叶序对复叶植物小叶性状变异及内在联系的影响

为了解复叶内小叶性状随叶序的分布格局,以小兴安岭3种具有对生叶序的复叶植物水曲柳、黄菠萝和胡桃楸为研究对象,通过测定复叶内不同叶序位置小叶的叶厚、叶面积、比叶面积、叶干物质含量、栅栏组织厚度(栅)、海绵组织厚度(海)、栅海比以及碳、氮、磷含量,探讨小叶性状随叶序的变异规律及叶序对小叶性状间内在联系的影响。结果表明：3种树小叶的叶面积、叶干物质含量、海绵组织厚度、栅海比随叶序的变化规律主要分为3种：增加、减小、先增加后减小;叶厚、比叶面积、栅栏组织厚度随叶序无明显变化;碳、氮、磷含量随叶序以无明显变化为主。3种树的复叶内部,叶厚、叶面积、比叶面积、叶干物质含量、栅栏组织厚度、海绵组织厚度和栅海比的变异系数和可塑性指数变化范围分别为6.1%～28.6%和0.14～0.70。叶序对小叶性状间的双变量相关关系产生显著影响,小叶干物质含量与比叶面积在水曲柳和胡桃楸不同叶序位置呈现负相关,氮含量与磷含量在水曲柳和黄菠萝不同叶序位置呈现正相关。胡桃楸的一、二级小叶(离叶柄基部最远端为一级小叶)表现为保守策略,七、八级小叶表现为获取策略,而水曲柳和黄菠萝不同叶序位置的小叶未表现出明显不同的生态策略。     

我国棱果花天然主要分布区叶片多样性分析

为了解棱果花(Barthea barthei)种质资源叶片表型的多样性，对棱果花6个种群的139株的叶片性状进行方差分析、相关性分析、主成分分析及聚类分析。结果表明，棱果花种群间和个体间的叶片表型性状存在显著差异，变异系数为0.14～0.84，平均为0.32，说明棱果花叶片性状变异较大。叶面积、叶周长与叶长间的相关系数为0.75～0.99。叶片性状可提取为5个主成分，累计贡献率达88%，其中叶片的面积、周长、宽度、长/宽和叶形是表型变异的主要因素。聚类分析将139株棱果花分为6组，第Ⅰ组包含34株材料，第Ⅱ组7株，第Ⅲ组1株，第Ⅳ组15株，第Ⅴ组37株和第Ⅵ组45株，说明来自不同种群的棱果花植株分散在不同的组中，棱果花叶片表型与来源无显著关系。因此，棱果花叶片表型多样性丰富，其中种群间和单株间具有丰富的多样性，可为棱果花遗传改良和新品种选育提供基础。     

优良单株家系辣木叶的表型性状分析

为挖掘辣木(Moranga oleifera)优良种质资源,对30个优良单株家系的叶片表型性状进行研究。结果表明,除叶形外,辣木不同家系间的叶柄和叶片颜色、复叶数、复叶柄长度和直径、复叶间距、叶长、叶宽均存在不同程度的差异。复叶数与复叶柄长度和直径、复叶间距、叶长、叶宽呈极显著正相关;主成分分析表明,叶长、叶宽、复叶柄长度和直径、复叶间距、叶柄和叶片颜色是区分辣木不同家系最主要的叶片性状指标。聚类分析结果表明,30个辣木家系可分为3大类,叶片表型性状存在显著差异的家系的遗传距离较远。因此,叶柄和叶片颜色、复叶数、复叶柄长度和直径、复叶间距、叶长、叶宽将为直观区分辣木家系提供参考。     

内蒙古扁蓿豆野生资源形态特征研究

对产自内蒙古不同分布区12份扁蓿豆种质资源的12个形态性状进行主成分和聚类分析.结果表明,12个形态性状在材料间都表现显著差异,扁蓿豆种质资源遗传变异丰富;通过多变量的主成分分析,前6个主成分代表了扁蓿豆形态多样性的85.72％,株高、叶面积、叶长、株丛直径、枝条长和千粒重等6个性状是造成扁蓿豆表型差异的主要因素;基于形态性状的聚类分析把12份材料聚为4类,其中第4类MR-12扁蓿豆资源的株高、枝条长和株丛直径明显高于其他类,叶片大且叶量丰富,营养性状表现良好;结实性状中英果长和千粒重较大,综合性状表现较好,可以作为引种驯化和育种的试验材料.     

灰木莲种源幼苗叶片性状表型多样性分析

以越南收集的12个灰木莲（Manglietia conifera Dandy）种源为材料,对叶片形态性状（叶长、叶宽、叶面积、叶周长、长宽比、叶柄）以及微形态特征（气孔器密度、气孔器长、气孔器宽、气孔器面积、长宽比）进行测定,采用方差分析、变异系数、相关分析和主成分分析等方法进行分析。结果表明：灰木莲不同种源间的叶表型性状存在显著差异;种源中,LC2的叶形态性状的平均变异系数最大（22.09%）,TQ2的变异系数最小（12.76%）;叶表型性状中,叶面积的变异系数最大（28.60%）,气孔器宽的变异系数最小（5.19%）;相关性分析结果表明叶表型性状间存在显著或极显著的相关关系,而地理因素中经度与叶周长显著相关,经纬度与叶长宽比呈显著相关,海拔与叶表型性状间的相关性不显著（P<0.05）;主成分分析表明前3个主成分的累计贡献率达到了89.29%,基本代表原始性状的全部信息。灰木莲12个种源经聚类分析在欧式距离5阈值处可分为4类。灰木莲种源间的叶表型性状存在着丰富的变异,纬度对灰木莲叶形态特征有明显影响,灰木莲种源间和性状间的变异程度存在着差异,本研究为灰木莲遗传改良提供理论依据。     

160份外引鹰嘴豆种质主要农艺性状的遗传多样性分析

对引自国际半干旱热带作物研究中心的160份鹰嘴豆种质资源的13个农艺性状进行了评价鉴定,并筛选了特异种质,为我国鹰嘴豆种质资源创新和品种选育提供参考。结果表明,该批鹰嘴豆种质资源具有较为丰富的遗传多样性,7个数量性状的变异系数由大到小分别为主茎分枝数单株荚数百粒重产量株高单荚粒数生育期,6个质量性状的Shannon多样性指数由大到小分别为粒色株型花色种子表面粒形复叶叶型;产量与粒形、单株荚数极显著正相关,与百粒重显著正相关;前4个主成分的累计贡献率为63.417%,其中第1主成分与产量性状和产量有关,第2主成分与生育期有关,第3主成分与形态性状有关,第4主成分与株高和粒形有关;聚类分析在遗传距离为5时将160份资源分为3个类群,其中第Ⅰ类群的株高较高,第Ⅱ类群的产量较高,第Ⅲ类群的籽粒较大;筛选出63份早熟、矮秆、无分枝、多荚、荚粒数多、大粒、高产的特异种质资源。     

北沙柳种质资源居群表型多样性

该研究采用单因素方差分析、巢式方差分析、群落多样性指数分析等方法,以国家北沙柳种质资源库内13个居群的494个无性系为实验材料,通过表型性状(叶面积、叶周长、叶柄长、叶长、叶宽、长宽比、开枝角度、株高和地径)比较分析,探讨居群间和居群内表型分化程度、表型多样性和地理变异,为北沙柳种质资源遗传改良和生产提供理论依据。结果显示:(1)北沙柳表型性状变异丰富,变异系数范围为17.64%~28.79%,平均为22.53%。(2)在13个居群中,居群P2的Simpson、Shannon和Brilliouin平均多样性指数最高,居群P13最低;表型性状中分枝角度多样性指数最大,地径多样性指数最小。(3)表型性状分化系数为0.265 4,即北沙柳种质资源居群间表型变异为26.54%,居群内表型变异为73.46%。(4)主成分分析表明,叶面积、叶周长、叶长、叶柄长和叶宽对分组的贡献率较大;聚类分析将13个北沙柳居群可划分为四组;Mantel检验表明,地理距离与表型距离(欧氏距离)相关性不显著(r=0.192 3,P=0.082)。研究认为,居群内不同无性系的选育是北沙柳定向育种的主要研究方向;边缘居群的表型性状具有形成地理变异的趋势;遗传多样性高是北沙柳适应性强的物质基础。     

结球甘蓝植株相关主要农艺性状 的遗传及相关性分析

利用主要农艺性状上具有显著差异的结球甘蓝高代纯合自交系01-88和02-12杂交获得F1,通过游离小孢子培养获得含有189个基因型的DH群体为试验材料,采用主基因+多基因混合遗传模型对结球甘蓝外叶数、开展度、株高、外叶颜色、外叶长和外叶宽6个与植株相关的主要农艺性状进行遗传和相关性分析。结果表明,在DH分离群体中6个主要农艺性状呈连续的、单峰、偏态分布,说明这些性状为多基因控制的数量性状。除外叶宽和外叶颜色性状受多基因控制外,其余4个农艺性状均受2对主基因+多基因控制。主基因遗传率大小顺序为株高(59.16%)>外叶长(56.56%)>外叶数(55.67%)>开展度(19.56%)。株高、外叶长和外叶数性状具有较高的主基因遗传率,早代选择效果较好。这6个农艺性状间存在一定的相关性,其中外叶数与开展度、外叶长与外叶宽等成对性状呈极显著正相关;外叶数与外叶宽成对性状呈极显著负相关,在育种实践中可利用其相关性实行间接选择。     

内蒙古扁蓿豆野生资源形态学特性研究

对产自内蒙古不同分布区12份扁蓿豆种质资源的12个形态性状进行主成分和聚类分析。结果表明,除荚果形状和种子宽外,其余形态性状在材料间都表现显著差异,扁蓿豆种质资源遗传变异丰富;通过多变量的主成分分析,第一主成分和第二主成分代表了扁蓿豆形态多样性的62.30%,枝条长、叶面积、荚果宽、种子长和千粒重等5个性状是造成扁蓿豆表型差异的主要因素;基于形态性状的聚类分析把12份材料聚为4类,其中第 1类MR-12扁蓿豆资源的株高、枝条长和株丛直径明显高于其他类,叶片大且叶量丰富,营养性状表现良好;结实性状中荚果长和千粒重较大,综合性状表现较好,可以作为合适的材料作为引种驯化和育种的试验材料。     

杜仲种质资源果实主要数量性状变异及概率分级

为更好对杜仲种质资源果实进行评价及描述,丰富数量化、规范化的杜仲种质资源描述系统。本研究以331份杜仲种质资源为材料,对杜仲果实18个主要数量性状进行统计分析和概率分级。结果显示：杜仲果实数量性状变异较为丰富,硬脂酸变异系数最大,为17.88%,其次是种仁大小指数（17.17%）,亚麻酸变异系数最小,为4.64%。经K-S检验,除种仁横径和种仁大小指数Sig值小于0.05外,其余性状均大于0.05,符合正态分布。种仁横径和种仁大小指数呈偏态分布,去除拖尾部分,也近似看作正态分布。对符合正态分布的数量性状统一用（X-1.2818S）、（X-0.5246S）、（X+0.5246S）、（X+1.2818S）4个点分为5级,使1~5级出现的概率分别为10%、20%、40%、20%和10%。本研究初步建立了杜仲种质资源果实数量性状概率分级指标体系,对杜仲种质资源果实性状评价、利用及良种选育具有一定指导意义,同时为我国杜仲种质资源果实性状描述规范和数据标准化的建立提供参考。     

苦豆子表型性状多样性分析及综合评价

该研究以自然分布的内蒙、宁夏、甘肃、新疆、陕西等23个不同地理来源(种源)的野生苦豆子种子及其播种于内蒙古鄂托克前旗同质园内的当年生植株为材料,采用方差分析、主成分分析、聚类分析等方法对种子长、宽、千粒重以及植株的叶长、叶宽、叶面积、叶形指数、苗高、地径及生物量等10个表型性状的多样性进行了研究。结果表明:各个表型性状种源间均呈极显著差异,其中种子表型性状的变异系数为5.24%,植株表型性状的变异系数为18.34%,表明种子性状的稳定性高于植株性状。同时,10个性状的表型分化系数均高于70%,说明苦豆子表型多样性主要来源于种源间的表型变异;各种源苦豆子种子性状的表型分化系数均值高达97.55%,且种长、千粒重分别与采集地经度、纬度和海拔等环境因子呈极显著相关性,说明种子表型性状受环境因素的影响较大;相关性分析显示,苦豆子植株性状叶长(LL)、叶面积(LA)分别与种子性状千粒重(TW)、种长(SL)和种宽(SW)有显著相关性,暗示表型性状中的可遗传变异影响;利用主成分和聚类分析对23个种源苦豆子进行综合评价,筛选出生物量较大、苗高较高、千粒重较重、叶面积较大等综合表现较好的6个种源,共分为两类,分别是DK、JY、WY、WH、ETK和YN,这为苦豆子种质资源定向开发以及选育和栽培提供了一定的理论支撑和基础材料。     

杜鹃红山茶叶片主要性状的遗传多样性分析

为有效评价和利用杜鹃红山茶基因资源、挖掘其优良性状,以37个杜鹃红山茶无性系为研究材料,对14个叶片的表型性状进行测定,分析各性状的变异系数、不同性状间的相关关系,并进行主成分分析和聚类分析研究。结果显示：14个叶片表型性状的变异系数为5.30%～47.00%,平均变异系数为18.52%,表明杜鹃红山茶叶片主要数量性状的变异较大,遗传多样性较丰富。叶长与叶形指数间的相关性系数达0.967,叶面积与叶片干重的相关性系数为0.942,叶柄长和叶柄长/叶长的相关性系数为0.828。14个性状可以综合为5个主成分,前5个主成分累计贡献率达80%,表明这些性状具有较强的代表性。根据系统聚类将37个杜鹃红山茶无性系划分为5个组。     

Geographic differentiation among populations ofArabis serrata Fr. & Sav. (Brassicaceae)

Geographic variation in morphological traits of thirteen populations ofArabis serrata was analyzed to characterize the life history of each particular population in the field. These localities varied in altitude, topography, soil type, humidity, vegetation structure and degree of disturbance. Twelve morphological characters were measured in each plant, and populations were compared using both univariate and multivariate analyses. Populations showed significant differences for most of the traits measured. Principal component analyses revealed a significant differentiation among populations although a continuous variation for some traits was noted. Length of capsules and leaf length of inflorescence's stalks were correlated with the number of frost free days and with temperature, precipitation and number of days of the growing season. The number of rosettes was also correlated with the same variables but negatively. Seed weight was correlated positively with altitude but negatively with temperature and length of the growing season. Populations were also differentiated according to soil conditions and disturbance regimes distinguishing different types of populations: I) populations with many small rosettes, and few heavy seeds per capsule in volcanic soils with low disturbance; ii) plants with many small seeds and few rosettes in very disturbed localities along asphalt roadways and mountain trails; and iii) large plants with intermediate seed size and intermediate number of seeds per plant in limestone and serpentine soils under different conditions of disturbance. Populations ofA. serrata displayed a complex pattern of differentiation in morphological and life history traits in relation to several biotic and abiotic factors. The quantitative nature of the differences among populations ofA. serrata observed in the field deserves further studies (e.g., quantitative genetics and phenotypic plasticity) under controlled conditions in order to assess the extent of differentiation within this species complex.     

杉木人工林下原生与引入树种叶性状变异特征

叶性状在表征植物资源利用和生存策略方面具有重要作用。构建异龄复层林是改造人工纯林的有效措施,探究引入与原生树种叶性状变异有利于林下伴生树种的筛选。研究了引入乔灌木树种(如闽楠、蚊母树等13个树种)与原生乔灌木树种(苦槠、红紫珠等6个树种)的叶片形态、光合色素、碳氮磷生态化学计量和非结构性碳水化合物特征。结果表明:(1)总体上引入与原生乔木和灌木树种的叶形态性状差异较小,原生乔木的叶长和比叶面积显著小于引入树种与原生灌木。引入与原生树种间光合色素具有显著差异,引入乔木叶绿素含量显著高于原生乔木,不同功能群植物的比叶面积.叶绿素关系格局存在策略位移现象。引入树种叶碳含量显著大于原生树种,叶氮和叶磷含量显著大于原生乔木;引入树种和原生灌木的碳、氮、磷养分含量的变异系数较大;引入与原生树种叶碳氮磷生态化学计量没有一致变化规律。引入灌木叶可溶性糖含量、原生灌木淀粉含量均显著高于乔木树种,灌木的非结构性碳水化合物总量也显著高于乔木。(2)引入与原生树种叶性状呈显著协同变化趋势。所有叶性状中,比叶面积、叶绿素含量、叶氮含量、叶磷含量在乔木和灌木中均呈极显著正相关关系。主成分分析显示,引入乔木和灌木树种的叶性状接近,引入树种与原生灌木之间叶性状差异相对较小,但与原生乔木间的叶性状差异较大。总体上引入树种的叶性状与原生树种具有趋同适应特征,但不同生活型植物叶性状在林下弱光环境中仍产生一定分异,引入灌木可能比引入乔木更适应杉木林下生境。     

高寒草甸高原早熟禾个体性状对放牧与围封的响应

植物对放牧的响应是植物在响应过程中为生存和繁殖所形成的适应策略,研究植物表型反应对揭示草原生态系统的放牧响应机制具有重要意义。以青藏高原高寒草甸主要植物高原早熟禾(Poa alpigena)为研究对象,通过放牧和围封试验,研究其个体性状对放牧与围封的响应,旨在为草原生态系统放牧机制提供理论依据。结果表明:1)在长期放牧干扰下,除叶片数和根重外,其他性状株高、分枝数、叶长、叶宽、叶面积、茎粗、茎长、根长、根粗、穗长、总叶质量、单叶质量、茎重、穗重、全株重均出现显著变小的特征(P0.05);而短期围封对于高原早熟禾叶长、叶宽、总叶质量、单叶质量、茎重、穗重、根重等功能性状的恢复效果并不显著(P0.05),表明放牧退化草原植物性状具有保守性;2)通过构建高原早熟禾性状可塑性变化谱,发现穗重、茎重、全株重、分蘖数、茎长、株高等可塑性幅度较大,为放牧响应的敏感指标,叶片数、叶宽、茎粗、根粗的可塑性变化幅度较小,为惰性性状。     

树冠位置对香樟叶形态性状和异速生长关系的影响

为深入了解树冠位置对植物叶形态性状的影响,在常绿乔木香樟树冠上下2层和东南西北4个方位开展调查取样,系统分析了不同树冠位置间叶形态性状(叶长、叶宽、叶厚、叶柄长、叶柄直径和叶形指数)及其异速生长关系的差异性。结果表明,叶形态性状在不同树冠方位间均差异显著,但上下2层变化趋势不完全一致。在树冠上层,除叶形指数和叶炳长外,其余4个性状均表现为东侧最大。在树冠下层,除叶形指数外,其余5个性状指标均表现为东侧最小。在同一方位上,叶形态性状在上下2层间也存在一定差异,其中叶形指数多为下层高于上层,而其他形态性状多呈相反趋势。此外,树冠层次和方位的交互作用对叶片长、叶片厚、叶柄长和叶柄直径有显著影响。各层次和各方位叶形态性状间多为异速生长关系(即异速生长指数不等于1),且多无显著差异。在所有树冠层次和树冠方位,叶宽与叶厚、叶宽与叶炳长、叶长与叶厚及叶长与叶柄长之间均呈异速生长关系。可见,树冠位置对香樟叶形态性状的影响较大,但形态性状间的异速生长关系相对稳定,这是香樟叶形态性状表型可塑性和内在关系稳定性的重要体现。     

桉树及其杂交种叶片形态的遗传变异特征

为了解桉树重要性状在杂交种亲本、子代间的遗传变异规律,以尾叶桉(Eucalyptus urophylla)为母本、粗皮桉(E. pellita)和细叶桉(E. tereticornis)为父本、8个全同胞杂交子代为材料,对亲本和子代的叶片形态性状进行了分析。结果表明,亲缘关系近的尾叶桉和粗皮桉的叶片性状大多无显著差异;但他们与亲缘关系远的细叶桉间的差异显著;尾粗桉与父母本间的性状无显著差异或仅与母本差异显著,属偏父本型;尾细桉与双亲间的多数性状都差异显著,且多偏向于母本。在树种内的家系间或个体间,叶片数量性状差异显著,而质量性状仅叶面革质厚度、叶面朝向差异显著;杂交种家系部分性状有超亲现象,且尾细桉家系超亲频率显著高于尾粗桉。叶长、叶长宽比、形状因子、叶色、叶面革质是区别叶片形态特征的决定性状。     

同质园栽培下的湖南鱼腥草居群叶表型性状多样性分析

将采自湖南的20个鱼腥草(Houttuynia cordata Thunb.)居群栽培于同质园内,通过测定9个叶片表型性状和6个叶片相对性状,采用方差分析、变异系数、相关性分析、主成分分析以及聚类分析等方法,对鱼腥草居群叶片形态的变异特征进行研究。结果表明:(1)同质园栽培的20个鱼腥草居群叶片15个表型性状均存在显著差异,居群间差异大于居群内差异;(2)居群内叶性状的平均变异系数变化幅度为5.63%~9.08%,说明居群内多样性程度较低,其中株洲攸县居群(P16)变异系数最高(9.08%),怀化溆浦居群(P3)变异系数最小(5.63%);(3)15个叶性状的平均变异系数变化幅度为3.71%~10.28%,说明各性状的多样性程度也较低,其中叶面积变异系数最大(10.28%),叶宽与叶中部宽之比(W_2/W_4)的变异系数最小(3.71%);(4)相关性分析显示,叶面积与叶宽、叶中部宽、叶长、叶基至叶宽处的距离、叶柄长都呈现出显著正相关,与叶尖夹角呈显著负相关,而与叶基夹角关系不大;(5)叶片15个性状中前3个主成分的贡献率为83.66%,聚类分析可将20个居群划分为心形、小心形、狭心形和大心形4类,呈现出间断分布的地理格局;(6)同质园实验说明叶表型性状多样性主要是由遗传物质决定的,对其多样性分析能为优良种质资源的选育提供理论依据。     

小叶锦鸡儿天然居群叶形态性状变异研究

为揭示小叶锦鸡儿(Caragana microphylla)天然居群叶形态性状的变异规律及其生态适应性特征,该研究以10个小叶锦鸡儿天然居群为对象,通过多重比较、巢式方差分析、相关性分析、聚类分析和主成分分析等方法,对7个叶形态性状进行分析。结果表明：(1)小叶锦鸡儿叶形态性状在居群内和居群间均存在极显著差异(P < 0.01),平均变异系数为10.13%,不同性状的变异幅度为6.23%~12.78%;平均叶形态性状的表型分化系数为43.62%,居群内变异(30.09%)大于居群间变异(24.91%),说明居群内是其叶形态性状变异的主要来源。(2)相关性分析表明,环境因子对小叶锦鸡儿的叶形态性状变异有很大的影响,在地理空间上主要呈现出沿海拔梯度的变异模式;主成分分析的结果显示,小叶宽、叶柄宽和叶柄长对小叶锦鸡儿叶形态变异起主导作用;利用欧式距离对小叶锦鸡儿居群进行UPGMA聚类分析结果显示,基于叶形态性状和环境因子可分别将小叶锦鸡儿10个居群分为3类和2类,Mantel检验结果表明,小叶锦鸡儿的叶形态性状变异不存在地理连续性。研究结果为小叶锦鸡儿的适应性进化和开发利用提供了理论依据。