普通油茶与小果油茶的叶绿体基因分子鉴定标记

[目的]开发能够准确、便捷、快速鉴定普通油茶与小果油茶的叶绿体基因分子标记,为油茶遗传资源的挖掘与利用提供参考。[方法]基于高通量测序技术组装了普通油茶和小果油茶的叶绿体全基因组,通过比较基因组学技术寻找两者叶绿体全基因组的差异,并根据其差异来开发可用于鉴定普通油茶与小果油茶的分子标记。为验证标记的有效性,分别选取具有代表性的12个普通油茶居群和6个小果油茶居群的个体,提取叶绿体全基因组,进行PCR扩增和凝胶电泳检验。[结果]组装的普通油茶与小果油茶叶绿体基因组序列全长分别为156 977、156 539 bp,两者叶绿体全基因组具有高度的保守性,但小果油茶在atpH基因与atpI基因间的非编码区存在长度为452 bp的大片段缺失。所开发引物的PCR扩增结果表明,所有普通油茶样本均可扩增出609 bp的条带,而小果油茶扩增出227 bp的条带,条带差异显著且稳定。[结论]使用所开发的分子标记能够稳定、便捷、精确地鉴定出普通油茶与小果油茶,但是使用时应先确定所鉴定的物种为普通油茶和小果油茶中的一种。

小果油茶种实形态变异频率及其多样性指数分析

以采自小果油茶(Camellia meiocarpa Hu.)分布区的18个地理群体为材料,观测种实表观性状各项指标,分析种实形态变异频率及其多样性指数,结果表明:各种实性状表观数据分布大多数在平均值附近,形成高窄尖峭峰。18个地理群体及10个种实性状的多样性指数都较大,种实的不同数量性状的多样性指数位于2.472 6～3.000 8,而不同地理群体数量性状的多样性指数为2.543～2.839。果实质量性状多样性指数相对较小,其中果色为2.306 5、果型为2.181 6及种子为0.927 7,均略小于数量性状的多样性指数,说明数量性状变异程度高于质量性状。从不同地理群体的多样性指数来看,它们相差不大,但仍存在一定的差异,P10(崇仁)最高(2.839),变异程度最大,P13(黎川)最低(2.543),变异程度最小,两者多样性指数相差0.296。其余群体的多样性指数大小位于群体P10和P13之间。小果油茶种实表观性状多样性指数大都与生态地理因子并不相关,影响小果油茶种实表观性状多样性指数高低的主要生态因子是E、N、H、Hy、Tl及Rfe。与生态因子相关的主要性状多样性指数为L'f/W'f、R's、W'ss、L's及W's。在3次趋势面分析中,W'f和L's和经纬度的拟合效果最好,达到显著和极显著水平。

小果油茶表型多样性分析

在小果油茶全分布区内,选择有代表性的18个居群为研究对象,对其种实、花及叶的23个表型性状进行统计分析,结果表明:小果油茶的居群内及居群间均存在广泛的表型变异,随环境的变化表现出较强的表型可塑性。小果油茶叶、花及种实形状大小存在显著相关关系,可以从中选择重要及关键的表型性状作为测定的主要依据。小果油茶表型性状与生态地理因子有一定的相关关系,且不同性状受地理生态因子影响也不同,其中花性状最大,而种实和叶相对较小。UPGMA聚类结果表明,18个小果油茶居群可分为4个类群,且按较明显的地理区域特征进行聚类。从系统聚类图和主成分排序图比较来看,绝大多数居群在2种聚类方式中保持一致,说明二者均能较好地区分小果油茶不同居群的亲缘关系,为小果油茶的种质资源收集和良种选育奠定基础。

小果油茶种实表型性状遗传多样性研究

分析了小果油茶全分布区的18个地理群体进行种实表型性状遗传多样性。结果表明,小果油茶种实表型性状变异相当丰富,小果油茶18个群体10个种实表型性状的平均变异系数高达24.7%,平均相对极差也达到48.2%,种实表型性状在群体间及内差异极显著。巢式方差分析结果表明:总体上小果油茶群体间多样性程度略大于群体内的多样性,其中性状Tf、Ls/Ws、Lf、Wss及Ls在群体间变异明显大于群体内的变异,Wf和Rs在群体间与群体内变异大小相当,群体间略大于群体内,而Ns和Lf/Wf则是群体内变异明显大于群体间变异,主要以群体内变异为主。种实聚类分析结果表明,小果油茶呈现较明显的地理区域特征,在欧氏平均距离4.22的阀值处可将划分为3个大类。相关性分析得知小果油茶表观性状没有随经纬度变化而呈现出较明显的地带性演变规律,但通过进一步的地理趋势面分析得知,Rs、Ls/Ws及Ws与经纬度的拟合度及拟合效果均达到较好的水平,呈现出较明显的地带性分布规律。

小果油茶不同居群种仁含油率及脂肪酸组分变异特征分析及评价

以小果油茶全分布区的15个居群为试验材料,分析其种仁含油率及脂肪酸组分12个性状的变异状况。结果表明:小果油茶种仁含油率及脂肪酸组分性状变异类型较为丰富,遗传多样性水平较高,但不同性状的变异水平相差较大。除了西南地区5个居群外,含油率及脂肪酸组分12个性状在其它居群的多重比较中呈显著差异。除了含油率在居群间的变异略大于居群内外,脂肪酸各组分性状主要变异存在于居群内,且居群内变异远大于居群间变异。利用主成分分析得到综合得分值来评价居群品质水平,结果表明福建漳浦居群综合得分值最高,即品质水平最佳,其次为福建闽清,其余居群排序依次为江西宜春、广西融水、福建建宁、贵州黎平、广西龙胜、广西三江、湖南通道、湖南平江、江西定南、江西崇仁、福建浦城、福建宁化及湖北阳新。

油茶扦插生根主要影响因子及生根相关酶动态

以小果油茶和普通油茶为材料,研究了扦插基质、插穗类型、植物生长调节剂等因素对油茶扦插生根力的影响,测定了生根过程中过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)和吲哚乙酸氧化酶(IAAO)活性的变化。结果表明:扦插基质、插穗类型和植物生长调节剂对油茶插穗生根有显著影响,其中不同基质的插穗生根率和根系发育程度有差异,混合基质75%红心土+25%河沙的插穗生根率最高,为92.6%-93.7%,但根系欠发达,而以100%珍珠岩为基质的插穗根系发育最好,但生根率稍低,仅64.2%-66.8%;不留叶的插穗无法生根,留半叶的插穗生根率比留全叶的高,顶芽插穗生根率比非顶芽的高,硬枝插穗生根率则明显低于嫩枝;ABT3生根粉促进油茶扦插生根效果好于ABT6、IBA和NAA,其中100 mg.L-1ABT3最适生根。插后,小果油茶插穗中的3种生根相关酶活性呈现规律性变化,POD活性呈"上升→下降→上升→下降"的双峰变化趋势,PPO和IAAO活性呈"上升→下降"的单峰变化趋势;与对照相比,经ABT3处理的3种酶活性变化曲线的峰值显著提高,峰值的出现也明显提前,说明ABT3促进小果油茶插穗生根。

油茶象危害与小果油茶果实特征的相关性

油茶是指种子含油率较高、且有一定栽培经营面积的山茶属（Camellia）植物的总称,目前已知全世界有280种,其中238种分布在我国（张宏达,1998）。油茶作为我国特有的木本食用油料树种,已有2 000多年的栽培历史（庄瑞林,2008）,与油橄榄（Olea europaea）、油棕（Elaeis guineensis）、椰子（Cocos nucifera）并称为世界四大木本油料植物。

小果油茶农家品种间遗传差异及亲缘关系分析

从表型性状和分子水平上研究了小果油茶农家品种间的遗传差异及亲缘关系。结果表明:小果油茶农家品种在果实、叶和花性状上的变异极为丰富,每500 g鲜果数的变异系数最大(76.91%),不饱和脂肪酸含量变异系数最小(3.31%);果实性状的变异程度高于叶和花性状;果纵径和果横径与叶长、叶周长和花冠直径呈显著或极显著正相关;农家品种宜春白皮中籽表型性状的总变异程度高于龙眼茶、羊屎茶和珍珠茶。利用25对AFLP引物组合在4个小果油茶农家品种和普通油茶中共扩增出921条带,其中多态性条带706条,多态性条带比率达75.7%;羊屎茶与宜春白皮中籽的遗传相似系数最大(0.698 2),龙眼茶与普通油茶的相似系数最小(0.558 1)。AFLP标记和表型性状的聚类都可将小果油茶农家品种和普通油茶分开,但对小果油茶农家品种间的归类并未完全一致。

小果油茶果实性状与含油率及脂肪酸组成相关性分析

测定了橄榄形、桃形、脐形、球形小果油茶的果实性状、含油率及脂肪酸组成,分析了其果实性状与含油率、脂肪酸组成间的相关性。结果表明:小果油茶籽含油率与果形有关,橄榄形果的果纵径、果形指数和鲜果含油率均大于桃形果、脐形果和球形果,但其鲜出籽率却低于其他3种果形。4种小果油茶籽油中,油酸含量的顺序为橄榄形果﹥桃形果﹥脐形果﹥球形果,而多不饱和脂肪酸含量的顺序为橄榄形果﹤桃形果﹤脐形果﹤球形果。相关性分析表明,小果油茶籽油中的油酸、亚油酸、多不饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸、饱和脂肪酸含量分别与果纵径和果形指数呈显著或极显著相关,说明小果油茶籽油脂肪酸组成与果形有关。

小果油茶优良种质资源筛选与综合评价

为了选育出小果油茶优良品种,在对小果油茶全分布区的种质资源调查的基础上,按多个育种目标,在小果油茶良种资源较好的广西三江、龙胜、融水和贵州黎平及江西宜春的优良林分中选择小果油茶优树,采用外业调查和室内检测相结合的方法和通径分析、模糊聚类分析及灰色关联分析等分析方法,对所选13片优良林分中的76株优良单株的主要经济性状指标进行了测定与分析,结果确定了32株候选优树用以复选,并按种质资源收集保存标准,嫁接保存这些优良种质资源,建成了种质资源库。通径分析结果表明:冠幅乘积是影响小果油茶单株产量的最重要因素。模糊聚类分析结果表明,当λ取0.83时,可将32株初选小果油茶优树归为四大类。灰色关联分析结果表明:32株初选优树与参考品种(目标育种指标)的关联度值均在0.74以上,其综合性状均较优良,其中YLXG1、YLXG10、YLXG32及YLXG51的关联度值均大于0.8,其综合性状的优异性十分明显。

小果油茶不同居群叶表型性状频率分布及多样性指数分析

以小果油茶分布区的18个居群为研究对象,测定叶表型各性状指标,探究不同性状的频率分布及多样性指数,结果表明,除叶长和形状系数为左偏外,其余6个叶表型性状均为右偏,各个性状数据分布大多数在平均值附近,形成高窄尖峭峰。小果油茶叶表型性状变异类型较为丰富,均匀度较高,且质量性状的多样性指数均低于数量性状。不同居群的多样性指数相差不大,但仍存在一定的差异,居群P4最高(2.969 8),变异程度最大;居群P15最低(2.675 6),变异程度最小。大多数叶表型性状多样性指数与生态地理因子没有显著相关,影响小果油茶叶表型性状多样性指数高低的主要生态因子是全年日照时数和活动积温;与生态因子相关的主要性状多样性指数为叶面积和叶的宽长比。在3次趋势面分析中,叶周长多样性指数和宽长比多样性指数与经纬度拟合效果最好,达到显著和极显著水平。

小果油茶叶表型性状变异特征研究

在小果油茶全分布区内,选择有代表性的18个居群,分析其叶表型性状变异状况,结果表明:小果油茶的居群内及居群间均存在广泛的遗传变异,且稳定性程度较差;小果油茶叶面积、叶周长、叶长及叶宽4个性状指标间均有极显著的相关关系,叶厚与叶周长、叶宽及叶柄长相关关系显著,其他叶片性状间相关性则不显著。影响小果油茶叶表型性状各个指标变异的生态因子以无霜期、7月降雨量、8月降雨量、极端最高温及全年日照时数为主,其中全年日照时数是影响种实和叶表型性状的共同生态因子,而与生态因子相关的主要性状指标为叶面积、叶周长、叶长、叶宽及叶形状系数;在地理趋势面分析中,只有叶形状系数与地理变异间有明显的相关性;从小果油茶不同居群叶表型性状聚类分析结果看,在欧氏平均距离4.01处可较明显地将18个居群分为3大类群,总体上没有出现明显的地理区域特征。

小果油茶上油茶象的产卵策略

【目的】油茶象Curculio chinensis Chevrolat是我国特有木本油料树种——油茶Camellia spp.的专性蛀果害虫,常导致其大量落果。本文旨在揭示该虫发生危害与寄主果实大小的关系,并探讨其产卵行为策略。【方法】于油茶象产卵高峰期在小果油茶Camellia meiocarpa林随机采摘960个果实,清查油茶象刺孔数和窝卵数,并对果重、果长和果径进行了测量,用单因素方差分析比较产卵果、取食果和非受害果大小差异性,用线性回归分析果实特征对油茶象取食及产卵活动的影响。同时对油茶象雌虫进行了果实大小选择性试验,用配对样本t检验分析选择果与非选择果的大小差异性。【结果】在果重、果长、果径和果实体积方面,产卵果>取食果>非受害果(P<0.01),刺孔数、窝卵数和寄生率与果实大小呈极显著线性正相关(P<0.01),说明油茶象雌虫优先选择大果实取食和产卵。当两供试果实差异显著时,油茶象雌虫对大果实表现出明显的偏好选择性,危害12 h后,重受害果长度和直径都显著大于轻受害果(P<0.01)。油茶象雌虫每次只产1粒卵,卵单产是油茶象本身的属性,与果实特征无关。【结论】油茶象优先选择大果实取食,支持最优觅食理论。油茶象优先选择大果实产卵。窝卵数越小,油茶象种内竞争越弱,幼体正常发育并成功脱果的概率越高,适合度增加。卵单产是油茶象应对寄主果实食物资源限制作用的一种"风险分散"行为适应策略。

普通油茶和小果油茶木材构造与物理性质的研究

油茶树除常规油茶果产出外,综合利用油茶木材,可有效减少资源浪费,同时弥补木材资源的不足。以小果油茶和普通油茶木材为对象,对其物理性质和构造特征等进行研究。结果表明,木材气干密度普通油茶为0.81 g·cm^-3,小果油茶为0.85 g·cm^-3;木纤维长度、宽度、双壁厚指标普通油茶为1801、25、10.8μm,小果油茶为1530、25、10.2μm;导管长度、宽度、双壁厚指标普通油茶为715、61、16μm,小果油茶为759、63.8、15.8μm;木材的导管、木纤维、木射线构造的组织比量普通油茶为15%、69%、14%,小果油茶为11%、72%、15%;普通油茶木材微纤丝角为13.4°,小果油茶为12.6°;木材结晶度普通油茶为63%,小果油茶为64%。综合结果表明,小果油茶和普通油茶木材构造和物理性质具有一定的相似性,两者具有亲缘关系,但在解剖结构上又具有一定的差异性,可区分2种木材;2种木材的气干密度均达到《木材主要物理力学性质分级表》规定Ⅳ级,具有较好的理论密度,木材有较高纤维结晶度和较小的微纤丝角,其主干部分可用于实木加工利用;木材纤维形态特征和组织比量均达到木材纤维制品标准要求,其枝丫材和加工剩余物可用于造纸或纤维板生产,以充分利用资源。

油茶两物种花药培养愈伤组织诱导试验

对小果油茶和广宁红花油茶的花药进行离体培养,并诱导形成愈伤组织。试验结果表明,广宁红花油茶花药具有很强的愈伤组织诱导能力,而小果油茶褐化严重,诱导率很低。培养基及其激素种类与浓度组合对愈伤组织诱导有很大影响,且两种油茶表现出一致性,在最好的MS+2,4-D0.6mg·L-1+NAA0.4mg·L-1和B5+2,4-D1.2mg·L-1+6-BA0.4mg·L-1培养基中,广宁红花油茶诱导率高达94.67%和91.00%,小果油茶则分别为8.00%和3.34%。低温预处理6～12d有助于提高诱导率。MS培养基有利于愈伤组织生长增殖。还就小果油茶花药褐化等问题进行了讨论。

基于SRAP分子标记的小果油茶遗传多样性分析

利用SRAP分子标记,从126对引物组合中筛选出11对引物,对小果油茶全分布区的19个居群514个样品进行遗传多样性分析。结果表明:11对引物组合总共扩增出226条谱带,平均每对引物组合扩增20.55条谱带,其中多态性条带为226,占条带总数的100%。19个居群的遗传距离为0.0216～0.1645,显示了较近的亲缘关系。UPGMA聚类结果表明,除了福建6个居群和江西3个以外,其余地理位置相近的居群未能聚在一起。多态性比率(PPB)、Nei’s基因多样度(H)及Shannon信息指数(I)变化幅度分别为84.96%～95.58%,0.3213～0.3887及0.4732～0.5676;从物种层次来看,PPB,H,I分别为100%,0.4223及0.6126,揭示小果油茶具有丰富的遗传多样性。AMOVA分子变异分析显示,在小果油茶总的遗传变异中,居群内占86.58%,而居群间仅占13.42%。

湖南益阳小果油茶林小果油茶、油茶象和啮齿动物的相互作用

【目的】油茶象Curculio chinensis Chevrolat是我国特有木本油料树种——小果油茶Camellia meiocarpa Hu的专性蛀果害虫,常导致大量落果。在本研究样地,啮齿动物对落果及果内象虫具强烈捕食作用。本研究旨在揭示小果油茶、油茶象和啮齿动物三者间复杂的相互作用及其行为机制,为油茶象科学防控提供理论依据。【方法】2013年在湖南省益阳市赫山区小果油茶林于落果季节系统调查6 161个落果,检查油茶象寄生及啮齿动物捕食情况,并对果长、果径和壳厚进行了测量。用线性回归模型分析象蛀率与果径、壳厚和效费比以及油茶象死亡率与调查日期的相关性;用独立样本t检验分析啮齿动物捕食的象蛀落果与非象蛀落果大小差异性。【结果】象蛀落果2013年7月2日始至果实采收止,具明显高峰期,即同年8月16日至8月23日。啮齿动物捕食贯穿整个落果季节,其高峰期与象蛀落果高峰期一致。象蛀落果中4-5龄幼虫所占比例高达85.5%。油茶象寄生率与果径不相关,与壳厚显著线性负相关,与效费比显著线性正相关。象蛀果实脱落越早,果实发育受限越重,油茶象幼虫死亡率越高。被啮齿动物捕食的油茶果实中,小果实占76.9%,其种子被啮噬殆尽。啮齿动物对象蛀果实的捕食率为24.0%,此类果实中,象蛀种子多破损,非象蛀种子几乎不被捕食。啮齿动物啮噬果实中,象蛀果实的果长和果径均显著大于非象蛀果实的。【结论】本研究明确了研究样地小果油茶落果、象蛀落果及啮齿动物捕食的时间格局。象虫蛀食导致果实发育正常生理活动受阻是油茶果实脱落的根本原因,不支持主动防御假说。油茶象产卵行为在果实大小与壳厚两种矛盾的选择压力间存在权衡,其本质可能是亲代雌虫繁殖力与后代幼虫适合度间的权衡。产卵时间格局通过影响寄主果实发育最终对后代幼虫适合度产生影响。研究样地中,啮齿动物能准确探测并捕食大果实中油茶象幼虫,是油茶象重要的天敌控制因子。

龙眼茶茶粕中茶皂素提取工艺的研究

以永泰龙眼茶茶粕为原料,考察乙醇浓度、浸提时间、料液比、浸提温度等因素对茶皂素提取的影响,并进一步考察了超声波辅助提取茶皂素的工艺条件。结果表明,茶皂素的最佳提取工艺条件为:浸提时间为2 h,乙醇浓度为75%,料液比为1∶4,提取溶液温度为80℃。超声波辅助提取茶皂素的最佳工艺条件为:超声频率为40 k Hz,超声功率为500 W,浸提时间为50 min,乙醇浓度为75%,料液比为1∶4,提取溶液温度为80℃。利用超声波辅助乙醇法提取茶皂素的得率为12.9%,茶皂素纯度为65.6%。

油茶象种群密度及空间格局

油茶象Curculio chinensis Chevrolat是我国特有木本油料树种——油茶Camellia spp.的专性蛀果害虫,常导致其大量落果。本文旨在明确油茶象幼体(卵+幼虫)种群动态、空间格局及其关键影响因子,以便为调查取样、长期监测和科学防控等提供理论依据。2017年在湖南常宁普通油茶林,2016年-2017年在湖南益阳小果油茶林于雌虫产卵季节进行了调查,解剖收集的果实并记录其所含幼体数。用6种聚集度指标(m*/m、Iδ、C、I、C a、k)和Taylor幂法则、Iwao回归模型分析油茶象幼体的空间格局,并探讨其关键影响因子。调查和分析表明,雌虫于6月上、中旬开始产卵,幼体种群密度呈单峰变化,2016年和2017年高峰期分别在7月25日和7月18日。小果油茶林2016年、2017年高峰期种群密度分别为17.95±1.53和16.27±1.06幼体/样株,高于普通油茶林,分别是普通油茶林种群密度(8.16±1.23幼体/样株)的2.20倍和1.99倍,差异极显著(P<0.001)。聚集度指标分析显示,油茶象在普通油茶林均呈聚集分布,在小果油茶林呈聚集分布或随机分布。回归模型表明,该虫在两种油茶林均呈聚集分布。Blackith种群聚集均数λ>2,表明油茶象幼体聚集是由亲代雌虫本身的产卵行为与寄主果实特征综合作用的结果。给出了最适理论抽样数公式并绘制了3种抽样精度下最适抽样数随种群密度变化的曲线图。综上,初步明确了油茶象幼体在普通油茶林和小果油茶林的空间分布格局和种群动态,并探讨了其关键影响因子。试验结果可为该虫调查取样、长期监测和科学防控等提供理论依据。

普通油茶和小果油茶花性状及柱头可授性

对普通油茶和小果油茶的花性状、花粉特性及柱头可授性等进行了系统研究。结果表明:普通油茶和小果油茶在花色、花瓣等性状上接近,但前者花冠直径、雄蕊数、花柱长、萼片数和单花药花粉量等花部表型性状均大于后者;两者在花粉表面纹饰等花粉形态上也有明显差异,普通油茶花粉表面纹饰呈皱波—穴网状,小果油茶花粉表面纹饰呈皱波状;普通油茶花粉活力(日均66.53%)高于小果油茶(61.78%),但两者开花后花粉活力变化和日变化趋势基本一致,开花后1-4 d的9:00-16:00花粉活力保持较高水平,为最佳传粉期;普通油茶花后柱头可授期(6 d)长于小果油茶(5 d),但两者的柱头可授性变化趋势相似,开花后1-3 d柱头活性能维持较高水平,其中花后48 h为最佳授粉时机。