摘要：我国人工林培育水平较低,其原因与林木育种领域投入的人力和财力不足、对育种策略的重视和执行力不够等原因有关,导致树种遗传改良最基本的育种循环难以维持,无法支撑树种遗传改良水平持续提升和人工林生产力的提高。本文综合分析国内外林木育种发展经验以及理论和技术成果,提出林木育种策略制定和执行需重视的几点问题:品种具有地域性和时间性以及经济属性,生态价值则属于种植改良品种所产生的附属效益,要制定科学、具体且有一定市场竞争优势的育种目标和育种周期;在此基础上强化树种基本群体、选择群体和育种群体建设与管理,采用科学的试验设计及分析方法保证准确而高效地开展遗传测定和选择,持续推进高轮次育种群体构建,并合理采用促进开花结实、相关选择或分子标记辅助选择等技术加快交配和选择进程,不断提高基本群体和选择群体遗传品质,甚至实现强优势远缘杂交品种的生产应用。对于能够无性繁殖的树种,可在一定的遗传改良阶段施加理化诱变、染色体加倍处理,进一步增加有益变异积累和利用。而对于已应用于生产却仍有不足的优良品种,可以采用遗传转化和基因编辑等分子育种进一步优化等。其中交配、遗传测定和选择是育种循环的核心以及进一步实施其他育种技术的基础,需要给予足够的重视和持续的坚持。

摘要：为探讨庙台槭不同组织DNA的高效提取方法,分别以叶片和果实为材料,以完全随机区组试验设计,设置不同浓度的β-巯基乙醇和不同浓度的PVP作为预处理,采用试剂盒法提取基因组DNA,提取后对基因组DNA进行浓度、分光光度值的测定以及PCR扩增,综合各项指标选择出效果最好的预处理方法,并进一步以CTAB法进行验证,之后应用于不同个体庙台槭的DNA提取中。结果发现:以庙台槭果实为材料,不需要预处理,提取的DNA即可满足下游实验需要;以叶片为材料,用0.5%β-巯基乙醇和1%PVP预处理能有效提高提取的DNA浓度和质量,经验证发现该预处理方法适用于CTAB法,且能够极显著地提高DNA提取的浓度和质量;进一步应用于所有132个庙台槭个体的总DNA提取,获得的DNA均能满足后续实验要求。本研究为进一步研究庙台槭遗传多样性等工作提供帮助,同时也能够为槭属其他植物的相关研究提供参考。

摘要：欧美杨细菌性溃疡病菌(Lonsdalea populi)是引起杨树溃疡病的主要病原菌,它可引起树干形成层的破坏和树皮的局部坏死。为挖掘其致病基因,本研究利用二代和三代测序技术对欧美杨细菌性溃疡病菌N-5-1进行了全基因组测序。结果表明:该病菌菌株染色体和质粒大小分别为3832567 bp和11289 bp,GC含量分别为55.42%和56.32%。通过对基因组的分析,共预测到3556个基因,在GO、KEGG和COG数据库分别注释到2348个、2785个和2374个基因。进一步利用Ⅲ型分泌系统数据库注释到501个编码分泌蛋白的基因,在病原互作数据库中注释到了427个病原与宿主互作的基因,其中13个为效应子基因。通过与Lonsdalea属的其他病原菌的基因组进一步比较发现,菌株Lonsdalea populi N-5-1的基因组与Lonsdalea iberica LMG 26264和Lonsdalea populi L2-3的基因组存在良好的共线性关系,且与Lonsdalea populi L2-3的亲缘关系更近。本研究为解析欧美杨细菌性溃疡病菌的基因组结构、功能及亲缘关系提供了科学基础,并为后续深入研究其致病基因及开展树木抗病分子育种提供了基因组信息和基因资源。

摘要：几乎每个真核生物都有UBL5的同源基因。UBL5蛋白在单泛素化H2B、mRNA前体剪接、细胞周期调控、能量代谢以及抗压等方面起着重要的作用。UBL5是近几年发现的一种新类型的类泛素蛋白(UBL),它与泛素及类泛素的三维结构相似,只是C末端的双酪氨酸取代了保守的双甘氨酸。在参考了相关文献资料的基础上,结合本实验室在文冠果UBL5基因克隆及功能鉴定方面所做的初步研究工作,对UBL5基因的克隆、蛋白结构、功能等方面进行了综述。

摘要：北美枫香是适应性强、生长速度快、秋叶红艳美丽的园林绿化树种。为了提高其繁殖效率,以北美枫香雄花和花序轴为外植体,采用完全随机区组设计,研究外植体类型,基因型,TDZ浓度对北美枫香愈伤组织的诱导、体胚分化和萌发的影响。结果表明:雄花作为外植体,合适的诱导培养基为改良Blaydes培养基+TDZ 0.15 mg/L+水解酪蛋白1 g/L+蔗糖40 g/L+3%植物凝胶;花序轴作为外植体,合适的诱导培养基为改良Blaydes培养基+TDZ0.01 mg/L+水解酪蛋白1 g/L+蔗糖40 g/L+3%植物凝胶。合适的萌发培养基为不含水解酪蛋白的基本培养基。如果出现球形胚,将培养物转接到不含任何生长调节剂的改良Blaydes培养基上,体胚经成熟可进一步形成完整小植株。该体胚体系的建成将显著提高北美枫香的繁殖效率。

摘要：DNA甲基化是真核生物中分布最广也是最重要的表观遗传修饰类型.近年来,DNA甲基化调控动植物生长发育过程的研究引起了人们的广泛关注,关于DNA甲基化在动植物遗传育种领域的研究进展也逐渐被报道.本文通过综述DNA甲基化基本概况、主要检测技术及其在木本植物中的研究进展,进一步探讨了林木DNA甲基化研究的未来发展趋势及主要应对策略,提出了全基因组水平的表观关联分析(epigenome-wide association study,EWAS)、CRISPR/dCas9(deactivated CRISPR-associated protein 9)系统与表观基因组等系统生物学研究方案,为解析林木复杂性状的遗传调控机制及制定分子育种策略提供了新思路.

摘要：病原菌为了成功侵入并在寄主植物中繁殖,会分泌效应子作为入侵武器.不同病原菌的效应子具有一定的共性和异性.开展植物病原菌效应子的系统鉴定,深入揭示效应子对病原菌侵入和在植物发病中的作用以及解析效应子与植物抗病基因的互作,可为研究病原菌的致病机制及其与植物的互作提供重要的研究线索,在植物病理和抗病遗传育种研究中也具有重要理论价值和实践意义.近年来,随着测序技术的不断发展,基因组学和转录组学在植物抗病研究中的应用也日益广泛,其研究结果可为鉴定病原物致病基因、植物抗病基因、阐明病原菌与植物互作的分子机制提供重要信息.本文根据近年来植物包括树木中病原物效应子的研究进展,对效应子的特点、鉴定方法、功能及宿主抗病机理等进行了综述和比较,重点阐述了效应子的鉴定、致病功能及与植物抗病基因的分子互作和调控,并对效应子在植物抗病中的应用及其研究前景进行了展望.

摘要：植物三倍体具有生长迅速、叶片或花、果实硕大、新陈代谢旺盛、适应性强以及不孕等特点,尤其适用于无性繁殖林木的遗传改良.利用配子染色体加倍或四倍体与二倍体杂交等有性多倍化技术手段,增加目标树种一套基因组的全部同源基因,可以仅通过一轮次的育种过程实现多目标性状综合改良,培育出生长快、纤维长、木素低、纤维含量高以及抗逆性增强的用材林新品种,或者是生长迅速、叶片和果实等器官巨大、含胶量及药物成分含量显著提高的胶用、漆用、药用、叶用、果用新品种.在人工诱导配子染色体加倍选育三倍体时,实现有效处理时期的即时判别是提高三倍体育种效率的关键,而选配高配合力亲本则是提高三倍体育种效果的保障.随着林木三倍体育种理论和技术方法的突破及其不断向其他树种拓展,三倍体育种必将在提高林产品产量、改善品质以及增强抗逆性等方面发挥更大的作用.

摘要：随着新一代基因组测序技术的快速发展,全基因组关联分析(genome wide association study,GWAS)在揭示林木复杂性状的数量遗传变异规律、解析关键基因的遗传调控机制及推动林木分子辅助育种等方面展示出前所未有的应用前景.本文首先综述了GWAS的核心理论、研究方法及其在木材性状和适应性遗传基础研究中的研究进展.随后,针对林木数量性状遗传研究中普遍存在的"丢失遗传力"(missing heritability)问题,本文从高通量表型组学平台的组建,多种遗传标记的联合利用,多组学数据的系统剖析以及加性、显性与上位性关联模型的开发等方面提出了未来GWAS的发展对策.最后,结合当前林木遗传改良的实践需求,展望了GWAS策略在林木分子育种领域的广阔应用前景.

摘要：毛白杨‘LM50’具有速生、抗逆、不飞絮等优良特性,是木本植物进行遗传转化的理想材料。长期无性繁殖会导致优良性状衰退,在进行组织培养时,往往出现外植体不定芽分化和生根困难等问题。通过花药培养可以在较短时间内使毛白杨复幼,从而消除因外植体老化带来的负面影响,为转化研究提供理想的材料。与此同时,期望通过花药诱导创制单倍体植株,为基因组学研究和倍性育种提供材料。以山东冠县毛白杨基因库的‘LM50’为试验材料,对其花药发育时期与花芽形态的关系进行鉴定,选择单核靠边期的花药进行试验,探究了生长素和细胞分裂素在花药愈伤组织形成、不定芽分化及不定芽生根中的作用,建立了毛白杨花药离体再生体系,采用流式细胞仪和染色体压片计数法对诱导获得的再生植株进行了倍性鉴定。进一步利用花药培养再生植株的叶片建立了分化率高、生根率高的植物再生体系。小孢子发育时期与花芽外部形态特征对比表明,花芽长度为(1.98±0.06)cm,1/4花序露出芽鳞的花芽,此时小孢子大部分处于单核靠边期;选择处于此时期的花药诱导形成愈伤组织,愈伤组织诱导率最高的培养基为H+1.00 mg/L NAA+1.00 mg/L BA,诱导率约为28.89%;愈伤组织进一步分化为不定芽,最佳分化培养基为MS+0.05 mg/L NAA+0.50 mg/L BA,分化率约为22.23%;不定芽接种至生根培养基,最佳生根培养基为1/2 MS+0.30 mg/L IBA,生根率约为93.30%;利用流式细胞仪和染色体压片法对花药培养的27株再生植株进行倍性鉴定,鉴定植物均为二倍体;再生植株叶片分化成芽的最佳培养基为MS+0.10 mg/L TDZ+0.10 mg/L NAA+0.50 mg/L BA,分化率高达92.23%。该叶片分化产生的不定芽的生根培养基与愈伤组织诱导不定芽生根的培养基相同,生根率一致。研究获得了毛白杨‘LM50’花药诱导再生植株,并建立了再生植株的叶片培养体系,可用于该优良无性系的快速繁育和毛白杨的遗传转化研究,为毛白杨的分子设计育种奠定了基础。