏型。4)生长与形态之间的相关性分析表明浓密型杉木的生长量更大,根据以上的分析初步认定,在生长初期,杉木的理想株型具有枝条浓密和冠幅宽大的特点。

关键词：杉木无性系形态特征生长性状理想株型福建省顺昌县

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