鹅掌楸基因组部分SNP标记在种源评价中的应用

以6个鹅掌楸(Liriodendron chinense)种源和3个北美鹅掌楸(Liriodendron tulipifera)种源共计23个个体作为研究群体,选取11对真实SNP位点,对这253个SNP标记的PCR产物进行正反向Sanger测序。结果表明:在11个真实SNP位点中,8个SNP位点在中国鹅掌楸和北美鹅掌楸间呈现出多态性,其中3个位点是检测鹅掌楸和北美鹅掌楸种间分化的潜在标记。11个SNP标记在北美鹅掌楸种内都没有多态性。lm_ll_10205、lm_ll_10836、lm_ll_3853和lm_ll_82464个SNP位点在我国东部的湖南浏阳、浙江松阳和江西庐山3个种源间存在多态性,仅有lm_ll_10205位点在我国西部种源间存在多态性。前期开发的SNP标记可以用于鹅掌楸种源遗传多样性的研究。研究种源间SNP位点的变异特征为揭示鹅掌楸的起源、进化以及遗传变异多样性提供了科学数据。

36年生鹅掌楸与檫木混交造林效果及林分结构

以龙山县中海拔山区的36年生鹅掌楸与檫木混交林为研究对象,对混交林的混交效果、萌蘖对鹅掌楸生长的影响及鹅掌楸林分结构等进行了研究.结果表明:鹅掌楸与檫木不适宜营建混交林,36年生鹅掌楸混交林林分生长量中等,现有密度756±80株/hm 2,可作大中径材培育;萌蘖对鹅掌楸的直径、冠幅和蓄积有显著影响,鹅掌楸幼树需及时除蘖整枝;优势树种鹅掌楸直径分布呈左偏的近似正态分布,其模型适用性χ2检验结果仅遵从正态分布,不遵从Weibull分布;鹅掌楸树高分布呈右偏的近似正态分布,其模型适用性未通过χ2检验,不遵从正态分布,也不遵从Weibull分布;三次方程为鹅掌楸树高-直径最优拟合曲线方程.

北美鹅掌楸LtMYB305基因的克隆及功能分析

【目的】MYB305作为MYB家族R2R3亚族成员,对植物花蜜腺发育、花蜜蛋白表达、淀粉积累和水解、类黄酮合成发挥重要作用。因此,研究MYB305的表达模式及功能对于北美鹅掌楸花蜜腺调控分子机理研究具有重要意义。【方法】本文以蜜源植物北美鹅掌楸的花蜜腺为材料,通过分光光度计法测定5个时期花蜜腺的花青素含量,采用RACE技术克隆LtMYB305基因,利用RT-qPCR技术检测了该基因在北美鹅掌楸不同组织间相对表达量,以烟草叶片为材料验证LtMYB305蛋白定位,并以野生型拟南芥为材料进行遗传转化实验,研究LtMYB305基因功能。【结果】北美鹅掌楸花蜜腺的花青素从膨大后期开始积累,初放期含量急剧增加,败花期含量最高,达27.14μg/g,与花蜜分泌、着色过程相一致。LtMYB305基因全长为931 bp,编码了198个氨基酸,其蛋白为亲水性蛋白和非跨膜蛋白;LtMYB305仅在北美鹅掌楸盛花期花蜜腺中高水平表达,在其他组织中几乎不表达。LtMYB305蛋白定位于细胞核。过表达LtMYB305基因的拟南芥出现侧蜜腺的“蜜腺沟”消失和加深表型,与花蜜腺相关基因AtMYB305、AtPIN6和AtSWEET9表达量上调,AtCRC、AtBOP1/2、AtMYB21、AtSWEET3/4/7基因表达量下调。【结论】LtMYB305具有典型转录因子特征,并且参与调控拟南芥花蜜腺的发育。

龙山县中海拔山区鹅掌楸人工林单木生长规律与模型研究

以龙山县砂子坡国有林场36年生鹅掌楸人工林为研究对象,采用样地调查分析法、平均解析木法等方法分析了鹅掌楸人工林的胸径、树高和材积生长特征,并对胸径、树高和材积的生长过程进行了拟合,结果表明:(1)36年生鹅掌楸胸径总生长量和树高总生长量均持续平缓增长,第36年时分别达到20.1cm和20.7m;材积总生长量前期增长较慢,第24年后快速增长,第36年达到0.32745m^(3)。(2)胸径和树高的连年生长量上下波动较大;胸径平均生长量前15a快速增长,后期保持在0.54cm左右;树高平均生长量持续下降,第36年降至0.57m;材积连年生长量和平均生长量均持续增长,第36年分别达0.02136m^(3)和0.00850m^(3);36年生鹅掌楸未达到数量成熟,还不能确定主伐年龄;建议在第14~15年进行一次透光伐、第28~30年进行一次生长疏伐为宜。(3)通过分析得出胸径、树高和材积最优生长模型分别为Korf方程、Roляcp方程和Logistic方程;筛选出的各生长模型可用于预测龙山县中海拔山区鹅掌楸人工林幼龄林、中龄林和近熟林的生长情况,指导鹅掌楸人工林的经营与管理。

鹅掌楸林苗两用林培育技术及经济效益分析

培育林苗两用林具有提高土地利用率、提高经济效益、缩短培育周期、增强抵御市场风险能力的重要意义。培育林苗两用林,树种选择是关键,阐述了鹅掌楸的生态学特性,分析了鹅掌楸单一树种模式下培育林苗两用林的技术要点及其在各培育阶段的经济效益,探讨了培育鹅掌楸林苗两用林的意义。

鹅掌楸属种及杂种的SSR分子鉴定

以不同种源的鹅掌楸、北美鹅掌楸和不同组合的杂交鹅掌楸为试验材料,对176对SSR引物进行初筛、复筛,最后筛选出1对物种特异性SSR引物。该引物在鹅掌楸群体中特异性扩增出190bp的产物,在北美鹅掌楸群体中特异性扩增出180bp的产物,在杂交鹅掌楸群体中特异性扩增出180bp和190bp2种产物。该引物对鹅掌楸种间鉴别准确率达100%。

鹅掌楸属树种种源试验研究

以木兰科鹅掌楸属的2个种,即中国鹅掌楸和北美鹅掌楸的17个种源试验林为材料,分析了各种源12a生时的生长量。结果表明:生长量在两个种间差异明显,北美鹅掌楸明显优于中国鹅掌楸;同时,生长量在种内不同种源间也存在显著差异,而种源内个体间差异不显著。对中国鹅掌楸12个种源的生长量与地理、气候因子的相关分析结果表明中国鹅掌楸的生长量有从南至北逐渐增加的趋势,呈现出渐变群的地理变异模式;而生长量与气候因子相关不大。通过聚类分析,可将中国鹅掌楸12个种源分为两大类。

鹅掌楸属种间杂种与亲本花粉壁的超微结构的比较观察

以杂种鹅掌楸及其亲本中国鹅掌楸(Liriodendronchinense)和北美鹅掌楸(L.tulipifera)为材料,研究花粉形状及花粉壁的超微结构。结果表明,杂种与亲本间花粉壁超微结构具有明显的差异,它们可作为种间及杂种与亲本的识别与区分的依据。从杂种鹅掌楸与双亲的花粉壁的纹饰的遗传关系来看,前者花粉壁表面皱疣状隆起的纹饰表明,北美鹅掌楸花粉壁纹饰特征在杂种鹅掌楸中得到充分表现。

鹅掌楸属树种近十年研究进展及其应用前景

鹅掌楸属树种是珍稀的第三纪孑遗树种,也是优良的用材、观赏和生态树种,且具有一定药用价值,其研究取得了丰硕的成果。对近十年来鹅掌楸属树种的研究成果进行总结,主要包括良种选育、无性繁殖及造林技术、木材特性与加工利用、非生物胁迫、遗传多样性等方面,并就当前亟需解决的技术问题及其应用前景进行分析讨论,以期加快鹅掌楸属树种研究,为濒危物种保护及资源合理利用提供科学依据。

鹅掌楸天然林优势树种生态位与种间联结性

以鄂西南地区珍稀植物鹅掌楸天然林群落为研究对象,探究鄂西南地区鹅掌楸天然林群落主要优势树种的生态位与种间联结性特征,基于样地调查数据,采用生态位宽度、生态位重叠、χ~2检验、Pearson相关系数与Spearman秩相关系数分析等方法,对群落中重要值排名前20的优势树种生态位与种间关系特征进行分析。结果显示:群落中鹅掌楸重要值最大,为14.38%,Shannon-Weaver生态位宽度与Levins生态位宽度也最大,分别为3.48和4.56,各物种重要值与生态位排序并不相同,群落整体Pianka生态位重叠指数平均值为0.288,鹅掌楸与其他优势树种的生态位重叠指数平均值为0.413,说明该群落中鹅掌楸种群资源利用程度与宽度均较强,具有较高的竞争优势,且群落目前处于结构不稳定阶段,存在充足的资源环境,生物多样性发展潜力较大。群落总体联结性表现为不显著负联结,大部分物种之间独立性较强。各种对中相关性达到显著以上的极少,大多数种对之间联结性较弱,正负关联比均小于1,说明该群落目前可能存在较为频繁的物种更迭,且鹅掌楸种群与其它种群联结性均呈不显著或相互独立状态,在不考虑人为干扰与种群生殖特性的情况下,鹅掌楸具有较强的生存能力。综合来看,鹅掌楸天然林群落各物种之间竞争并不激烈,种间关联性较弱,群落目前处于演替中期,结构变化明显,野生鹅掌楸种群生存良好。

北美鹅掌楸YABBY转录因子家族的鉴定与表达分析

【目的】YABBY转录因子家族仅存在于种子植物中,对植物的早期胚胎发育、果实发育、次生代谢物合成、逆境应答、侧生器官分化和背腹极性建立等方面均具有重要作用,而目前对鹅掌楸属植物的YABBY家族基因的研究较少。为了解北美鹅掌楸YABBY家族的成员和特征,对其成员进行了鉴定、亚细胞定位及表达模式分析等研究工作。【方法】从北美鹅掌楸花器官转录组中筛选出YABBY家族基因序列,采用RACE扩增技术获得了其中2个差异表达基因的全长,分别命名为LtYABBY1,5,并对他们进行生物信息学分析。随后,利用RT-qPCR检测LtYABBY1,5在北美鹅掌楸的根、茎、叶、花芽、萼片、花瓣、雄蕊、雌蕊等8个组织中的表达水平。最后,通过烟草瞬时转化体系对LtYABBY1,5蛋白进行进一步亚细胞定位分析。【结果】在北美鹅掌楸中共鉴定出6个YABBY成员,分别属于YABBY1/FILAMENTOUS FLOWER(FIL)、YABBY2、YABBY5亚族,外显子数量均为7个。克隆所得其中2个基因LtYABBY1,5,全长分别为1255、1078 bp,编码了210、188 aa,生物信息学分析结果显示,两者均为亲水蛋白与非跨膜蛋白。RT-qPCR试验发现LtYABBY1整体表达水平较高,尤其是在北美鹅掌楸的花芽和雌蕊中高表达,而LtYABBY5整体表达水平较低,仅在叶片、花芽、雌蕊和萼片中有少量表达。亚细胞定位分析结果表明,LtYABBY1,5蛋白定位于细胞核,与预测结果基本一致。【结论】北美鹅掌楸YABBY成员较少,其中LtYABBY1在花芽中特异表达,基于上述结果,推测该基因可能参与了北美鹅掌楸花芽的早期分生组织的发育调控。

鄂西南鹅掌楸天然林林分结构特征

以鄂西南鹤峰县鹅掌楸天然林为研究对象,通过对林分空间结构(角尺度、大小比、混交度)和林分非空间结构(径级结构、树高结构、重要值)的研究与分析,直观地反映其林分结构的特征,查清该区鹅掌楸种群的发展现状,为鹅掌楸天然林的合理保护与科学经营提供依据。在鹅掌楸天然林集中生长的代表性地段建立17个20 m×20 m调查样地,进行每木定位与检尺调查,应用Excel 2019、Winkelmass 2.0软件对样地调查数据进行处理与分析。结果表明:研究区鹅掌楸天然林中共73个树种,鹅掌楸为该群落的优势种,生长处优势地位(U=0.17),种群整体呈轻微聚集分布(W为0.56),同时该种群在林分中呈现极强度混交状态(M=0.85);种群整体径级、树高分布都呈右偏正态分布,小径级林木株数很少,种群整体呈现稳定型→衰退型。FSSI均值为0.82,FSSD均值为0.30,林分空间结构为接近于理想状态(41.18%)或达到理想状态(58.82%)。鹅掌楸天然林处于演替后期,林分结构整体上较为理想,可对处于聚集分布的林木进行适当调整,辅以一定人为促进更新的措施,促使鹅掌楸林分结构更加合理。

杉木与鹅掌楸混交造林效果初步研究

为了解杉木与鹅掌楸混交效果,开展了杉木与鹅掌楸1∶1比例株间混交和7∶3比例插花混交试验,同时营造杉木纯林进行了对比。12 a生的试验林调查分析结果表明:杉木-鹅掌楸混交林与杉木纯林相比,杉木的树高、胸径均有不同程度的提高,杉木与鹅掌楸7∶3比例插花混交林中杉木的树高、胸径与杉木纯林之间均有显著差异,杉木与鹅掌楸1∶1比例株间混交林中杉木的树高、胸径与杉木纯林之间的差异不显著。杉木-鹅掌楸混交林土壤与杉木纯林土壤相比,土壤通透性增强,土壤中营养物质含量增加。杉木与鹅掌楸按7∶3比例插花混交比较合适。

植物生长调节剂对鹅掌楸生长的影响

【目的】探讨不同植物生长调节剂对鹅掌楸成活率及苗木生长发育的影响,希望能够为鹅掌楸种植产业的发展提供理论依据。【方法】以一年生本地鹅掌楸种源实生苗作为试验材料,分别采用不同浓度的FA、ABT1、NAA、GGR四种植物生长调节剂在栽前浸根30s,于60日后测定鹅掌楸植物的成活率、株高、胸径、新生叶片数量、新生枝条长度、新生枝条粗度、叶绿素总量、叶片相对含水量等各个指标,并采用隶属函数法综合评判了不同浓度植物生长调节剂具体施用效果。【结果】在鹅掌楸种植中,300mg/L ABT1、300mg/L NAA、FA600倍液及300mg/L GGR均可有效提升鹅掌楸成活率,促进其生长及发育,其中以300mg/L ABT1的综合应用效果最为理想。ABT1可有效提升鹅掌楸成活率、株高、胸径、新生枝条叶片数、新生枝条长度以及新生枝条粗度;NAA对在鹅掌楸叶片叶绿素方面具备良好的提升效果;FA对于叶片相对含水量的提升效果最为显著。【结论】植物生长调节剂可有效促进鹅掌楸生长,值得在实际生产中大力推广及应用。

北美鹅掌楸种源在福建省生长和材性的表现

利用包括 5个北美鹅掌楸种源和 1 5个马褂木种源的遗传试验林 8年生测定材料 ,从生态适应性、侧枝形成分叉干特性、树高和胸径生长、干形和木材密度等系统评价北美鹅掌楸南部种源在我国东南地区的引种造林效果。研究发现 ,北美鹅掌楸虽然侧枝形成分叉干率低 ,但生长较缓、干形较差、植株死亡率很高 ,综合表现远不如乡土树种马褂木的一些优良种源。为达到引种成功 ,建议选择中等以上立地作为引种造林地 ,并加强根系发达的优质苗木培育和幼年抚育。笔者认为引种北美鹅掌楸的目的在于丰富种间杂交的育种资源 ,而不在于丰富本地区的造林树种。在 5个北美鹅掌楸参试种源中 ,来自较内陆的 Missouri种源的表现最好 。

2种鹅掌楸的开花习性与传粉媒介

在包含中国鹅掌楸Liriodendron chinense和北美鹅掌楸L.tulipifera17个种源的试验林内,选取6个搭架的个体,连续2 a定点观察了鹅掌楸的开花习性和传粉媒介。结果表明,鹅掌楸不同种源始花期有差异,但同一种源不同个体的始花期大致相同;而盛花期的开花数量在不同种、种源和个体之间均存在差异。鹅掌楸为虫媒传粉,但传粉媒介种类与访花频率在种间大致相同。试验观察到访花动物共14种,分别来自于双翅目Diptera,膜翅目Hymenoptera,鞘翅目Coleoptera,鳞翅目Leoidoptera,蜘蛛目Araneae,其中,食蚜蝇科Syrphidae 1种,西方蜜蜂Apis mellifera,蚁科Formicidae 2种等4种昆虫为鹅掌楸主要访花昆虫。不同种类昆虫其访花行为各有特点。昆虫访花频率与植株日开花量之间存在相关性,大致趋势是随着日开花量的增多昆虫访花频率增大。

中国鹅掌楸与北美鹅掌楸种间杂交的胚胎学研究

应用控制授粉、常规石蜡切片技术研究了中国鹅掌楸与北美鹅掌楸种间杂交后的胚胎发育过程。结果表明：（１）控制授粉后花粉正常萌发，并有较多的花粉管进入柱头，但花粉管在花柱内生长缓慢甚至解体；（２）花粉萌发６ｄ后花粉管经花柱沟、珠孔塞和珠心冠原组织进入胚囊进行珠孔受精，２０ｄ时游离核胚乳细胞化，发育形成２～４个细胞厚的狭长组织，３５ｄ后可观察到球形胚；（３）随着胚和胚乳的发育，珠被发育形成种皮。授粉时，胚珠具２层珠被，外、内珠被均由外表皮、中层和内表皮组成；胚与胚乳发育期间，珠被各层发生了一系列的变化，最终种皮由外珠被的外表皮细胞形成的膜层和中层细胞形成的气室以及内、外珠被内表皮细胞形成的硬化层组成；（４）受精时成熟胚囊及到达珠孔的花粉管的数目较少，受精频率较低；（５）受精过程基本正常，但胚和胚乳发育不协调，导致胚在发育早期败育，很难观察到后期胚的发生。

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。

两种鹅掌楸繁殖成效的比较

通过交配设计结合花部性状调查对鹅掌楸(Liriodendron chinense Sarg.)与北美鹅掌楸(L.tulipifera Linn.)的繁殖资源分配与繁殖成效进行了比较。结果表明,鹅掌楸通过增加繁殖器官的数目以提高繁殖成效,而北美鹅掌楸则通过提高繁殖器官功效来保障繁殖成效。根据不同交配组合的子代出苗率分析表明,鹅掌楸总体的雄性繁殖成效高于北美鹅掌楸,而雌性繁殖成效低于北美鹅掌楸。

中国鹅掌楸双受精和胚胎发生的细胞形态学观察

本文运用常规手段观察了中国鹅掌楸的双受精和胚胎发生，并探讨了其致濒的原因。中国鹅掌楸的卵细胞极性化不明显，中央细胞的两极核直至受精才与精核同时融合，受精为有丝分裂前型；原始细胞型胚乳，胚胎发生为柳叶菜型。