黄波罗种源、家系苗期生长变异分析

对林口县青山林场黄波罗2年生高生长变异进行了分析。不同种源内存在丰富的变异,变异幅度在20.1%~31.2%之间;种源间苗高差异极显著,其中,兴隆、方正以及迎春种源高生长较快,青山、苇河居中,嘉荫种源高生长最差,生长最快的兴隆种源较生长最慢的嘉荫种源高生长快56.5%。而兴隆种源家系内也存在丰富的遗传变异,变异系数在14.4%~23.4%之间,平均为18.6%,家系间苗高差异极显著。生长较慢的嘉荫种源家系内存也在丰富的遗传变异,变异系数在12.7%~31.0%之间,平均为21.9%,家系间苗高差异极显著, 3个生长快的家系超过生长慢家系数值的56.6%,生长最快的嘉6较生长最慢的嘉11家系高生长快75.4%。     

长白落叶松转录因子LobHLH34克隆及表达分析

为了解转录因子bHLH在长白落叶松（Larix olgensis）中的功能,探究该基因在长白落叶松不同组织中及不同逆境胁迫下的表达特性,从长白落叶松根、茎和叶3个不同部位的转录组数据中获得bHLH34基因全长序列,并设计引物,克隆得到长白落叶松bHLH34基因,其完整的开放阅读框（ORF）长度为696 bp,共编码231个氨基酸。构建亚细胞定位表达载体,瞬时转化毛果杨（Populus trichocarpa）原生质体,在激光共聚焦显微镜下观察显示,LobHLH34基因定位在细胞核内。系统进化树分析结果显示,长白落叶松与云杉（Picea asperata）、卷柏（Selaginella tamariscina）树种该基因的亲缘关系较近。利用qRT-PCR技术分析了bHLH34基因在长白落叶松中的组织表达特异性和应对非生物胁迫的表达。结果表明LobHLH34基因在长白落叶松的根、茎、叶中均有表达,其中在茎部表达量最低,在叶中相对表达量最高。LobHLH34基因在NaCl、PEG和ABA处理时,不同器官中的表达量也有所不同。推测长白落叶松bHLH34基因参与了植物的生长、发育、响应逆境胁迫的过程,且在不同器官中具有特异性。     

红皮云杉胚性愈伤组织诱导技术研究

以红皮云杉未成熟胚为外植体进行胚性愈伤组织诱导实验,利用L₁₆(4²×2)混合水平正交设计研究基础培养基、光照条件、未成熟胚采集时期对胚性愈伤组织诱导的影响,以此为基础对不同的培养温度梯度进行了筛选。结果表明：改良RJW基本培养基为最适宜的基础培养基,光照条件以暗培养为宜,未成熟胚的最适宜的采集时间7月20日,适宜培养温度为22℃。当未成熟胚在添加1.0 mg·L^-1 BA,5.0 mg·L^-1 NAA,20 g·L^-1蔗糖,450 mg·L^-1 L-谷氨酰胺、750 mg·L^-1水解酪蛋白的改良RJW培养基,22℃下暗培养时,胚性愈伤组织诱导率最高,达到81.3%。     

红皮云杉群体遗传多样的研究

在红皮云杉(Picea korainesis)分布区内,选取了有代表性的长白山及其支脉张广才岭、老爷岭、完达山,小兴安岭,大兴安岭,大兴安岭向内蒙古高原过渡地带以及锡霍特山脉的12个群体,运用群体遗传学、生理遗传学、森林遗传学以及林木育种的理论和方法,利用主成分和分层聚类分析等多种统计分析方法,从表型和分子水平等多层次较为系统地研究了红皮云杉群体内、群体间的变异,同时探讨了各种亲代、后代特征以及等位酶与生态环境因子之间的关系。,首次从亲代生物系统学特征,后代苗木形态、生长、生物量和矿物质元素等对红皮云杉群体遗传变异进行了研究,结果表明,红皮云杉具有丰富的遗传变异,群体内变异大于群体间变异;红皮云杉12个群体11个酶系统21个位点中约有27.2%的基因位点是多态的,群体间的变异量只占总变异量的15.2%,84.8%的变异存在于群体内。红皮云杉群体等位酶多态位点的比率在云杉属中处于较低的水平,群体间的分化与云杉其它树种相比处于较高的水平。等位酶与形态等具有相似的变异趋势。根据红皮云杉气候、亲代及后代特征群体区划结果,我们认为红皮云杉种子区划为:长白山种子区(Ⅰ);老爷岭、张广才岭、完达山种子区(Ⅱ);小兴安岭种子区(Ⅲ);大兴安岭北部种子区(Ⅳ);大兴安岭西南部种子区(Ⅴ);锡霍特山脉种子区(Ⅵ)。     

落叶松种间及无性系间ISSR鉴别技术的研究

采用ISSR分子标记技术对兴安、长白和日本落叶松种间以及不同无性系进行了鉴别。从49条引物中筛选出13条ISSR引物可以对落叶松种间和无性系间进行鉴别,特异条带个体的百分率为100％,该项技术为落叶松新品种以及良种的准确鉴别提供了新的途径和手段：其中5条引物在日本落叶松、兴安落叶松和长白落叶松不同位置扩增出特异谱带,作为种的鉴定的标准,有9条引物可以对落叶松种内不同无性系分别扩增出特异片段,进行无性系的鉴别。     

红松不同杂交组合种实形态与营养成分变异研究

为了解红松杂交子代种实性状变异规律,选育优良杂交组合,本文对44个不同杂交组合的红松种子的12个性状进行变异分析、相关分析、方差分析和主成分选择。结果表明：红松种实形态性状中种长变异系数最低,为10.65%,种子重变异系数最大,为36.35%。主要营养成分中油脂变异系数最低,为8.07%,多糖变异系数最高,为30.89%。相关分析表明种仁重、百粒重与种长呈正相关关系,通过选择种长较大的家系来提高种仁重与百粒重指标。44个不同杂交组合红松种实的形态性状与营养性状间均存在显著差异。通过主成分分析,选出3个综合性状优良的杂交组合,出仁率、种子重、百粒重、种仁重、油脂含量的现实增益分别达到7.52%、27.89%、13.14%、9.85%、10.08%,其中011×153出仁率、种子重、种仁重杂种优势最大,分别达到34.59%、95.75%和43.23%,156×161的百粒重与油脂含量杂交优势最大,为24.58%和24.87%。对具有相同亲本的杂交组合各性状进行杂种优势分析发现,以011为母本的杂交组合杂种优势较大,以174为父本的杂交组合杂种优势较大。红松不同杂交组合种实形态性状与营养成分存在丰富变异可供选择利用,为红松坚果林选育提供了理论与物质基础。     

利用正交设计优化兴安落叶松RAPD-PCR反应体系

以兴安落叶松针叶DNA为模板,对影响落叶松RAPD-PCR 扩增的重要参数进行了优化试验,以期建立兴安落叶松RAPD PCR反应的最佳体系。通过采用正交设计L₁₆(4⁵)对兴安落叶松RAPD-PCR反应的5因素(Taq酶、Mg²⁺、dNTP、模板DNA、引物)在4个水平上进行优化试验,结果表明兴安落叶松最佳的RAPD-PCR的反应体系(20 μL)中含有模板90 ng,0.5 μmol·L^-1的引物,1×反应缓冲液,DNTP各为0.25 mmol·L^-1,1 U的Taq DNA聚合酶,Mg²⁺ 2.5 mmol·L^-1。在此基础上筛选出20个扩增稳定、多态性丰富的RAPD引物,并通过梯度 PCR试验,确定了引物最佳退火温度。     

长白落叶松群体4CL基因单核苷酸多态性分析

以黑龙江省林口县青山林场21年生长白落叶松（Larix olgensis Henry）异地保存种为材料,利用SNP标记方法和DNAMAN软件分析白刀山种源子代林的单核甘酸多态性情况。从分子水平证明长白落叶松具有丰富的遗传多样性,用4CL-A引物检测到178个SNP多态位点。共测序240条EST序列,测序成功193条,测序成功率为80.42%。本研究178个SNP变异中,有126个属于转换类型,占总变异的70.79%;有52个属于颠换类型,占总变异的29.21%,变异类型符合,转换∶颠换=7∶3。在转换类型中,A/G和C/T转换分别占37.08%和33.71%;颠换类型中G/C、A/C、A/T、和G/T分别在占7.87%、8.99%、7.87%和4.99%。但每个家系内的转换和颠换的比例相差较大,没有规律。转换和颠换的比例最大的是554号家系,其比值为7∶1,最小的家系是855号家系,其比值为3∶4。     

长白落叶松群体遗传变异及优良家系选择的研究

以黑龙江省林口县青山林场21年生长白落叶松(Larix olgensis Henry)异地保存林为材料,分析白刀山种源优良木和劣等木群体的生长变异情况。结果发现优势木群体和劣等木群体差异不显著。树高、胸径、材积都存在丰富的变异,其中变异系数最大的是材积,其次是胸径,最小的是树高,其变异系数分别为46.24%、19.82%和12.25%;优势木群体树高、胸径、材积的变异系数分别是12.98%、20.77%和49.36%;劣等木群体树高、胸径、材积的变异系数分别是11.47%、18.79%和43.16%。同一性状树高、胸径、材积优势木群体变异高出劣等木群体变异系数分别为1.51%、1.98%和6.2%。方差分析表明家系间差异显著,选择了856、859、563、552、567、864号6个优良家系,优良木与劣等木群体各占3个;6个家系平均值分别超过优势木群体平均值和劣等木群体平均值0.017 7和0.013 6 m3。按照各自群体10%入选率,则遗传增益分别是38.74%和30.04%。     

长白落叶松过氧化氢酶LoCAT1基因克隆及表达分析

为了解长白落叶松过氧化氢酶(CAT)基因的相关信息,探究该基因在长白落叶松不同组织中及不同逆境胁迫下的表达特性,本研究根据长白落叶松转录组数据库中获得的CAT1基因全长序列设计引物,克隆得到长白落叶松CAT1基因,命名为LoCAT1。该基因完整的开放阅读框(ORF)长度为954bp,共编码317个氨基酸。系统进化树分析结果显示,LoCAT1基因与北美云杉、银杏等CAT基因亲缘关系较近。利用实时定量RT-PCR技术分析了LoCAT1基因在长白落叶松中的组织表达特异性和应对非生物胁迫的表达模式。结果表明:LoCAT1基因在长白落叶松的根、茎、叶中均有表达,其中在茎部表达量最低,在叶中相对表达量最高。在非生物胁迫下,LoCAT1基因在长白落叶松根、茎、叶中的表达均发生了变化,但表达模式不同。在NaCl处理后,根和茎中LoCAT1基因均表现为下调表达,在12h时表达量最低,而叶中LoCAT1基因表达在24h明显受抑制,随后被上调表达,胁迫96h时表达量最高。PEG6000处理后,根和茎中LoCAT1基因的表达在胁迫早期被明显抑制,随后被上调表达。而叶中LoCAT1基因的表达在所有时间点均表现为上调表达。本研究推测长白落叶松LoCAT1基因可能参与了植物响应逆境胁迫的应答。