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水曲柳CUC1基因克隆及瞬时表达分析
崔靖弘, 于磊, 梁楠松, 宋婷婷, 吕义品, 纪欣童, 徐亮, 赵福江, 詹亚光
, doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2022.01.009
摘要:
目的 本研究克隆了水曲柳(Fraxinus mandshurica Rupr.)CUC1基因,分析其表达特性,为该基因在水曲柳再生的调控研究中奠定基础。 方法 从水曲柳苗克隆FmCUC1基因,利用生物信息学软件分析FmCUC1基因的核苷酸序列及其编码蛋白的氨基酸序列,并构建系统进化树;利用农杆菌介导法将FmCUC1基因转入洋葱内表皮细胞进行亚细胞定位,通过实时荧光定量分析FmCUC1基因在根、茎、叶、顶芽的组织表达特异性及FmCUC1基因在下胚轴芽再生与种子萌发过程中的差异表达;同时对水曲柳幼苗喷施IAA、6-BA、BR激素处理,分析FmCUC1基因在不同激素信号诱导下的表达模式;利用农杆菌介导法将FmCUC1基因瞬时转化水曲柳72 h后,分析其通路相关基因表达情况。 结果 克隆得到FmCUC1基因全长807 bp,编码269个氨基酸,FmCUC1为稳定疏水蛋白,含有保守的NAC-domain蛋白结构域;FmCUC1蛋白与同科的木犀榄蛋白序列相似性为86.17%,亲缘关系较近;FmCUC1蛋白定位于细胞核上。qRT-PCR分析表明:FmCUC1基因在水曲柳的顶芽中表达量最高;在下胚轴芽再生过程中,FmCUC1基因在芽点产生与丛枝形成期均高表达;在水曲柳种子萌发过程中,FmCUC1基因分别在第4天和第8天分别达到两个峰值,为第0天的8.56倍和8.46倍。外源喷施IAA、6-BA、BR激素处理结果显示,FmCUC1基因表达量与对照相比均呈现上调表达,在IAA、BR处理72 h后均达到最高值,分别为对照的45.72倍和20.36倍;在6-BA处理48 h达到峰值,为对照59.40倍。利用农杆菌介导水曲柳FmCUC1基因瞬时过表达72 h后,该基因表达量显著上调,且其下游STM基因的表达量也明显上升。 结论 FmCUC1基因属于NAC家族转录因子,参与水曲柳芽再生过程,响应了IAA、6-BA、BR植物激素信号诱导,过表达FmCUC1基因可激活其下游STM基因的表达,进而有利于顶端分生组织的形成;为进一步研究CUC1基因在水曲柳芽再生过程中的作用机制奠定基础,也为今后水曲柳转基因工作提供新思路。
3-PG模型在天然兴安落叶松林生长因子预测中的应用
曲凌昊, 赵秀海, 张春雨
, doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2022.01.018
摘要:
目的 运用过程模型模拟天然林的生物量及蓄积生长。 方法 以大兴安岭落叶松天然林为研究对象,探索研究基于生理过程的动态模型3-PG模型在天然林中的应用情况,通过调整模型内置模块方程的参数,优化实测值与模拟值的拟合结果,最终得出适用于该地区落叶林天然林的模型参数组,并对不同林龄的林分预测效果进行了对比。 结果 模型在胸径、枝干生物量、根生物量、地上生物量、整株生物量的模拟取得了很好的效果,其中枝干生物量与整株生物量的模拟值与实测值的相关系数R2达到了0.98,且平均相对误差均控制在8%以内。对不同林龄林分的整株生物量与胸径预测结果表明,模型对3个龄组都有很好的拟合效果。 结论 在进行参数本地化调整后,3-PG模型可以运用在落叶松天然林的生长预测中,在生物量预测与胸径预测上可以取得较好的效果。
大兴安岭南段次生林区倒木对森林更新的影响
管立娟, 赵鹏武, 周梅, 舒洋, 刘兵兵, 郭娇宇, 张今奇, 周立文
, doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2022.01.011
摘要:
目的 内蒙古大兴安岭南段赛罕乌拉森林生态系统是内蒙古罕山次生林的典型地段。研究该地区的倒木分布情况以及倒木对森林更新的影响。 方法 采用样地调查法对样地内的倒木及其森林更新的情况进行调查。 结果 研究发现,倒木样地更新密度为(4 050±824)株·hm-2,枯立木样地更新密度为(2 950±265)株·hm-2,对照样地更新密度为(2 625±237)株·hm-2;赛罕乌拉倒木平均储量有(58.51±16.56)m3·hm-2,其中分解等级II、III、IV、V级的倒木分布密度分别为(50±21)、(806±198)、(189±76)、(22±5)株·hm-2。研究区倒木主要以“干基折断”的形式存在,占倒木总数的68.78%。 结论 大量倒木积累在林内,对种子、幼苗、幼树等更新产生障碍、拦截、遮阴作用,同时倒木在倾倒瞬间和倾倒后较长时间会对林下的更新幼苗等植物产生严重的压死、砸伤等负面影响,压死砸伤率为5.3% ~ 7.8%。但是适量高分解等级的倒木可促进幼苗、幼树生长,合理利用倒木与森林更新之间的关系,可有效促进森林健康发展。
松材线虫侵染前后马尾松树体内微生物多样性分析
温晓健, 巫建军, 李永先, 王璇, 理永霞, 张星耀
, doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2022.01.006
摘要:
目的 以浙江省松材线虫病疫区健康和枯死马尾松(Pinus massoniana Lamb.)为研究对象,探究松材线虫(Bursaphelenchus xylophilus)侵染前后马尾松树体内微生物群落结构的差异,同时为利用马尾松内生微生物防治松材线虫病积累微生物种质资源。 方法 采用组织分离法、形态学和分子生物学相结合的方法,对健康和枯死马尾松不同组织内的(根部、干部和针叶)真菌和细菌进行分离鉴定。对分离的木霉菌株构建系统发育树,并分析了松材线虫取食木霉对其种群数量的影响。 结果 从健康和枯死马尾松树体内分别分离得到真菌19个属共106个菌株和10个属共86个菌株,优势类群均为木霉属真菌。不同组织间真菌多样性水平存在差异,干部和针叶的多样性指数高于根部。健康马尾松真菌的Shannon-Wiener指数(H)、Simpson指数(D)和均匀度指数(J)依次为2.37、0.87和0.51,高于枯死马尾松的1.72、0.76和0.39,二者的相似性指数小于0.5。从健康和枯死马尾松树体内分别分离得到细菌13个属共59个菌株和12个属共56个菌株,优势类群均为伯克氏菌属、肠杆菌属和沙雷氏菌属细菌。健康和枯死马尾松中均为干部的细菌多样性最高,针叶的细菌多样性最低,二者的相似性指数大于0.5。木霉作为马尾松树体内的优势类群,本次共分离到6个种,通过取食实验发现木霉FXY7显著抑制了松材线虫的种群数量。 结论 健康马尾松树体内的真菌多样性高于枯死马尾松,二者的真菌菌群相似性较低,而且不同组织间真菌菌群相似性也较低,但健康和枯死马尾松的细菌群落具有一定的相似性。这表明松材线虫入侵会影响马尾松体内的真菌多样性,但对细菌的影响较小。本研究中还分离到多株可能对松材线虫病具有生防潜力的内生菌,为探索松材线虫病的新型防控技术奠定了基础。