SRAP标记对甜菜抗根腐病品种的遗传多样性分析

为进一步鉴定分析抗根腐病的优良甜菜品种,为日后选育种植优良抗病甜菜品种提供依据,本研究采用田间调查与分子标记相结合的方法,利用10对SRAP引物组合对11份国内外品种进行分子标记检测,通过SRAP-PCR扩增,共产生85条扩增带,65条多态性条带,平均多态性百分比为76.5%。平均遗传距离为0.5057,平均遗传相似系数为0.6031。田间调查结果显示,国外品种根腐病感病率为2.9%~4.2%,国内品种根腐病感病率为2.0%~3.1%,参试的国内品种根腐病感病率普遍低于国外品种。按照UPGMA方法进行聚类分析,在遗传距离0.20处,可将11份供试材料分为3个类群。结果表明,参试的国内品种的抗根腐病性较好于国外品种,抗根腐病性较好的品种有‘TY301’(国内)、‘TY303’(国内)、‘CK-TY312’(国内)、‘HI055’(国外)。SRAP分子标记对于甜菜抗根腐病性较好的品种的划分具有参考价值。

林木种质资源调查技术规程研制

论述林木种质资源调查的目的意义,提出林木种质资源调查工作的指导思想、原则,明确了调查对象和调查内容;规定相应的技术要求和实施程序,构建了调查规程的整体框架,研制了一套完整的调查技术措施;规范和制定了成果报告的结构、质量监督和检查验收标准。提出建立长期的、持续的林木种质资源监测评估体系,实现林木种质资源动态监测、高效管理和可持续利用。

皂荚EST-SSR分子标记开发与分析评价

本研究旨在开发皂荚EST-SSR分子标记,为今后皂荚种质资源评价与分析提供基础。首先通过对已公布的皂荚转录组数据进行拼接得到41003个Unigenes,总长度70.4 Mb,平均长度1716 bp,N50为2533 bp。进一步在7009个Unigenes中检测到8494个EST-SSR位点,其中1200条Unigenes含有2个及以上的SSR位点,复合型SSRs有369个。针对所有EST-SSR位点设计得到6494条特异性引物,随机挑选60个位点进行试验验证与分析,其中44对引物可扩增出特异性片段,17对具有多态性,PIC值范围为0.195~0.742,均值为0.501,且大部分多态性位点位于UTR区域。通过对皂荚近缘种进行跨种PCR扩增试验,结果显示在开发的44对有效引物中,9个近缘种美国皂荚、日本皂荚、绒毛皂荚、滇皂荚、华南皂荚、小果皂荚、野皂荚、肥皂荚和美国肥皂荚分别有32、31、23、24、7、40、25、18和18对引物可获得有效扩增片段,说明EST-SSR标记在皂荚近缘种之间具有良好的通用性。研究表明利用转录组数据挖掘的EST-SSR位点具有扩增稳定、多态性良好、近缘种间通用等优点,是林木物种开发分子标记的有效途径之一。

不同种源鹅掌楸抗寒性综合评价

采集鹅掌楸Liriodendron chinense 4个种源的秋季和冬季的枝条和叶芽,测量抗寒生理指标,使用隶属函数分析法综合评价种源的抗寒性。结果显示:鹅掌楸不同种源的各抗寒生理指标均表现出明显的季节变化。具体为,鹅掌楸冬季叶芽中的丙二醛质量摩尔浓度、可溶性蛋白质量分数、超氧化物歧化酶(SOD)活性、可溶性糖质量分数、脯氨酸质量分数均高于秋季叶芽,相对电导率和含水量均低于秋季叶芽。根据测量的生理指标数据,计算出鹅掌楸4个种源的隶属函数值作为抗寒性的综合评价值,大小分别为云南勐腊0.021,贵州黎平0.286,安徽大别山0.834,浙江富阳0.488。对4个鹅掌楸种源的抗寒性进行了综合排序:安徽大别山>浙江富阳>贵州黎平>云南勐腊。对各抗寒生理指标与隶属函数值进行相关性分析,结果显示:相对电导率、含水量均与隶属函数值呈显著性负相关,脯氨酸质量分数分别与隶属函数值呈显著性正相关。在今后的鹅掌楸抗寒性评价时,上述指标可以被用作较好的评价指标。

低温胁迫下鹅掌楸抗寒性相关基因的差异表达分析

对4℃和-30℃低温条件下引种自安徽大别山的1株鹅掌楸〔Liriodendron chinense（Hemsl.）Sarg.〕植株顶芽总RNA进行了数字基因表达谱构建和差异表达基因筛选,并对筛选出的抗寒性相关基因进行了实时荧光定量PCR分析。结果表明：获得的总RNA样品质量符合实验要求。数字基因表达谱分析结果表明：每个样品的质量控制后序列的总长度均在0.5 Gbp以上,碱基错误率为0.01%,Q20值超过99%,Q30值为96.99%~97.23%,GC含量为44.97%~47.06%,并且每个样品比对成功的序列条数占质量控制后序列总数的百分率均在90%以上。差异表达基因筛选结果显示：共发现9个与鹅掌楸抗寒性有关的差异表达基因,分别为HSP、MYB、NAC、AP2、Zinc finger、WRKY、FAD、Phospholipase和β-amylase基因。实时荧光定量PCR分析结果表明这9个基因共有3种表达模式,其中,HSP和FAD基因的相对表达量均随着温度的降低而减少,表现为基因下调表达;AP2、NAC和Zinc finger基因的相对表达量随着温度的降低而增多,表现为基因上调表达;而β-amylase、WRKY、Phospholipase和MYB基因的相对表达量则表现为4℃时增加、-30℃时减少。从基因的相对表达量来看,最大相对表达量超过5的基因有NAC和WRKY,介于2~5之间的基因有AP2、Zinc finger、β-amylase和MYB,低于2的基因有Phospholipase、HSP和FAD。结果显示NAC和WRKY基因可能在鹅掌楸的抗寒过程中起主要作用。

中国广义金合欢属植物亲缘关系的分子分析

通过ITS-rpl16序列和mat K序列的分子分析,对中国现有金合欢属的各亚属间的亲缘关系进行了研究,结果表明:我国现有广义金合欢属的14个种大致被聚为相思亚属、皮刺亚属和金合欢亚属3大类,原产中国的3种皮刺亚属的种聚成1支,表明印度金合欢和羽叶金合欢关系更近,二者再与儿茶形成姐妹类群。基于选自美洲、非洲、澳大利亚和中国乡土种(印度金合欢、羽叶金合欢和儿茶)共40个金合欢属种和1个外类群的mat K序列建立的系统发育树表明:皮刺亚属和相思亚属的亲缘性关系比与金合欢亚属的亲缘关系更近,相思亚属和金合欢亚属均是单系类群,而皮刺亚属属于并系类群;中国的几个乡土种都与非洲一些种的亲缘关系较近,聚为1支。

SRAP标记对甜菜抗褐斑病品种的聚类分析

为进一步鉴定分析抗褐斑病性较好的国内外甜菜品种,为日后筛选、繁育优良抗病品种提供依据,本研究采用田间调查与分子标记相结合的方法,利用筛选出的12对SRAP引物组合对25份国内外品种进行分子标记检测,通过SRAP-PCR扩增,共产生扩增带104条,67条多态性条带,平均多态性比为64.4%。遗传距离平均为0.4670,遗传相似系数平均为0.6269。田间调查结果显示:褐斑病级数为2的品种有9个,褐斑病级数小于2的品种有3个。聚类分析结果显示:在遗传距离0.20处,可将25份供试材料分为3个类群,其中第一类群又分为2个亚类。聚类结果与田间调查结果相一致。结果表明,‘TY305’(国内)、‘TY309’(国内)、‘w5-1’(国内)抗褐斑病性较好,SRAP分子标记用于划分甜菜抗褐斑病性的品种有一定参考价值。

甜菜根产量和含糖率性状的QTL定位

为了进行目的基因克隆等进一步的研究,选育高产、高糖、抗病的新品种,由‘JV34-2’和‘2B023’杂交获得F2代群体200株甜菜为材料,利用123个SRAP标记和18个SSR标记,对甜菜的根产量性状和含糖率性状进行QTL定位分析。利用完备区间作图软件QTL icimapping3.1,共检测出根产量和含糖性状的17个QTLs,定位于已构建的遗传图谱的6个连锁群中。根产量性状定位了7个QTLs,LOD值为2.5322~4.0098,可解释变异为4.5704%~12.3782%。含糖率性状定位了10个QTLs,LOD值为2.5385~10.8314,可解释变异为2.3482%~19.3828%。本试验是国内甜菜重要经济性状定位研究中获得QTL定位位点最多的。

濒危树种五莲杨种群结构与动态特征

五莲杨(Populus wulianensis)为山东特有种,属于极小种群野生植物。以昆嵛山国家级自然保护区内的五莲杨种群为研究对象,旨在通过建立静态生命表,绘制种群存活曲线来描述其种群的结构特征,使用4个生存函数进行种群的生存分析,运用数量动态指数定量描述种群的数量动态特征,并采用谱分析方法揭示种群年龄结构更替过程的周期性和结构的波动性。结果表明:(1)五莲杨种群龄级结构呈基部极宽顶部狭窄的金字塔形,种群存活曲线趋近于Deevey-Ⅲ型,幼龄个体数量丰富但存活率极低,种群增长性低;(2)死亡率和消失率曲线呈现"降低-增长-降低-增长"的复杂动态变化,种群在Ⅰ龄级死亡率最高;(3)生存分析表明该种群生存力低,具有前期锐减,中期和后期衰退的特点,呈现衰退特征;(4)种群数量动态指数显示种群呈增长趋势,但种群稳定性差且抗干扰能力弱;(5)谱分析表明该种群除受到基波影响外还受到个别小周期波动的显著影响。繁殖策略、有限的空间和资源是限制五莲杨种群增长的主要因素。建议对五莲杨种群进行原地保护的同时,通过输入实生苗防止种群在多个世代后因无性繁殖而导致抗性和遗传多样性降低。

水曲柳FmJAZ1基因在非生物胁迫中的响应模式和激素诱导表达分析

克隆FmJAZ1基因,明确其在低温和NaCl胁迫中的响应模式和激素诱导下的转录表达特性。通过基因克隆的方法得到水曲柳中的FmJAZ1基因,利用生物信息学软件对所得到的序列进行分析并构建系统进化树,对水曲柳FmJAZ1基因进行了时空表达特异性的分析,对根、茎、叶、芽、雄花、雌花、种子等7个部位以及在5-9月5个月份分别取样,对水曲柳进行低温(4℃)和盐胁迫(200 mmol/L NaCl)2种非生物胁迫处理以及脱落酸(ABA)、赤霉素(GA3)、生长素(IAA)、茉莉酸(JA)、水杨酸(SA)等激素信号诱导处理,然后对试验材料进行荧光定量分析。克隆出全长为684 bp的核苷酸序列。生物信息学软件分析得到JZA1基因具有完整的开放阅读框,编码227个氨基酸,JAZ1蛋白不含有信号肽,不属于跨膜蛋白,为不稳定亲水性蛋白。时空表达结果显示,FmJAZ1基因在茎中表达量最高,且在8月份表达量最高;非生物胁迫结果表明低温处理后FmJAZ1在6h、24h表达量较高;而NaCl处理后,在24 h表达量较高,且该基因响应低温胁迫较NaCl胁迫迅速;激素信号诱导结果显示,处理后不同时间,基因表达量变化较为明显,其中GA3处理后3h最为明显,为对照组的77.3倍,分析了FmJAZ1基因在低温、NaCl胁迫和激素诱导下的表达模式。FmJAZ1基因充分响应了逆境胁迫和激素信号诱导,通过蛋白和基因层面对逆境进行响应,JAZ蛋白在其中起到了桥梁的作用,并扮演了重要的角色。

SSR标记对甜菜抗褐斑病品种的聚类分析

为了选育、鉴定抗褐斑病较好的国内甜菜品种,分析抗褐斑病品种的亲缘关系,本试验利用筛选出的多态性较好的14对SSR引物组合对17份甜菜品种进行亲缘关系分析,采用MEGA 3.1软件和Excel 2007获得遗传距离并绘制聚类图,结合分子标记和田间调查结果进行抗褐斑病性调查和聚类分析。分子标记结果显示:共产生99条扩增带,其中81条具有多态性,平均多态率为81.8%。平均遗传距离和遗传相似系数分别为0.4601和0.6312。聚类分析结果在0.2遗传距离处,供试材料可分为5个类群,第一类群包括两个亚类。分子标记结果表明:17份供试材料遗传多样性较丰富。田间调查结果表明,有5个品种抗褐斑病性较好。聚类结果可见,SSR对于甜菜抗褐斑病品种的遗传基础分析和聚类划分有参考作用。

我国林木种质资源调查现状与策略研究

林木种质资源是林业生产力发展的基础性资源,也是国家战略性资源。世界发达国家对林木种质资源十分重视,我国也将林木种质资源列为林业工作的重中之重。林木种质资源调查、保护和利用关系到提高森林质量和林业生产力,关系到社会经济发展对优质、高效和多样化林业产品的需求,关乎国家林业战略目标实现以及我国生态、木材和粮油安全。文中根据目前全国林木种质资源调查工作进展及成果,结合贵州省铜仁市实际情况,分析、讨论我国林木种质资源调查工作现状和存在的问题,进一步明确林木种质资源调查的方法、目标任务和保障措施,对如何加强林木种质资源保护和利用提出建议。

刺槐和多花刺槐的有性生殖特性

为准确掌握刺槐(Robinia pseudoacacia L.)和多花刺槐(Robinia neo-mexicana var.luxurians Dieck)开花结实有性生殖生物学特性,为杂交育种奠定基础,对这两种刺槐的开花物候期、花器官形态结构、人工控制授粉结实率、自然授粉结实率、自花授粉结实率、孤雌生殖结实率、子房胚珠数和空胚率等开展了观测和试验研究。结果表明,刺槐和多花刺槐在鲁中至鲁南地区的开花物候期在4月下旬至5月上旬;刺槐始花期只有1 d,盛花期2 d,末花期2~3 d,而多花刺槐始花期2 d,盛花期3 d,末花期4 d;雌、雄蕊异熟;刺槐自然授粉结实率个体之间差异显著,平均结实率为26.02%,而多花刺槐自然授粉结实率极低,平均仅为0.11%,因此只适宜做杂交父本;刺槐种内无性系之间人工控制异花授粉结实率平均只有1.7%,而刺槐种间人工控制异花授粉结实率只有0.21%;刺槐自花授粉和孤雌生殖结实率分别是1.8%和0;刺槐每个荚果胚珠数平均18个,空胚率很高,平均达53.94%,而多花刺槐每个荚果胚珠数平均22个,空胚率极高,平均达87.61%;刺槐自胚珠受精至种子生长发育成熟需要80~90 d,而多花刺槐仅需要70~80 d。