美洲黑杨无性系的生长与抗寒性

美洲黑杨无性系在我国北方栽培往往出现冻害，而影响生长。作者对黑杨基因库中的２１个美洲黑杨无性系的生长与抗寒性的遗传异规律进行了研究，结果表明：二者在无性系间存在极显著差异，相互间呈负相关关系。     

美洲黑杨杂种不同生长势无性系光合特征

以美洲黑杨杂交子代2年生的高(H4)、低(L3)生长势无性系及父本(F)为试验材料,比较其净光合速率(Pn)日变化及对有效光辐射(PAR)和CO2响应等生理特征差异.结果表明:H4,L3,F的Pn日变化曲线没有显著的双峰现象,H4的光合优势主要集中在6:00-12:00之间;光响应曲线数据分析表明:3个系号除暗呼吸速率(rd)外,最大光合速率(Pnmax)、表观光合量子效率(AQY)、光补偿点(LCP)、光饱和点(LSP)等存在显著差异,H4的Pnmax最大,为21.47 μmol·m-2s-1,超过L3达39.42％,其LCP最小,仅15.09 μmol·m-2s-1,LSP值又最大,分别超过L3和F值的17.03％和10.35％;CO2响应曲线数据分析表明:各系号间仅Pnmax有显著差异,羧化效率、CO2补偿点(CCP)、光呼吸速率等差异均不显著,H4的羧化效率略高于L3和F,而CCP则稍低于L3和F,表明高生长势植株在CO2的转化效率和利用效率上稍有优势.高生长势无性系H4利用弱光的能力较强,且能在强光下进行相对高效的光合作用,其光合速率的优势主要集中在上午,日积累的优势更加明显,但对于CO2的吸收利用能力仅略有优势.     

美洲黑杨及其杂种F1不同生长势无性系叶片δ13C和氮素利用效率

以美洲黑杨不同生长势的杂种F1及其亲本为研究对象,通过测定不同冠层叶片的稳定碳同位素组成和碳、氮含量,分析不同生长势美洲黑杨叶片水分利用效率和氮素利用效率之间的差异及其相互关系.结果表明:不同生长势杂种F1的δ13C值及碳、氮含量均差异显著,超亲杂种F1在每个冠层的叶片δ13C值和碳、氮含量均显著大于低亲杂种Ft;美洲黑杨叶片δ13C值与氮含量呈极显著正相关(R2=0.941);叶片δ13C和碳、氮含量存在空间分布差异,树冠上层显著大于中层,下层最小;超亲杂种F1的水分利用效率(WUE)高于低亲杂种F1,但低亲杂种F1的氮素利用效率(NUE)极显著大于超亲杂种F1,WUE和NUE之间呈现显著负相关(R2=-0.652),说明美洲黑杨叶片的水分利用效率和氮素利用效率存在一定的制约关系.     

美洲黑杨无性系物候期的观察研究

该项观察的对象包括４９个美洲黑杨无性系。用多元统计方法处理观测数据，其结构表明：不同无性系的物候期有较大的差异，极差为２５－３０天；用主分量分析法，将４９个无性系分为物候特点各异的４类物候型。     

美洲黑杨生长变异与无性系选择

从美洲黑杨原产地密西西比州、得克萨斯州和路易斯安娜州等地引种了104个无性系,并于1998年春在江苏省泗洪县陈圩林场开展无性系对比试验造林。12年生试验结果表明,来自于密西西比州和得克萨斯州7个产地89个无性系长势较好,路易斯安娜州的15个无性系长势较差。树高、胸径和材积等3个生长性状在无性系间差异极显著,性状遗传力(0.552 3~0.658 7)较高,遗传变异系数(8.26%~31.61%)较大。在入选率为5%,选择强度为2.02条件下,材积生长量的选择增益为50.82%。选择的S3412等5个速生无性系12年平均单株材积生长量为1.021 1 m3,超过对照(CK)品种I-69杨15.05%。     

美洲黑杨无性系苗期初步评价

利用386个美洲黑杨无性系一年生苗高、地径进行方差分析、遗传参数估算发现,各性状在无性系间差异极显著,苗高、地径遗传变异系数分别为24.47%、40.48%,表型变异系数分别为25.77%、41.52%,广义遗传力分别为0.90、0.95,均较大,说明美洲黑杨无性系苗期各性状变异广泛,主要受遗传控制,可进行优良无性系选择。分别以中菏1号、I-69和T-66为对照,采用布雷金多性状综合评定法对美洲黑杨无性系苗高、地径进行综合评价,筛选出77个优良无性系,其群体苗高、地径遗传增益分别为6.14%、8.19%,现实增益分别为6.46%、9.09%,选择效果显著。筛选出的优良无性系可进一步营造区域化试验林,进而选育高产优质、适地适品种的优良无性系。     

美洲黑杨杂交组合评价及优良无性系选择

为选育出适合江汉平原湖区发展的杨树新品种,对来自6个美洲黑杨人工杂交组合的371个F1子代进行造林5年的生长量调查和分析,结果表明:造林5年6个家系的材积大小排序为HB-I>HB-II>HB-III>HB-IV>HB-VI>HB-VII;5年间不同林龄胸径、树高性状方差分析结果表明不同林龄胸径、树高性状在家系间皆存在极显著差异,家系内差异不显著;根据不同家系中无性系的生长表现对6个杂交组合进行评价,选择出2-2×2-9、2-2×2-46和2-2×2-38优良组合3个;基于5年生的材积性状按5%入选率筛选出19个优良无性系,比全部无性系的平均材积提高16.86~44.38%。     

南方型和北方型美洲黑杨幼苗光合作用的日季节变化

在自然条件下,采用Li-6400便携式光合作用测定系统研究了南方型和北方型美洲黑杨在5、7、9月的光合日变化。结果表明:南方型美洲黑杨在5月和9月的净光合速率日变化为单峰曲线,峰值分别为15.79、14.13 μmol·m^-2·s^-1,在7月为双峰曲线,最高峰值为22.03 μmol·m^-2·s^-1;北方型美洲黑杨在5、7、9月的净光合速率日变化一直为双峰曲线,最高峰值分别为13.46、18.08、12.91 μmol·m^-2·s^-1。南方型美洲黑杨仅在生长旺盛的7月存在光合"午休"现象;北方型美洲黑杨在整个生长季均存在光合"午休"现象;南北方型美洲黑杨净光合速率季节变化特点为:夏季(7月)>春季(5月)>秋季(9月);10月份,南方型美洲黑杨净光合速率达到12.70 μmol·m^-2·s^-1,北方型美洲黑杨已落叶。分别对南方型和北方型美洲黑杨5、7、9月的光合有效辐射、气温、空气相对湿度、空气CO₂浓度与净光合速率进行逐步多元回归、偏相关及通径分析,影响净光合速率的主要生态因子是光合有效辐射。     

美洲黑杨无性系苗期光合生理特性研究

研究了9个美洲黑杨无性系的光合生理特性,为优良新无性系的选育提供参考。采用LI-6400便携式光合作用测定系统测定美洲黑杨的光合作用日变化及其光响应曲线,利用非直角双曲线Farquhar模型、二次曲线及直线方式拟合光响应曲线,分析比较光响应特征参数及影响净光合速率因子。结果表明:各无性系的净光合速率均具有明显的日变化规律,tn01-78、tn01-38、tn04-n52呈双峰曲线现象,2个峰值出现的时间在11:00和14:00左右,其余呈单峰曲线,净光合速率最大值出现在12:00左右;不同无性系最大净光合速率、暗呼吸速率、表观量子效率、光饱和点和光补偿点的大小范围分别为20.50~31.42μmol·m-2s-1、1.67~3.19μmol·m-2s-1、0.055~0.279μmol·μmol-1、950.83~1 360.83μmol·m-2s-1和29.03~55.20μmol·m-2s-1;净光合速率(Pn)变化与气孔导度Gs、水压亏缺Vpdl、空气温度Tair和光合有效辐射VPAR呈正相关,与胞间CO2浓度Ci和大气相对湿度(HR)呈负相关;净光合速率与影响因子的相关程度依次为气孔导度>光合有效辐射>胞间CO2浓度>大气相对湿度>空气温度>水压亏缺。     

ACC氧化酶cDNA克隆及其对美洲黑杨体内乙烯产生的反义抑制

利用ＲＴ－ＣＲ技术克降了番茄ＡＣＣ氧化酶基因ＬＥＥＴＨＹＢＲ编码区０．９ｋｂ的ｃＤＮＡ片段,经酶切图谱分析笔序列分析鉴定后,反向插入到植物表达载体ｐＢｉｎ４３８中,构建了表达ＡＣＣ氧化酶反义和ＲＮＡ的二元载体。     

美国丹佛生态廊道丛生美洲黑杨生长量调查与评价

在对美洲黑杨大树调查中新发现一种丛生型生长方式,表明丛生具有极高生长量,每公顷材积可达1055.85 m3。文章对丛生古,树的应用价值(经济性、抗逆性)和学术价值进行了评价,认为如果解决种苗问题丛生造林是一种很有发展前途的丰产栽培方式;此外,还探讨了丛生成因和另一丰产类型--"三出头"。     

杨小舟蛾成虫对5种黑杨无性系的寄主选择行为

为比较杨小舟蛾对不同寄主的选择差异性,利用生物观察法研究了该成虫在5种黑杨无性系寄主间的停靠选择行为和产卵选择行为,验证了5种寄主挥发物对该虫进行寄主选择过程产生的作用。结果表明:不同性别、不同生理状态的成虫对5种寄主的选择率存在差异;雌性个体无论是否交配均表现出对5种样本相同的差异性选择,而雄性个体则未表现出这种选择差异性。在相同虫数下,有更多的交配后雌蛾对寄主做出了选择,与未交配雌蛾选择虫数相比差异显著。杨小舟蛾对碧玉杨的寄主产卵选择性最强,108杨次之,与对照差异显著;其余处理与对照差异不显著。     

烟草和毛白杨次生维管发育相关MYB转录因子分析

[目的]为探讨额河杨和银灰杨天然杂种的起源机制,[方法]应用18对SSR标记,从分子水平上对新疆额尔齐斯河流域杨属植物的种间关系进行分析研究。[结果]表明:(1)SSR系统发育树将整个流域天然杨属植物分为两大类群,即黑杨派和青杨派为一类,白杨派为一类;(2)白杨派派内系统聚类图显示,银白杨、欧洲山杨、银灰杨三个树种均有较大的遗传分化,特别是杂种银灰杨似乎更大;(3)黑杨派和青杨派的UPGMA分类图显示,青杨派和黑杨派分属于2个分支,其中,青杨派内部分化相对简单,分为2支,均为典型的苦杨;黑杨派内部的分化较为复杂,可分为4类,包括典型的欧洲黑杨、额河杨和回交子代。[结论]杂种额河杨具有更多的欧洲黑杨的遗传成分,因此,将额河杨放到黑杨派是正确的。     

香椿无性系苗期生长及早期选择研究

[目的]对香椿无性系的苗期生长进行分析,筛选优良香椿无性系,奠定遗传改良的基础。[方法]以49个香椿无性系为对象,分别于2015、2016、2017年测量其1、2、3 a生株高、胸径,计算材积,对表型性状及其增长量进行方差分析和遗传参数估算,采用独立淘汰法筛选排名前20%的无性系为优良,对中选无性系进行遗传增益等参数估算,并将试验地不同年份特征气象因子与无性系表型性状进行相关分析。[结果]株高、胸径及材积的生长连续3 a在无性系间存在显著差异,且生长性状的遗传变异系数、表型变异系数逐年减小,而变异幅度、重复力逐年增大;3 a生时,株高、胸径及材积的无性系重复力分别为0.55、0.50、0.67,重复力高。2015—2017年,49个香椿无性系之间胸径、材积增长量分别呈显著、极显著差异,3 a生材积与材积、胸径增长量呈高度正相关关系。以3 a生香椿无性系材积及其增长量为2组指标,独立筛选出优良无性系10个,中选无性系群体平均材积大于0.010 4 m~3·株~(-1),增长量大于0.009 7 m~3·株~(-1)。3 a生材积的遗传增益为17.38%,中选香椿无性系的稳定性系数b值均大于1,对年份环境敏感。气象因子-表型性状相关性分析显示,材积与年总降水量、日均降水量有显著正相关关系。[结论]参试香椿无性系间材积差异极显著,选择潜力大;中选的优良香椿无性系遗传增益超过15%,但其在不同年份差异大且稳定性差,这可能与年份降水量有关。     

胡杨基因组片段转化拟南芥表型研究

[目的]本研究旨在探索与挖掘胡杨基因组大片段的潜在功能,发掘具有潜在育种价值的胡杨基因簇。[方法]利用已构建的胡杨基因组BIBAC文库,采用花序浸染法,将胡杨基因组大片段78A2D10导入模式植物拟南芥基因组中。采用抗性筛选、分子检测及表型观察等方法鉴定、分析转化型植株。[结果]共获得15株特异表型的转化植株。与野生型相比,转化型植株主侧茎生长受到抑制,莲座叶面积增大近3倍,叶片数量增多,叶边缘皱缩,抽薹推迟约13周,株高增加近32.0 cm,侧茎发育成次生莲座,植株寿命延长约7周。[结论]胡杨基因组片段78A2D10可延长植株营养生长期及植株寿命,据此推测该基因片段可能与营养生长有关。     

基于CE-AFLP的5个美洲黑杨新品种指纹图谱分析

以5个美洲黑杨新品种(丹红杨、南杨、中林2025杨、中红杨和全红杨)为实验材料,利用CE-AFLP(毛细管电泳-AFLP)技术,采用EcoR I+3/Mse I+3和Pst I+2/Mse I+3引物组合构建指纹图谱,并进行遗传多样性分析.结果表明:从36对引物组合中筛选出12对扩增条带数目多、稳定且清晰的引物进行扩增,共获得条带数877条,多态性条带数315条,平均多态率为35.92％.采用UPGMA法进行聚类分析,相似系数为0.74～1.00;丹红杨与南杨之间的差异较大;在相似系数0.98时,中林2025杨与中红杨和全红杨分为两类,11条稳定特异的条带可以作为鉴别它们的依据;全红杨和中红杨之间未监测到稳定清晰的特异条带,初步认为2个品种在基因组水平上没有明显差异.     

美洲黑杨及其杂种F1无性系光合特性的研究

以美洲黑杨杂种F1代及亲本为研究材料,对叶面积、气体交换指标、气孔特征和Ru BP羧化酶活性等进行测定,以揭示美洲黑杨亲本与杂交子代的光合速率、气孔特征、RuBP羧化酶活性差异及其相互之间的关系,进而探讨美洲黑杨不同生长势子代形成的生物学机理。结果表明:与亲本和低亲子代相比,超高亲子代H1、H2的光合面积(单叶面积和单株叶面积)最大、光合生产率(平均超母本46.22%,超父本66.37%)、叶绿素含量最高(平均超母本280.09%,超父本452.29%)、Ru BP羧化酶活性最大(平均超母本20.79%,超父本58.56%),上、下表皮数量比和气孔频度最大,光饱和点最高(平均为2 189.33μmol·m-2·s-1),而光补偿点、表观量子效率和暗呼吸速率最低,使其具有更广的光强适应能力,高效的光能吸收、转化和碳固定速率,并促进干物质积累和器官形态建成,从而提高生长速度。单株叶面积、光合生产率和叶绿素含量可作为生长量评选的间接指标。     

美洲黑杨表型核心种质库构建

目的 分析美洲黑杨不同类群的表型和生理特点,对比不同取样策略构建的表型核心种质库的有效性和代表性,科学有效地保存和管理种质资源的表型多样性,为美洲黑杨种质资源的深入挖掘和利用提供科学依据,同时为其他物种表型核心种质库的构建提供参考。 方法 基于前期表型生理性状群体结构的分析结果对美洲黑杨种质资源进行分组,通过多重比较分析不同类群的21个表型和生理性状的特点。计算无性系间的欧氏距离,利用组间联接法对每个类群的个体进行聚类,分别采用随机取样、偏离度取样、位点优先取样和性状频率取样策略对无性系进行筛选,构建表型核心种质库,对比分析选择最佳的取样策略。在表型核心种质库的基础上通过添加种质使表型保留比例（RPR）达到100.00%构建表型优化核心种质库,通过比较核心种质库与原始种质库的均值、方差、极差、变异系数和RPR对其代表性和有效性进行评价。 结果 美洲黑杨Was种源个体的高生长量、叶片数和叶片养分含量较高;Iow和Que种源无性系的根系生长发达;Mis、Lou和Ten种源无性系的茎生长量、叶片形态和单叶生长量突出。通过性状频率取样策略构建的表型核心种质库用最少的种质代表了原始种质库的多样性信息,核心种质库的有效性优于随机取样、偏离度取样和位点优先取样策略构建的种质库,最终构建了包括27个种质的表型核心种质库,取样比例为10.47%,均值差异百分率（MD）、方差差异百分率（VD）,极差符合率（CR）、变异系数变化率（VR）和RPR分别为0.00%、80.95%、100.00%、148.94%和90.85%。在核心种质库的基础上添加5个补充种质构建表型优化核心种质库,使RPR达到100.00%,其MD、VD、CR和VR分别为0.00%、71.43%、100.00%和142.19%。通过PCoA分析表明：表型核心种质库和优化核心种质库均具有良好的代表性。 结论 不同类群的美洲黑杨种质资源的根、茎、叶生长性状存在明显差异。通过性状频率取样策略构建的美洲黑杨表型核心种质库和优化核心种质库可以在保留原始种质多样性的基础上,较大限度的降低种质库的规模和冗余度,提高种质库表型变异水平,为有效保存、管理和利用美洲黑杨种质资源提供科学依据。