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植物研究 2021年第1期41卷 107-118页

作者：任梦轩张洋王爽王瑞琪刘聪魏志刚林木遗传育种国家重点实验室东北林业大学哈尔滨150040 国家林业与草原局盐碱地研究中心中国林业科学研究院北京100091

GATA转录因子基因家族在植物生长发育、细胞分化以及响应环境变化中具有重要作用。然而,目前在木本植物中尚无该基因家族全基因组水平的分析报导。本项研究从基因组水平对毛果杨GATA家族成员的数量、基因结构、染色体定位、系统进化、... 详细信息

GATA转录因子基因家族在植物生长发育、细胞分化以及响应环境变化中具有重要作用。然而,目前在木本植物中尚无该基因家族全基因组水平的分析报导。本项研究从基因组水平对毛果杨GATA家族成员的数量、基因结构、染色体定位、系统进化、编码蛋白的理化特征和保守基序等信息进行了系统分析,结果表明,毛果杨GATA家族包含39个基因,共分布于15条染色体上,其中5号染色体上含有6个基因,9号、13号和19号染色体含有基因数量为1,其余染色上无基因分布。该家族各基因的结构与编码蛋白的基本特性均存在一定异性,可分成4个亚族。qRT-PCR研究表明,GATA家族各基因在不同发育阶段的茎部表达量存在明显差异,且盐胁迫对各基因的表达特性影响显著。以上结果表明,毛果杨GATA家族基因在复制后,基因的结构与功能产生了明显分化,其中部分基因在毛果杨次生生长与盐胁迫响应中可能具有重要作用。本项研究为全面解析毛果杨GATA家族各成员在其生长发育与盐胁迫响应中的生物学功能奠定了基础。

关键词：毛果杨 GATA基因盐胁迫表达模式

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修剪和摘芽对川西云杉采穗母树穗条产量和质量的影响

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中南林业科技大学学报 2023年第1期43卷 33-42页

作者：张保全胡勐鸿欧阳芳群吕寻王军辉甘肃省小陇山林业科学研究所甘肃省次生林重点培育实验室甘肃天水741022 甘肃省小陇山林业科学研究所甘肃小陇山森林生态系统国家定位观测研究站甘肃天水741022 北京市植物园管理处北京市花卉园艺工程技术研究中心北京100093 北京市植物园管理处城乡生态环境北京实验室北京100093 中国林业科学研究院林业研究所林木遗传育种国家重点实验室北京100091 中国林业科学研究院林业研究所国家林业和草原局林木培育重点实验室北京100091

【目的】通过采取栽培管理措施提高川西云杉Picea likiangensis ***幼龄采穗母树穗条产量和质量,为优化云杉幼龄母树栽培管理措施提供参考依据。【方法】在甘肃省小陇山沙坝国家云杉种质资源库川西云杉超级苗(实生苗)采穗圃,选择树势基... 详细信息

【目的】通过采取栽培管理措施提高川西云杉Picea likiangensis ***幼龄采穗母树穗条产量和质量,为优化云杉幼龄母树栽培管理措施提供参考依据。【方法】在甘肃省小陇山沙坝国家云杉种质资源库川西云杉超级苗(实生苗)采穗圃,选择树势基本一致的8年生采穗母树,于芽萌动前(4月中旬),采用随机区组试验设计,进行修剪、修剪+摘芽、修剪+保留枝条(1/3长、1/2长、2/3长)等处理,研究其对采穗母树穗条数量、质量和冬芽数的影响。11月调查试验母树上当年生长度≥5 cm的枝条数量、质量(基部直径和长度)和冬芽数(含可发育成枝条的隐芽)。【结果】不同处理对川西云杉母树当年顶层轮生枝主干上的长短枝数量的影响差异不显著(P>0.05),对其他枝条数量的影响差异显著(P<0.05)。不同处理后采穗母树当年生长度≥5 cm的总枝条数均显著低于对照,但母树当年新生枝条的增粗和伸长生长均被促进,随着新生枝条的伸长,枝条上的平均芽数增多。不同处理中,修剪+摘芽的处理效果最好,其枝条基部平均直径达到(5.29±1.22)mm,平均长度为(16.28±3.30)cm,枝条上的平均冬芽数为(7±2)个·条^(-1),枝条上的平均冬芽数是对照的2.33倍。修剪+摘芽处理和重度修剪保留枝条的处理能有效刺激母树隐芽发育,隐芽数分别是(27±6)和(18±3)个·株^(-1),是对照的5.4和3.6倍。修剪+摘芽处理的冬芽数最多,达到(381±27)个·株^(-1),其次是只进行修剪处理,为(351±14)个·株^(-1)。由于不同处理既减少了当年可萌发成枝条的芽数,同时刺激了部分隐芽发育形成枝条,不同处理对川西云杉采穗母树当年穗条产量和冬芽数的影响分别有正向和负向的作用。【结论】修剪+摘芽处理有效促进了川西云杉采穗母树当年枝条径向和纵向生长,母树当年可采穗条质量显著提高,母树冬芽数最多,是既有利于当年采穗扦插又有利于提高下年度穗条产量的川西云杉幼龄采穗母树修剪技术。

关键词：川西云杉摘芽修剪穗条质量穗条产量冬芽数量

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毛果杨类胡萝卜素裂解双加氧酶基因家族全基因组水平鉴定及其干旱与盐胁迫响应分析

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植物研究 2021年第6期41卷 993-1005页

作者：田双慧程赫张洋刘聪夏德安魏志刚林木遗传育种国家重点实验室东北林业大学哈尔滨150040 国家林业和草原局盐碱地研究中心中国林业科学研究院北京100091

CCD基因编码的类胡萝卜素裂解双加氧酶催化胡萝卜素共轭双键裂解形成脱辅基类胡萝卜素及其衍生物,研究表明CCD基因在植物生长发育与逆境胁迫响应中发挥着重要作用。然而,目前尚无木本模式植物毛果杨(Populus trichocarpa)PtrCCD的研究报... 详细信息

CCD基因编码的类胡萝卜素裂解双加氧酶催化胡萝卜素共轭双键裂解形成脱辅基类胡萝卜素及其衍生物,研究表明CCD基因在植物生长发育与逆境胁迫响应中发挥着重要作用。然而,目前尚无木本模式植物毛果杨(Populus trichocarpa)PtrCCD的研究报导,本研究发现其在盐胁迫和干旱胁迫下的表达量存在明显差异,据此拟从分子水平上揭示该基因家族成员功能。本研究从全基因组水平对毛果杨PtrCCD基因家族成员数量、进化关系、染色体位置、基因结构、编码蛋白基本特征和启动子顺式作用元件等特征进行了分析。结果表明:PtrCCD家族由11个基因组成,可分为CCD4和CCD8两个亚族,分别包括9个和2个基因;PtrCCD家族存在5对Ka/Ks均远小于1的旁系同源基因;PtrCCD家族编码蛋白均含有5个共有保守结构域Motif 1、Motif 2、Motif 3、Motif 9和Motif 11,且处于同一进化分支的基因编码蛋白序列高度保守;PtrCCD家族基因启动子区含有大量非生物胁迫和激素响应元件,其中PtrCCD8a启动子含有5种类型、16个元件。PtrCCD家族基因表达特性分析表明:PtrCCD家族基因在根、茎和叶中表达量存在明显差异,并且多数成员在茎部表达量要高于其他2个部位;干旱胁迫不同时间下,处于同一进化分支的基因表达模式基本相同,不同分枝的基因表达量存在明显差异;NaCl胁迫不同时间下,PtrCCD家族各基因在根、茎和叶中表达量不同、但均表现出先上升后下降再上升的变化趋势,处于同一进化分支的基因表达模式基本相同。PtrCCD家族基因在干旱和盐胁迫情况下具有不同程度的响应能力,进一步表明该基因家族在非生物胁迫中具有重要作用。

关键词：毛果杨 CCD基因家族全基因组干旱胁迫盐胁迫响应特性

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鄂西地区红皮云杉幼龄家系早期评价与选择

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林业科技情报 2024年第3期56卷 4-6页

作者：高晗高本旺李薇雷华张海玲张双英田开春李宗义王军辉宜昌市林业科学研究所湖北宜昌443111 宜昌夷陵区樟村坪国有林场湖北宜昌443145 林木遗传育种国家重点实验室中国林业科学研究院林业研究所国家林业局林木培育重点实验室北京100091

通过对13年生37个红皮云杉家系的5个生长性状指标进行遗传变异分析,选择红皮云杉优良家系。根据家系树高及胸径综合选择指数、育种值及整齐度等配合筛选出4个优良家系,树高和胸径遗传增益达到9.35%、8.38%,现实增益达到11.98%、12.59%,... 详细信息

通过对13年生37个红皮云杉家系的5个生长性状指标进行遗传变异分析,选择红皮云杉优良家系。根据家系树高及胸径综合选择指数、育种值及整齐度等配合筛选出4个优良家系,树高和胸径遗传增益达到9.35%、8.38%,现实增益达到11.98%、12.59%,可为鄂西地区红皮云杉种子园建园及无性系造林推广应用提供优质种质材料。

关键词：红皮云杉家系选择遗传变异育种值

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毛果杨MAP65基因家族的扩张与表达分析

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林业科学研究 2021年第2期34卷 92-101页

作者：薛丽刘晓霞罗莹吕中睿张建国饶国栋林木遗传育种国家重点实验室中国林业科学研究院林业研究所北京100091 南京林业大学南方现代林业协同创新中心江苏南京210000 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]以林木模式植物毛果杨为研究材料,旨在研究毛果杨MAP65基因家族成员的扩张与表达情况,为MAP65的功能研究提供参考。[方法]利用BLASTP基于Phytozome数据库鉴定毛果杨的MAP65基因家族成员,采用Prot-Param、Plant-mPLoc、LocTree3、W... 详细信息

[目的]以林木模式植物毛果杨为研究材料,旨在研究毛果杨MAP65基因家族成员的扩张与表达情况,为MAP65的功能研究提供参考。[方法]利用BLASTP基于Phytozome数据库鉴定毛果杨的MAP65基因家族成员,采用Prot-Param、Plant-mPLoc、LocTree3、Wolfpsort、MAGA7.0、GSDS、MEME、MCScanX、TBtools、BioEdit Sequence Alignment Editor、DnaSP5、plantCARE等工具分析其理化性质,预测其亚细胞定位,构建系统进化树,绘制基因结构图,分析保守结构域、基因复制事件、启动子元件,并基于基因芯片数据分析PtMAP65基因家族成员在不同组织中的表达量。[结果]利用BLASTP比对方法鉴定得到了9个MAP65基因。系统进化分析结果显示:植物MAP65基因家族分为5个亚组,且每个亚组都具有相似的基因结构和保守结构域。毛果杨基因组内共线性分析及同义突变频率(Ks)、非同义突变频率(Ka)分析结果表明:PtMAP65基因家族中有6对片段复制基因,且复制基因在进化过程中受到强纯化选择的作用。PtMAP65基因家族成员的表达数据分析显示:该基因家族成员在不同组织中有不同的表达模式,暗示其功能的分化。启动子的顺式作用元件分析表明:PtMAP65s的启动子中有较多的光响应元件和激素响应元件。[结论]片段复制是PtMAP65基因家族进化扩张的主要动力,推测基因家族成员之间存在功能分化。

关键词：毛果杨 PtMAP65 系统进化分析基因结构

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7种杨树铅抗性和积累能力的比较研究

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南京林业大学学报(自然科学版) 2021年第3期45卷 61-70页

作者：石文广李靖张玉红雷静品罗志斌林木遗传育种国家重点实验室国家林业和草原局森林培育重点实验室中国林业科学研究院林业研究所南京林业大学轻工和食品学院和瑞基因科技有限公司

【目的】通过对比研究不同种杨树的铅(Pb)抗性和Pb积累能力,筛选具有修复Pb污染土壤潜力的杨树树种。【方法】选取7种速生杨树,用8 mmol/L Pb处理6周,分析7种杨树Pb抗性和积累能力。【结果】Pb胁迫导致7种杨树净光合速率、气孔导度和蒸... 详细信息

【目的】通过对比研究不同种杨树的铅(Pb)抗性和Pb积累能力,筛选具有修复Pb污染土壤潜力的杨树树种。【方法】选取7种速生杨树,用8 mmol/L Pb处理6周,分析7种杨树Pb抗性和积累能力。【结果】Pb胁迫导致7种杨树净光合速率、气孔导度和蒸腾速率降低,抑制了7种杨树的高生长和径向生长,其中欧洲黑杨、群众杨和青杨的光合和生长对Pb胁迫较敏感,美洲黑杨敏感性较低。Pb胁迫导致7种杨树生物量显著降低,其中欧美杨根生物量降低最多(50.31%),欧洲黑杨(31.99%)和群众杨(22.26%)木材生物量降低最显著,欧美杨(12.67%)和群众杨(19.54%)皮生物量降低最显著,灰杨叶生物量降低最多(35.44%)。7种杨树的总生物量在Pb胁迫下出现明显降低,其中灰杨降幅最大(29.03%),欧洲黑杨降幅最小(12.02%)。相应地,7种杨树Pb抗性指数大小顺序依次为:欧洲黑杨(88.09%)>银腺杨(82.98%)≈美洲黑杨(80.70%)>欧美杨(79.86%)>青杨(76.79%)>群众杨(72.78%)≈灰杨(70.35%)。7种杨树吸收和转运Pb的能力存在较大差异。美洲黑杨根中的Pb含量最高,达2 906.10 mg/kg;灰杨木材、皮和叶中的Pb含量较高,分别达46.55、44.39和325.90 mg/kg。美洲黑杨根和整株Pb积累量最大,分别为4.20和5.06 mg/株;灰杨地上部分Pb积累量最大,为1.21 mg/株。美洲黑杨的根富集系数最大,达6.70;灰杨地上部分富集系数最大,为0.43。灰杨的Pb转运系数显著高于其他杨树,达0.16;欧洲黑杨的转运系数最低,仅为0.02。【结论】7种杨树的Pb抗性和Pb积累能力存在明显差异,其中欧洲黑杨Pb抗性最强、美洲黑杨根吸收Pb的能力最强,可能在Pb污染土壤的植物固定和生态恢复方面具有较大潜力;灰杨转运Pb能力最强,地上部分Pb积累能力最强,可能在Pb污染土壤的植物提取方面具有较大潜力。

关键词：杨树植物修复 Pb胁迫光合作用生物量 Pb积累土壤重金属污染

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沙柳SpWRKY33基因的克隆、表达及启动子分析

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分子植物育种 2022年

作者：刁科豪孟会静赵金娜郑广顺李涛李建波山西农业大学林学院中国林业科学研究院华北林业实验中心北京九龙山暖温带森林国家长期科研基地中国林业科学研究院林木遗传育种国家重点实验室

WRKY转录因子是高等植物所特有的一类转录调控因子，对植物生长发育以及应对各种胁迫具有重要作用。通过初步探究SpWRKY33基因在沙柳应对各种非生物胁迫中的作用，以期为揭示WRKY转录因子的功能机制以及培育新型抗逆植株提供理论依据。... 详细信息

WRKY转录因子是高等植物所特有的一类转录调控因子，对植物生长发育以及应对各种胁迫具有重要作用。通过初步探究SpWRKY33基因在沙柳应对各种非生物胁迫中的作用，以期为揭示WRKY转录因子的功能机制以及培育新型抗逆植株提供理论依据。以温室培育的二月龄沙柳为材料，克隆SpWRKY33全长编码序列，对其进行生物信息学分析，并通过RT-qPCR分析不同组织以及不同胁迫处理下基因的表达水平。克隆SpWRKY33启动子序列，并对其顺式作用元件进行分析，预测SpWRKY33基因可能的调控机制。结果表明，SpWRKY33编码序列全长1 776 bp，编码591个氨基酸，蛋白质的相对分子质量约为65.00 kD，理论等电点为6.91，属于亲水性不稳定蛋白；该蛋白在进化关系上与簸箕柳、银白杨、毛果杨等杨柳科植物亲缘关系最近。RT-qPCR结果显示，该基因在叶片和雄花中表达量最高，其次为雌花、根和茎，基因的表达还受干旱、盐、冷、高温等非生物胁迫以及ABA的诱导。启动子顺式元件参与了光信号以及多种植物激素的调控过程。这些结果表明，SpWRKY33是一个能响应多种非生物胁迫且可能参与ABA激素信号通路的重要基因，这为进一步探究SpWRKY33在植物抗逆机理中的作用机制提供了参考依据。

关键词：沙柳 WRKY转录因子胁迫响应顺式作用元件

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木本植物树皮研究进展

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世界林业研究 2021年第4期34卷 14-19页

作者：聂稳江泽平刘逸夫王军辉王亚贾子瑞中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所北京100091 中国林业科学研究院林业研究所北京100091 林木遗传育种国家重点实验室北京100091

树皮是指木本植物维管形成层以外的所有组织。树皮作为木本植物的一部分,其结构一般比木质部更加复杂。目前,对木本植物树皮的研究已取得了一定的成果。文中在简述木本植物树皮形态结构的基础上,阐述了树皮的理化性质及其防护功能,以及... 详细信息

树皮是指木本植物维管形成层以外的所有组织。树皮作为木本植物的一部分,其结构一般比木质部更加复杂。目前,对木本植物树皮的研究已取得了一定的成果。文中在简述木本植物树皮形态结构的基础上,阐述了树皮的理化性质及其防护功能,以及树皮厚度模型及其应用;通过介绍树皮的理化性质,分析了树皮的生理生态功能研究进展;重点概述了不同木本植物树皮中基因表达调控机制;剖析了树皮研究过程中存在的问题,并展望了今后的研究重点,以期为进一步了解树皮的多功能性提供参考,同时为将来的树皮生态学研究提供借鉴。

关键词：木本植物树皮理化性质厚度生态学基因表达

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小兴安岭天然次生林不同林型下红松种源试验

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植物研究 2021年第5期41卷 807-815页

作者：魏志刚夏德安王瑞琪张洋刘莹莹李若林杨传平国家林业与草原局盐碱地研究中心中国林业科学研究院北京100091 林木遗传育种国家重点实验室东北林业大学哈尔滨150040 丽林实验林场伊春153031

在林下间隙和斑块营造红松是促进天然次生林向阔叶红松林转变的重要经营手段。不同类型的次生林林冠下生长环境各异,对红松幼林生长与适应会产生不同的影响。本研究在小兴安岭丽林实验林场不同林型(杂木林、杨桦林和硬阔林)下开展了红... 详细信息

在林下间隙和斑块营造红松是促进天然次生林向阔叶红松林转变的重要经营手段。不同类型的次生林林冠下生长环境各异,对红松幼林生长与适应会产生不同的影响。本研究在小兴安岭丽林实验林场不同林型(杂木林、杨桦林和硬阔林)下开展了红松种源试验研究,结果表明:不同林型对红松源地径、树高、当年高和保存率性状具有显著影响;不同林型下红松造林效果最好为杨桦林,其次为硬阔林,最差是杂木林;铁力种源为杨桦林和杂木林林下造林用的优良种源,汪清种源为硬阔林下优良种源。

关键词：小兴安岭丽林实验林场天然次生林类型红松种源试验优良种源

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植物生长调节剂和光温处理对羊草种子萌发的影响

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分子植物育种 2023年

作者：彭鑫杨艳韩丽圆张艺馨肖浪涛王若仲徐文忠湖南农业大学生物科学技术学院植物激素与生长发育湖南省重点实验室中国科学院植物研究所北方资源植物重点实验室中国林业科学研究院林木遗传育种国家重点实验室国家植物园中国科学院大学现代农业科学学院

羊草(Leymus chinensis)又称碱草，为禾本科(Gramineae)赖草属(Leymus)植物，是中国具有优势的牧草和生态草，在发展草原畜牧业方面具有重要的经济和社会意义，但羊草种子发芽率低是限制羊草繁育的一个重要难题。为了综合比较不同物理... 详细信息

羊草(Leymus chinensis)又称碱草，为禾本科(Gramineae)赖草属(Leymus)植物，是中国具有优势的牧草和生态草，在发展草原畜牧业方面具有重要的经济和社会意义，但羊草种子发芽率低是限制羊草繁育的一个重要难题。为了综合比较不同物理和化控因素对羊草种子萌发的影响，本研究以‘农菁11号’种子为实验材料对其进行多种物理因素(光照，温度)和植物生长调节剂(GA3， GR24， Karrikins， 5-氮杂胞苷(5-Azacytidine)， 2-嘧啶酮-B-核甙(Zebularine))处理，探究其对羊草种子萌发的影响。结果表明，赤霉素(gibberellin A3， GA3)、5-氮杂胞苷(5-Azacytidine)和2-嘧啶酮-B-核甙(Zebularine)、以在独脚金内酯Strigol为框架的基础上人工合成的化学物质(rac-GR24， GR24)、纤维素等碳水化合物高温分解产生的一类丁烯羟酸内酯化合物(Karrikins)均能一定程度促进羊草种子萌发，但促进作用不明显；在光照和温度处理中，12 h红光/12 h黑暗条件能在一定程度上促进羊草种子萌发，然而变温处理(20 ℃～30 ℃)是提高羊草种子的发芽率、发芽势、发芽指数最有效的处理方式。

关键词：羊草种子萌发光照温度植物生长调节剂

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