【目的】从基因表达水平上,研究施肥引起杉木基因表达变化规律,为杉木施肥理论与MAS育种实践,提供科学依据。【方法】以开化1年生的杉木无性系开6扦插苗为研究对象,4种施肥处理,每处理三个重复,采用Illumina HiSeq4000高通量测序技术进行测序,对测序结果进行无参转录组分析。【结果】1)转录组测序共产生clean reads5.0E+07 nt到7.1E+07 nt,总拼接长度724 341 090 nt,通过Trinity组装,获得了74 288个unigenes(基因),然后将组装序列在6个数据库(Nr,Swiss-prot,eggNOG,KEGG,Pfam,GO)进行BLASTX分析,获取功能注释信息;2)韦恩图揭示基因对不同施肥处理的响应是:在-P-N1-VS-WT比较组中,未施肥处理,有4650个特异表达基因,其中包含了若干耐性基因,其它比较组也获得了相应的结果。杉木施肥诱导一些基因的开启和上调,同时也导致一些基因表达的关闭或下调;不同处理间的表达差异基因数在不同施肥组间变化很大,显著差异表达基因从施磷与对照比较组的429个到施磷与施氮比较组的4 942;3)差异表达极显著基因的热聚类分析结果,揭示同一比较组,不同处理间基因表达是互补的关系:同一基因要么高表达,要么低表达;4)GO富集与分类显示施肥对杉木影响显著的基因主要定位在叶绿体、细胞骨架、细胞膜、细胞核、细胞质上;5)GO富集分析的结果表明施氮(磷)肥,不仅可以促进氮(磷)的吸收与代谢,而且也能促进磷(氮)的吸收与代谢;6)对施磷肥与氨酰基-tRNA大分子化合物合成的生理生化过程进行了分析。基于以上研究结果:今后可对转录组分析获得的重要基因进行研究,其结果可用于指导杉木施肥和杉木营养遗传育种MAS选择。【结论】RNA-seq高通量测序技术,对于研究非模式植物(包括基因组比较大的针叶树)施肥分子机制,是一种快速而简便的方法。研究结果表明,施肥不仅激活了与N、P的吸收、转运和利用有关的基因表达,还下调了与生长发育和光合作用有关的基因表达。施肥促使杉木的生长发育向着适应环境、竞争资源和生长发育的方向发展。

以杉木52号家系不同表型杉木幼苗为试验对象,选择Y52(黄化苗)和G52(正常苗)幼苗不同部位的组织为材料,以杉木EF1α为内参基因,采用qRT-PCR技术对幼苗NIPAs基因进行相对表达量分析,选择新叶和老叶进行叶绿素含量的测定.结果表明,Y52新叶中叶绿素a、b和总叶绿素含量都显著降低;老叶中,叶绿素a含量有所升高,但叶绿素b和总叶绿素含量仍显著降低.G52幼苗除了NIPA3在新叶中表达,其他的NIPAs基因主要在成熟茎中高度表达;Y52幼苗NIPAs则在不同部位都有高度表达.与G52相比,Y52的NIPAs相对表达量均存在不同程度的变化差异.

【目的】克隆与杉木次生壁形成相关的Cl NAC1基因,在组织表达特异性分析基础上开展该基因的单核苷酸多态性(SNP)及其连锁不平衡(LD)分析,以期为深入解析该基因功能和开展LD作图提供重要依据。【方法】基于杉木根、茎、叶等混合样本转录组测序获得的相关数据,分离杉木Cl NAC1的c DNA序列,进行同源比对和进化树构建分析。利用实时荧光定量PCR技术(q PCR)检测Cl NAC1的表达模式。通过MEGA 6.0和Dna SP 5.0分析Cl NAC1在40个杉木无性系的SNP变异,以及LD衰减程度。【结果】分离到Cl NAC1基因c DNA序列1 286 bp,开放阅读框(ORF)长度为1 092 bp,编码蛋白质在N端含有1个由128个氨基酸残基组成的NAC结构域。相应基因组序列长2 546 bp,有3个外显子和3个内含子,且第1个内含子位于5’非翻译区(UTR)。系统进化树分析表明,Cl NAC1蛋白位于B分支,与拟南芥的NST1/2/3、毛果杨的Ptr WND2A/B等聚在一起,属于次生生长相关的NAC转录因子类别。Cl NAC1在雄球花中的表达量最大,在当年生成熟叶中最小;该基因在当年生半木质化茎中的表达量是未木质化茎的2.8倍,且在去年生茎木质部中的表达量比皮层大3倍左右。利用来自6个地理种源的40个无性系发现Cl NAC1内存在104个常见SNP位点,平均发生频率为1/24 bp,多样性水平达到0.012 53。编码区域有32个SNP位点,其中25个属于同义突变,7个属于错义突变。SNP多样性指数πtot、πsil、πs、πn在6个群体间的差异不显著,且不同群体的非同义突变多样性πn皆小于同义突变多样性πs。LD分析显示,当r2>0.1时,在6个群体中LD衰退序列长度在1 025~2 460 bp间变化,在基因内部LD水平已衰退至不显著。【结论】杉木Cl NAC1基因可能参与次生壁的发育。Cl NAC1在不同无性系间存在丰富的SNP变异,且在进化中主要受纯化选择作用。不同杉木群体中Cl NAC1基因SNP位点间的LD皆在较短序列长度内迅速消失,表明基于候选基因的LD作图策略在杉木关联作图研究中是可行的。

在肥力中等的酸性红黄壤上，采用随机区组设计，对１年生杉木幼林进行７个处理、３次重复的施肥试验。结果表明，施肥对杉木幼林树高、抽高和胸径虽有影响，但效果均不显著；钙镁磷肥、磷酸铵及过磷酸钙肥效相当，沟施肥效好于穴施。施肥能影响杉木各器官的生物量，影响大小顺序依次为叶、干、枝、根；沟施磷酸铵对树叶生长量有极显著的影响，并对生物总量影响显著。协方差分析显示杉木幼林施肥时的初始树高会干扰肥效，特别对施肥当年树高的影响显著，肥效分析时必须进行修正以消除其影响。

通过逆转录聚合酶链式反应(RT-PCR)结合c DNA末端快速扩增(RACE)技术,从杉木Cunninghamia lanceolata中克隆到2个全长为3 235 bp和3 876 bp的纤维素合成酶基因c DNA序列,被分别命名为Cl Ces A1和Cl Ces A2,Gen Bank登录号分别为JQ844574和JQ844575。相应编码蛋白分别包含992和1 092个氨基酸残基,推测分子量为111 845.3 D和123 105.7 D,等电点为6.04和6.65。氨基酸序列分析发现,它们具有植物纤维素合成酶基因相应的结构特征——锌指结构,2个易变区CSRI和CSRII,2个保守区CR...

【目的】杉木Cunninghamia lanceolata （Lamb.） Hook作为重要的用材树种，具有广泛的用途和经济价值。本研究通过克隆、生物信息学分析和表达分析方法对杉木隐花色素CRY1基因进行研究，为更深入地了解其在杉木生长发育和环境适应性中调控作用提供参考。【方法】以杉木优良无性系‘洋020’的一年生苗作为试验材料，通过RT-PCR技术，完成了CRY1基因的克隆，并对其进行生物信息学和表达分析。【结果】ClCRY1基因CDS区全长2 109 bp，编码702个氨基酸（GenBank号为PP489217）,ClCRY1蛋白的分子式为C₃₅₂₀H₅₃₈₅N₉₉₇O₁₀₅₇S₁₆，属于不稳定的亲水性蛋白。ClCRY1不包含信号肽和跨膜区域，具有CRY1结构域，亚细胞定位于叶绿体。二级结构主要由α螺旋和无规则卷组成，二级和三级结构高度相似。系统进化分析表明，杉木ClCRY1与日本柳杉Cryptomeria japonica亲缘关系更为密切，其次是银杏Ginkgo biloba。通过实时荧光定量PCR（qRT-PCR）表达分析，ClCRY1基因在根、茎、叶中均有表达，尤其在叶片中的相对表达量最高。蓝光处理可显着提高ClCRY1基因表达量，且在长日照处理下其表达量高于短日照。高温处理24 h后，ClCRY1基因的相对表达量达到峰值，高温促进其高表达，而低温则抑制其表达。【结论】杉木隐花色素ClCRY1基因的克隆及表达分析，揭示了ClCRY1基因在不同光照处理下的表达及其对温度胁迫的响应，为杉木育苗过程中光照选择和抗逆栽培提供理论依据。

扩展蛋白是一类细胞壁结合蛋白,在一定的pH值下无需任何激活蛋白就可诱导细胞壁的伸展。以杉木木材形成的特异表达基因文库中获得的扩展蛋白ESTs序列为基础,通过RLM-RACE技术成功克隆到3条全长扩展蛋白基因。其中ClEXPA1 cDNA全长1033 bp,包括247个氨基酸的开放阅读框(ORF)区;ClEXPA2cDNA全长1374bp,包括268个氨基酸的开放阅读框;ClEXLA1cDNA全长1023bp,包括272个氨基酸的开放阅读框。进化树重建结果表明:ClEXPA1和ClEXPA2属于α-expansin(EXPA);ClEXLA1属于γ-expansin(EXLA)。实时定量PCR显...

利用RACE方法从杉木中分离得到3个编码苯丙氨酸解氨酶(PAL)的全长cDNA序列,分别为2 455,2 418,2 689 bp,编码的氨基酸个数分别为709,710,709。氨基酸序列分析显示,推导的氨基酸序列包含PAL-HAL和PAL 2个功能域以及酶活性中心序列(GTITASGDLVPLSYIA)。荧光定量PCR分析表明,虽然3个ClPAL基因在调查的器官和组织中皆有表达,但仍表现出一定的组织特异性。ClPAL1在木质化茎中的表达量明显高于针叶、雌球花、根和非木质化茎中的表达量,ClPAL3主要在木质化茎中表达;二者均在木质部中优势表达,且在中间材中的表达量高出边材20倍以上。ClPA...

【目的】PHT1基因家族是影响植物吸收磷营养的重要磷转运子之一。从杉木32号磷高效家系c DNA中克隆得到PHT1基因家族的1个杉木磷转运蛋白基因ClPht1;1,并对不同程度磷胁迫下ClPht1;1的时空表达进行研究,为杉木PHT1基因序列特征和功能结构的研究以及磷高效利用杉木基因型的选育奠定基础。【方法】根据PHT1基因家族序列保守性设计简并引物,以32号磷高效杉木基因型根系c DNA为模板进行扩增获得目的基因ClPht1;1的c DNA序列,使用RACE技术对目的基因进行全长克隆,并对其序列特征、同

[目的]为了挖掘比拉底白刺耐盐相关基因,对其盐胁迫下差异表达基因进行筛选分析。[方法]以比拉底白刺幼苗为材料,用200 mmol·L~(-1) NaCl对幼苗处理7 d,并对胁迫处理和对照植株叶片进行转录组测序及生物信息学分析。[结果]有效序列组装共得到应答盐胁迫的168 463条unigenes和196个差异表达基因。通过差异基因GO和KEGG功能聚类,分别获得64个GO功能小类和25条KEGG通路。进一步基因相互作用网络分析发现,转录调控、氧化还原以及抗逆相关基因在比拉底白刺应答盐胁迫中发挥重要作用,其中,筛选到3个重要的节点基因,分别是热激同源蛋白基因、L型凝集素类受体激酶基因和Win类蛋白基因。[结论]本研究获得了盐胁迫下比拉底白刺的差异表达基因及功能注释信息,有助于理解其耐盐的分子机制,为后续开发耐盐分子标记及通过基因编辑改良植物耐盐特性提供了科学依据。

合理选择盐度驯化方式是目前虹鳟(Oncorhynchus mykiss)养殖生产所要解决的重要问题之一。本研究通过分析盐度驯化对虹鳟幼鱼外骨骼(鳞组织)中基因表达水平的影响，重点探讨盐度对鱼类骨代谢的影响机制。首先，分别采集盐度28海水驯化7 d和常规淡水养殖(对照)条件下的虹鳟鳞组织，采用Illumina HiSeq 4000测序平台进行转录组测序(RNA-Seq)。通过设置显著差异表达基因(DEGs)筛选条件为log_(2)|fold change|≥1且P

[目的]研究杉木杂种F1的基因表达模式,从基因表达水平揭示杂种优势形成分子机理,为杉木杂种深度开发利用提供参考依据。[方法]采用Illumina HiSeq4000高通量测序技术对不同生长势的杉木杂种(龙15×1339)HF1(3个超亲杂种)、LF2(3个低亲杂种)及其亲本进行转录组测序和差异比较。利用无参转录组分析,先将测序reads进行de novo拼接,组装获得unigenes和transcripts,然后进行功能注释、差异表达等项目分析。[结果]12个样本,转录组测序共产生Clean reads5.8E+08条,总拼接长度49 803 726 pb, BLASTX分析,比对结果产生80 171个基因。韦恩图揭示基因在上下代间的传递模式有5种:(1)双亲可表达但杂种中不表达(双亲共沉默型);(2)只在双亲之一中表达,不在杂种中表达(亲本特异表达型);(3)只在杂种中表达,不在双亲中表达(杂种特异表达型);(4)在杂种和一个亲本中表达(单亲表达一致型);(5)在双亲和杂种中都表达。在HF1VSP1比较组中,筛选出236个不同差异表达的基因;在HF1VSP2比较组中,筛选出505个差异表达基因。在LF2VSP1中,筛选出1 483个差异表达基因;在LF2VSP2中筛选出了2 335个差异表达基因。从亲代和子代不同样本组间,各挑选出100个左右差异表达极显著的基因,采用其表达量进行热聚类分析,得到不同的聚类块,聚类块内的基因表达量在父母本间是互补的,说明杉木杂种优势分子机理是超显性;聚类块有大小之别,则说明杉木有些性状是寡基因控制,有些性状是多基因控制;杉木生长的超亲优势是龙15中下调而在超亲子代中上调的这14个基因决定的。[结论]杉木杂种优势的分子机理是超显性,杉木超亲杂种高生产力与14个上调基因有关,环境显著刺激了这14个基因的上调表达,从而促进生长优势的产生。

亚热带丘陵黄红壤区杉木中龄林间伐后4年施肥试验表明,施肥当年效应不明显,第2、第3年N肥效应极显著。在蓄积量和胸径增长上,P肥有效、K肥效应低。树高对施肥反应不明显。P、K肥单施效应低于N、NP和NPK肥。两次施肥,每次施尿素263kg/hm~2或尿素263kg/hm~2+钙镁磷肥503kg/hm~2,胸径净生长量增加36％～48％,蓄积净生长量增加32％～48％,投入产出比为1:3.75～3.78。大、中径木肥效明显高于小径木。施肥前林分本底值对林木生长有极显著影响,干扰肥效,施肥前对林分进行下层疏伐,将本底值调整到同一水平进行分析检验,提高肥效。

【目的】为研究杉木育苗基质中真菌优势群落结构对指数施肥方式的响应特征。【方法】使用高通量测序技术，分析3个施肥处理[对照(CK,0 mg/株)、指数施肥(EF,40 mg/株)、常规集中施肥处理(CF,40 mg/株)]下，杉木无性系“洋061”轻型基质的真菌群落组成与多样性的变化。【结果表明】1)对比CK，指数施肥与常规施肥均显著提高了基质中速效磷、全氮、速效钾含量，显著提高了杉木幼苗的苗高、地径、生物量。2)指数施肥与常规施肥均显著增加了基质真菌多样性指数，降低了丰富度指数。3)在基质中，粗糙孔目(Trechisporales)、肉座菌目(Hypocreales)、被孢霉目(Mortierellales)、粪壳菌目(Sordariales)为各处理下的基质真菌优势目，与CK相比，指数施肥显著提高了肉座菌目、被孢霉目的相对丰度，常规施肥仅显著提高了肉座菌目相对丰度。其中，苗高、地径、生物量均与被孢霉目相对丰度呈显著正相关，生物量与肉座菌目呈显著正相关。4)冗余分析结果表明，被孢霉目与肉座菌目与水解氮、速效磷呈正相关，速效磷是影响基质真菌多样性指数的主要环境因子；水解氮、pH值是驱动基质真菌群落结构变化的主要环境因子，表明两种施肥方式可能改变了与N、P有效性敏感的真菌类群进而影响基质真菌群落组成。【结论】对比CK，指数施肥较常规施肥能有效提高有关磷转化与分解有机质真菌类群的相对丰度，有利于基质后期有效养分转化与积累，以为杉木幼苗生长提供良好条件。

By taking split plot design,two year old Chinese fir( Cunninghamia lanceolata )clones were tested.Six fertilization treatments and ten clones were used.The results showed that fertilization could effectively promote the growth of Chinese fir clones.The difference ...