鹅掌楸配子选择与雄性繁殖适合度

在多父本等量花粉混合授粉的交配实验设计基础上, 利用SSR分子标记对其子代进行父本分析, 研究鹅掌楸的配子选择与雄性繁殖适合度。参试亲本为鹅掌楸2个种的5个单株(鹅掌楸(Liriodendron chinense)2株, 即FY和LS; 北美鹅掌楸(L. tulipifera)3株, 即LYS、MSL和NK)。结果表明: 鹅掌楸的配子选择个体间差异较大。作为母本, NK和LYS倾向于选择异种雄配子, 而MSL和LS则倾向于选择同种雄配子; 在同种雄配子的选择中, NK、LYS和LS倾向于自交, 而MSL则倾向于异交。以北美鹅掌楸为母本时, 北美鹅掌楸与鹅掌楸的雄性繁殖贡献率分别为45.5%和54.5%, 北美鹅掌楸的雄性繁殖适合度为鹅掌楸的0.556倍。以鹅掌楸为母本时, 二者的繁殖贡献率分别为15.6%和84.4%, 北美鹅掌楸的雄性繁殖适合度为鹅掌楸的0.123倍。总体上看, 鹅掌楸的雄性繁殖适合度高于北美鹅掌楸, 鹅掌楸与北美鹅掌楸均表现为自交亲和。     

鹅掌楸配子选择与雄性繁殖适合度

在多父本等量花粉混合授粉的交配实验设计基础上, 利用SSR分子标记对其子代进行父本分析, 研究鹅掌楸的配子选择与雄性繁殖适合度。参试亲本为鹅掌楸2个种的5个单株（鹅掌楸（Liriodendron chinense）2株, 即FY和LS; 北美鹅掌楸（L. tulipifera）3株, 即LYS、MSL和NK）。结果表明： 鹅掌楸的配子选择个体间差异较大。作为母本, NK和LYS倾向于选择异种雄配子, 而MSL和LS则倾向于选择同种雄配子; 在同种雄配子的选择中, NK、LYS和LS倾向于自交, 而MSL则倾向于异交。以北美鹅掌楸为母本时, 北美鹅掌楸与鹅掌楸的雄性繁殖贡献率分别为45.5%和54.5%, 北美鹅掌楸的雄性繁殖适合度为鹅掌楸的0.556倍。以鹅掌楸为母本时, 二者的繁殖贡献率分别为15.6%和84.4%, 北美鹅掌楸的雄性繁殖适合度为鹅掌楸的0.123倍。总体上看, 鹅掌楸的雄性繁殖适合度高于北美鹅掌楸, 鹅掌楸与北美鹅掌楸均表现为自交亲和。     

利用SSR 分子标记对鹅掌楸自由授粉子代的父本分析

利用自行开发的12个EST-SSR分子标记, 采用最大似然法对鹅掌楸(L.chinense (Hemsl.) Sarg.)实验群体3个半同胞家系的180个子代进行父本分析。结果表明, 每个SSR位点的等位基因数为3-7, 平均为4.67; 其平均观测杂合度(Ho)、平均期望杂合度(He)及平均多态信息含量(PIC)分别为0.458、0.635和0.580。利用12个SSR标记可在95%的可信度确定114个子代的父本, 占子代群体的63.3%, 其累积排除概率为98.52%。自由授粉状态下, 鹅掌楸的自交率为1.6%, 而北美鹅掌楸自交率为0, 且种内交配比例大于种间交配。鹅掌楸平均有效花粉散布距离为20-30 m, 最大散布距离为70 m。     

鹅掌楸属(木兰科)次生木质部导管穿孔板的比较研究

利用扫描电子显微镜对鹅掌楸属仅存的2个自然种鹅掌楸和北美鹅掌楸的次生木质部导管穿孔板特征进行了详细的研究。结果显示,鹅掌楸属的2个种均以梯状穿孔板为主,同时存在网状-梯状混合穿孔板。鹅掌楸和北美鹅掌楸的导管穿孔板具有明显差异:(1)鹅掌楸具网状穿孔板,而北美鹅掌楸没有观察到;(2)北美鹅掌楸具单穿孔板,而鹅掌楸在该实验中未发现;(3)北美鹅掌楸具有横隔较粗的梯状穿孔板且横隔数目较多;(4)鹅掌楸的导管穿孔板多数横隔较少;(5)北美鹅掌楸的穿孔板倾斜角度较大;(6)北美鹅掌楸具麻黄式穿孔板的存在,且有纹孔膜残留存在。研究认为,北美鹅掌楸导管分子穿孔板分化较鹅掌楸更为剧烈。     

鹅掌楸不同交配组合子代遗传多样性分析

揭示不同交配类型与子代遗传多样性的关系, 对于林木杂交育种及种子园管理具有理论与实践意义。文章选取来自鹅掌楸、北美鹅掌楸及杂交鹅掌楸的16个交配亲本, 共组配14个杂交组合, 分属5种交配类型, 分别为种间杂交、种内交配、多父本混合授粉、回交、以及自交。每个交配组合随机抽取30个子代, 利用SSR分子标记检测各子代群体遗传多样性以及16个交配亲本间的遗传距离。结果表明, 总体上, 鹅掌楸交配子代群体具有较高的遗传多样性。5种交配类型子代群体中, 遗传多样性水平由高至低的趋势为: 多父本混合授粉子代、种间交配子代、杂种F1与亲本的回交子代、种内交配子代, 自交子代。子代遗传多样性与亲本间遗传距离呈显著正相关, 表明亲本间遗传距离大, 则子代遗传多样性高。相同亲本正反交子代群体的遗传多样性差别不明显。     

鹅掌楸属种间杂种与亲本花粉壁的超微结构的比较观察

以杂种鹅掌楸及其亲本中国鹅掌楸(Liriodendron chinense)和北美鹅掌楸(L.tulipifera)为材料,研究花粉形状及花粉壁的超微结构.结果表明,杂种与亲本间花粉壁超微结构具有明显的差异,它们可作为种间及杂种与亲本的识别与区分的依据.从杂种鹅掌楸与双亲的花粉壁的纹饰的遗传关系来看,前者花粉壁表面皱疣状隆起的纹饰表明,北美鹅掌楸花粉壁纹饰特征在杂种鹅掌楸中得到充分表现.     

鹅掌楸属种间杂种优势与内源植物激素的关系

研究了鹅掌楸属( Liriodendron )种间F1杂种(杂种马褂木 L.chinense × L.tulipifera )及其亲本种(中国马褂木 L.chinense (Hemsl.) Sarg.和北美鹅掌楸 L.tulipifera L.)在生长性状和内源GA1/3、IAA和iPA含量上的差异性.结果表明:(1)杂种马褂木高生长性状杂种优势主要是由节间的相对伸长造成的,鹅掌楸属节间伸长区位于顶芽下第1～3节间,其中第1节间伸长量最大、是产生杂种优势的主要节间; (2)中国马褂木、北美鹅掌楸和杂种马褂木内源GA1/3、IAA和iPA含量差异很大,顶芽下第1节间GA1/3和iPA含量杂种家系分别为两个亲本种中含量相对较高的中国马褂木的133.58%～284.17%和396.64%～1 264.28%.杂种马褂木顶芽下第1节间中GA1/3和iPA含量的大量增加可能与高生长性状杂种优势有关; (3)杂种家系3年生时其苗高生长量排序与顶芽下第1节间中GA1/3和iPA含量排序并不一致,不能以第1节间GA1/3和iPA含量的高低作为预测杂种家系间杂种优势大小的依据.     

利用SSR分子标记对鹅掌楸自由授粉子代的父本分析

利用自行开发的12个EST-SSR分子标记,采用最大似然法对鹅掌楸（L.chinense （Hemsl.）Sarg.）实验群体3个半同胞家系的180个子代进行父本分析。结果表明,每个SSR位点的等位基因数为3-7,平均为4.67;其平均观测杂合度（Ho）、平均期望杂合度（He）及平均多态信息含量（PIC）分别为0.458、0.635和0.580。利用12个SSR标记可在95%的可信度确定114个子代的父本,占子代群体的63.3%,其累积排除概率为98.52%。自由授粉状态下,鹅掌楸的自交率为11.6%,而北美鹅掌楸自交率为0,且种内交配比例大于种间交配。鹅掌楸平均有效花粉散布距离为20-30m,最大散布距离为70m。     

鹅掌楸属种间杂种优势与内源植物激素的关系

研究了鹅掌楸属 (Liriodendron)种间F1 杂种 (杂种马褂木L .chinense×L .tulipifera)及其亲本种 (中国马褂木L .chinense (Hemsl.)Sarg .和北美鹅掌楸L .tulipiferaL .)在生长性状和内源GA1 / 3 、IAA和iPA含量上的差异性。结果表明 :(1 )杂种马褂木高生长性状杂种优势主要是由节间的相对伸长造成的 ,鹅掌楸属节间伸长区位于顶芽下第1～ 3节间 ,其中第 1节间伸长量最大、是产生杂种优势的主要节间 ;(2 )中国马褂木、北美鹅掌楸和杂种马褂木内源GA1 / 3 、IAA和iPA含量差异很大 ,顶芽下第 1节间GA1 / 3 和iPA含量杂种家系分别为两个亲本种中含量相对较高的中国马褂木的 1 33.5 8%～ 2 84 .1 7%和 396 .6 4 %～ 1 2 6 4 .2 8%。杂种马褂木顶芽下第 1节间中GA1 / 3 和iPA含量的大量增加可能与高生长性状杂种优势有关 ;(3)杂种家系 3年生时其苗高生长量排序与顶芽下第 1节间中GA1 / 3 和iPA含量排序并不一致 ,不能以第 1节间GA1 / 3和iPA含量的高低作为预测杂种家系间杂种优势大小的依据     

利用RAPD标记分析北美鹅掌楸与鹅掌楸种间遗传多样性

利用ＲＡＰＤ标记技术对鹅掌楸属（Ｌｉｒｉｏｄｅｎｄｒｏｎ Ｌ．）２个现存种鹅掌楸（Ｌｉｒｉｏｄｅｎｄｒｏｎ ｃｈｉｎｅｎｓｅ （Ｈｅｍｓｌ．）Ｓａｒｇ）和北美鹅掌楸（Ｌｉｒｉｏｄｅｎｄｒｏｎ ｔｕｌｉｐｉｆｅｒａ ｌｉｎｎ．）的遗传多样性进行分析,结果表明：２个种都有较高的遗传多样性,但北美鹅掌楸的遗传多样性水平高于鹅掌楸;鹅掌楸的遗传变异主要来自地理种源内,而北美鹅掌楸的遗传变异主要来自地理种源     

利用EST-SSR分子标记检测鹅掌楸种间渐渗杂交

引进物种常与本土近缘种间发生杂交而导致基因渐渗,进而影响本地种的遗传系统。鹅掌楸(Liriodendron chinense)为我国濒危树种之一,鹅掌楸种间杂交可配性高,近10年来随着北美鹅掌楸(L.tulipifera)的大量引种及杂交鹅掌楸的繁殖推广,鹅掌楸种间发生基因渐渗的可能性大大增加。本文以5个包含鹅掌楸、北美鹅掌楸、杂交鹅掌楸的人工混交林为实验群体,每个群体包含19–130个成年个体及60–117个自然更新小苗或半同胞子代,利用EST-SSR(simple sequence repeat based on expressed sequence tag)分子标记对各子代群体进行亲本分析,探究鹅掌楸种间自然交配方式以检测鹅掌楸种间渐渗杂交;同时,以亲子群体等位基因频率的回归系数作为渐渗系数,定量分析鹅掌楸属种间基因渐渗。结果表明:在研究的5个鹅掌楸混生群体中,均检测到种间渐渗杂交,且渐渗杂交的方向与效应大小在不同群体间有差异。研究还发现,各树种基因渐渗程度与其种群个体数有关,种群个体数越多,其渐渗能力越强。据此,我们还探讨了鹅掌楸种质资源保护策略。     

鹅掌楸属遗传多样性分析评价

以鹅掌楸的冬芽为材料,提取DNA做模板,用14个引物对131个鹅掌楸样本进行RAPD分析,扩增出235个谱带,显示该属植物具有丰富的遗传多样性。结果表明：①中国鹅掌楸群体多态位点百分率为88．98％,北美鹅掌楸91．06％,杂种鹅掌楸89．98％。②中国鹅掌楸遗传变异分量在群体间占33．03％,群体内占66．97％;北美鹅掌楸分别为8.73％和91.27％;主要变异均存在于个体间。③聚类表征图表明杂种鹅掌楸与北美鹅掌楸的遗传距离较近。     

鹅掌楸属（Liriodendron L．）种质‘优酉’的遗传背景研究

应用光学显微镜和扫描电子显微镜,以鹅掌楸[Liriodendron chinense（Hemsl．）Sarg．]、北美鹅掌楸（L.tutipifera L．）及杂种鹅掌楸（L．chinense×L．tulipifera）为对照,对重庆酉阳鹅掌楸（Liriodendron sp．）种源‘优酉’（‘Youyou’）的外部形态特征、叶表皮微形态结构特征和花粉形态特征进行观察比较,并利用RAPD标记技术对‘优酉’的遗传关系进行了分析。结果表明,鹅掌楸属各树种在外部形态上存在差别,但在叶表皮和花粉形态特征上表现出明显的一致性,‘优酉’的各形态特征与鹅掌楸有较多相似性。RAPD标记分析结果表明,‘优酉’的遗传距离与鹅掌楸和北美鹅掌楸较远,但与鹅掌楸的遗传关系相对较近。推测‘优酉’可能是由较原始的鹅掌楸向较进化的北美鹅掌楸过渡的1个中间类型。‘优酉’生长速度快、观赏价值高,可直接用于园林绿化及林木种植。     

鹅掌楸属种间杂种与亲本花粉壁的超微结构的比较观察

以杂种鹅掌楸及其亲本中国鹅掌楸(Liriodendron chinense)和北美鹅掌楸(L. tulipifera)为材料,研究花粉形状及花粉壁的超微结构。结果表明,杂种与亲本间花粉壁超微结构具有明显的差异,它们可作为种间及杂种与亲本的识别与区分的依据。从杂种鹅掌楸与双亲的花粉壁的纹饰的遗传关系来看,前者花粉壁表面皱疣状隆起的纹饰表明,北美鹅掌楸花粉壁纹饰特征在杂种鹅掌楸中得到充分表现。     

鹅掌楸属植物花粉萌发前后壁的超微结构

观察描述了在电镜下中国鹅掌楸（Ｌｉｒｉｏｄｅｎｄｒｏｎｃｈｉｎｅｎｓｅ）和北美鹅掌楸（Ｌ．ｔｕｌｉｐｉｆｅｒａ）２种植物花粉壁的超微结构及其水合后的变化。（１）成熟花粉壁由６层组成,即外壁３层──外层,中层１和中层２,内壁３层──内壁１,内壁２和内壁３。（２）花粉水合时,在内壁３与质膜之间由Ｐ一粒子（多糖－粒子）和被膜小泡参与形成新层。（３）花粉萌发时,由内壁３的一部分和新层突出萌发孔共同形成花粉管壁。（４）新层于花粉管形成早期分成２层──外染色深的果胶层和内电子透明的胼胝质层。