高产优质毛白杨良种组培繁育体系构建

【目的】毛白杨是我国北方人工林营造、景观绿化及木材加工等产业应用的主要树种。近年来,由于林业产业升级,原有的毛白杨多圃配套繁育体系不能满足高质量毛白杨良种的快速繁育需求,因此亟需构建高效的毛白杨良种繁育技术体系以保障毛白杨良种在木材生产以及城市绿化中的广泛应用。【方法】以高产优质毛白杨良种‘毅杨1号’‘毅杨2号’和‘毅杨3号’为研究对象,以其茎段和叶片为试验材料,利用组织培养技术构建毛白杨良种组培繁育体系。本研究系统地分析了‘毅杨1号’‘毅杨2号’和‘毅杨3号’外植体的消毒方法及植物激素对其不定芽、生根及叶片增殖诱导过程中的作用。【结果】(1)75%乙醇处理30 s联合2%次氯酸钠处理5 min是3个毛白杨良种外植体的最佳消毒方法。(2)不定芽诱导中0.3 mg/L 6-BA和0.1 mg/L的NAA适用于‘毅杨1号’和‘毅杨2号’‘毅杨3号’则在0.5 mg/L 6-BA和0.1 mg/L NAA的条件下增殖系数达到最大。(3)生根诱导中‘毅杨1号’和‘毅杨3号’的IBA最适质量浓度为0.5 mg/L,‘毅杨2号’则为0.3 mg/L。(4)叶片增殖结果显示,‘毅杨1号’和‘毅杨3号’的植物激素最适质量浓度为1.0 mg/L 6-BA和0.1 mg/L NAA,‘毅杨2号’为0.7 mg/L 6-BA和0.1 mg/L NAA。【结论】本研究构建了‘毅杨1号’‘毅杨2号’‘毅杨3号’的快速繁育体系,可用于毛白杨良种的快速繁殖以及遗传转化研究,并将为毛白杨良种推广应用以及进一步利用基因工程技术在分子水平对现有良种开展精准改良奠定了基础。

高产优质毛白杨良种施肥响应特性解析

【目的】探寻林木最佳栽培方法是切实提高森林生产力的重要举措。由于毛白杨是杂种起源,其种内无性系间施肥响应特性差异显著。为保证人工林建设的速生丰产特性,同时减轻环境保护压力,应该大量推广毛白杨良种配制最佳施肥配比。【方法】以3个毛白杨良种为研究对象,利用不同施肥处理探明影响其重要生长性状的最佳施肥配比,并对高产优质毛白杨良种施肥响应特性相关的候选基因表达模式进行系统解析。【结果】‘毅杨1号’最佳施肥配比为N(3 g)+P2O5(2. 25 g)+K2O(1 g);‘毅杨2号’最佳施肥配比为N(3 g)+P2O5(2. 25 g)+K2O(0.5 g);‘毅杨3号’最佳施肥配比为N(7 g)+P2O5(2. 25 g)+K2O(0.5 g)。其中,氮元素是影响毛白杨毅杨良种的苗高、地径以及生物量最为显著的营养元素。为进一步解析其遗传调控基础,对与氮素运输、同化、代谢相关的16个重要候选基因在不同氮肥施肥水平下在叶片以及根系中的表达模式进行了解析。候选基因表达模式分析结果表明,毛白杨良种氮素相关候选基因在叶片以及根中聚类成不同的模块,并且无性系之间表达模式差异显著。【结论】本研究阐明了毅杨毛白杨良种的施肥响应特性,系统分析其转录调控特异性将有利于解析其氮肥响应特性形成的分子机制,并对进一步针对氮素吸收利用效率开展遗传改良的分子设计育种具有重要意义。