马尾松R2R3-MYB基因特征及进化和表达分析

MYB类转录因子在植物生长发育、代谢、应答生物胁迫和非生物胁迫的响应等生物过程发挥重要作用。为探究马尾松R2R3-MYB基因结构及功能,该研究以转录组数据为研究区域,从中筛选获得了17个马尾松R2R3-MYB基因,利用生物信息学对基因进行理化性质、系统进化树等分析,同时利用荧光定量PCR技术分析基因的组织特异性以及在花发育时期和非生物胁迫下的表达模式。结果表明：(1)17个PmMYBs亚细胞定位于细胞核,均无跨膜结构,且均含有Motif1、Motif2保守基序。系统发育进化树将马尾松PmMYBs划分为9个亚家族,且与火炬松、白云杉等裸子针叶植物关系较近。(2)17个基因均属于组成型表达,但在不同组织的表达量不同;所有基因均参与了花发育和非生物胁迫,不同基因在花发育不同时期的表达存在差异,有7个基因可能参与了雌雄性状转变;大部分基因响应非生物胁迫上调表达,但响应胁迫的时间存在差异;少数基因在胁迫中下调表达,尤其是PmMYB11基因在所有胁迫中均明显下调表达。该研究较系统地分析了马尾松R2R3-MYB基因的结构特征、系统进化及其在花发育时期和非生物胁迫下的表达模式,为深入探究马尾松R2R3...     

马尾松诱导化学物质变化的时空动态

研究了受害程度不同的马尾松针叶内诱导化学物质在时间序列上的变化和局部受害后空间序列上的变化。结果发现：受害马尾松针叶内次生代谢物质（单宁、酚类物质）含量随时间的变化而不断上下波动,先增加,后逐渐降低,恢复到原来的水平;营养物质（可溶性糖）含量先降低,后逐渐恢复到原来水平。反映了马尾松受害后的应激反应是一种快速、间断、被调节的过程。危害程度的强调对马尾松诱导化学物质的变化有一定的影响。中度的危害（针叶损失50％）所诱导产生的次生物质最多,轻度（针叶损失25％）或重度（针叶损失75％）的危害所诱导产生的次生代谢物质较低。以7年生（共5个轮枝）的马尾松作为实验材料,对第3轮枝进行剪叶75％,在空间序列上,观察其余各轮枝松针内化学物质的变化。发现第3轮枝受害后马尾松其余各轮针叶内也产生诱导化学物质含量变化,并且因轮枝部位的不同,其诱导产生的变化也不相同。说明松针所产生的诱导化学物质含量的变化是全株性的、异质性的。     

马尾松不同种源矿质营养与生长相关性分析

运用电感耦合等离子直读光谱仪（ＩＣＰ）,测定相同立地上马尾松（ＰｉｎｕｓｍａｓｏｎｉａｎａＬａｍｂ．）１０个种源针叶内２５种矿质营养元素含量的变异,分析矿质元素含量与树高、胸径生长量的相关性,认为利用常绿针叶树种休眠期内矿质元素含量的相对稳定性研究马尾松矿质营养水平是可靠的。矿质营养与产地经、纬度呈负相关。广东和广西的种源可作为江苏地区今后推广马尾松的主要种源。马尾松针叶内钙和锌含量可作为马尾松树高和胸径生长量的预测因子。初步认为马尾松属于高钙吸收和高锌利用型树种。     

松突圆蚧为害对马尾松针叶主要次生物质的影响

对受松突圆蚧不同程度为害的马尾松针叶主要次生物质的测定表明,不同受害程度的马尾松与其针叶内的次生物质含量呈显著的相关性。黄酮、单宁和总酚含量随着为害程度的加重而发生变化,先增加,后降低,这说明了受害程度的强弱对马尾松诱导化学物质变化有影响,次生代谢物质的合成需要消耗能量和物质,影响主要代谢。这是被害松树针叶枯黄、枝干枯死直至植株枯死的原因之一。     

叶际微生物对马尾松凋落针叶分解的影响

叶际微生物作为最先定殖在凋落叶上的微生物类群,可能直接参与凋落叶的分解。为验证此猜想,该研究通过扩增子高通量测序技术和室内分解实验,探究了马尾松(Pinusmassoniana)叶际微生物多样性及叶际微生物对马尾松凋落物的分解影响。结果表明:(1)马尾松的叶际存在着丰富而多样的微生物群体,针叶在凋亡后,叶际微生物群落发生变化。成熟针叶、凋落针叶、分解层针叶共有大量可操作分类单元(OTUs)。(2)马尾松针叶分解过程可分为两个阶段:快速分解期(前8个月)和缓慢分解期(8个月以后)。衰亡针叶(刚凋落但未接触土壤)叶际微生物可直接参与马尾松凋落针叶分解,且分解速率表现为叶际微生物+土壤微生物处理>叶际微生物处理>土壤微生物处理。在马尾松针叶分解过程中叶际微生物与土壤微生物存在协同作用。(3)凋落针叶分解速率与木质素和纤维素分解速率呈极显著正相关关系,但与木质素和纤维素分解酶活性无显著相关关系。木质素分解酶——多酚氧化酶与过氧化物酶活性极显著负相关,纤维素分解酶——β葡萄糖苷酶活性与纤维二糖苷酶活性则呈极显著正相关关系。综上,该研究结果表明叶际微生物可直接参与凋落针叶的分解,且其对...     

马尾松PmCY P77A 1基因的克隆及表达分析

在进行马尾松抗虫材料转录组测序分析时发现一个编码CYP77A1的cDNA,命名为PmCYP77A1。序列分析结果显示,该基因全长1 620 bp,编码539个氨基酸。氨基酸序列分析表明其具有CYP450家族基因的保守结构域,但CYP77A1基因中的FXXGXXXCXG保守特征序列最后一个碱基被A碱基所代替。与其他植物核酸序列进行比对覆盖率和同源性均较差,而氨基酸序列比对覆盖率达到88%~96%,但同源性不高,基本都在50%~55%之间,PmCYP77A1与白云杉遗传聚类最近,与其他被子植物遗传聚类较远。利用荧光定量PCR技术分析得知,PmCYP77A1在马尾松的不同组织中均有表达,其中在嫩茎、雌雄花和嫩叶中的表达量较高,而在球果、成熟组织和根系中的表达量最低。在不同抗虫材料日变化中PmCYP77A1表达量出现先升高后降低的表达趋势,该基因在抗虫材料中表达启动早。研究结果将为进一步研究PmCYP77A1的生物学功能及在马尾松抗虫防御中的作用机理奠定基础。     

松墨天牛取食和人为损伤对马尾松针叶部分化学物质含量的影响

为探索松墨天牛Monochamus alternatus Hope与其寄主马尾松相互作用的关系,测定了松墨天牛取食和人为损伤1天、3天、6天、10天和15天后马尾松针叶营养物质和次生代谢物质含量的变化。结果表明： 松墨天牛取食和人为损伤均能引起马尾松针叶可溶性糖和粗多糖含量的下降,但虫害处理使新叶和老叶中可溶性糖降低更多。两种方式处理后10天马尾松新叶和老叶中蛋白质含量降到最低,然后逐渐回升; 相比较而言,虫害处理蛋白质含量降幅更大。松墨天牛取食和人为损伤均引起马尾松针叶单宁和黄酮类物质含量的增加,虫害处理的针叶中单宁和黄酮类物质的含量更高。结果提示马尾松对松墨天牛的取食为害具有特殊的应激反应机制。     

不同配比施肥对马尾松幼苗生长特征的影响

为获得马尾松幼苗最佳施肥配方,该文以1年生马尾松幼苗为试验材料,采用L₁₆（4³）正交设计,并通过测定幼苗苗高、地径、生物量、叶绿素含量、叶片N、P、K含量,探讨不同N、P、K配比施肥对马尾松幼苗生长特征影响。结果表明：（1）不同配比施肥处理间马尾松幼苗苗高、地径、生物量、质量指数、叶绿素和养分含量存在显著差异,其中,处理12生物量、质量指数、叶绿素a和总叶绿素含量、隶属值最高。（2）施N对幼苗生长及生理指标均有极显著影响;施K对苗高、地径、地上生物量、总生物量有显著影响,对叶绿素和针叶养分有极显著影响;施P对叶绿素a、叶绿素b、针叶N和P含量有极显著影响,对苗高、地下生物量、总叶绿素含量有显著影响。（3）施N对苗高、地径、地上生物量、总生物量、质量指数、叶绿素a含量、总叶绿素含量和针叶N含量的影响最大,K次之,P最小。各因素对地下生物量和针叶P含量的影响均表现为N>P>K。（4）N3水平利于幼苗苗高地径的生长及生物量的积累,N4水平利于叶绿素a和总叶绿素含量及针叶N、P含量的积累,P4水平利于生物量、叶绿素含量和养分P含量的积累...     

不同抗性马尾松针叶中营养物质含量与对松突圆蚧抗性关系的判别分析

为了探讨马尾松Pinus massoniana针叶营养物质含量与其对松突圆蚧Hemiberlesia pitysophila Takagi抗性的关系, 选择了不同抗性的10个马尾松家系, 分别测定未受松突圆蚧危害植株与受害植株针叶中可溶性糖、 总糖、 可溶性蛋白、 全N、 游离氨基酸、 粗脂肪等营养物质的含量和总糖/全N等7个指标, 并采用判别分析法分析这7个指标与马尾松家系对松突圆蚧抗性的关系。结果表明：马尾松家系不论是否受松突圆蚧的危害,能明显区别抗性组别的指标都是可溶性蛋白（X₃）、全N（X₄）和游离氨基酸总量（X₇）,随抗性的降低, 它们的含量呈上升趋势, 受害植株中上述3个指标的含量低于未受害植株; 受害后, 各指标变化量中能明显区别抗性组别的是全N（X₄）, 随着植株抗性的降低, 针叶中的可溶性蛋白（X₃）、全N（X₄）和游离氨基酸总量（X₇）的含量变化量减小。据此得出：（1）可溶性蛋白（X₃）、全N（X₄）和游离氨基酸总量（X₇）是与抗性关系最密切的指标, 含量与抗性呈负相关关系,变化量与抗性呈正相关关系;（2）受到危害后, 无论含量或变化量, 7个指标都发生了重要变化, 都表现出与抗性的相关性, 构成了有效判别函数的组成变量;（3）因判别分析方法可以分析各指标的综合作用, 应用该方法分析各营养成分与马尾松对松突圆蚧抗性的关系, 比用方差分析和多重比较方法更有优越性。上述研究结果为抗松突圆蚧马尾松家系的选育及其抗性机理的深入研究, 提供了重要的科学参考价值。     

马尾松幼苗生长及生理特性对铝胁迫的响应

以马尾松幼苗为试验材料,采用水培法研究铝胁迫（Al³⁺浓度为0、0.2、0.4、0.8、1.6 mmol·L^-1）对马尾松幼苗生长及其针叶中叶绿素、渗透调节物质（可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸）、丙二醛（MDA）和超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）等保护酶活性的影响,为揭示马尾松铝毒害生理机制及提高马尾松的耐铝能力提供理论依据。结果显示：当Al³⁺处理浓度为0.2 mmol·L^-1时对马尾松株高和基径生长的影响较小,但对马尾松根系生长有一定的促进作用;Al³⁺处理浓度大于0.2 mmol·L^-1时对马尾松株高、基径和根长的生长均会产生一定的抑制作用,且这种抑制作用随着Al³⁺浓度的增大而增强。马尾松针叶中叶绿素含量和SOD、POD活性均随着Al³⁺处理浓度的增加呈先上升后下降的趋势;Al³⁺处理浓度大于0.2 mmol·L^-1时马尾松针叶中可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸等渗透调节物质均呈上升趋势,且随着Al³⁺浓度的升高而增大;Al³⁺处理浓度大于0.2 mmol·L^-1时马尾松针叶中MDA含量也呈上升趋势,且随着Al³⁺浓度的增大而升高,说明大于0.2 mmol·L^-1的Al³⁺处理可导致马尾松膜脂产生氧化。研究表明,马尾松幼苗具有一定的耐铝能力,在铝胁迫生境下可通过提高自身SOD和POD等保护酶的合成和主动积累脯氨酸、蛋白质和可溶性糖等渗透物质,产生适应性生理响应以维持自身的生理平衡来降低铝毒害作用。     

不同林龄马尾松针叶凋落前后养分含量及回收特征

以湖南会同地区10、23和45年生马尾松人工林为研究对象,采用不同参数(单位质量养分含量、单位长度养分含量和单叶养分含量)分析了针叶凋落前后养分含量及回收特征.结果表明：3个林龄马尾松针叶凋落后的单叶质量、单叶长度和单位长度质量平均分别下降了15.9%、4.6%和13.9%;不同林龄针叶养分含量不同;凋落前马尾松单叶N、P、K回收平均在50%以上;养分再吸收效率和转移度均随林龄先增后减.除N外,基于不同参数计算所得养分再吸收效率差异不明显.     

H1启动子siRNA载体的构建及应用

利用双链RNA(dsRNA)调控基因表达已经成为研究基因功能的有力工具。用人H1启动子构建了pBS／H1PS小干扰RNA(siRNA)表达载体,用于在哺乳动物细胞中产生特异性dsRNA转录产物。通过对293细胞中的PSMA7分子进行表达抑制,证明该siRNA载体能够有效产生针对靶基因的RNA干扰(RNAi)效应。