不同季节平茬对云南松生物量分配与异速生长的影响

【目的】揭示不同季节平茬对云南松生物量分配及其异速生长的影响。【方法】采用挖掘法和称重法研究春季、夏季、秋季平茬对云南松生物量积累和分配格局的规律,并利用异速生长分析法对构件与总生物量、构件生物量间的异速生长关系进行分析。【结果】春季平茬除侧根外各构件生物量积累均显著大于夏季和秋季。春季、秋季平茬各构件生物量分配针叶和茎占比显著大于其余构件,而夏季平茬茎占比显著大于其余构件;春季和夏季平茬各构件生物量分配侧根显著小于其余构件,而秋季平茬萌条占比显著小于其余构件。地下与地上生物量的权衡规律为春季和夏季平茬,苗木维持地下与地上等速生长,秋季倾向于地上生长。不同季节平茬对苗木构件生长速率影响不同,针叶保持最大的生长速率,其次为侧根;但主根与茎、主根与针叶、萌条与针叶、萌条与主根构件生物量间的生长速率有显著差异,表明异速生长关系受平茬的季节影响显著。从萌条与各构件生物量间的生长速率可知,秋季平茬萌条生长速率最快,春季次之,夏季最慢。【结论】不同季节平茬改变了云南松生物量积累和生物量分配模式,不同季节平茬对各构件间异速生长的影响不同,但苗木构件中的针叶和侧根始终保持较大的生长速率,不受季节的影响。综合考虑宜春季或秋季平茬云南松幼苗,春季平茬其萌条生物量较大,秋季平茬其萌条生长速率较快。

样本量对云南松苗木生物量特征的影响

为探讨不同样本量对云南松生物量积累、分配的影响,以20个云南松家系(共615株)幼苗为试验材料,随机抽取部分数据,分析样本量对云南松幼苗鲜重、干重积累和分配的影响,确定各性状结果所需的最低样本量。结果表明,不同样本量中各组分生物量的积累由大到小均表现为:叶生物量、茎生物量、根生物量;生物量积累和分配在不同家系样本量和单株样本量间存在不同显著性,生物量计算值随样本量的增加而逐渐稳定,在测定的家系数量小于12个,或者测量的单株数小于360株时,各梯度生物量值有波动,标准误和变异系数较大,随家系样本量或单株样本数量的增加,准确度逐渐增加。因此,对本研究的测定群体而言,要获得较为准确的生物量计算值,测定的云南松家系数量应大于12个,或者测量单株数要大于360株。本研究为云南松生物量的计算提供一定参考,结果及研究方法对类似测定群体的生物量计算所需样本量具有参考意义。

植株样本量对云南松子代苗期遗传力估算的影响

为探讨云南松子代苗期遗传力估算最经济有效的调查样本量,以34个云南松1年生半同胞家系苗高、地径为指标,随机抽取部分数据,利用HalfsibSS 1.0软件估算各性状在不同样本量下的遗传力,分析样本量对性状遗传力估算的影响,确定各性状遗传力估算所需的最少样本量。结果表明:对于这34个云南松半同胞家系,不同样本量对苗高和地径的遗传力估算值均有显著影响;当每家系样本数量小于60株时,苗高和地径遗传力估算值波动较大,标准误较大,样本量大于60时,随着样本量的增加,其精确度逐渐增加。因此,对本研究的测定群体而言,要获得精确度较高的遗传力估算值,测定的云南松单株数应每家系不小于60株。

家系抽样大小对云南松遗传力估算的影响

以西南林业大学苗圃内的140个半同胞家系的9 196株实生苗为研究材料,利用计算机程序按不同家系样本量梯度抽取数据,估算每个家系样本量梯度下的家系遗传力,分析云南松2年生苗木不同家系样本量对苗高和地径家系遗传力估算值的影响,进而在保证精度和节约成本的条件下确定被测群体的临界样本量。结果表明:不同家系样本量梯度间苗高和地径2个性状的家系遗传力估算值都存在显著的差异,其中苗高存在极显著差异(P<0.01)、地径存在显著差异(P<0.05),家系样本量对云南松子代苗高和地径的遗传力估算有显著影响。估算精度随着样本量的增加而升高,在云南松家系样本量为70个时,家系遗传力均值较为稳定,而标准差和变异系数偏低,在测定的云南松家系样本量大于70个时,既保证其遗传力估算值的准确性,又达到实际生产以及试验需要。

茎干通直与弯扭的云南松半同胞家系子代苗期生长表现

为研究与评价云南松半同胞家系子代苗期生长表现,从云南新平分别采集通直和弯扭两种茎干类型的云南松种子为试验材料,对49个家系云南松一年生子代苗木苗高和地径生长量进行测定与分析。结果表明,茎干通直和弯扭两种类型的云南松半同胞家系子代苗高与地径变异均较丰富,其中苗高的变异系数分别为27.81%和31.26%,地径的变异系数分别为43.55%和43.85%,两种苗高和地径生长在家系间的差异均达到极显著水平。茎干通直型家系子代苗高和地径的遗传力分别为0.93和0.91,茎干弯扭型家系子代苗高和地径的遗传力分别为0.98和0.93,通直类型苗高生长表现较好的11个家系预期遗传增益平均为8.48%,地径生长表现较好的12个家系预期遗传增益平均为11.52%;弯扭类型苗高生长表现较好的6个家系预期遗传增益平均为36.03%,地径生长表现较好的9个家系预期遗传增益平均为15.26%。丰富的变异为今后优良家系筛选及优良品种审定提供了依据,较高的遗传力表明不同家系苗木生长受遗传因素的控制较高,为选择优良家系提供可靠保障。

永椿香槐叶绿体基因组密码子偏好性分析

为分析永椿香槐叶绿体基因组密码子偏好性使用模式,以永椿香槐叶绿体基因组中的40条蛋白质编码序列为研究对象,利用Codon W 1.4.2和CUSP在线软件对永椿香槐叶绿体基因组进行了中性绘图分析、ENC-plot和PR2-plot分析。结果表明,永椿香槐叶绿体基因组密码子不同位置上的GC含量依次是GC_(1)(46.33%)>GC_(2)(39.81%)>GC_(3)(29.58%),表明叶绿体基因组密码子末位碱基偏好以A和U结尾;其ENC的范围为34.93~55.78,有27个ENC值>45,表明其密码子的偏好性较弱;RSCU>1的密码子中有29个以A、U结尾。中性分析显示,GC_(12)和GC_(3)的相关系数和回归系数分别为0.126 0和0.224 3,相关性不显著;ENC-plot分析显示ENC频数比值在-0.05~0.05间的有12个,这部分基因密码子偏好性主要受选择的影响;PR2-plot分析中,T>A、G>C,说明永椿香槐叶绿体基因组密码子偏好性受多种因素影响;15个密码子确定为最优密码子,如UUU、UUA、AUU等。综上所述,永椿香槐叶绿体基因组密码子的使用主要受选择的影响,研究结果可为永椿香槐叶绿体基因工程、种源鉴定提供科学依据。

滇楸叶绿体基因组密码子偏好性分析

为分析滇楸(Catalpa fargesii)叶绿体基因组密码子的使用模式,本研究以滇楸叶绿体基因组密码子为研究对象,筛选出了38条蛋白编码序列,并利用CodonW和CUSP在线软件对其进行了中性绘图分析、ENC-plot和PR2-plot分析。结果表明:滇楸叶绿体基因组密码子平均GC含量为39.03%,不同位置上的GC含量依次是GC_(1)(47.51%)>GC_(2)(40.80%)>GC_(3)(28.78%),说明叶绿体基因组密码子末位碱基偏好以A和U结尾;其有效密码子数(effective number of codons,ENC)的范围为34.93~55.78,平均值为46.61,有25个ENC值大于45,表明其密码子的偏好性较弱;同义密码子相对使用度(relative synonymous codon usage,RSCU)分析表明,RSCU>1的密码子中有30个以A或U作为结尾,说明其密码子偏好以A和U结尾;中性绘图分析显示,GC_(12)和GC_(3)的相关性不显著,GC_(12)和GC_(3)的相关系数和回归系数分别为-0.0230和-0.0255,说明选择对密码子使用偏好性有重要影响;ENC-plot分析显示大部分基因分布于标准曲线下方,且ENC频数比值在-0.05~0.05的有13个,表明其密码子偏好性主要受选择的影响;在PR2-plot分析中,滇楸叶绿体基因组中大部分基因分布于平面图的右下方,即T>A和G>C,表明除核苷酸组成外还有其他因素影响其密码子使用偏好。进一步对应性分析发现第一轴的贡献率为15.21%,第二轴的贡献率为13.20%,第三轴、第四轴的贡献率分别为8.82%和7.35%,累计前四轴的贡献率为44.58%,与ENC的相关性达到显著水平,上述分析结果表明滇楸的叶绿体基因密码子偏好受到选择和突变因素的影响。最终UUU,UUA,CUU等15个密码子被确定为滇楸叶绿体基因组的最优密码子,显示出强烈的偏向于NNA和NNU密码子的高代表性。本研究为今后开展滇楸叶绿体基因工程、遗传多样性分析、种源鉴定等研究提供参考依据,同时也为梓属叶绿体基因组进化机制研究提供理论基础。