中国林木遗传资源保护现状分析

复杂多样的地理条件形成了各具特色的地理区域,同时也孕育了我国众多的森林类型和极为丰富的林木遗传资源。作为国家的基础性战略资源,我国拥有木本植物8 000多种,其中具有重要经济价值的树种约1000种,同时具有7个特有科、239个特有属和约1 100个特有种。为对我国林木遗传资源保存状况进行全面的了解和分析,对我国林木遗传资源的原地、异地及设施保存状况,资源破坏、流失状况及相关的法律法规进行了总结,对目前存在的问题进行了分析,并提出了初步的建议,为合理、有效的保护林木遗传资源提供了参考。

丹红杨×通辽1号杨杂交子代苗期抗旱性初步评价

杨树是重要的用材林和防护林树种,土壤干旱不仅影响杨树正常生长发育,甚至降低木材产量与品质。评价杨树全同胞家系抗旱性,筛选抗旱指标,对培育抗旱新品种、干旱土地的利用及生态环境建设具有重要意义。本研究以123个丹红杨×通辽1号杨杂交子代无性系为材料,采用盆栽控水试验,在中度干旱胁迫下,测定植株的生长、光合、叶形和水分生理等12个指标;建立田间试验林,测定一年生田间生长量。结果表明,干旱胁迫对杂交子代各指标均有极显著影响(P<0.01),其中气孔导度(Ga)变异系数最大。相关性分析发现,各抗旱性状之间呈现不同程度的相关性。利用主成分分析法和隶属函数法进行苗期抗旱性综合评价,将杂交群体划分为干旱敏感型、中等抗旱型和高抗旱型3种类型,分别包含30个、73个和22个无性系,DX-27、DX-4、DX-3等10个无性系抗旱性强于父本通辽1号杨,其中无性系DX-55和DX-81抗旱性D值(均为0.60)最大,抗旱能力最强。逐步线性回归分析和相关性分析表明基径(D)、净光合速率(Pn)、气孔导度(Ga)和蒸腾速率(Tr)对抗旱性影响显著,可作为苗期抗旱性评价指标,其中Ga对抗旱性直接效应最大。采用布雷金多性状综合评价法对杂交子代田间生长性状综合评价,将杂交群体划分为4级,亲本丹红杨和通辽1号杨分别隶属优级和差级,6个抗旱性强于父本通辽1号杨的无性系(DX-76、DX-78、DX-53、DX-55、DX-3、DX-20)隶属优级和良级,初步筛选为抗旱速生材料。本研究为杨树抗旱遗传改良及苗期抗旱性鉴定提供理论依据。

美洲黑杨群体结构分析及核心种质库构建

【目的】利用SSR分子标记技术研究美洲黑杨种质资源的群体结构,构建美洲黑杨核心种质资源库,为美洲黑杨种质资源的科学管理、高效利用和有效保护提供理论依据。【方法】利用15对SSR引物,分析美洲黑杨6个种源23个采样点的338个个体的遗传结构。应用GeneAlEx 6.503等软件计算等位基因数(N a)、有效等位基因数(N e)、Shannon’s信息多样性指数(I)、观测杂合度(H o)、Nei’s遗传多样性指数(H)和多态信息含量(PIC)等遗传参数,并进行主坐标(PCoA)分析。采用分组的逐步聚类方法结合位点等位基因数目最大化法和位点稀有等位基因优先相结合的取样策略构建核心种质库,并在核心种质库的基础上补充种质个体使等位基因保留比例达到100.00%,形成优化核心种质库。通过对相关遗传参数的t检验和PCoA分析验证核心种质库和优化核心种质库的有效性。【结果】美洲黑杨群体结构研究结果表明6个种源群体被划分为3大类型,即分布在圣劳伦斯河流域的Que种源的个体和哥伦比亚河流域的Was种源个体归为一类;分布在密西西比河中下游流域的种源个体(Mis、Lou、Ten)大致归为一类;分布在密西西比河上游的Iow种源的个体单独分为一类。基于群体结构分组筛选出19份核心种质,占原始种质的5.62%,等位基因数的保留比例为79.83%,N e、I、H o、H、PIC遗传参数的保留比例分别为102.75%、103.39%、125.31%、104.72%和105.27%,通过t检验和PCoA分析表明核心种质库具有代表性。通过在核心种质库中添加包含缺失等位变异基因的15个补充种质,构建包括34个个体的优化核心种质库,取样比例为10.06%,等位基因保留比例为100.00%,其他遗传参数N e、I、H o、H、PIC的保留比例分别为107.94%、110.93%、119.48%、107.52%和109.19%,t检验和PCoA分析结果均表明优化核心种质库的遗传多样性与原始种质库之间没有显著差异,包含的遗传信息优于核心种质库。【结论】美洲黑杨种质资源群体的6个种源分为三大类型:北方型美洲黑杨(Que、Was)、中间型美洲黑杨(Iow)和南方型美洲黑杨(Mis、Lou、Ten)。通过多种策略相结合构建的核心种质库和优化核心种质库的遗传多样性与原始种质库之间不存在显著差异,能够良好地代表美洲黑杨资源群体的遗传多样性。构建的优化核心种质库在保留原始种质库更多遗传多样性信息的基础上,去除遗传冗余,有利于美洲黑杨资源的有效保护和科学利用,为杨树育种工作奠定基础。

杉木高世代育种亲本选择和新品系创制

针对杉木高世代遗传改良的现实需求及遗传育种可行性,中国林业科学研究院林业研究所联合江西省林业科学院以及中国林业科学研究院亚热带林业实验中心等单位于2017年启动了杉木高世代育种亲本选择和新品系创制研究。研究团队立足“十二五”国家杉木育种项目研究基础及前期布设的较为完备的种源试验林、子代测定林、无性系测定林,通过4年的连续攻关,在杉木高世代育种、长期遗传改良及良种高效繁育技术方面取得系列研究成果,系统推进了江西省乃至全国杉木育种进程。