东北山定子(Malus baccata(L.) Borkh)野生居群表型遗传多样性分析及生态地理分布研究

东北山定子（Malus baccata（L.）Borkh）野生居群集中分布区位于49°11＇-50°40＇N,119°42＇-120°16＇E之间,海拔520-670 m,呈带状分布于大兴安岭西南麓与呼伦贝尔平原交接的河床半湿地,面积约230 km^2,处于原始野生状态。调查423份自然变异类型表明：树龄最大400年生以上,30-50年生为主体占37%;树姿以直立型与开张型为主,垂枝型占14%;株高与冠径均呈正态分布,矮生型占19.8%;果实颜色由黄经红到紫色变异,浓红型占43.8%,黄色与紫色类型分别占4.5%、3.2%;果实酸、酸甜、甜酸共占总群体的72.9%;自然授粉前提下,平均每花序坐果3个的占47.7%,坐果5个的占26.5%,3.5%的成龄树没有果实;叶形与果形有扁圆、圆、卵圆、长椭圆等,但叶形与果形之间无遗传相关性。群体遗传分析参考国内外研究进展,结合分布区的GPS、河流走向、地貌特征、树龄分布、采访记录等推测：东北山定子是山定子组（Malus baccatus Jiang）的地理亚种,集中分布于大兴安岭西南麓的山谷间,海拔800m左右,种子经河水、鸟类等作用,延伊敏河、根河、海拉尔河、雅鲁河等流域自然迁徙扩散至海拉尔的黑羊站、蒙古屯、哈克镇,满洲里黑山头口岸的弘吉拉布等地,在近河的山谷地带逐渐适应繁衍形成二级集中分布区。

超声辅助酶法提取山荆子果胶工艺优化及其红外光谱特征

为研究超声辅助酶法提取山荆子果胶的工艺和其官能团组成,以丽江山荆子为原材料,在单因素实验的基础上采用响应面设计优化果胶的提取工艺,并采用傅里叶变换红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy, FT-IR)表征其结构特征。结果表明,最佳提取条件为超声时间24.23 min、酶解时间1.27 h、纤维素酶添加量3%,提取率为(17.70±0.28)%。该条件下提取的山荆子果胶总糖和多酚含量较高,分别为(78.59±3.76)%和(26.10±0.11)%,蛋白含量较低,为(0.20±0.07)%;此外,红外光谱显示山荆子果胶是一类含有典型多糖结构的高酯果胶。该研究可为云南丽江山荆子果胶的进一步开发利用提供依据。

纳米TiO_(2)处理对山定子响应重茬土壤胁迫的生理效应研究

高效重茬建园技术是林果产业可持续发展的关键,为了探明纳米材料TiO_(2)对重茬土壤上苹果的生长及生理效应,明确纳米TiO_(2)改善重茬胁迫下苹果砧木生理指标的能力及适宜浓度。以一年生苹果砧木-山定子为材料,定植于1962年国光重茬土中。采用盆栽试验法,设5个不同纳米TiO2添加量处理,进行纳米TiO_(2)处理对山定子响应重茬土壤胁迫的生理效应研究,测定TiO2对重茬土壤上山定子幼苗光合色素、相关抗氧化酶[超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)]活性、丙二醛(MDA)含量、渗透调节物质脯氨酸(Pro)含量及相对电导率(REC),并利用IBM SPSS Statistics 26软件进行显著性、相关性、主成分分析。结果表明,随胁迫时间延长,不添加TiO2的叶绿素a(Chl a)、叶绿素b(Chl b)、叶绿素a+b(Chl a+b)和抗氧化酶活性持续下降,Pro、MDA、REC呈现上升趋势;施加不同浓度纳米TiO2后,Chl a、Chl b、Chl a+b、Chl a/b得到不同程度提高;超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性大致呈先升后降的趋势;Pro含量增幅增大,MDA呈上升趋势但增幅减小。TiO2对山定子重茬胁迫缓解能力由高到低依次为重茬土壤中添加2.0 g/kg TiO_(2)、重茬土壤中添加1.0 g/kg TiO_(2)、重茬土壤中添加0.5 g/kg TiO_(2)、重茬土壤中添加4.0 g/kg TiO_(2)、重茬土壤+0.0 g/kg TiO_(2)(CK)。由此可知,在重茬土壤中添加2.0 g/kg TiO2,可通过改善重茬胁迫下山定子的光合能力、ROS清除机制、稳定细胞膜结构来减缓重茬障碍对苹果幼苗的危害。

苹果属山荆子遗传多样性的RAPD分析

采用RAPD分子标记对东北、华北地区山荆子8个天然居群的137株个体进行了遗传多样性研究,10个引物共得到72个扩增位点,其中多态性位点63个。多态位点百分率为87.50%,有效等位基因数(Ne)为1.6021,Nei’s基因多样性(H)为0.3386,Shannon信息指数(I)为0.4961,表明山荆子遗传多样性水平较高。基因流(Nm)为1.7353,说明山荆子各居群间存在一定的基因交流。居群间基因分化系数(Gst)值为0.2237,说明虽然山荆子居群的遗传变异主要存在于居群内,但各居群间也存在着较高的遗传分化。

樱桃园土壤优势放线菌的分离及其促长功能研究

【目的】分离、筛选樱桃园土壤优势放线菌菌株,研究其在生物防治与植物促长中的应用潜力。【方法】采用皿内拮抗与发酵液促生试验分析优势放线菌菌株抗生与促进生长功能。对具有良好抑菌与促进生长作用的菌株F4-5,通过16S rDNA序列分析研究其分类地位。【结果】从樱桃[(Cerasus avium Moench(L.)/C.sachalinensis(L.)Kom.)园土壤中共分离获得32株优势放线菌菌株。与5月和11月相比,8月土壤中放线菌数量最多。各时期分离优势放线菌的抑菌作用与促进生长能力随生育期而各异,总体上,2010年8月分离菌株抑菌与促进生长效果较为明显。放线菌菌株F4-5对金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、大肠杆菌(Escherichia coli)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)和蜡质芽孢杆菌(Bacillus cereus)4株供试细菌,以及木霉(Trichoderma viride)、根霉(Rhizopus stolonifer)和黑曲霉(Aspergillus niger)3株供试真菌均表现出明显抑制效果,具有广谱抗生性。同时,菌株F4-5亦可显著促进山荆子(Malus baccata(L.)Brokh.)种子萌发与胚根生长,较对照分别提高了201.1%和43.5%,表现出抗生与促进生长双重效应。根据形态、培养特征及16S rDNA序列分析,初步鉴定菌株F4-5为灰黄链霉菌(Streptomyces flavogriseus)。【结论】不同时期樱桃园土壤放线菌数量、分布、抗生及促进种子萌发特性变化较大,灰黄链霉菌F4-5菌株具有良好的广谱抗生性与促进种子萌发、胚根生长的作用。

8个山荆子居群遗传多样性的ISSR分析

采用ISSR标记对中国北方地区的8个山荆子居群进行了遗传多样性分析,以探讨山荆子在苹果属植物演化过程中的作用.结果显示:(1)从55个ISSR引物中,筛选出11个多态性引物,共扩增出71个位点,其中多态性位点69个,多态位点达97.47%.(2)在物种水平上,有效等位基因数Ne=1.4670,Neis基因多样性(H)为0.2846,Shannon信息指数(I)为0.4399,多态位点百分率(PPB)=80.22;基因流(Nm)为1.6591,居群间基因分化系数(Gst)为0.2316,Φst值为0.2360.(3)聚类分析结果显示,在遗传距离为0.1555、0.1369、0.1258处8个山荆子居群分别聚为两大类、三亚类、四小类,但居群聚类位置与地理位置无明显的相关性.(4)山荆子的居群内遗传多样性贡献率占76.40%,而居群间的贡献率占23.60%,说明山荆子的遗传多样性主要分布在居群内,但居群间的遗传分化程度也较高.由此推测,山荆子的起源中心在华北和东北范围内,其中灵空山(山西)和塞罕坝(河北)居群可近似为核心居群;ISSR标记与花部的一些性状可能有连锁关系.

东北部分地区山荆子种质资源表型多样性及聚类分析

对我国东北地区收集的239份山荆子资源的树姿、叶形以及果形等19个表型性状多样性进行了研究。结果表明,我国黑龙江省和内蒙古自治区山荆子具有丰富的表型多样性,平均变异系数和平均多样性指数分别为32.65%和1.38,其中树姿、树型以及叶片颜色等13个目测性状的平均变异系数为38.43%,平均遗传多样性指数为0.95,而叶长、叶宽以及叶柄长等6个测量性状的平均变异系数为26.87%,平均遗传多样性指数为1.80。进一步分析发现,不同地区山荆子表型多样性存在差异,以黑龙江温春山荆子多样性水平最高。基于19个表型性状的聚类分析发现,在欧氏距离为2.5时,参试山荆子材料可以划分为2大类,7个亚类,各地区山荆子材料聚类较为分散,没有形成独立的分类群,暗示山荆子材料遗传基础较为复杂。

山荆子叶脉序的研究

观察了自然分布于9个省共13个山荆子标本的叶片脉序,并把脉序的各种式样与现有的叶脉序描述术语和图进行了对照。结果表明:现有的术语不能对山荆子叶脉准确描述,但从其二级脉的整体行为来看,仍可划入环结脉。脉序的类型稳定,不同地方居群的代表样又有一定的特点,可以作为山荆子鉴定和分类的依据。山荆子脉序类型与湖北海棠极为相似,表明二者亲缘关系较近,主要区别在于二者细小二级脉不同。

平邑甜茶与扎矮山定子杂交后代的胚胎发育特征研究

利用激光扫描共聚焦显微镜(LSCM)和石蜡切片技术对平邑甜茶与扎矮山定子杂交获得的6个皱叶矮生型株系的胚胎发育过程及发育特性进行了观察与研究。结果表明:各皱叶矮生型株系在胚胎发育过程中表现出的特征大体相同,能进行正常的减数分裂并由功能性大孢子形成的有性胚囊表现出良好的发育趋势;在开花当天至花后2d,各株系的胚囊中均出现了精核或花粉内容物,观察到了部分株系的受精卵;在花后10d左右原胚形成。另外,在胚囊发育的特定时期,胚囊内细胞核的分布方式各株系间略有差异;在部分株系中观察到了少数多胚囊现象。综合而言,皱叶矮生型株系的胚胎发育特征是以有性生殖为主的生殖方式,与亲本扎矮山定子的胚胎发育特征较为一致;与亲本平邑甜茶不同,未出现平邑甜茶胚胎发育中的复杂现象并表现出较弱的无融合生殖能力。

基于SSR标记的8个山荆子居群遗传多样性和遗传关系分析

采用10对SSR引物对8个山荆子〔Malus baccata(L.)Borkh.〕居群140个单株的基因组总DNA进行PCR扩增,并据此对8个居群的遗传多样性和遗传关系进行了分析。结果表明:用10对SSR引物共扩增出91条带,多态性条带百分率达100.00%。8个居群的遗传多样性参数差异较大,有效等位基因数为1.437 9～1.535 0,Nei’s基因多样性指数为0.256 0～0.309 2,Shannon信息指数为0.376 7～0.459 2,多态性条带百分率为64.84%～85.71%。居群间的有效等位基因数为1.616 9,Nei’s基因多样性指数为0.355 1,Shannon信息指数为0.528 5,均明显高于居群内;8个居群间的基因流为1.739 5,基因分化系数为0.223 3,显示居群间的基因交换较多。UPGMA聚类分析结果表明:在Nei’s遗传距离0.148 6处,8个居群被分为3组,河北塞罕坝居群单独为一组,山西五台山居群和北京东灵山居群为一组,其余5个居群为一组。据此推测:山荆子起源于中国华北和东北地区,山西灵空山、黑龙江小兴安岭、吉林长白山和山西中条山居群可能是其遗传多样性的核心居群。

中国野生山定子的自然分布及利用研究现状

山定子在中国主要分布于黄河以北地区,野生资源分布范围广,在长期的进化和演变过程中,形成了丰富多样的类型,具有极大的研究利用价值。目前已发现抗寒、抗旱、耐瘠薄、耐盐碱和耐涝、耐阴湿等野生山定子的特异资源,而对其利用研究主要集中在抗寒育种、多抗性砧木、加工及景观等方面,并已选出了可用于生产的品种和砧木优系及较有前途的景观类型,同时开发出了果实等深加工产品。今后应继续加强对山定子野生资源的保护和利用研究,利用常规技术结合现代分子生物学手段,建立一套可操作的特异性状评价体系,提高资源利用效率,并加强功能性成分的鉴定、分离及作用机制等方面的研究,为野生山定子产业化综合开发利用奠定基础。

山荆子腊叶标本表型性状变异分析

为了揭示山荆子表型性状的变异程度和规律,以150份山荆子腊叶标本为材料,选择20个表型性状,统计基本参数并进行聚类分析.结果表明:叶的平均变异系数(CV=32.67%)大于果的平均变异系数(CV=20.7%),果的性状稳定性较高,叶性状中叶柄长变异系数(CV=38%)最大,叶宽位/叶长变异系数(CV=13.29%)最小;果实性状中果径宽位/果柄长(CV=29.37%)变异最大,变异最小的性状是果长/果径(CV=13.10%);选用平均欧氏距离对各地方居群的20个表型性状进行UPGMA聚类,在距离5阈值处,可以划分为5类,在欧氏距离6阈值处,可划分为3大类.

早果矮化苹果砧木Y系选育研究初报

利用苹果属野生砧木资源晋西北山定子实生选育苹果矮砧,从嫁接苹果品种成苗中选出当年形成花芽、第二年开花的植株571株,其中有325株当年结果,暂定名为Y系。并对树体开花、结果、生长量、越冬表现等项目的田间调查与综合评价,经过5年的工作现已初选出80个优系。初步试验表明,Y系苹果砧木抗逆性强,早花早果特性极为突出,嫁接栽培品种亲和性好,部分单系矮化性状明显,具有广阔的应用前景。

平邑甜茶与扎矮山定子杂交后代的倍性鉴定及核型分析

为了确定平邑甜茶[Malus hupehensis(Pamp.)Rehd]与扎矮山定子[Malus Baccata(L.)Borkh]杂交后代的倍性特征和核型特点,以风油精为预处理液采用常规压片法对杂交后代进行染色体数目观察和核型分析,以亲本和普通山定子为对照。结果表明:供试材料中6株皱叶型株系均为四倍体,2n=4x=68。染色体均为小型,染色体长度比差异不大,核型组成由中部着丝点染色体(m)和亚中部着丝点染色体(sm)组成。株系10#、14#、15#、19#、28#、33#核型公式分别为,2n=4x=44m+24sm,2n=4x=60m+8sm,2n=4x=20m+48sm,2n=4x=52m+16sm,2n=4x=56m+12sm,2n=4x=48m+20sm,核型分别为1B、2B、2A、2B、1A和1B类型;1株光叶株系为非整倍体,2n=43,核型公式为2n=22m+18sm+3st,核型为2B类型。表现为株系之间的核型不完全相同。试验为丰富无融合生殖型砧木的育种理论,获得新的苹果无融合生殖型砧木提供有益的借鉴。

山荆子野生资源的研究及利用进展

山荆子是一种广泛分布的野生果树资源,具有极强的研究利用价值。现对山荆子野生资源的分类起源、多样性水平(表型多样性和遗传多样性)及其在育种中的研究利用概况等方面进行综述,旨在为更好的保护和利用野生山荆子资源奠定基础。

山丁子不同高度嫁接对苹果品系成活率的影响

以山丁子材料为砧木,研究了不同嫁接高度对苹果成活率的影响。结果表明,不同接穗材料和不同嫁接高度均对嫁接成活率影响显著。以金红和龙丰为母本的品系与山丁子亲和性较好,成活率均达95%以上;嫁接高度为40cm和45cm时成活率最高,且此时参试的5个苹果品系的嫁接生长量最大,而低于10cm和高于50cm时的嫁接生长量较小。

发根农杆菌介导山定子遗传转化及发根再生植株

为了提高山定子的生根能力,用发根农杆菌转化山定子,诱导产生发根,并由发根诱导出再生植株。通过对不同发根农杆菌株系、培养基、共培养时间以及添加乙酰丁香酮(AS)的研究,优化了发根农杆菌转化体系。植株切段用添加AS(100μmol·L-1)的菌液侵染30min,共培养3d,以在无植物生长调节剂的固体1/4MS培养基上的发根诱导率最高,达到88.89%。将发根根段置于MS+BA2.0mg·L-1+IBA0.1mg·L-1+GA30.1mg·L-1再生培养基上,通过愈伤组织的诱导可得到再生植株,再生率达3%。

盐胁迫对两种海棠生长和内源激素的影响

【目的】探究盐胁迫对两种海棠生长和内源激素的影响情况,为筛选耐盐性海棠品种及耐盐苹果砧木提供参考依据。【方法】以湖北海棠与山荆子为材料,研究在不同盐浓度处理下其生长指标和内源激素含量的变化情况,并对其生长指标与内源激素含量之间的相关性进行分析。【结果】盐胁迫下,两种海棠的苗高、地径、总生物量与相对含水量均受到一定的抑制作用,且盐浓度越高其受到的抑制作用越大,其根冠比显著增加;随着盐浓度的增加和胁迫时间的延长,两种海棠叶片内的ABA含量都呈现出升高的趋势,而其IAA含量均呈持续下降趋势,其GA含量均呈先上升后下降趋势,山荆子叶片中的ZR含量缓慢下降,而湖北海棠叶片中的ZR含量呈上升后下降的趋势;两种海棠叶片的(IAA+GA+ZR)/ABA比值均呈下降趋势;两种海棠的生长指标与内源激素间的相关性分析结果显示,(IAA+GA+ZR)/ABA比值与苗高、地径间均呈极显著正相关,但与根冠比呈显著负相关,这一结果表明了盐胁迫使两种海棠的生长均受到抑制,且山荆子受抑制的程度大于湖北海棠。【结论】盐胁迫下,两种海棠叶片中的ABA含量持续增加,而其IAA、GA、ZR含量和(IAA+GA+ZR)/ABA比值总体上均呈下降趋势;两种海棠的生长指标和内源激素对盐胁迫信号的响应特征存在差异,且湖北海棠对盐胁迫的耐受力高于山荆子;在接收到外源盐胁迫信号后,两种海棠植株各内源激素间通过相互协作或拮抗作用来调控其生长,从而增强其对盐胁迫的抗性。

盐胁迫对两种海棠生长和生理特性的影响

采用温室盆栽法对山荆子(Malus baccata(L.)Borkh.)和湖北海棠(Malus hupehensis(Pamp.)Rehd.)两种海棠幼苗进行盐胁迫试验,研究了不同盐处理(0、0.1%、0.3%、0.5%)35d对两种苗木的叶片形态、叶绿素质量分数、丙二醛(MDA)质量摩尔浓度、可溶性糖质量分数、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)等各项指标的影响。研究结果表明:(1)随着盐质量分数的增加和胁迫时间的延长,两种海棠叶片出现失绿、焦枯甚至整株死亡,山荆子开始失绿的时间较湖北海棠早,且焦枯症状更为严重。(2)两种海棠叶片的叶绿素质量分数随着盐胁迫时间的延长呈下降趋势,但湖北海棠下降幅度远小于山荆子且含量始终高于山荆子。(3)随着盐胁迫时间延长,两种海棠MDA质量摩尔浓度呈上升趋势,胁迫结束时山荆子MDA质量摩尔浓度远高于湖北海棠。(4)两种海棠的可溶性糖质量分数在胁迫前期随盐质量分数的增加呈上升趋势,在胁迫后期随盐质量分数的增加呈先升高后降低趋势。整个胁迫期间,湖北海棠可溶性糖质量分数均高于山荆子。(5)两种海棠SOD、POD和CAT活性随胁迫时间延长总体呈先上升后下降的趋势,而湖北海棠的各酶活性峰值滞后山荆子一周,且活性始终高于山荆子,说明湖北海棠耐盐性高于山荆子。

山丁子播种与嫁接育苗技术试验

山丁子主要繁殖手段是播种和嫁接。本试验通过对山丁子种子不同处理的发芽率进行研究对比,结果表明:低温沙藏发芽最早,播种后第5天可见60%种子发芽;从发芽率来看,播种和扦插繁殖是山丁子育苗的可行方式;对于播种来说,采种后进行低温沙藏处理播种后效果最好,发芽最快,发芽率最高,发芽率能达到95.8%;对于嫁接来说,劈接在成活率和当年生长量上比芽接好,分别提高16.88%和115.15%。在接穗充足,用工不紧张的情况下,劈接是更好的无性繁殖手段;在接穗不足,用工紧张的情况下芽接也是很好的无性繁殖手段。