毛白杨微核心种质构建方法的探讨

【目的】探讨构建微核心种质的方法,旨在为精准选择毛白杨杂交亲本或研究材料提供科学依据,为其他物种构建微核心种质提供参考。【方法】本研究利用荧光SSR分子标记对272份毛白杨样本进行分子基因型检测,计算每个样本对总体遗传多样性的贡献值,从大到小全部排序,计算新排序的前25%、20%、15%、10%、5%、2.5%、2%和1.5%共8个取样比例的平均有效等位基因数(Ne)、平均Shannon信息指数(I),平均期望杂合度(He)和平均多态信息指数(PIC)值等,分析微核心种质的代表性,通过与前面的取样比例以及原始种质的相应参数进行比较,确定合适的微核心种质取样比例。利用t检验进行统计学验证。根据所有引物的峰值,构建每份微核心种质的指纹图谱。基于指纹图谱的差异,分析挖掘特异等位基因。【结果】(1)当取样比例由25%逐渐降为2%时,Ne、He和PIC这3个重要的遗传多样性参数分别逐渐达到最大值,而I在取样比例为10%时达到最大值。(2)当取样比例为2%时,Ne、I、He和PIC值分别是3.513、1.254、0.643和0.597,均大于272份原始种质的相应值2.075、0.825、0.432和0.364,表明构建的微核心种质有效去除了遗传冗余,具有丰富的遗传多样性。(3)t检验结果表明:所构建的微核心种质与原始种质的遗传多样性无显著差异,具有可靠的代表性,可以作为微核心种质。(4)不论10%、5%还是2%取样比例,杂交种质所占比例均大于50%。(5)218号样品在11号位点拥有特异等位基因,261号样品在16号位点拥有特异等位基因,263号样品在7号位点拥有特异等位基因。【结论】毛白杨微核心种质最为科学、可信、简约和高效的取样比例为2%~10%,其中最精准的取样比例为2%。如果种质资源数目较大,可以根据遗传多样性适当降低取样比例;如果基数较小,可以适当升高。建议以后构建核心种质或者微核心种质时,不要先人为进行分组,而是先根据每个样品对总体遗传多样性的贡献从大到小排序。本研究从分子水平证明杂交种质在种质资源保存和林木遗传育种中占有重要地位,将为其他物种微核心种质构建提供参考。

基于荧光SSR标记的毛白杨核心种质构建

【目的】研究毛白杨核心种质的取样策略,在进行相应的遗传分析基础上,构建核心种质,分析其遗传多样性,为毛白杨种质资源库建设、引种和新品种选育提供科学依据,亦为其他树种核心种质构建提供参考。【方法】基于16对荧光SSR引物,利用毛细管电泳技术分析272份毛白杨和白杨杂种种质不同取样比例的遗传多样性参数。根据期望杂合度,计算每个样品对总体遗传多样性的贡献值,然后对所有样品根据贡献值从大到小进行排序。通过比较贡献率最高的前50%、45%、40%、35%、30%、25%、20%和15%取样比例获得的平均有效等位基因数(Ne)、平均Shannon信息指数(I)、平均期望杂合度(He)等,分析核心种质的代表性,确定其合适的取样比例。【结果】随着取样比例的降低,Ne、I和He值均在升高,均大于原始种质相应数值,而且He值均大于0.5,表明具有丰富的遗传多样性,而原始种质的He值小于0.5。按照25%取样比例,得到前68名种质,其中包含18份杂种种质以及所有省份选出的部分优异种质。所得到的Ne、I和He分别是2.761、1.094和0.539,均大于原始种质的相应值2.075、0.825和0.432。t检测结果表明,核心种质与原始种质的遗传多样性无显著差异,表明这68份种质在遗传多样性方面具有可靠的代表性,可以作为核心种质。北京的种质与河北的种质遗传一致度最高,为0.997;与山西次之,为0.990。【结论】毛白杨核心种质的最佳取样比例是25%,最佳取样范围为20%~40%,如果种质资源数目较大,可以适当降低至15%,如果基数较小,可以升高至45%。He、Ne、I等均表明这些核心种质具有丰富的遗传多样性。杂种种质遗传变异丰富,聚合了亲本的优良等位基因,首次从分子水平证明了杂种种质是毛白杨遗传改良的重要育种资源。建议相关部门或者育种者要高度重视白杨杂种种质的收集、保存和再利用。

木质化期水分管理对毛白杨苗木形态、生理和造林效果的影响

【目的】探讨木质化期水分管理对毛白杨苗木形态、生理状况及翌年造林效果的影响,为毛白杨育苗精准灌溉提供科学依据。【方法】选取毛白杨当年苗木为试验材料,设置4个土壤水势阈值处理(-20、-40、-60、-80 kPa,即灌溉起始阈值),以生产常规灌溉为对照(灌溉起始阈值<-80 kPa),研究木质化期不同灌溉处理下毛白杨苗木用水量、形态、生理状况的变化及其对造林效果的影响。【结果】1)木质化期灌溉对苗木苗高、地径在木质化期的生长影响显著(P<0.05),当灌溉起始阈值为-20 kPa或-40 kPa时,苗木木质化期生长最大,苗高增量、地径增量和生物量较对照分别提高约15.51%、6.41%和57.5%,但2个处理间差异不显著。2)各处理间养分含量差异无明显规律;-20和-40 kPa的养分单株质量最大,-60和-80 kPa的养分单株质量其次,分别较对照显著提高约59.4%、48.6%、36.1%和25.3%。3)-20和-40 kPa处理可使苗木落叶时间较对照延缓5~7天,相比对照增加约12.5%的光合产物积累,木质化期灌溉虽然会引起顶梢在冬季部分干梢,但对苗木整体越冬影响不大。4)造林后,灌溉起始阈值为-40 kPa的苗木成活率最高,为93.0%;2年后树高和胸径显著高于对照83.2%和115.1%。【结论】木质化期灌溉处理能促进毛白杨苗木后期形态生长、增加养分贮存并显著提高造林后苗木生长量,虽稍微降低耐寒性,但对整体越冬影响不大。综合苗木木质化期生长和造林效果,在与试验地条件相似的地区培育苗木时,以-40 kPa作为灌溉起始阈值的效果最佳。

不同土壤水势对毛白杨苗木生长节律和苗木质量的影响

【目的】探讨苗圃育苗过程中不同土壤水势条件下毛白杨苗木的生长节律、形态及生理响应规律,为制定合理灌溉方案提供参考。【方法】以毛白杨1年生苗为材料,设置3个土壤水势阈值(-20、-40、-60 kPa,即灌溉起始阈值),并以生产上常规灌溉作为对照(灌溉起始阈值<-80 kPa),通过Logistic方程拟合苗木生长模型并划分生长阶段,研究不同土壤水势下毛白杨苗木生长节律、苗高地径生长、生物量分配和养分含量的变化。【结果】(1)与常规灌溉(CK)相比,以-20 kPa作为灌溉起始阈值能够显著促进苗木生长,苗高、地径平均提高了29.33%和24.12%,生物量显著增加了176.17%,且茎根比优于-40和-60 kPa处理。(2)不同土壤水势处理下,毛白杨苗高、地径苗期生长均呈现“S”型曲线,且Logistic方程拟合效果较好,可以用来进行苗高和地径生长的预测和分析;同时苗木苗高与茎生物量、地径和根生物量显著正相关,可以通过苗高、地径的测量值估算苗木生物量。(3)根据毛白杨1年生苗木的苗高生长规律可将生长期划分为4个阶段:成活期,移苗至移苗后15 d;生长初期,移苗后16~53 d;速生期,移苗后54~138 d;木质化期,移苗后139~220 d。(4)毛白杨苗木茎养分质量分数无明显变化规律,根养分质量分数随土壤水势升高总体呈降低趋势,常规灌溉下苗木茎、根养分质量分数最大,显著高于各处理15.14%~46.43%;养分单株质量规律与质量分数规律相反,-20 kPa处理下苗木各养分单株质量最大,高于常规灌溉处理100.08%~237.51%。(5)以-20 kPa作为灌溉起始阈值时,苗木质量指数综合评定结果最优,苗木质量最佳。【结论】土壤水势对毛白杨苗木的生长和生物量积累有显著影响,距地表10 cm处以-20 kPa作为速生期灌溉起始阈值时,苗木的苗高、地径、生物量和养分单株质量最大。

33个白杨派无性系综合评价和选择

对白杨派无性系进行造林试验,通过多性状综合评价选育出优良无性系。以白杨派的33个无性系为试验材料,采用完全随机区组试验设计进行田间试验,测定5年生试验林内各个无性系的胸径、树高、材积、树干通直度等性状,对数据进行遗传变异分析、方差分析、多重比较、主成分分析等,选出综合性状优良的无性系。结果显示,无性系的各个性状存在广泛变异,胸径、树高、材积、树干通直度的变幅分别为7.0~13.6 cm、8.1~13.5 m、0.0111~0.0846 m^(3)、0个~1.6个,变异系数分别是16.5%、11.7%、37.9%、87.0%,重复力分别为0.676、0.645、0.743和0.722,无性系间存在的变异主要受遗传控制。通过多重比较和主成分分析选出5个优良无性系:8、02-8-21、220、15和1316,具有速生、干直等优良特性,材积分别超过对照窄冠白杨3号141.6%、120.9%、109.5%、108.1%、105.8%,分别超过对照LM50杨81.9%、66.2%、57.7%、56.6%、54.9%,遗传增益分别是60.9%、49.2%、42.8%、42.0%、40.7%。无性系02-8-21、220、15和1316均为雄株,无性系8号为雌株。

毛白杨的繁育技术及其应用

毛白杨是我国的乡土树种,具有广泛的应用价值,围绕毛白杨的生产应用,出现了不同的繁育技术,培育了大量苗木。该文总结了6种毛白杨的繁育技术及其应用情况,包括种子繁育、根萌繁育、埋条繁育、嫁接繁育、扦插繁育、组培繁育,以期进一步加强毛白杨的推广应用。

梨不同品种果实香气成分的GC-MS分析

采用顶空萃取和气相色谱质谱联用技术分析了3个白梨品种与3个砂梨品种商熟期果实香气成分。结果表明,参试的6个梨品种主要香气成分种类数及其质量分数、主要香气类别质量分数与香气总量均存在一定差异,其中3个白梨品种香气总量、醛类物质质量分数及其在香气总量中的比例均明显高于3个砂梨品种;己醛为6个参试梨品种共有的质量分数均为最高的香气成分;己醛、1-己醇及乙酸己酯是6个梨品种共有的特征香气成分,参试的6个梨品种特征香气成分及其香气值均存在一定差异,其中3个白梨品种己醛和乙酸己酯的香气值均明显高于3个砂梨品种。

静电场处理对樱桃远缘杂交亲和性及杂种胚萌发生长的影响

以甜樱桃为母本、中国樱桃为父本进行了种间远缘杂交，研究了静电场对远缘亲和性及杂种胚萌发生长的影响，并用流式细胞仪对杂种的真实性进行了鉴定。结果表明，1）用强度为333～434kV·m^-1的静电场处理花粉对提高樱桃远缘杂交坐果率、克服杂交不亲和性具有明显作用；2）用场强为333～474kV·m^-1的静电场处理后的花粉进行樱桃远缘杂交，在胚抢救过程中，其杂种胚的萌发生长率、生长状况及多丛芽诱导与增殖能力等均明显高于对照，表明适宜场强的静电场处理确实对杂种胚萌发生长以及多丛芽的诱导与增殖具有积极作用；3）研究发现，MS＋6-BA0．6mg·L^-1有利于减少胚芽梢继代增殖过程中的玻璃化现象，是樱桃远缘杂种胚多丛芽诱导与增殖的适宜培养基；4）通过流式细胞仪进行的倍性鉴定结果表明，所测杂种1号和杂种2号均是倍性为三倍体的真杂种。研究进一步优化了樱桃远缘杂交的胚抢救体系。

桃极晚熟新品种沂蒙霜红的选育

沂蒙霜红是我们以桃品种寒香蜜作母本、桃王九九和冬雪蜜的混合花粉作父本杂交育成的桃新品种。果实近圆形,平均单果重375.2 g,最大单果重550.0 g,果实鲜红色;黏核,果肉白色,肉质细、脆,风味甜,品质优良;可溶性固形物含量14.40%,可溶性糖含量10.60%,可滴定酸含量0.22%,维生素C含量42.50 mg/kg;在山东省平邑县,果实10月下旬至11月初成熟,果实发育期200天左右,是极晚熟品种。2010年9月通过山东省农作物品种审定委员会审定。

新疆野苹果种质资源的研究与应用

新疆野苹果(Malus sieversii Roem.)可能是栽培苹果(Malus domestica Borkh.)的祖先种,主要分布在中亚地区的天山山脉,包括中国新疆伊犁的巩留、新源、霍城及裕民等,遗传多样性极为丰富。本文对新疆野苹果的发生、分类学地位、群体遗传结构、遗传多样性、生存现状及核心种质构建与新疆野苹果的保护保存等进行综述,旨在为新疆野苹果这一珍贵资源的科学保护与有效利用提供参考。

我国杏种质资源研究及利用

综述了国内外近5年来在杏起源演化、资源评价、种质创新及遗传育种等方面研究进展,并着重介绍了杏的砧木资源、鲜食资源、加工资源及观赏资源等优异种质资源。

鲁西梨品种资源调查与保护利用

以冠县为中心的鲁西地区是我国梨的重要产区之一,有1000余年的梨栽培历史,已形成了包括大雪花梨、秋白梨、鸭梨广、鸭梨、红宵梨、五香面梨、面梨、伏梨、鹅梨及酸梨等一批当地特色品种资源。本文阐述了鲁西梨品种资源的特性,提出了进一步加强对这些梨品种资源的评价研究以及保护与利用的建议。

中熟梨新品种‘山农脆’

2000年以来．以‘黄金梨’、‘圆黄梨’、‘莱阳梨’、‘砀山酥梨’及‘新梨7号’等品种为亲本进行杂交育种研究．先后将10余个杂交组合的5000余株杂种实生苗定植于选种圃。育成新品系6个，其中原代号为‘2002—6’的品系，亲本组合为‘黄金梨’ב圆黄梨’，

速生杨树苗造林密度与栽培技术

杨树属于速生乡土树种,为促进杨树林的速生丰产,需要落实科学的培育计划,达到适宜的速生杨树苗造林密度。重点分析速生杨树苗造林密度和栽培技术,进一步提出合理化建议,为速生丰宁杨树提供技术参考。

白杨油松等树种壮苗高效精准繁育技术与产业化

苗木是人工造林的物质基础,是改善生态环境的重要保障,苗木质量好坏直接影响人工造林和国土绿化效果.近年来,我国种苗产业发展迅速,规模和效益不断提升,为林草业现代化建设提供了有力支撑,同时有效地促进了农村产业结构调整和农民就业增收.但是,苗木繁育还存在无性繁殖材料老化、水肥管理粗放、大规格育苗容器培育技术缺乏、质量评价指标有待完善等问题.研究成果为白杨、油松等树种苗木质量精准调控,推动种苗产业高质量发展,提升造林绿化效果提供支撑.

早熟苹果花青苷积累与其相关酶活性及乙烯生成之间的关系

以生长发育期相近但着色不同的早熟苹果‘泰山早霞’(红色)和‘辽伏’(绿色)为试材,研究果实生长发育过程中果皮花青苷含量和PAL、CHI、UFGT活性,以及乙烯释放速率的变化。结果显示:①在果实发育过程中,‘泰山早霞’花青苷含量与苯丙氨酸解氨酶(PAL)、查尔酮异构酶(CHI)、类黄酮半乳糖苷转移酶(UFGT)活性均明显高于‘辽伏’。②两个早熟苹果在采收前均有乙烯释放高峰,并且乙烯释放高峰早于花青苷的迅速积累;喷施1-MCP后果实的乙烯释放速率降低,花青苷合成随之显著减少:说明乙烯启动并调控早熟苹果成熟期花青苷的积累。③‘泰山早霞’发育后期花青苷含量与UFGT活性显著正相关,乙烯可能是通过调控UFGT酶的活性来促进花青苷的合成。

‘泰山早霞’苹果采后1-甲基环丙烯处理对其软化及相关基因表达的影响

以‘泰山早霞’苹果成熟的果实为试材,于采收当天进行1–甲基环丙烯(1-MCP)处理,研究其对果实软化及相关基因表达的影响。结果表明,①1-MCP处理的果实在短期贮藏期间硬度均明显高于对照。②1-MCP处理后,乙烯释放速率、PG、PME、β-Gal、α-L-Af及LOX等细胞壁酶基因的表达均被明显抑制,在整个试验期内均有明显下降,尤其是在处理后1d,就分别比各自的对照下降了72.0%、72.1%、87.5%、81.8%、90.2%和16.7%,而1-MCP对AM和XET基因的表达没有明显作用。上述结果表明,苹果‘泰山早霞’品种属乙烯极敏感型,1-MCP对于延缓其果实软化具有明显作用,其果实软化可能是PG、PME、β-Gal、α-L-Af及LOX等多种基因协同作用的结果。

苹果3个早熟品种果实发育后期硬度及其相关生理指标的初步研究

以‘泰山早霞’、‘极早红’和‘辽伏’3个早熟苹果品种为试材,研究果实发育期间果实硬度、细胞壁水解酶及淀粉酶活性、乙烯释放量的变化,旨在为探讨果实软化机理提供基本资料,并为早熟苹果品种软化的调控奠定基础。结果表明:①3个参试品种果实发育过程中果实硬度基本均呈下降趋势,但品种间下降的幅度存在明显差异,其中‘辽伏’花后75d硬度的下降幅度为35%,‘泰山早霞’50%,‘极早红’53%;②3个品种果胶甲酯酶(PE)和淀粉酶(Amylase)活性差异不明显,‘泰山早霞’、‘极早红’的多聚半乳糖醛酸酶(PG)、纤维素酶(Cx)活性明显高于‘辽伏’,3个品种PG酶、Cx酶活性变化与其果实硬度变化呈显著负相关;③3个参试早熟苹果品种果实发育过程中,乙烯释放量与PG酶、Cx酶活性呈显著正相关。

极晚熟桃新品种‘齐鲁巨红’

‘齐鲁巨红’桃是以‘寒香蜜’为母本,以‘桃王九九’和‘冬雪蜜’的混合花粉为父本杂交育成的极晚熟新品种。果实近似圆形,果顶圆平或微尖,缝合线明显,平均单果质量375g,最大550g,果实底色为浅黄色,盖色鲜红色,极美观;可溶性固形物含量为14.4%,肉质细脆,味甜,风味浓,品质优,早果,丰产。在山东平邑地区10月中下旬成熟,果实发育期200d左右。

中熟梨新品种‘山农脆’

‘山农脆’是从‘黄金梨’ב圆黄梨’杂种后代群体中选育出的砂梨新品种。果实圆形或扁圆形,平均单果质量445.6g;果皮淡黄褐色,果肉细脆,白色,可溶性固形物15.0%,品质优;果实发育期150d左右,在山东冠县8月底至9月初成熟。