滇西北冷杉属植物结实特性及种子特征研究

探究滇西北冷杉属(Abies)植物的结实特性和种子特征及其变异模式,为促进冷杉林的更新及恢复提供材料支持和理论依据。收集滇西北分布7种冷杉的标本及球果,分析种子形态特征、种子生活力和结实特性,探究其种间及地区间差异。结果发现:滇西北7种冷杉种子的长、宽、厚分别是6.04～10.22、2.03～3.32、1.26～2.24 mm,千粒质量是4.26～30.50 g,千粒质量与种子长度、宽度、厚度均显著相关(r>0.8,P<0.01)。滇西北7种冷杉的种子饱满率、虫蚀粒率和空秕粒率的平均值分别为27.51%、4.92%和67.58%,种子饱满率不高、空秕粒和虫蚀粒严重。野外调查发现大多数云南黄果冷杉(Abies ernestii var. salouenensis)均未结球果,且仅收集得到一棵树的球果,因此在本文中未进行比较分析。滇西北其余6种冷杉的虫蚀粒率在不同种之间(P=0.750)和不同地区之间(P=0.204)均没有显著差异,饱满率(P=0.005)和空秕粒率(P=0.007)均存在种间差异,而种子生活力存在种间(P=0.008)及地区间(P=0.036)差异,因此冷杉...     

高山松及其亲本种油松和云南松DHAR基因的功能分化

高山松(Pinus densata)是油松(P. tabulaeformis)与云南松(P. yunnanensis)自然杂交产生的同倍性杂种, 分布于青藏高原东南缘, 占据了油松和云南松两个亲本种都不能正常生长的高海拔地带。为了揭示高山松、油松和云南松脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)基因的组成和功能分化, 分别从高山松、油松和云南松中克隆到2类DHAR基因(DHAR1与DHAR2)。组织表达模式分析表明, 这6个基因在根、韧皮部、叶和芽中均有表达; 通过系统发育分析发现, 高山松在物种形成过程中保留了油松的DHAR1拷贝以及云南松的DHAR2拷贝; 酶学性质分析则表明, 高山松与油松DHAR1蛋白对底物具有相似的催化活性、催化效率、最适pH和热力学稳定性, 但其催化活性比云南松DHAR1蛋白高约300倍。高山松DHAR2蛋白对底物的催化活性和热力学稳定性均高于油松DHAR2蛋白。高山松DHAR基因在生化功能上显示出优于或类似亲本DHAR, 这种优势功能的选择与杂种独特的生态适应性可能有重要的相关性。     

江南卷柏脱氢抗坏血酸还原酶的分子特性

脱氢抗坏血酸还原酶 (DHAR) 在植物抗坏血酸?谷胱甘肽循环中发挥着重要作用。利用同源克隆技术从江南卷柏中克隆到2个脱氢抗坏血酸还原酶基因,分别命名为SmDHAR1和SmDHAR2。SmDHAR1和SmDHAR2分别编码218和241个氨基酸,预测分子量分别是23.97 kDa和27.33 kDa。基因组序列分析显示这2个基因分别含有5和6个内含子。器官表达模式分析发现这2个基因在根、茎、叶中均有表达,是组成型表达基因。在大肠杆菌中表达并纯化了2个基因的重组蛋白。酶活性分析显示SmDHAR1和SmDHAR2蛋白对底物DHA的活性有显著差异,分别是19.76和0.17 μmol/(min·mg)。热力学稳定性分析显示这2个重组蛋白的热力学稳定性具有明显差异。因此,基因结构与酶学性质的差异预示着这2个基因可能存在功能上的分化。     

苦杨×小叶杨杂交F1代苗期抗旱性比较研究

创制抗旱林木新品种对维持我国干旱半干旱地区森林生产力,应对全球气候变暖具有重要意义。苦杨(Populus laurifolia)是分布在新疆额尔齐斯河流域的我国乡土树种,具有速生和耐寒等优良特性,而小叶杨(P. simonii)具有抗旱和耐瘠薄特性。我们对苦杨×小叶杨杂交F₁代幼苗的抗旱性进行全面分析和综合评价。测定了正常生长与干旱胁迫下亲本和杂交F₁代的株高生长量和叶片相对含水量等7个生长指标,净光合速率和胞间CO₂浓度等6个光合参数,以及SOD活性和MDA含量等5个抗旱生化指标。对18个性状指标进行抗旱系数和隶属函数分析,将亲本及23个F₁代幼苗划分为高、中和低3个抗旱类型。高度抗旱型幼苗的叶片、上表皮、下表皮和栅栏组织厚度较大,叶片组织结构紧密度高,且在干旱胁迫下抗旱关键基因的表达量显著高于其它抗旱类型幼苗。该研究为杨树抗旱育种提供了理论指导和基础材料。     

毛白杨两个Phi类GST基因的克隆及生化特性

谷胱甘肽转移酶(glutathione S-transferase,GST)在植物的抗逆反应、细胞信号转导和抗病等方面发挥着重要作用.从毛白杨(Populus tomentosa)中克隆到2个Phi类GS7因(PtoGSTF1和PtoGSTF2),它们分别编码215和218个氨基酸残基的蛋白质.DNA序列分析显示这2个基因均含有2个内含子.组织表达模式分析表明,这2个基因在毛白杨的根、茎、叶、韧皮部和顶芽组织中均表达,是组成型表达基因.在大肠杆菌中表达这2个基因并纯化重组蛋白.酶活性分析显示PtoGSTF1和PtoGSTF2蛋白对底物CDNB、NBD-CI、NBC和Cum-OOH都具有酶学活性,但活性差异较大.动力学分析显示,PtoGSTF2对NBD-CI的亲和力是PtoGSTF1的2.5倍,但PtoGSTF1的催化效率是PtoGSTF2的56.8倍.热力学稳定性分析显示,PtoGSTF1比PtoGSTF2具有更高的热力学稳定性.因此,酶学性质的差异预示着这2个Phi类GS7基因可能存在功能上的分化.