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1 文献综述 1

1.1 植物抗冻性研究进展 1

1.1.1 细胞膜体系与植物抗冻性的关系 1

1.1.2 植物抗冻性的细胞及分子机制 2

1.1.3 低温锻炼过程中体内代谢的变化 3

1.1.4 低温逆境信息与应答机制的研究 7

1.1.5 植物低温诱导蛋白与植物抗冻蛋白 9

1.1.6 植物低温诱导表达基因与植物抗冻蛋白基因 14

1.1.7 提高植物抗冻性的基因工程 17

1.1.8 存在问题、发展趋势及近期研究热点 21

1.2 杨树抗冻性生理生化及育种的研究进展 24

1.2.1 杨树抗冻性生理生化的研究 24

1.2.2 抗冻天然杂种杨树的选择 26

1.2.3 抗冻杨树人工杂交育种 27

1.2.4 毛白杨抗冻性研究意义与遗传改良思路 28

2 毛白杨抗冻性低温诱导条件研究 31

2.1 材料与方法 32

2.1.1 材料及处理 32

2.1.2 幼苗存活率及抗冻性测定 32

2.2 实验结果与分析 33

2.2.1 不同低温处理下毛白杨幼苗的受冻情况 33

2.2.2 不同低温锻炼对毛白杨存活率及抗冻性的效应 34

2.2.3 -3℃锻炼期间光照条件对毛白杨抗冻性的影响 35

2.3 讨论与小结 36

3 低温诱导毛白杨抗冻性机理研究 38

3.1 材料与方法 39

3.1.1 材料及处理 39

3.1.2 方法 40

3.2 结果与分析 43

3.2.1 低温锻炼对毛白杨幼苗存活率和抗冻性的影响 43

3.2.2 低温锻炼对钙调蛋白（CaM）含量的影响 45

3.2.3 低温锻炼对毛白杨幼苗G6PDH活性的影响 46

3.2.4 低温锻炼对毛白杨幼苗质膜和线粒体Ca2＋ATPase活性的影响 47

3.2.5 低温锻炼对毛白杨幼苗可溶性蛋白质含量的影响 50

3.2.6 低温锻炼对毛白杨幼苗核酸含量与RNase活性的影响 53

3.2.7 低温锻炼对毛白杨幼苗SOD和POD活性的影响 56

3.2.8 低温锻炼对毛白杨幼苗MDA含量的影响 58

3.2.9 低温锻炼对毛白杨幼苗可溶性糖含量的影响 59

3.3 讨论与小结 61

3.3.1 核酸及可溶性蛋白含量变化与抗冻性的关系 61

3.3.2 质膜Ca2＋-ATPase与抗冻性的关系 64

3.3.3 线粒体Ca2＋-ATPase及ATP与抗冻性的关系 65

3.3.4 G6PDH及NADPH2与抗冻性的关系 66

3.3.5 膜保护性酶及MDA与抗冻性的关系 67

3.3.6 可溶性糖与抗冻性的关系 69

4 低温诱导毛白杨抗冻性中钙的效应 72

4.1 材料与方法 73

4.1.1 材料及处理 73

4.1.2 测定方法 74

4.2 结果与分析 75

4.2.1 不同浓度CaCl2处理对毛白杨幼苗抗冻性的影响 75

4.2.2 在低温锻炼中各种效应剂处理对毛白杨幼苗抗冻性的影响 76

4.2.3 在低温锻炼中各种效应剂处理对毛白杨幼苗CaM含量的影响 78

4.2.4 在低温锻炼中各种效应剂处理对毛白杨幼苗可溶性蛋白质含量的影响 82

4.2.5 在低温锻炼中各种效应剂处理对毛白杨幼苗核酸含量与RNase活性的影响 87

4.2.6 在低温锻炼中各种效应剂处理对毛白杨幼苗G6PDH活性的影响 93

4.2.7 在低温锻炼中各种效应剂处理对毛白杨幼苗质膜和线粒体Ca2＋-ATPase活性的影响 96

4.2.8 在低温锻炼中各种效应剂处理对毛白杨幼苗SOD和POD活性的影响 100

4.2.9 在低温锻炼中各种效应剂处理对毛白杨幼苗MDA含量的影响 104

4.3 讨论与小结 107

4.3.1 Ca2＋在植物抗冻性诱导过程中的可能作用 107

4.3.2 Ca2＋与CaM水平及其可能调节酶类活性的关系 114

5 甜杨抗冻蛋白及其相关基因研究 119

5.1 材料和方法 123

5.1.1 材料及处理 123

5.1.2 方法 124

5.2 结果与分析 130

5.2.1 不同低温处理对甜杨幼苗抗冻性的诱导效应 130

5.2.2 不同低温处理对甜杨幼苗可溶性蛋白质含量效应 130

5.2.3 甜杨幼苗热稳定蛋白的SDS-PAGE分析 134

5.2.4 甜杨幼苗的热稳定蛋白热滞活性（THA）分析 135

5.2.5 新产生的热稳定抗冻蛋白与甜杨幼苗抗冻性关系 136

5.2.6 不同浓度的甜杨幼苗枝条60 kD热稳定抗冻蛋白溶液的THA分析 137

5.2.7 60 kD特异性抗冻蛋白对蛋白酶K的敏感性分析 137

5.2.8 60 kD特异性抗冻蛋白的热稳定性分析 138

5.2.9 60 kD特异性抗冻蛋白氨基酸组分及其含量分析 138

5.2.10 60 kD特异性抗冻蛋白氨基酸序列分析 140

5.2.11 不同方法提取甜杨总RNA的比较 142

5.2.12 甜杨抗冻基因的RT-PCR扩增、克隆及其鉴定 143

5.2.13 基因同源性分析 146

5.3 讨论与小结 146

5.3.1 甜杨抗冻蛋白是一种具有热稳定的抗冻蛋白 146

5.3.2 甜杨抗冻蛋白可能是一类新型的抗冻蛋白 147

5.3.3 60 kD抗冻蛋白可能是维持甜杨抗冻性的重要物质 149

5.3.4 甜杨抗冻蛋白基因可能是一种新的植物抗冻基因 150

6 甜杨G6PDH特性及相关基因研究 151

6.1 材料和方法 152

6.1.1 材料 152

6.1.2 方法 152

6.2 结果与分析 154

6.2.1 低温锻炼对LT50、G6PDH和MDA的影响 154

6.2.2 pH对G6PDH活性的影响 157

6.2.3 还原型二硫苏糖醇处理对G6PDH活性影响 157

6.2.4 不同代谢物和金属离子对G6PDH活性的影响 158

6.2.5 G6PDH动力学参数的分析 159

6.2.6 甜杨G6PDH基因的RT-PCR扩增、克隆及鉴定 160

6.2.7 G6PDH基因及其氨基酸序列的同源性分析 163

6.3 讨论与小结 173

7 结论 179

参考文献 186

主要缩写词 224

后记 225