基于种实性状的无患子天然群体表型多样性研究

无患子(Sapindus mukorossi Gaertn.)是我国长江以南地区传统的重要绿化树种,其果皮富含皂苷,种仁富含油脂,是国家林业局审定的新型木本油料树种之一。为揭示无患子群体间和群体内种实表型性状变异式样,采用单因素方差分析、巢式方差分析、相关分析和主成分分析等方法,对无患子13个天然群体的10个种实表型性状进行比较分析,研究其群体间和群体内种实表型多样性以及表型变异与地理生态因子间的相关性。结果表明:无患子种实表型性状变异系数平均为7.34%,在群体间和群体内均存在丰富的表型变异。表型性状分化系数平均为62.21%,群体间变异(39.93%)大于群体内(27.46%),是无患子种实表型性状变异的主要来源。多数性状在群体间差异显著,不同程度的表现出边缘群体易于分化的特点,但地理变化规律不连续,而在群体内不同性状的差异性亦不一致。种子形态受群体地理生态的影响较果实形态大,西北部群体种子趋于椭圆形,东部、南部则趋于圆球形;地理纬度、年平均气温与多数种实性状间呈显著相关,是无患子种实表型性状变异的主要地理生态影响因子。可见,无患子种实表型性状在群体间、群体内变异都较为丰富,这些变异是由遗传和环境因素共同作用的结果。群体间和群体内多层次的变异为无患子优良种质资源保育和利用提供了物质基础。     

不同产地无患子果皮皂苷含量的地理变异研究

通过对不同产地无患子果皮皂苷含量的测定分析,结果表明,14个产地间果皮皂苷含量差异显著,平均含量为8.85%。果皮皂苷含量与产地经度间存在显著性正相关,东西部产地果皮皂苷含量差异明显,西部产地平均含量高于东部产地。聚类分析结果亦表明,东西部产地间果皮皂苷含量出现明显分化,西南部产地的江西宜丰、贵州榕江、广西龙州分化尤为明显,表现出较高的皂苷含量,为无患子高皂苷含量筛选的优良产区。     

皱皮木瓜果实发育后期品质变化及其成熟阶段的划分初探

以湖北长阳产皱皮木瓜为材料,测定果实发育后期果实鲜质量、果长、果径、果色、果实硬度以及果肉干物质量、可溶性糖含量、总酸含量和总黄酮含量等品质指标的动态变化,划分不同成熟阶段,为判断果实适宜采收期、实现优质生产提供理论参考。结果表明:(1)皱皮木瓜果实发育后期果实鲜质量、果长、果径、果肉干物质量和可溶性糖含量均呈现上升趋势;果色由绿色、黄绿色渐变为淡黄色到黄色;果实硬度、果肉总酸和总黄酮含量呈先上升后下降趋势。(2)各品质指标快速变化的时间区域存在差异,果实鲜质量在花后105~150d增加较快,果色在150d后逐渐变黄,果实硬度在花后135~165d快速下降,果肉总酸、总黄酮含量则在花后105~120d快速增加至峰值。(3)根据主成分分析结果和各品质指标的变化特点,可初步将皱皮木瓜果实发育后期划分为未成熟(花后105d之前)、早期成熟(花后120~150d)和成熟(花后165~180d)3个阶段。研究表明,随着果实成熟度的提高,皱皮木瓜果实鲜质量、果色、果肉干物质量、可溶性糖含量等指标不断升高,果实硬度逐渐下降,其食用加工品质不断提升,而在早期成熟阶段(花后120~150d)果实的药用品质则相对较高。     

多用途树种无患子ISSR-PCR体系建立与检测

无患子(Sapindus mukorossi)是我国长江以南地区传统的重要绿化树种,其果皮富含皂苷,种仁富含油脂,为新型木本油料树种之一。为了获得基于KOD FX高保真DNA聚合酶试剂盒的无患子ISSR-PCR的最佳反应体系,该文采用正交优化设计相结合的方法,研究了引物浓度、d NTPs浓度、KOD FX酶、模板DNA浓度和Mg2+浓度对无患子ISSR-PCR反应体系的影响,并在此基础上对退火温度进一步优化,最终确立了适合无患子的ISSR-PCR反应的最佳体系和程序,即20μL PCR反应体系中,引物0.5μmol·L-1、d NTPs 0.05 mmol·L-1、KOD FX酶0.06 U·μL-1、模板DNA浓度1.0 ng·μL-1和Mg2+1.0 mmol·L-1。当以UBC841为引物时,PCR扩增程序为94℃预变性2 min,98℃变性10 s,48.6℃退火30 s,68℃延伸90 s,35个循环,68℃延伸7 min,4℃保存。这一优化的ISSR-PCR反应体系的建立,为无患子种质资源的遗传多样性、亲缘关系及遗传结构研究、种质创新与分子辅助育种等奠定了良好的基础。     

浙江低山地区多用途植物无患子的开花物候特征

无患子(Sapindus mukorossi Gaertn.)是我国长江以南地区传统的重要绿化树种,其果皮富含皂苷,种仁富含油脂,是国家林业局审定的新型木本油料树种之一。为研究多用途树种无患子在浙江低山地区的开花特征,2012年和2013年连续两年对位于浙江省天台县9年生无患子人工林在群体、个体、花序和单花水平进行开花物候观测和比较,并运用开花日期、相对开花强度和同步性等指数研究了无患子开花物候特征。观察结果显示:无患子花呈浅黄白色,花的类型有雄花和两性花,没有发现雌花。雄花较两性花大(花径分别为5.09 mm和3.72 mm),雄蕊多为8枚,个别7或9、10枚;雌蕊退化仅留下浅绿色凸起。两性花花萼稍抱拢,花药藏于花被片下,雄蕊大多8枚,极少数7枚或9枚,柱头高于花药并伸出花苞,子房一般具3室,极少数4室或仅2室。无患子2012年的开花进程略早于2013年,其花期集中在在5月中旬至6月上旬,单花从花蕾膨大到花朵凋谢一般为8—9 d。在2012年和2013年,无患子在群体、个体和花序水平的花期约为30 d、20 d、11 d和28 d、19 d、13 d。个体水平的开花振幅均呈单峰曲线,年际间相似性较高;开花同步性在个体水平同步性较高(同步指数为0.868),表现出一种大量、集中的开花式样;相对开花强度在单株间分布范围相对宽泛,但主要分布在30%—40%,在年际间和年际内均呈现极显著差异。花期同步指数在两年的变异范围分别是0.81—0.97和0.70—0.98,不同单株开花同步性在年际内差异极显著,但在年际间差异性则不显著。由此可见,无患子的生殖资源分配存在明显的时空差异,较长的花期可以减少非法花粉的干扰、保持其种群基因多样性,遗传因子是决定无患子开花物候的主要因素,生态环境对无患子开花物候的影响还需进一步研究,本研究以期为探索无患子开花的主要限制因子奠定基础。     

无患子关联分析实生群体的表型性状

为寻找适于进行关联分析的无患子(Sapindus mukorossi Gaertn.)群体,寻找开发与主要经济性状紧密关联的分子标记,在无患子主要分布区选出一个由110棵实生单株组成的满足关联分析的群体。对群体内每单株的25个表型性状利用单因素方差分析、主成分分析和相关性分析等方法进行分析。结果表明:该群体25个表型性状中23个性状变异为显著(P0.05),其中7个表征经济的性状变异达到极显著(P0.01),25个性状的变异程度差异较大,变异系数范围为5.53%~65.67%;主成分分析表明种实性状、树体性状和果枝性状是主要的性状变异;表型变异在群体内分布均匀、无明显层次结构,但性状间存在不同层次的相关性。结果表明,该群体是进行无患子关联分析研究的理想群体,可以以该群体为基础选择不同利用目标的优良单株,可以该种群为基础材料开展无患子分子辅助育种工作。     

无患子光合生理日变化及其与生理生态因子的关系

以8年生无患子植株为试验材料,采用便携式Li-6400光合测定仪,分别于花期和果期测定了其净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)、空气温度(Ta)、叶片光合有效辐射(PAR)、空气相对湿度(RH)和空气CO2浓度(Ca)等参数的日变化,以揭示无患子光合特征及其与主要环境因子的关系。结果显示:(1)无患子Pn和Tr在花期和果期日变化均呈"M"型双峰曲线,并存在"光合午休"现象,第1和第2峰值分别出现在10:00和14:00左右。(2)无患子花期Pn、Tr、Gs、水分利用效率(WUE)日均值高于果期,而果期的Ci日均值高于花期。(3)在8:00~14:00,无患子花期光能利用效率(LUE)大于果期,并在10:00左右出现峰值,而在14:00~18:00其果期LUE大于花期。(4)无患子叶片Pn与Tr、Gs、PAR具有极显著正相关关系,且与Gs关系最为密切,与Ci呈极显著负相关关系,与Ca则表现为显著负相关关系。(5)影响无患子叶片Pn变化的决定生理因子是Gs和Tr,主要限制生理因子是Ci;主要决定生态因子是RH,主要限制生态因子是Ta,且Gs是影响无患子Pn的最重要的生理生态因子。研究表明,无患子对光强有较强的适应能力,是喜光植物,这为其人工林定向培育,以及花期和果期的管理提供了一定理论依据。