北美鹅掌楸和中国鹅掌楸种间杂交胚胎学

１．中国鹅掌楸花粉在北美鹅掌楸柱头上萌发良好，速度快且整齐。２．花粉管生长速度最早在８０ｈ进入胚囊，大多数在１２０ｈ以后。个别花粉管在花柱中顶端膨大、破裂，或行至珠孔发生扭曲现象。３．花粉管通过柱头沟和花柱道时生长快，通过珠孔塞和珠孔以及珠柄时生长缓慢。４．控制授粉后５ｄ左右发生双受精，合子休眠约２０ｄ左右，３０ｄ左右是球形胚，９０ｄ子叶胚形成；１４０ｄ胚分化完成，种子成熟。５．连续三年的结籽率调     

杂交鹅掌楸体细胞胚胎发生的扫描电镜观察

利用电子扫描显微镜(SEM)对杂交鹅掌楸体细胞胚胎发生发育途径进行观察研究。结果表明,非胚性愈伤组织和胚性愈伤组织在表面结构上存在着明显的差异。胚性愈伤组织细胞体积较小,大小均一,多以细胞团形式存在,呈球形;非胚性愈伤组织细胞体积较大,不易成团,细胞之间孔隙较多。胚性细胞迅速增殖,其中一些细胞形成体胚的原始细胞,依次经历球形胚、心形胚、鱼雷胚和子叶胚发育成完整植株,在体胚发育过程当中保持较好的同步性和独立性。杂交鹅掌楸组织培养产生的胚状体具有明显的两极性和相对的独立性,体细胞胚尤其是成熟体胚与愈伤组织结合较松,易自行脱落。     

6个杂交鹅掌楸无性系的抗旱性比较

以6个杂交鹅掌楸无性系(NE04、NE22、NE23、NE25、NE38、NE78)的1年生扦插苗为试材,研究了干旱胁迫条件下各无性系叶片相对含水量、质膜相对透性、可溶性蛋白质和游离脯氨酸含量、超氧化物歧化酶及抗坏血酸过氧化物酶活性等的变化。结果表明：各无性系随胁迫程度加剧,相对含水量减少,质膜透性增大,可溶性蛋白质和游离脯氨酸含量增加,超氧化物歧化酶活性上升,抗坏血酸过氧化物酶活性表现出“先升后降”趋势,但各指标变化幅度因无性系不同而异。采用隶属函数法对上述指标进行综合分析,可得出其抗旱能力从大到小依次为：NE25、NE78、NE22、NE04、NE38、NE23。     

杂交鹅掌楸体胚发生过程的起源及发育过程

以杂交鹅掌楸体细胞胚为材料,利用细胞学技术研究杂交鹅掌楸体细胞胚的起源及发育过程。结果表明:以杂交鹅掌楸未成熟胚为材料,比较容易形成胚性愈伤组织,胚性愈伤组织细胞结构致密、胚性细胞小、直径相等、细胞质浓厚,细胞内大量积累淀粉等物质,胚性愈伤组织表面的一些核质比大的单细胞发育成单细胞原胚,单细胞原胚有厚壁包围,呈生理隔离状态,后经过细胞分裂建立极性,细胞分裂经过球形胚、心形胚、鱼雷胚最后发育有茎段、根端及V形维管束系统的成熟子叶胚。     

杂交鹅掌楸体胚系统的遗传稳定性研究

以1999年建立的杂交鹅掌楸体细胞胚胎发生体系为研究材料，进行长期继代培养的胚性细胞系的增殖能力及再生植株遗传稳定性研究。结果表明：建立的体细胞胚胎再生体系经过3a甚至6a的继代培养，能够保持旺盛的体胚发生能力；染色体计数发现多数细胞系的再生植株遗传稳定性较好，为二倍体再生植株，仅在一个细胞无性系当中发现所有再生植株均为四倍体。     

不同活性炭对杂交鹅掌楸体胚发生的影响

活性炭在体胚发生过程中能够促进细胞的生长及发育。为进一步提高杂交鹅掌楸体胚发生效率,以两个基因型的杂交鹅掌楸愈伤组织为材料,在培养过程中添加磷酸碳、针剂碳和Sigma公司活性炭,通过统计体胚总数及子叶胚数量,测定培养基的pH和渗透压,分析活性炭的吸附性能等,以筛选适合杂交鹅掌楸体胚发生的活性炭类型,并探索不同活性炭影响杂交鹅掌楸体胚发生效率差异的原因。研究结果表明:针剂碳、磷酸碳处理下诱导获得的杂交鹅掌楸体胚总数和子叶胚数显著高于Sigma公司活性炭,且针剂碳的效果最佳。针剂碳的吸附性能适中,添加针剂碳的培养基高压灭菌后其pH和渗透压也适中,说明活性炭的吸附性能会影响培养基的pH和渗透压,从而影响杂交鹅掌楸的体胚发生。     

杂交鹅掌楸生长表现及其木材胶合板性能

调查2~3年生苗期不同交配系统杂交鹅掌楸、10~12 年生和 22 年生杂种林分的生长量,发现杂种具极显著的生长优势。10~12年生杂种林分在湖北、湖南和江苏三地的生长表现说明了杂种具较强的适应性和抗逆境能力;22年生的解析木分析表明鹅掌楸和杂交鹅掌楸主干明显,通直圆满干形好;从材积生长、平均生长量和连年生长量曲线看,杂交鹅掌楸比鹅掌楸更早进入速生期,同时发现22年生时鹅掌楸和杂交鹅掌楸均处于中、壮龄期,未达生长最高峰。经对4种规格的杂交鹅掌楸胶合板胶合性能测定,得知杂交鹅掌楸胶合板符合Ⅰ类胶合板标准的胶合性能要求。     

氮磷钾配比施肥对杂交鹅掌楸幼林初期生长的影响

以杂交鹅掌楸幼林为试材,采用3因素5水平二次通用正交旋转组合设计,建立了磷元素缺乏林地上施用氮磷钾肥对杂交鹅掌楸幼林生长的效应模型,经检验模型对1年生鹅掌楸树高、单株材积和2年生鹅掌楸地径增量拟合性较好,对其他生长量拟合不显著。对肥料主效应的分析结果表明,磷肥对1年生鹅掌楸树高、单株材积和2年生鹅掌楸地径增量影响最为强烈,但施用氮肥和钾肥同样能起到促进杂交鹅掌楸幼林生长的效果。两因素交互效应分析表明,氮磷钾相互间存在明显交互效应,氮和磷、磷和钾的交互最为强烈。经模拟寻优,获得氮磷钾的优化施肥方案为施尿素44～65 g/株、过磷酸钙188～261 g/株和氯化钾26～44 g/株,1年生鹅掌楸树高、单株材积和2年生鹅掌楸地径增量分别为（386±08） cm、（587±14） cm3和（138±001） cm。     

杂交鹅掌楸应力木解剖特征及光谱分析

通过显微观察及傅里叶红外光谱和X-射线衍射光谱分析,对杂交鹅掌楸弯曲树干和倾斜树干的应力木特征进行了研究。结果表明:在弯曲树干中,应拉区的胶质木纤维含量极少,导管数、导管平均直径及组织比量与对应区和过渡区有明显差异;应拉区木材红外光谱特征与对应区和过渡区相似;应拉区中吸收强度比值(I1 505/I1 739)大于对应区和过渡区,说明其木质素含量较高;应拉区和过渡区纤维素结晶度显著低于对应区。倾斜树干中表现出相反规律,应拉区富含胶质木纤维(26.1%),应拉区导管数、导管平均直径均小于过渡区木材;应拉区木材在波数1 739 cm-1和1 505 cm-1的吸收峰强度均低于对应区和过渡区木材;应拉区和过渡区纤维素结晶度明显高于对应区。据此认为杂交鹅掌楸应力木特征产生于倾斜生长的树干。     

杂种鹅掌楸扦插生根过程中内源激素的变化

以杂种鹅掌楸为材料,应用酶联免疫吸附测专法(ELISA),研究杂种鹅掌楸插条在扦插生根过程中内源激素含量的变化。结果表明：在不定根发生过程中．5种内源激素在插穗基部和叶内含量总体呈上升趋势,少数下降。各种内源激素在叶内的含量远远高于插穗基部。外源激素(300mg／kgNAA和100mg／kgIBA)处理提高了iPAs和IAA在插穗基部和叶内的含量．却降低了ZRs和ABA的含量,对GA1/3的作用有些不稳定。杂种鹅掌楸插穗内IAA的含量很低．而插穗和叶内ABA的含量却很高,这对不定根的发生很不利。     

淹水胁迫下杂交鹅掌楸无性系叶片内源激素含量的变化

挑选抗涝性强的杂交鹅掌楸无性系NE39和NE48、抗涝性差的无性系NE40和NE75的盆栽苗为试验材料,控制淹水深度在土壤表面以上8～10cm,研究淹水胁迫下叶片中内源激素含量的变化。结果表明:在连续淹水8d后,4种无性系的生长受到不同程度的抑制,脱落酸(ABA)含量变化趋势是升→降→升,抗性强的无性系变幅小;吲哚乙酸(IAA)含量变化趋势是降→升→降,抗性差的变幅小;赤霉素(GA4)含量显著下降,抗性强的无性系在淹水前期降幅较小;茉莉酸(JA)含量上升,抗性差的无性系需要维持较高的JA含量来抵御胁迫。     

杂交鹅掌楸木材解剖性质及其径向变异规律

对4株24年生杂交鹅掌楸木材的解剖性质进行了研究。结果表明:杂交鹅掌楸木材导管平均数66个/mm2,导管平均直径 57μm,导管分子平均长度 647μm;生长轮宽 1. 72 ~ 11. 93 mm,纤维长 0. 80 ~1.74 mm,纤维宽20.9~31.6μm,纤维单壁厚5.13~5.49μm,纤维长宽比48.02~55.74,纤维壁腔比0.57~0.66,纤维微纤丝角6.62°~18.62°。纤维长度、宽度和长宽比自髓心向外随形成层年龄的增加而增大,至9~11年时趋于稳定;微纤丝角随形成层年龄递增而递增,至第 7 年时达到最大值,随后迅速递减,在 11 年左右趋于平缓。对4株杂交鹅掌楸在胸高处的木材解剖指标及微纤丝角等进行了有序分类,划分出杂交鹅掌楸幼龄材与成熟材的界限为9~11 a。     

茉莉酸甲酯对杂交鹅掌楸体胚发育的影响

【目的】探讨作为植物生长调节剂的茉莉酸甲酯(MeJA)对杂交鹅掌楸体胚发育的影响,为进一步提高杂交鹅掌楸体胚发生效率奠定基础。【方法】在已建立的杂交鹅掌楸未成熟胚体细胞发生体系的基础上,选用杂交鹅掌楸3种基因型C138、233012、253010为材料,分别添加5种浓度的茉莉酸甲酯,测定杂交鹅掌楸在添加不同浓度茉莉酸甲酯条件下的体胚发生率、成熟率、畸形胚发生率,以及再生植株率。【结果】在体胚诱导培养基中添加不同浓度的MeJA可以显著影响杂交鹅掌楸体胚发生效率,且随着MeJA浓度的增加,体胚发生率和成熟率逐渐升高,畸形胚发生率逐渐降低,而当MeJA浓度超过一定值后,体胚发生率和成熟率呈现下降趋势,畸形胚发生率也逐渐升高。杂交鹅掌楸3种基因型体胚发生率和成熟率从高到低的次序为233012、C138、253010。脱落酸(ABA)能够增强MeJA的上述效应。在体胚苗的生长阶段,浓度逐渐升高的MeJA限制了根的生长,但ABA不能改变该效应。【结论】添加1 μmol/L MeJA和2 mg/L ABA时杂交鹅掌楸体胚诱导效果最佳,此时体胚发生率和体胚成熟率相对较高,体胚畸形率最低。     

杂交鹅掌楸LhARF2基因启动子的克隆及瞬时表达分析

生长素响应因子(Auxin response factor, ARF)参与调控植物生长发育的多个途径。本研究利用Tail-PCR技术从杂交鹅掌楸中克隆LhARF2基因5′端上游2 637 bp序列,即pLhARF2启动子,并利用生物信息学软件PlantCARE分析其包含的调控元件,发现其含有启动子必需元件TATA-box和CAAT-box,以及压力响应、激素响应、光信号转导和代谢循环过程元件。构建pLhARF2-pCAMBIA1300:GUS植物表达载体并瞬时浸染本氏烟草叶片,利用GUS组织化学染色法鉴定烟草叶片中瞬时表达活性,发现在烟草叶片中有蓝色斑块,但颜色较浅。实验结果推测杂交鹅掌楸pLhARF2启动子可以调控GUS基因活性,为下一步研究启动子遗传转化的组织表达活性奠定了基础。     

四面山野生鹅掌楸扦插繁殖技术初探

本文对四面山野生鹅掌楸进行了硬枝扦插试验.结果表明,鹅掌楸硬枝扦插采用腐质土与河沙的混和物为基质,在8-10年生树龄母树上采枝,运用100PPmABT1号生根粉处理,于春季扦插对其生根是有效的,其成活率可达21%.     

鹅掌楸属种间杂交可配性与杂种优势的早期表现

研究了鹅掌楸属树科杂交可配性及杂科优势在种实性状上的表现，结果表明：（ｌ）千粒 重和种子饱满率在父本间和母本间差异均达极显著水平，两个性状在不同母本间不相关（ｒ= ０． ００７１），而在不同父本间呈中度正相关（ｒ=０． ６６４ ７）， 因此，不宜以千粒重作为比较母树间种 子品质的指标，而在研究不同父本时种子品质影响时，千粒重指标具有一定的参考价值；（２）不 同交配系统间及同一交配系统内不同交配组合间杂交可配性不同，授粉结实率应作为亲本选 择的重要依据。其中，以中国马褂木为轮回亲本的正、反交回交系统和以中国马褂木为母本的 杂交系统具有较高的杂交可配性，在杂交制科时可加以利用；（３）与中国马褂木种内交配系统 （ＣＸＣ）相比，种间杂交系统（ＣＸＴ）发芽效率提高 ７０．７８％、平均发芽时间缩短1ｄ、发芽高峰 期提早３ｄ，这些都可以看作杂种优势的早期表现形式。而 ＦＩ杂种马褂木自（近）交系统（Ｈ× H发芽效率最低、平均发芽时间最长、发芽高峰期出现最晚，则可能与近交衰退有关。     

南京林业大学科技成果简介：（一）鹅掌楸属种间杂交技术及杂种优势的研究

杂交鹅掌楸具速生、抗逆性强、叶大而形奇特、花色艳丽、凋落物无污染、几乎无病虫害等特点。其每年大量的纸质落叶对林地土壤培肥作用显著，已成为我国山地栽培首选树种，其竞争地位是其他树种所无法取代的，已被确认为我国重点推广的胶合板和纸浆材及观赏用的重要树种。目前其种苗市场的供需一直处于供不应求的状况。     

杂交鹅掌楸叶水提液对丹参种子萌发及幼苗生长的影响

杂交鹅掌楸为优良的珍贵阔叶树种,本研究旨在探明杂交鹅掌楸叶水浸提液对丹参种子萌发及幼苗生长的化感效应,为杂交鹅掌楸人工林林药复合种植模式建立提供理论依据.采用培养皿滤纸法以及室内模拟盆栽,对丹参种子发芽率、发芽势以及幼苗生长生理指标及根系发育等进行测定,研究杂交鹅掌楸叶不同浓度的水浸提液对丹参种子萌发和幼苗生长的影响.结果表明,杂交鹅掌楸叶浸提液可以显著影响丹参种子萌发率,浸提液浓度在5～20 g/L时,对丹参种子的萌发有促进作用;随着浓度的增加(高于20 g/L),对种子萌发的抑制作用越强,除茎长外的所有指标均低于对照.浓度为40 g/L的杂交鹅掌楸叶水浸提液对丹参幼苗叶总鲜重、可溶性糖、可溶性蛋白含量以及根系的长度、表面积、体积和根尖数的正影响均是最大的,说明其最适宜丹参幼苗的生长.     

杂交鹅掌楸花粉败育的结构变异与分析

应用透射电子显微镜研究了杂交鹅掌楸花粉的超微结构形态,并对其花芽发育过程中相关的生理指标做了测定.结果显示:在花药发育初期,败育小孢子母细胞形态异常,细胞质凝聚,细胞器结构模糊,失去细胞分裂功能,不能进行减数分裂.发育正常的小孢子母细胞形态呈圆状或椭圆状,其中细胞质丰富、细胞器结构正常的小孢子母细胞发育成熟后,进入减数分裂形成四分体;而细胞质不丰富或局部细胞器结构退化的小孢子母细胞,虽然可以进入减数分裂,但很难完成,不能形成正常的四分体.同时杂交鹅掌楸花粉的绒毡层细胞形态异常,也造成了花药发育停滞、细胞解体、黏连堆积和畸形生长.这与生理指标中显示的花芽在发育过程中RNA含量、蛋白质含量、氨基酸总量和SOD活性呈下降趋势的结果一致.     

鹅掌楸属树种的胚胎学研究进展

目前,鹅掌楸属树种的胚胎学研究可以划分为3 个阶段,即描述胚胎学阶段、比较胚胎学阶段以及实验胚胎学阶段,研究内容涉及了雌、雄配子体的构建,传粉与受精作用的完成,胚与胚乳的发育及种子的形成,性细胞的分离以及未成熟胚的培养等方面。笔者概述了鹅掌楸属树种的一般胚胎学过程与杂交胚胎学的研究结果,以及实验胚胎学的研究进展,并针对鹅掌楸属树种生殖细胞工程和体细胞胚胎发生系统的建立等研究领域进行了展望性的讨论。