大叶杨组组间杂交花粉－柱头相互作用的超微结构研究

以大叶杨为母本,分别与小叶杨、欧洲黑杨、响叶杨进行人工杂交,并以大叶杨×大叶杨为对照,观察其花粉与柱头相互作用的超微结构变化。结果表明,大叶杨柱头细胞在授粉前表现生理活跃,含丰富的细胞器,壁外被含分支通道的角质层。接受大叶杨及欧洲黑杨花粉的柱头细胞内部仍有丰富的细胞器,膜结构保存完好。接受小叶杨及响叶杨花粉的柱头细胞衰亡较快,授粉部位沉积厚的胼胝质,细胞内部液泡化,膜结构逐渐消失,细胞质电子密度加大。欧洲黑杨花粉行为与大叶杨花粉行为相似,花粉能迅速萌发,并以短管形式穿入柱头,异常行为罕见。小叶杨及响叶杨花粉萌发后只有半数花粉管能以短管形式进入柱头,其中部分管内沉积胼胝质,另半数花粉管在柱头上表现各种异常行为——扭曲、爬行、肿胀、提前破裂释放内容物及先端沉积胼胝质。由各种花粉在大叶杨柱头上的行为和大叶杨柱头对各种授粉的反应判断,与大叶杨杂交亲和力在柱头阶段表现由强至弱依次是欧洲黑杨、小叶杨、响叶杨。     

杨尺蠖核型多角体病毒蛋白质的特性

本文研究了杨尺蠖核型多角体病毒(AciNPV)蛋白质特性,用反复调等电点法,从AciNPV的多角体蛋白中分离到A,B两种蛋白,Sepharose 6B柱层析和超离心沉降分析表明,两者均为一个峰纯,沉降系数(S20w)分别为4.9和8.9,对A蛋白进行了16种氨基酸组成分析,Glu、Asp和Leu含量高于其它氨基酸,不含Cys,用SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳和免疫双扩散法分析表明,用两倍体积饱和硫酸铵沉淀法制备的多角体蛋白,与提纯的多角体A、B蛋白之间无差异,多角体蛋白结构多肽由6种组成,分子量在12500—54000道尔顿范围内,其中32000是多角体蛋白的主要多肽,病毒粒子结构多肽和核衣壳蛋白分别由19和7个多肽组成,分子量范围分别在89000～13000和34000～13000之间,间接试验结果表明,在AciNPV中有碱性蛋白酶活性存在。     

杨干透翅蛾生物学及防治

杨干透翅蛾Sesiasiningensis（Hsu）是杨树的重要蛀干害虫之一。在国内主要分布于山西、青海、甘肃、内蒙古。在晋中地区为害猖獗。1980年以来,太谷县、祁县、榆次市等平川6县（市）大面积杨树遭受危害。树干基部被钻蛀,不仅影响树木生长,而且极易风倒。太谷县1986年一场6级大风刮倒26万株被害杨树,可见其对杨树生长已构成严重威胁。1986～1993年作者对该虫在晋中地区的发生为害特点和防治方法进行了研究。1形态特征（见图）成虫：前后翅均透明,前翅狭长,后翅扇形,缘毛深褐色。雌虫体长25～30mm,翅展45～S50mm,触角棍棒状,端部…     

干旱胁迫对群众杨光合特性与器官干物质分配的影响

土壤干旱是北方地区杨树人工林生长和生态效益的重要限制因子。以群众杨(Populus×popularis‘35-44’)扦插苗为研究材料,采用盆栽称重法控制土壤水分,设置正常供水、中度干旱、重度干旱3种水分梯度。分别于2016年9月与2017年9月测定叶片气体交换参数、各器官干重、根冠比、叶经济性状等指标,研究了持续2年干旱胁迫下群众杨扦插苗光合特性与器官干物质分配的变化规律,分析了土壤干旱程度、树龄在"小老树"形成中的作用过程。2016年与2017年中度、重度干旱胁迫下功能叶净光合速率(P_n)受到非气孔限制,与正常供水相比分别降低了36.08%、56.42%;18.47%、5.13%。第一年干旱胁迫下群众杨气孔导度(G_s)和蒸腾速率(T_r)显著降低;第二年干旱胁迫下G_s与正常供水无显著差异,而T_r显著提高,有利于叶片C、N元素的运输分配进而维持较高的P_n。第一年随干旱胁迫程度加剧,群众杨叶片C/N显著提高,光合产物分配趋向于叶器官。第二年中度干旱胁迫下叶片C/N与正常供水相比无显著差异,各器官干重下降幅度均低于2016年,而根冠比显著增加,表明其光合产物主要用于地下部构建以适应中度干旱环境;持续重度干旱则光合产物向茎中的分配比例提高。干旱胁迫导致群众杨功能叶水分利用效率(WUE,Water use efficiency)与光合氮利用效率(PNUE,Photosynthetic nitrogen use efficiency)显著降低,整株氮利用效率(NUE,Whole plant nitrogen use efficiency)显著提高。严重土壤干旱下叶片耗水增强、PNUE下降以及茎木质部碳投资增加可能是群众杨小老树形成的重要原因。     

‘741杨’D2类细胞周期蛋白基因的克隆及功能鉴定

D类细胞周期蛋白(D-type cyclin,CYCD)调控细胞周期G1/S期转变。CYCD与细胞周期蛋白依赖性激酶(cyclin-dependent kinase,CDK)结合形成CYCD/CDK复合物,被激活的CYCD/CDK复合物通过磷酸化下游细胞周期响应因子调控细胞周期有序进行,进而影响植物的生长发育。该研究以‘741杨’为实验材料,成功鉴定得到1个D2类细胞周期蛋白基因(PtoCYCD2;1)。研究表明:(1)实时定量PCR(qRT-PCR)显示,PtoCYCD2;1基因在根、茎、叶、叶柄、树皮和木质部中均有表达,在叶中的相对表达水平最高。(2)亚细胞定位表明PtoCYCD2;1蛋白定位于细胞核。(3)与野生型(Wild-Type poplar,WT)相比,过表达PtoCYCD2;1基因的‘741杨’出现株高降低,茎直径减小,叶片明显下卷的表型。(4)扫描电镜分析(SEM)显示,转基因杨树叶片的上表皮细胞平均面积变小,细胞数量增多;树脂切片结果显示与WT相比,转基因杨树叶片的栅栏组织和海绵组织的细胞间隙疏松。(5)qRT-PCR结果显示,转基因杨树中细胞周期调控基因CDKA;1、CDKB1;1和CDKB2;1的表达水平显著上调,植物成视网膜细胞瘤相关蛋白1(retinoblastoma-related protein1,RBR1)基因、细胞周期蛋白依赖性激酶抑制因子(kip-related protein,KRP)基因的表达水平显著下调。该研究结果为进一步研究木本植物CYCD2基因的功能奠定了基础。     

杨树受机械损伤与光肩星天牛危害的防御性反应

杨树是我国“三北”地区防护林建设的主栽树种,自20世纪70年代以来长期受到光肩星天牛的严重危害。北抗杨对光肩星天牛有一定的抗性,但产生抗性的生化机制尚不清楚。本研究采用试剂盒法与高效液相色谱法以未受害、机械损伤、虫害北抗杨为研究材料,对其树皮和木质部中的次生代谢产物和防御酶含量进行检测,以探索其抗性机制。结果表明,北抗杨受到机械损伤和光肩星天牛危害后其反应不同:1)次生代谢产物,北抗杨受到机械损伤后,树皮中的水杨苷和白杨甙含量显著上升,槲皮苷含量降低;而受光肩星天牛危害后,树皮中的水杨苷和槲皮苷含量显著上升,白杨甙含量无显著变化。机械损伤的北抗杨木质部总酚含量高于虫害与未受害木质部,后两者间无显著差异;光肩星天牛危害的北抗杨木质部白杨甙和亚麻木酚素含量高于机械损伤木质部与未受害木质部。遭受机械损伤与虫害后北抗杨木质部的总酚苷含量显著高于未受害木质部。2)防御酶活性分析表明,与未受害北抗杨树皮相比,受到机械损伤与虫害后的树皮苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性显著升高,但两者间无差异;受到机械损伤与虫害后的树皮超氧化物歧化酶(SOD)活性高于未受害树皮,且机械损伤树皮高于虫害树皮;北抗杨受机械损伤与虫害后木质部中的过氧化物酶(POD)活性高于未受害木质部,但两者间无差异。3)与未受害北抗杨相比,北抗杨受机械损伤、虫害后部分次生代谢物和防御酶都有不同程度的增加,推测这些物质可能与北抗杨抗逆性反应有关。     

落叶松-杨栅锈菌基因复制事件及共线性分析

落叶松-杨栅锈菌是一种分布广且危害严重的林木病原真菌。了解基因组内发生的基因复制事件及基因组间的共线性关系,能为最终理解落叶松-杨栅锈菌适应性进化等生物学问题提供帮助。落叶松-杨栅锈菌全基因组水平上基因复制相关研究未见报道,共线性研究报道也较少。本研究利用落叶松-杨栅锈菌全基因组序列分析其基因复制模式。结果表明,落叶松-杨栅锈菌转座复制基因的数目远高于片段复制基因、串联复制基因及相邻复制基因。落叶松-杨栅锈菌基因组内不存在大规模的片段复制,且基因年龄法显示节点同义替换率分布图上没有峰形出现,推断该锈菌未发生全基因组复制。富集分析显示不同类型复制基因富集于不同的功能条目,如串联复制基因富集于碳水化合物的转运和代谢而转座复制基因富集于次生代谢物合成、代谢与分解。共线性分析显示落叶松-杨栅锈菌与松栎柱锈菌及小麦条锈菌的共线性程度均较低,3种锈菌间存在1个共同的共线性区域,该保守区域包含6个基因,其中1个可能编码小分泌蛋白的基因值得关注。     

小钻‘白城杨2号’小孢子发生及花粉大小变异

利用醋酸洋红染色压片技术,以温室水培小钻‘白城杨2号’(Populus×xiaozhuanica W.Y.Hsu et Liangcv.‘Baicheng-2’)为材料,对其小孢子发生过程中染色体行为及花粉大小变异进行研究。结果表明:(1)‘白城杨2号’小孢子母细胞减数分裂过程中染色体行为存在一定比例的异常现象,包括终变期单价体、中期Ⅰ染色体提前分离、后期Ⅰ和Ⅱ落后染色体和染色体桥、末期Ⅰ和Ⅱ微核、中期Ⅱ纺锤体定位异常以及胞质分裂异常等,这些异常现象的发生与‘白城杨2号’杂种起源有密切关系。(2)‘白城杨2号’小孢子母细胞减数分裂过程中核仁数目存在动态变化,末期Ⅰ和Ⅱ的子核中最多可看到8个小核仁,可能与杨属树种的多倍体起源有关,其染色体组中可能包含8对具核仁组织者区的染色体。(3)‘白城杨2号’产生空瘪花粉率为3.67%,饱满花粉直径在21.3～52.2μm之间,频率分布总体呈近似高斯分布,0.69%的花粉直径超过37μm,表明其可能产生少量未减数的2n花粉。     

银中杨树叶化学成分研究

采用硅胶柱色谱等分离方法,对银中杨Populus alba X P.berolinensis L.树叶的化学成分进行分离纯化,依据理化性质及波谱数据分析进行结构鉴定,从中分离鉴定了12个单体化合物,分别为:邻苯二酚(1),苯甲酸(2),水杨醇(3),东莨菪素(4),咖啡酸(5),水杨酸(6),2’-苯甲酰水杨苷(7),水杨苷(8),丁二酸(9),特里杨苷(10),3’-苯甲酰水杨苷(11)和6’-苯甲酰水杨苷(12),其中化合物3,4,7,9～12为首次从该植物中分离得到。