白桦BpSPL2基因启动子的克隆及表达分析

SPL(SQUAMOSA promoter-binding protein-like)是植物特有的转录因子,研究表明其在参与发育阶段转变、花和果实发育等方面起着重要作用。利用PCR技术从白桦基因组DNA中扩增获得BpSPL2基因上游1 960 bp启动子序列,使用PLACE和Plant CARE在线软件分析序列,发现BpSPL2基因启动子序列中含有与开花、非生物胁迫及激素响应等相关的顺式作用元件,暗示其在植物的生长发育和胁迫应答中起重要作用。进而构建了BpSPL2基因启动子驱动GUS报告基因的植物表达载体,并利用农杆菌介导将其瞬时转化至白桦和拟南芥,通过GUS组织化学染色检测BpSPL2基因启动子的组织表达特性,结果表明BpSPL2基因启动子具有启动子活性,能够驱动GUS基因在白桦和拟南芥中表达;而其表达活性在白桦的叶片、芽及根部中较强,在拟南芥的花药、雌蕊和叶片较强,为进一步研究白桦BpSPL2基因的表达调控及其功能分析提供参考。     

白桦BpBEE2基因的遗传转化及抗逆性分析

Brassinolide Enhanced Expression2（BEE2）基因属于bHLH转录因子家族,是调控油菜素内酯信号转导的上游调控因子。本研究通过RT-PCR技术克隆BpBEE2基因的全长cDNA序列,构建植物过表达及抑制表达载体,并通过农杆菌介导法进行白桦的遗传转化,对获得的转基因株系进行生长量及盐、旱胁迫分析,结果表明：获得了长度为1 080 bp的全长cDNA序列,成功构建了该基因的过表达及抑制表达载体,并获得了过表达和抑制表达的白桦株系。BpBEE2基因过表达白桦株系的苗高高于对照株系,而抑制表达株系的苗高低于对照株系。同时发现BEE2基因对盐、旱胁迫后对植株的鲜重也产生了影响。说明BpBEE2可能参与了植物的生长发育过程,并且改善了植物的抗旱、耐盐性。     

大兴安岭北部地区原始林白桦种群的世代结构

在景观火干扰历史重建的基础上,该文研究了大兴安岭北部地区原始林白桦(Betula platyphylla)种群的世代结构及其与火干扰、立地条件之间的关系。结果表明:白桦种群基于世代数的世代结构类型丰富,从一代型到五代型都有,空间分布呈斑块镶嵌状。以一代型与二代型为主要类型,空间分布集中,其它类型的世代结构空间异质性较高。世代数受火干扰频率、火干扰强度及两者的综合影响,相对来说以火干扰频率的影响更为显著。低频或高强类的火干扰易造成种群的世代数减少;高频或低强类的火干扰易造成世代数增多。世代数还随林型组类型而变化,以溪旁林组>赤杨(Alnus mandshurica)林组>杜香(Ledum palustre)林组。     

白桦胚珠发育及胚、胚乳发育关系的研究

以30年生白桦(Betula platyphylla)的雌花序为材料,研究了白桦有性生殖期间胚珠和胚乳的发育过程,以及胚和胚乳发育之间的关系。观察结果表明:白桦为合生心皮雌蕊,花柱2,子房室2,每室1~2个胚珠或无,中轴胎座,倒生胚珠,单层珠被,厚珠心发育;胚柄短小,由三个细胞构成;在历时4个月之久的雌配子体形成、胚胎发育直至成熟期间,胚珠经历了形态结构的变化和适应;在胚的发育过程中,胚乳起主要营养作用,胚乳发育类型为核型胚乳。最后对胚、胚乳发育的解剖结构及其相互关系以及影响种子质量的各环节进行了研究和讨论。     

火干扰对小兴安岭白桦沼泽温室气体排放的短期影响

利用静态箱-气相色谱法,研究了火干扰对小兴安岭白桦沼泽生长季CH4、CO2和N2O排放的季节变化、源/汇功能的影响,以及其与环境因子的关系.结果表明:轻度火干扰使白桦沼泽的气温和地表温度升高1.8℃～3.9℃,水位下降6.3 cm;重度火干扰使气温和0～40 cm土壤温度升高1.4 ℃～3.8℃,水位下降33.9 cm.轻度火烧、未火烧样地CH4呈春季吸收、夏秋季排放,重度火烧样地则呈春夏季吸收、秋季排放;未火烧样地CO2呈夏季>秋季≈春季,火干扰样地呈夏季>秋季>春季;未火烧样地N2O呈春季>夏季>秋季,轻度火烧样地呈秋季>春季>夏季,重度火烧样地呈夏季>秋季≈春季.未火烧样地CO2通量与气温、地表温度呈显著正相关,轻度火烧样地CO2通量与气温、5～10 cm土壤温度和水位呈显著正相关,重度火烧样地CO2通量与5～40 cm土壤温度呈显著正相关.火干扰使其CHM4排放量提高169.5%(轻度)或转变为弱吸收汇(重度),CO2和N2O排放量分别下降21.2%～34.7%和65.6%～95.8%,全球温暖潜势下降22.9%～36.6%.火干扰能够减少白桦沼泽温室气体排放,湿地管理实践中可适当开展有计划的火烧.     

东北地区白桦雌配子体的形成与胚胎发育研究

以20年生白桦(Betula platyphylla)的雌花序为材料,研究了白桦的大孢子发生、雌配子体形成和胚胎发育过程.结果表明:1)大孢子母细胞经过减数分裂形成直线排列的4个大孢子,其中珠孔端的3个大孢子退化,合点端的大孢子进行3次有丝分裂,形成八核胚囊,8个核迅速细胞化,最终发育为成熟胚囊.胚囊发育类型为单孢子蓼型胚囊;2)胚的发育经过原胚、球形胚、心形胚和鱼雷胚等阶段发育为成熟胚;胚柄在球形胚时期最发达,但胚柄短小,只由3个扁平细胞组成,之后逐渐退化.本文同时对雌花的结构和发育特点在桦木科各属中的异同、白桦胚胎发生类型及胚胎发育进程的同步性进行了讨论.     

陕北白桦个体生长过程的谐波分析

利用波谱分析方法中的谐波分析原理, 对陕北白桦个体生长过程进行了不同层次的分析。结果表明:白桦个体的树高、胸径和材积生长动态波动规律与Logistic 模型不完全相同, 树高在20 年后与Logistic 模型吻合, 胸径整个过程均不吻合, 但材积生长与Logistic 模型基本一致;应用波谱分析方法分析树木生长过程的动态规律, 比Logistic 模型更准确。     

白桦RAPD遗传连锁图谱的构建

以80个来自欧洲白桦(Betula pendula Roth)×中国白桦(Betula platyphylla Suk)的F1个体为作图群体。利用2个亲本和10个F1个体对1,200个10 bp的随机寡核苷酸引物进行筛选, 确定了208个多态性引物。利用RAPD标记, 按照拟测交的作图策略, 分别构建了欧洲白桦和中国白桦的分子标记连锁图谱。对2个亲本和80个F1代作图群体进行随机扩增, 共获得了364个多态性位点。χ2检验结果表明有307个位点符合1∶1分离的拟测交分离, 26个位点符合3∶1分离, 31个位点属偏分离位点。拟测交位点中有145个位点来自欧洲白桦, 有162个位点来自中国白桦。利用2点连锁分析, 欧洲白桦中的145个连锁标记构成了14个不同的连锁群(4个以上标记), 6个三连体和6个连锁对, 37个为非连锁位点, 连锁标记覆盖的总图距为955.6 cM (centimorgan), 平均图距14.9 cM。而来自中国白桦的162个标记构成了15个连锁群(4个以上标记), 4个三连体和6个连锁对, 21个为非连锁位点, 连锁标记覆盖的总图距为1,545.8 cM (centimorgan), 平均图距15.2 cM。该图谱的建立为进一步将两个图谱整合为一个高密度图谱及重要基因的定位奠定了基础。     

温度对棉纤维糖代谢相关酶活性的影响

以棉纤维比强度高的科棉1号和中等强度的美棉33B 2个基因型棉花品种为材料,于2005年在江苏南京(长江流域下游棉区)和徐州(黄河流域黄淮棉区)设置不同播期(4月25日和5月25日)试验,研究了不同温度下棉纤维发育过程中蔗糖酶、蔗糖合成酶、磷酸蔗糖合成酶和β-1,3-葡聚糖酶等糖代谢相关酶活性的动态变化特征及其与纤维长度和比强度形成的关系.结果表明：棉纤维伸长发育期,蔗糖酶、β-1,3-葡聚糖酶活性较高;纤维加厚发育期,蔗糖合成酶和磷酸蔗糖合成酶活性上升速度快、活性高,蔗糖酶和β-1,3-葡聚糖酶活性下降速度快.纤维伸长期,蔗糖酶活性升高对纤维的伸长具有明显促进作用;纤维加厚发育期,提高蔗糖合成酶、磷酸蔗糖合成酶活性及加快蔗糖酶和β-1,3-葡聚糖酶活性下降速度有利于提高纤维比强度.科棉1号前期蔗糖酶、β-1,3-葡聚糖酶活性及中后期蔗糖合成酶、磷酸蔗糖合成酶活性均较美棉33B高.在本试验条件下,23.3 ℃是高强纤维形成的适宜温度,23.3 ℃～25.5 ℃是纤维长度形成的适宜温度.     

白桦花芽蛋白质双向电泳技术的建立

目的:初步建立白桦花芽蛋白质组研究的双向电泳(2-DE)技术,以提高其分辨率及重复性。方法:以白桦花芽为实验材料,对关键环节如样品处理、上样量和染色方法等进行一系列优化。结果:蛋白上样量为50～60μg、银染剂中采用0.16%的AgNO3染色12min,即可获得蛋白点的形态规则、稳定性高、重复性好的2-DE图谱。结论:建立了适合多糖、醌类等次生代谢物质含量较多的白桦花芽蛋白提取方法,为开展白桦发育生物学研究奠定了基础。