鹅掌楸转录组研究及抗寒基因发掘
鹅掌楸育苗试验
鹅掌楸育苗试验
郭雄鹰
【期刊名称】《花卉》
【年(卷),期】2015(0)2
【摘要】鹅掌楸（Liriodendron chinense）又名马褂木，为国家二级珍稀植物，生长速度快、观赏价值高、叶形奇特，对氯气和二氧化硫有较强的抗性。
适宜在山地种植．木材质量好。
韧性强，是室内装修、家具、包装箱、造纸的好材料。
由于其树形好，叶形奇特，也常用于城乡绿化。
目前，对鹅掌楸的生长发育规律和育苗技术的研究有很多，但部只是进行定性描述，过于主观。
本文通过对鹅掌楸进行育苗试验，使用有序样本聚类分析的方法，分析鹅掌楸育苗的生长规律。
【总页数】2页(P10-11)
【作者】郭雄鹰
【作者单位】
【正文语种】中文
【相关文献】
1.利用RAPD标记分析北美鹅掌楸与鹅掌楸种间遗传多样性 [J], 罗光佐;施季森;尹佟明;黄敏仁;王明庥
2.中国鹅掌楸与北美鹅掌楸种间杂交的胚胎学研究 [J], 尹增芳;樊汝汶
3.鹅掌楸硬枝扦插育苗试验研究 [J], 臧跃强
4.中国鹅掌楸与北美鹅掌楸种间杂交的胚胎学研究 [J], 尹增芳;樊汝汶
5.北美鹅掌楸和中国鹅掌楸种间杂交胚胎学 [J], 樊汝汶;尤录祥
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鹅掌楸造林应把握的几项关键技术
2002 年人工造林 200 亩, 现平均高度 3～4 m, 地径 3～5 cm;
200 5 年又造林 50 0 亩, 成活率在 90%, 目前长势喜人。
科 研 科普
ANHUI LINYE
鹅掌楸造林应把握的
● 六安 市 / 何 长风
几项关键技术
鹅 掌楸, 属木兰科, 我国又 称马褂木。 其树形高大 , 生 长迅 速, 分枝均匀, 叶形奇特, 花大而鲜艳, 秋季叶色变黄, 十分美丽, 是著名观赏绿化树种之一。
六安市裕安区林木良种场 在上世纪 80 年代引种栽培成功, 2002 年又分别在该场和徐 集镇高皇村大面 积栽培约 600 亩, 生 长良好。
第一年每株应追施 腐熟的饼肥 0.5 kg 或复合肥 0.5 kg, 离树根 20 cm 以外环状浅沟。第 二年在梅雨季节 , 每株施复合肥 0.25
kg, 追肥后苗木叶色深绿, 长势旺盛。
抹芽整形。鹅掌楸顶芽生长较快, 萌发芽偏多, 及时抹芽整
形是主要技术环节。在 1～3 年培育 期, 第一年抹芽 3～5 次, 第二
年和第三年各 3 次。头一年是培养苗木高生长, 抹芽要力求均
匀, 以免高生长过快, 大风折断。一般在 3 月中下旬第一次抹芽, 5 月下旬再剪去萌芽、侧枝 侧芽, 主 干上均匀保留 3～5 个木质化
较好的枝条, 抹去侧生芽以达到初期整形。
7 月下旬剪去主干 30 cm 以下的枝芽, 并保留叶片 20 片左
幼苗出土 2 片真叶时即可移栽。先洒水润湿苗床土壤, 用竹 签引孔, 再移苗, 用竹签左右压紧压实, 浇透水。幼苗在夏季高温 适 当遮荫, 长时 期阴雨天及 时排水, 6～7 月 份适当 追肥, 每 亩施 尿素 10 kg, 9 月份适当施磷肥。每亩可成苗 1.2 万株。
北美鹅掌楸
栽培技术
北美鹅掌楸的苗期管理直接关系到种子的出苗率。因此，在这个阶段，要特别的注意。育苗室的温度要控制 在25度左右，当中午温度过高时，通过遮阴天窗及通风机、湿帘等调节育苗室的温度和湿度，恰当的温度和湿度 可以促进北美鹅掌楸的幼苗的快速生长。
苗期管理过程中还要及时施肥。播种出芽后，喷施氮、磷、钾等比例的营养液。每公斤水加70毫克营养液， 5天喷施一次。此外，要经常对幼苗进行间苗，将每穴一棵以上的幼苗移栽到空穴盘中。
栽植后第三年，北美鹅掌楸生长到2米以上时，苗圃的空间和营养已经不能够满足北美鹅掌楸的生长了，这时 需要及时移栽到大田里。
主要价值
观赏价值
药用价值
经济价值
北美鹅掌楸的叶、根、树皮可入药，据《新华本草纲要》和《全国中草药汇编》等医药典籍记载，其具有驱 风除湿，止咳，强筋骨的功效。在民间常用于治疗风湿关节痛，肌肉痿软，风寒咳嗽。 北美鹅掌楸的根皮或叶 可入药，味辛，性温，入肺经，有宣肺消肿、除湿止嗽等功效，可用于治疗水湿风寒壅肺所境
北美鹅掌楸原产北美东南部，中国青岛、庐山、南京、广州等地也有分布。 强阳性树幼年耐寒性较弱，成 年耐寒性强，喜湿润而排水良好的土壤，在干旱或积水处则生长不良。
繁殖方法
北美鹅掌楸主要通过播种繁殖。
北美鹅掌楸的种子含种仁率很低，100粒种子中有90多粒都是空壳，所以，北美鹅掌楸最好采用温室穴盘来 育苗。温室穴盘育苗周期短，成活率高。北美鹅掌楸开始育苗的时间为每年的二月中旬。
夏季气温高，土壤湿度大，苗床易生杂草。通常应在大雨过后或灌水后及时松土锄草；中耕除草和灌溉根据 杂草生长情况，在夏季中耕除草2~3次。并坚持做到树冠下浅锄7~10厘米，冠外深锄25~30厘米，锄草松土同时进 行避免重复作业。
小苗栽好后要考虑树木根系分布广，吸收水分和养分全在须根部位，因此，施肥应在根部的四周，一般在两 棵苗的中间挖一个深20公分左右的坑，不要太靠近树干，按每亩50公斤量施尿素。施肥后，必须及时适量灌水， 使肥料渗入土中。施肥应在天气晴朗、土壤干燥时进行。阴雨天由于树根吸收水分慢，不但养分不易被吸收，且 养分还会被雨水冲失，造成浪费。
鹅掌楸的繁殖与园林应用
鹅掌楸的繁殖与园林应用作者：王光朋来源：《现代园艺》2012年第21期摘要：鹅掌楸为中国特有的珍稀植物，叶大，形似马褂，故有马褂木之称。
树高40m以上，胸径3m左右，树干通直光滑；生长快，耐旱，对病虫害抗性极强。
本文就其形态特征与分布、生物学特性、繁殖方法作一阐述。
关键词：鹅掌楸；繁殖方法；园林应用鹅掌楸又称马褂木，系木兰科鹅掌楸属落叶乔木。
高可达40m，树皮灰色，交叉纵裂，小枝灰色或灰褐色。
环状托叶，叶马褂形，长12～15cm，各边一裂，向腰部缩入，老叶背部有白色乳状突起。
花黄绿色，外面绿色较多，里面黄色较多；花瓣3～4cm，花丝短，约0.5cm。
聚合果，长7～9cm，翅状小坚果。
花期5～6月，果实10月成熟。
喜光及温和湿润气候，喜深厚肥沃、适湿而排水良好的酸性或微酸性土壤。
较耐寒，可忍受-15℃的低温。
分布较广。
因其树形端正、叶形奇特、花淡雅而不俗、秋叶黄色，故常做行道树和庭荫树，也是自然风景林的优良树种。
1 形态特征与分布树干端直高大，生长迅速，材质优良，寿命长，适应性广，叶形奇特，树姿雄伟，病虫害少，是优美的行道树和庭院绿化树种，也是良好的用材树种。
自然分布于长江流域以南各省区，现黄河流域以南各城市有栽培。
2 生物学特性喜光，能耐半荫，在全阳光下也能正常生长，喜暖凉湿润气候和深厚、肥沃、排水良好的微酸性沙壤土，具有一定的耐寒性，能耐-l5℃的低温。
根系发达、肉质，不耐水湿，亦不耐干旱。
3 繁殖方法3.1 播种育苗3.1.1 采种及处理。
由于雌蕊在未开放的花蕾期就已成熟，待花开放时已过熟，因此受精不良，种子发芽率低。
为了获得发芽率高的种子，需对生长健壮的15～30年生树进行人工授粉。
在10月份，当果实呈褐色时采收。
剪下的果枝摊放于室内7～10天，阴干，然后置阳光下晒裂，分离出有翅小坚果，去杂质后装入布袋，置低温干燥处储存。
3.1.2 选地、整地。
苗圃地应选择避风向阳、土层深厚、肥沃湿润、排水良好的沙质壤土地为宜，且要求水源充足。
杂种鹅掌楸及其亲本花部形态和花粉活力的遗传变异
杂种鹅掌楸及其亲本花部形态和花粉活力的遗传变异徐进;王章荣【期刊名称】《植物资源与环境学报》【年(卷),期】2001(010)002【摘要】对鹅掌楸属(Liriodendron L.)种间杂种[L. chinense (Hemsl.)Sarg. × L. tulipifera L.]及其亲本北美鹅掌楸(L.tulipifera)和鹅掌楸[L.chinense(Hemsl.)Sarg.]的花朵大小与颜色、雄蕊花药、雌蕊柱头和花粉活力的变异进行了观测,杂种鹅掌楸花朵较大,花瓣橙黄色,色彩艳丽,观赏价值较高.在固体培养条件下杂种鹅掌楸及其亲本北美鹅掌楸和鹅掌楸的花粉开始萌动大约需40min,而观测花粉发芽率以培养160min为宜.杂种鹅掌楸的花粉发芽率低于鹅掌楸和北美鹅掌楸,种间差异达显著水平.杂种鹅掌楸花粉活力在株间差异达显著水平,两亲本花粉活力的株间差异不显著.树冠上层花的花粉活力较高,与下层花的差异达显著水平.【总页数】4页(P31-34)【作者】徐进;王章荣【作者单位】南京林业大学森林资源与环境学院,江苏南京 210037;南京林业大学森林资源与环境学院,江苏南京 210037【正文语种】中文【中图分类】S792.21;Q321.2【相关文献】1.鹅掌楸属种间杂种苗期生长性状的遗传变异与优良遗传型选择 [J], 李周岐;王章荣2.鹅掌楸属种间杂种与亲本花粉壁的超微结构的比较观察 [J], 徐进;王章荣3.鹅掌楸属种间杂种F1与亲本花果数量性状的遗传变异分析 [J], 李周岐;王章荣4.鹅掌楸属种间F1杂种与亲本的叶下表皮微形态研究 [J], 叶金山;王章荣5.中国鹅掌楸、美国鹅掌楸及其杂种在形态和生长性状上的遗传变异 [J], 刘鸿谔因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
利用嫁接技术保存鹅掌楸属种质资源的试验
利 用嫁 接技 术 保存 鹅 掌楸 属 种 质 资 源 的试 验
边黎 明 ， 季森ｈ ， 施 李火根 杨金海 ，
（． １ 南京林业 大学林木遗传与生物技术 省部共建教育部重点实验室 ， 南京 ２０ ３ ； ． １０ ７ ２ 南京桥林林业科技有 限公 司） 摘 要 ： ２０ 以 ０ ７年和 ２ ０ ０ ８年在 浙江、 安徽 、 建、 福 贵州、 四川和云 南等地采集 的鹅 掌楸 穗条为材料 ， 分别在 句容下 蜀林场和浦 口桥林基 地采用不同的方法进行嫁接 ， 调查 了不同鹅掌楸种 源在 句容下蜀林场和 浦 口桥 林基地的嫁接 成 活率 ， 分析 了影响鹅掌楸嫁接 成活率的因素 ， 探讨 了利 用鹅掌楸穗条嫁接进行 种质 资源保存 的方 法， 总结 了鹅 掌
ｒｆ ｎ ｗ ｓ ｎｅｔ ａ ｄｉ Ｘａｈ ｏｅｔ ａｍ ａｄＱａ ｉ Ｆ ｒｓ Ｓａｏ ， ｅｐｃｉ ｌ ｌ ｔ ａｔ ｎｆ ｔ ｓ ｎ ｇａ ｉ ａ ｉｖｓｇｔ ｉｓｕＦｒｓｙＦｒ ｎ ｉ ｌ ｏｅｔ ｔｔｎ ｒｓｅｔ ｅ ．Ａ ｓ ｅｉｐ ｃｏ ｃ ｒ ｏ ｔｇ ｉ ｅ ｎ ｒ ｏｎ ｙ ｒ ｉ ｖｙ ｏｈ ｍ ｉ ａｏ
湖北 、 湖南 、 山东 、 陕西 、 上海 和北 京 等地 ， 为更好 地 开 展鹅掌楸属 的遗传改 良研 究 ， 充分 挖掘 丰 富 的遗 传 资 源 ， 出具有重要生产 Ｉ状 的无性 系 ， 林业大 学 选育 生 南京
试验地二位于南京林业大学下蜀实习林场 ， 地理 位 置东 经１９ １ 北 纬３ 。９， １。４ ， ｌ５ 与试 验 地 属 同一 气 候
一
考虑到鹅掌楸硬枝扦插成活率低 ， 因此采用嫁接方法
进 行鹅 掌楸 资源 的保 存
１ 试验地 概况
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鹅掌楸鹅掌楸
鹅掌楸鹅掌楸鹅掌楸又叫马褂木，这是因为鹅掌楸的叶片就像挂在树梢上的小马褂──叶片的顶部平截，犹如马褂的下摆；叶片的两侧平滑或略微弯曲,好像马褂的两腰；叶片的两侧端向外突出，仿佛是马褂伸出的两只袖子。
属国家二级保护植物。
鹅掌楸属于木兰科，为落叶乔木，树高达40米，胸径1米以上。
叶互生，花单生枝顶，花被片9枚，外轮3片萼状，绿色，内二轮花瓣状黄绿色，基部有黄色条纹，形似郁金香。
因此,它的英文名称是“Chinese Tulip Tree”,译成中文就是“中国的郁金香树”。
雄蕊多数，雌蕊多数。
聚合果纺锤形，长6-8厘米，直径1.5-2厘米。
坚果有翅，连翅长2.5-3.5厘米。
鹅掌楸是一种具有一亿年以上历史的古老的被子植物。
鹅掌楸在中生代侏罗纪晚期生长在北半球纬度较高的北欧、格陵兰和阿拉斯加等地。
到了新生代第三纪,鹅掌楸广泛分布在欧亚大陆和北美洲,第四纪冰川以后仅在我国的南方和美国的东南部有分布,成了孑遗植物。
因此,我国的鹅掌楸和北美鹅掌楸都是十分古老的树种,它们对于研究东亚植物区系和北美植物区系的关系,对于探讨北半球地质和气候的变迁,具有十分重要的意义。
本种在安徽、浙江、江西、福建、湖南、湖北、广西和云南等省零星分布。
对产地******大树应严加保护，同时大力发展园林绿化植树。
本种具有观赏价值，木材通直，材质细密，韧性强，亦是较好的材用树种。
【别名】马挂木、双飘树【来源】木兰科木兰属植物鹅掌楸Liriodendron chinense （Hemsl.） Sarg.，以根、树皮入药。
夏秋采树皮；秋采根，晒干。
【性味归经】辛，温。
【功能主治】祛风除湿，止咳。
用于风湿关节痛，风寒咳嗽。
【用法用量】根或树皮0.5～1两。
【摘录】《全国中草药汇编》学名：Liriodendron chinense (Hemsl.)Sarg英文名：China Tuliptree科名：木兰科 Magnoliaceae落叶乔木，高达16米；小枝灰或灰褐色。
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鹅掌楸转录组研究及抗寒基因发掘
鹅掌楸（Liriodendron chinense Sarg.）属于木兰科鹅掌楸属,是中国特有植物。
鹅掌楸自然分布于我国南方地区海拔1000米的山地林中。
在对其进行引种栽培的过程中,由于抗寒性问题,导致很难在北方地区种植与应用。
目前,尚未开展鹅掌楸的抗寒性分子机制和种质资源的抗寒性评价方面的研究。
本研究通过高通量测序技术,建立鹅掌楸转录组信息库,筛选鹅掌楸不同条件下抗寒相关的差异表达基因,为从基因水平上研究鹅掌楸提供基础信息。
同时结合生理指标测定,对鹅掌楸种质资源从生理水平到基因水平开展抗寒性综合分析,从而发掘其优质资源,更好地开展鹅掌楸种质资源保存与生产利用服务,并为分子遗传育种提供理论依据。
本研究主要得到以下结论:一、开展抗寒性生理指标测定,鉴定出抗寒种源鹅掌楸不同种源的各抗寒生理指标均表现出明显的季节变化。
具体为,鹅掌楸冬季枝条顶芽中的丙二醛含量、可溶性蛋白质含量、SOD活性、可溶性糖含量、脯氨酸含量均高于秋季枝条顶芽,相对电导率和含水量均低于秋季枝条顶芽。
根据测量的生理指标数据,计算出鹅掌楸4个种源的隶属函数值作为抗寒性的综合评价值,对4个鹅掌楸种源的抗寒性进行了综合排序:安徽>浙江>贵州>云南。
对各抗寒生理指标与隶属函数值进行相关性分析,结果显示,相对电导率、含水量均与隶属函数值呈显著性负相关;脯氨酸含量与隶属函数值呈显著性正相关,在今后的鹅掌楸抗寒性评价时,上述指标可以被用作较好的评价指标。
二、建立了鹅掌楸枝条顶芽转录组文库通过转录组测序获得总片段数（clean
reads）为89 832 100条,总碱基数为11.4Gbp,GC含量为46.42%。
其中片段长度大于20个碱基的百分比为96.05%,GC%值为46.75%,说明转录组测序可以用于后续分析。
获得了162092个非冗余Unigene片段,序列信息达到88714395bp,片段大小从201-16808bp不等,N50长度为719bp,N90长度为242bp。
对鹅掌楸转录组Unigene进行功能注释,在162092个Unigene中,1.69%的Unigene在各数据库中均成功注释,28.92%的Unigene至少在一个数据库中成功注释,这为后续准确获得目的基因提供了便利,同时为从基因水平上研究鹅掌楸的低温响应机制奠定基础。
对鹅掌楸两个转录组信息进行差异表达基因筛选,云南种源对比安徽种源,根据差异基因筛选条件qvalue<0.005并且|log2（foldchange）|>1,筛选出611个显著性差异表达基因,其中351个基因上调表达,260个基因下调表达。
对差异表达基因进行GO富集分析,将注释的Unigene分成生物过程和分子功能2个大类27个小类。
其中,执行鹅掌楸生物过程功能的差异表达基因有512条,共注释到13个分类中;执行分子功能有570条差异表达基因,共注释到14个分类中。
对筛选出的差异表达基因进行KEGG富集分析,共有422个差异表达基因在102个KEGG代谢通路上富集。
在差异表达基因最富集的20条代谢通路中,脂肪酸降解（Fatty acid degradation）、精氨酸和脯氨酸代谢（Arginine and proline metabolism）涉及到植物抗寒性变化的生理代谢活动,可能与植物的低温适应性有关。
三、运用数字基因表达谱技术筛选出抗寒相关的差异表达基因采用数字基因表达谱技术,
对表达谱的21个样本进行测序,每个样本均获得0.5G以上的clean bases,每个样本比对到转录组参考序列上的测序获得序列数量均达到该样本测序获得序列总数的90%以上。
通过对获得的7个表达谱数据库按照试验目的进行两两组合,分为七个小组,进行差异基因表达分析。
发掘出了鹅掌楸这一物种在不同种源、不同季节、不同低温处理条件下差异表达的一大批基因,并将差异表达基因分别在GO数据库和KEGG数据库中进行功能富集分析。
研究发现,差异表达基因注释到了一批与植物的冷调节相关的代谢通路上,这些代谢通路主要分为三类:一是冷调节信号传导,主要包括植物激素信号传导（Plant hormone signal transduction）、钙信号通路（Calcium signaling pathway）和MAPK信号转导途径（MAPK signaling pathway）;二是光合作用,包括光合作用天线蛋白（Photosynthesis antenna proteins）和光合作用（Photosynthesis）;三是抗寒生理代谢,包括脂肪酸代谢（Fatty acid metabolism）、不饱和脂肪酸的生物合成（Biosynthesis of unsaturated fatty acid）、精氨酸和脯氨酸代谢（Argnine and proline metabolism）、过氧化物酶体（Peroxsiome）、淀粉和蔗糖代谢（Starch and sucrose metabolism）和β-淀粉酶代谢（Beta-amylase metabolism）等。
同时,发现了鹅掌楸的一大批与冷调节相关的差异表达基因,并结合前人的抗寒基因转录组研究进展,根据基因功能注释信息筛选出了包括注释为AP2,WRKY,MYB,NAC,zinc finger protein,heat shock等在内的26个差异表达Unigene,将候选基因在GenBank中重新进行Blastx同源性比对,获得了上述基因的准确信息。
不同种源抗寒生理指标的差异可能与鹅掌楸基因在一些抗寒生理代谢通路
上的差异表达有关。
四、通过荧光定量试验验证抗寒基因对所选与抗寒相关的26个Unigene进行实时荧光定量PCR检测,选用优化反应体系,分别对待测样品和18SrRNA内参基因做定量PCR,试验数据采用2<sup>-ΔΔCt</sup>法进行相对表达量的计算。
7个组合的两组数据的相关性在0.79-0.91之间,可见基因的表达情况与转录组测序的结果表现出一致性,说明转录组测序的结果是准确可靠的。