马尾松桐棉种源天然群体遗传结构研究

广西桐棉是我国重要的马尾松优良种源区,该种源分布面积达1.56万hm2,马尾松遗传资源优质且丰富,但近30年来该地区的马尾松天然资源受到较为严重的破坏。为了解该地马尾松天然种质资源的遗传多样性现状,该研究利用SSR分子标记分析了桐棉马尾松的群体遗传结构。结果表明：16对 SSR 引物在285个样本中共检测到53个等位基因,多态位点百分率为100％。桐棉群体的平均等位基因数( N a )、平均有效等位基因数(Ne)、Shannon 多样性指数(I)、观测杂合度(Ho)、期望杂合度(He)分别为3.31、1.68、0.64、0.35和0.36,可见桐棉群体现今仍具有较高的遗传多样性。群体的遗传分化系数(GST)为0.049,固定指数(FST)为0.072,基因流(Nm)为3.21。这说明桐棉群体内基因型分布接近于平衡状态,未出现明显的杂合子过剩或不足,遗传变异主要存在于林分内,林分间不存在明显的遗传分化,群体内基因交流顺畅。同时,处于桐棉种源核心区域的4个林分遗传多样性水平显著低于核心区外围的3个林分,说明桐棉种源核心区域遭到更为严重的人为破坏。为了保障该处马尾松天然群体的正常更新及自然遗传改良能力应重视对马尾松天然林的科学管护。一方面通过遗传资源选择收集,建立大规模种质资源库;另一方面,对于桐棉种源这类分布面积大、利用价值高、目前所受破坏尚不严重的天然群体,应建立专门的自然保护区,严禁盗伐、主伐、非法采割松脂及过度采种。该研究结果对于马尾松天然种质资源的研究与保护具有重要参考价值。     

马尾松和黄山松两个核基因位点的群体遗传多样性和种间分化

利用两个核基因座位C3H和GI, 对重叠分布于中国东南部的两个松属(Pinus)物种马尾松(P. massoniana)和黄山松(P. hwangshanensis)的22个群体88个个体进行了遗传多样性和种间分化模式研究。在这两个核基因座位上, 两种植物都表现出较低的核苷酸多样性水平(马尾松π_sil = 0.001 71; 黄山松π_sil = 0.003 40), 但是马尾松要显著低于黄山松; 在种内分化水平上, 马尾松的种内遗传分化也明显低于黄山松(马尾松F_ST = 0.059; 黄山松F_ST = 0.339)。这可能是由于黄山松的海拔分布高于马尾松, 而高海拔分布使黄山松的分布区域更加片段化, 促使其形成较高的种内遗传多样性和遗传分化。分子变异分析(AMOVA)发现, 两物种基于两个核基因座位的种间差异为48.86%, 而GI基因座位上的种间差异明显高于C3H座位(GI: 77.24%, C3H: 20.48%), 同时, 基因谱系显示两物种的共享单倍型仅在C3H座位上存在。结合这两个基因的功能, 推测GI基因可能在物种形成过程中受到了一定的选择压力, 因为GI基因参与调控植物的开花时间, 而C3H与木质素表达水平的调控有关。不同的选择压力使得GI的进化速度相对较快, 从而加速了黄山松和马尾松的物种分化。     

马尾松天然群体同工酶遗传变异

６个马尾松天然群体同工酶分析结果表明：马尾松群体具有较丰富的遗传变异,其多态位点百分率（Ｐ）＝７６．２％;等位基因平均数（Ｎａ）＝２．３９;有效等位基因平均数（Ｎｅ）＝１．６２,平均杂合率（Ｈｅ）＝０．２７３。但群体间遗传分化极小,基因分化系数（Ｇ＿（ＳＴ））＝０．０１７２,遗传距离（Ｄ）＝０．０１１±０．００５。总遗传变异中,约２％来自群体间,而约９８％的遗传变异存在于群体内的个体,并且其变异又主要来源于１／３的基因位点。马尾松群体近似于随机交配群体,绝大多数位点处于平衡状况,但也有约１／３的位点并非随机交配,存在不同程度的近交。     

花生根瘤菌群体遗传多样性和系统发育研究

利用16S rRNA RFLP,16S rRNA序列分析和16S－23S IGS PCR RFLP技术对43株花生根瘤菌和来自其他种属的15个参比菌株进行了群体遗传多样性和系统分析。16S rRNA PCR RFLP分析结果表明,所有供试花生根瘤菌均属于慢生根瘤菌属,在系统发育上与B.japonicum的亲缘关系最近,具有相同的16S rRNA RFLP基因型,而与B.elkanii相对较远。16S rRNA 序列分析结果表明,供试花生根瘤菌在系统发育上更接近于B.liaoningense,序列间差异小于1％,而B.liaoningense在系统发育上与B.japonicum相距很近,其序列间差异小于1％,16S－23S rRNA IGS RFLP分析结果表明,尽管花生根瘤菌与B.japonicum和B.elkanii的亲缘关系很近,但在71％的相似性水平上供试花生根瘤菌仍各自聚为一群,并可进一步分为A、B、C和D4个亚群,该分群还明显反映了地理因素对群体遗传多样性和系统发育的影响。     

利用微卫星DNA标记研究绒山羊群体遗传多样性

利用7个微卫星标记对4个绒山羊品种共计18个个体的遗传多样性进行了分析和研究。计算了有效等位基因数、遗传杂合度、遗传距离等,分析了群体相关的遗传变异。结果表明,辽宁多绒山羊的有效等位基因数最大,杂合度最高;而辽宁绒山羊的有效等位基因数最小,杂合度最低。奈氏遗传距离表明,库布齐杂种绒山羊和辽宁多绒山羊的亲缘关系最近,而和阿尔巴斯绒山羊的亲缘关系最远。     

水稻轮回选择群体XTBG-HP1表型遗传多样性分析

该研究基于4个陆稻群体及172个水稻品种或杂交组合,构建了水稻多亲本隐性核不育轮回选择群体XTBG-HP1,并经过4次轮回重组,采用16个表型性状对其进行了遗传多样性分析。结果表明:(1)该群体14个数量性状符合正态分布,各表型均存在极端性状个体。(2)数量性状变异系数范围为0.08～0.41,均值为0.20; Shannon-Wiener多样性指数范围为0.72～1.92,均值为1.50。(3)群体在株型与产量构成因子性状方面有显著的相关性,对株型的选择可以实现产量性状的改良。(4)剑叶长、每穗粒总数、千粒重、穗长、粒长、一次枝梗数、有效穗数、剑叶宽、二次枝梗数、抽穗期10个性状可作为群体综合评价指标。(5)剑叶长、二次枝梗数、每穗粒总数3个表型性状具有较高的遗传变异、丰富的遗传多样性及与综合得分F值相关系数较高。综合以上结果发现,后期群体进行基因挖掘、品种改良以及优良育种材料的选育可以基于剑叶长、二次枝梗数及每穗粒总数3个表型性状,同时要充分利用群体株型与产量构成因子性状间的显著相关性。此外,该研究群体中极端单性状或综合得分F值较高的个体,可进一步用于品种选育。     

基于SSR标记的大明松天然群体遗传多样性分析

大明松是广西和贵州特有的高山松类,具有很高的经济价值和生态价值,其自然种群长期没有得到充分的保护和利用,不利于该树种长期稳定发展。为了合理保护和开发利用大明松天然遗传资源,该文利用12个SSR分子标记对大明松3个天然群体进行遗传多样性研究,分析其群体间的遗传分化和基因流,为该物种的保护策略提供参考。研究结果表明:(1)12对引物共检测到37 个等位基因,多态位点百分率为100%。每个位点平均观察等位基因数(Na)为3.08,平均有效等位基因数(Ne)为1.68, 不同位点间有效等位基因数差异较大; 每个位点平均观察杂合度(Ho)为0.35,平均期望杂合度(He)为0.40,平均多态信息含量(PIC)为0.31。(2)3 个群体的Shannon''s多样性指数变化范围为0.48～0.65,Nei''s基因多样度的变化范围为0.27～0.39,与其他近缘种松类相比遗传多样性偏低。群体平均观察杂合度为0.40,平均期望杂合度为0.33,平均有效等位基因数为1.58。群体间基因分化系数(Gst)为0.10,群体间的遗传分化水平较低,大部分变异均存在群体内。群体间的基因流(Nm)为2.74,说明大明松群体间的基因交流比较充分。该研究可为大明松生物多样性保护提供重要参考依据,为科学利用大明松资源打下基础。     

华南鲤选育群体不同世代遗传多样性与遗传结构的微卫星分析

为了解人工选育对华南鲤(Cyprinus carpio rubrofuscus)选育群体遗传结构的影响, 采用微卫星技术分析了华南鲤4个连续选育世代(F₁、F₂、F₃和F₄)的遗传多样性和遗传结构。结果显示:在4个选育群体中, 16对微卫星引物共扩增得到99个等位基因, 每个微卫星座位检测到的等位基因数为3—10个, 平均为6.1875个。随着人工连续选育的进行, F₁到F₄的平均等位基因数(N_a)从5.6875下降到4.6755, 平均观测杂合度(H_o)从0.7943下降到0.7135, 平均多态信息含量(PIC)从0.6577下降到0.5834。F₁与其后各代的遗传距离逐代增加(从0.1486上升到0.2181), 遗传相似系数逐代减小(从0.8619下降到0.8041), 而相邻世代间的遗传分化指数(F_st)逐代变小(F₁与F₂为0.062, F₂与F₃为0.058, F₃与F₄则为0.051), 遗传相似性逐步升高。世代间F_st值配对比较结果显示4个世代间的遗传分化处于中等水平, 表明人工选育已对华南鲤选育群体的遗传结构产生了影响。实验结果表明, 华南鲤经过4代选育后, 虽然遗传杂合度和遗传多样性存在下降的现象, 但遗传多样性水平依然较高, 还具有进一步选育的潜力。研究结果为下一步制定华南鲤新品种选育计划提供基础遗传数据。     

甘薯杂交F_1群体材料的遗传多样性研究

甘薯(Ipomoea batatas(L.)Lam.)作为世界上一种重要的粮食、饲料、工业原料及新型能源作物,从有性生殖F1选择优良实生系进行选择育种一直是甘薯育种的重要方式。为了优化甘薯杂交育种方法,合理选配杂交组合,提高育种效率,本试验利用SSR标记研究了甘薯杂交群体基于SSR标记及13个农艺性状的遗传多样性,得到了群体内的聚类图,并且筛选出了甘薯的高产株系。群体SSR标记的聚类分析结果显示,群体材料与各亲本遗传距离比较远,被聚为3类,而亲本单独聚在另外一类。13个农艺性状的聚类将亲本与部分群体材料聚在了一起,且将群体材料和亲本材料作为一个整体时,其遗传距离的变异高达30%以上,远远高于SSR标记所获得的遗传变异系数。     

菜薹种质内不同大小群体问遗传多样性的RAPD鉴定和比较

为了了解菜薹种质内的遗传多样性,确定适宜的更新群体,从一份菜薹地方品种的200株群体中随机抽取10、15、20、25、30、35和．40株组成不同的群体,利用RAPD技术分析各自的多态位点数、计算多态位点百分率、遗传多样性指数和缺失位点数。通过对各参数的比较结果表明,该种质内单株间的遗传差异较大,大于30株的群体能代表200株群体的遗传多样性。在满足其完全随机交配的前提下,可视为更新的有效群体。根据更新时繁种群体应为有效群体2倍的原则,认为不小于60株的群体为菜薹种质更新比较适宜的群体。     

基于SRAP标记的紫溪山华山松种子园无性系遗传多样性分析

为明确云南楚雄市紫溪山华山松种子园内不同种源无性系间的遗传背景,该研究收集了园内6个种源的60个华山松无性系单株针叶,采用改良CTAB法提取其总DNA,并利用SRAP分子标记对其进行遗传多样性分析。结果表明:(1)从100对引物组合中共筛选出15对具有多态性的SRAP引物,经SRAP-PCR扩增后,共获得出194个位点,多态位点百分率(PPB)为85.05%,Nei’s基因多样性指数(H)为0.233 7,Shannon’s信息指数(I)为0.341 9,种源间的遗传分化系数(GST)为0.355 5。(2)华山松6个种源遗传多样性较高,且遗传变异主要存在于华山松种源内,种源地会泽(HZ)与巍山(WS)种源的遗传距离最近(D=0.050 1),会泽(HZ)与宜良(YL)种源的遗传距离最远(D=0.361 8)。(3)聚类分析显示将6个华山松种源一共聚为3类:会泽(HZ)和巍山(WS)种源聚为一类;楚雄(CX)、南华(NH)和宜良(YL)种源聚为一类;腾冲(TC)种源单独为一类。综合上述结果显示,紫溪山华山松种子园内无性系间的遗传分化处于较高水平,为华山松杂交育种时亲本的选配及种质资源的...     

无菌马尾松种子超低温保存技术研究

该研究利用液氮将不同含水量的无菌马尾松种子(27.4%、24.6%、22.7%、16.8%、15.8%、10.7%、7.5%、6.1%、4.8%、3.2%)进行超低温保存。结果表明:(1)在3.2%～6.1%含水量范围内,经液氮冷冻保存后的发芽率随着含水量升高而逐渐升高,在含水量6.1%时,发芽率达到最大值(91.33%);当含水量大于6.1%时,发芽率逐渐下降,尤其是当含水量大于15.8%时,发芽率迅速下降;在3.2%～7.5%含水量范围内冻存后发芽率在80%以上。(2)冷冻、化冻方式影响超低温保存效果。种子无需低温预冷,直接投入液氮保存(快速冷冻)效果最好;室温空气化冻(缓慢化冻)较42℃水浴化冻发芽率高,且后者容易发生种皮炸裂现象。(3)种皮对马尾松种子超低温保存过程起到保护作用,使其免受机械损伤,去掉外种皮的种子冻存后发芽率显著下降,且容易出现形态不正常的幼苗。(4)超低温保存对马尾松种子萌发具有一定"刺激"作用,在最适含水量6.1%时,经超低温保存后种子的发芽率显著大于对照种子。总之,含水量、冷冻方法、化冻方法、种皮结构显著影响超低温保存效果,马尾松种子超低温保存的最优方法是...     

中国马尾松林土壤肥力特征

土壤肥力是各因素的综合作用和反映,也是林地生产力的基础。为了解马尾松分布区林下土壤肥力状况,利用499条文献数据、134条历史调查数据和131条当前调查数据中0-20 cm和20-40 cm土层的pH值、有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、有效磷和速效钾,根据全国第二次土壤普查养分分级标准和内梅罗指数法分别对土壤养分单一指标丰瘠水平和综合肥力状况进行评估,并分析马尾松天然林与人工林和纯林与混交林间土壤肥力特征的差异,为马尾松林可持续经营和生产力提高提供科学依据。结果表明：（1）0-20 cm和20-40 cm土层土壤pH值、有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、有效磷、速效钾的平均值分别为4.79和4.91、33.78 g/kg和19.92 g/kg、1.82 g/kg和1.32 g/kg、0.46 g/kg和0.40 g/kg、14.49 g/kg和15.71 g/kg、88.00 mg/kg和59.41 mg/kg、4.94 mg/kg和2.38 mg/kg、71.72 mg/kg和52.99 mg/kg;（2）除土壤有机质、全氮和全钾含量外,两个土层其他土壤养分指标的丰瘠水平在"较缺"水平及其以下;（3）0-20 cm土层土壤肥力指数（0.97）大于20-40 cm土层（0.77）,土壤有效磷含量的肥力指数均最小（0.60和0.33）;（4）除20-40 cm土层pH值、碱解氮和速效钾含量外,其他土壤养分指标和肥力指数均表现为混交林>纯林;这些指标在天然林与人工林间的差异因指标而异。总体来看,马尾松林土壤磷和钾养分的供给潜力和能力较弱,土壤综合肥力状况也偏"贫瘠",其中土壤有效磷含量最低,肥力指数也最小;0-20 cm土层的土壤肥力状况优于20-40 cm土层,均受林分起源（天然林与人工林）和林分结构（纯林与混交林）的影响;但由于指标缺乏（如物理指标）和数据分布不均衡（天然林和混交林少）,土壤肥力的估算以及林分特征对土壤养分和肥力的影响还有待于进一步研究。     

红松种子园种群表型多样性研究

为揭示红松（Pinus koraiensis Sieb.et Zucc.）不同种群的表型分化程度和变异规律,以吉林省露水河红松种子园6个种群红松为研究对象,采用巢式方差分析、多重比较、变异系数和聚类分析等方法对红松的叶片、球果和种子共15个表型性状进行了系统分析。结果表明：（1）红松15个表型性状在种群间和种群内均存在着极显著的差异,红松种群遗变异比较丰富,在松属植物中属于中等水平,其中纬度最低的露水河种群在其中10个表型性状均值上表现出最高值;（2）红松种群间的表型分化系数（Vst）均值为12.39%,种群内的变异（87.61%）大于种群间的变异（12.39%）,种群内的变异是主要变异来源;（3）各表型性状平均变异系数为13.28%,变幅为6.16%-31.48%,叶片、球果、种子的平均变异系数依次为：球果17.86% > 针叶11.19% > 种子9.87%,种子性状最小,成为最稳定的表型性状,带岭和丰林种群表型性状遗传多样性要高于其他种群;（4）利用欧氏平均距离对红松种群进行UPGMA聚类分析,红松种群的表型性状按照地理距离而聚类,可将红松种子园6个种群分为4类,其表型性状跟地形（东北山脉）有一定的契合。红松种群具有中等水平的表型遗传多样性,种群间和种群内均存在丰富的表型变异,研究结果为顺利开展红松种质资源收集、保存,以及良种选育等工作提供依据。     

马尾松林向香樟林改造林下植物功能多样性研究

在生物多样性研究中,功能多样性比物种多样性可以更直接地反映生态系统的结构和功能,从而在群落生态学研究中受到越来越多的推崇。马尾松次生纯林是一种亟待改造的森林类型,而在亚热带地区香樟是马尾松林改造的理想树种之一。为了完善马尾松林向香樟林改造的研究,以更好地指导马尾松林改造的实践,本文用空间代替时间的方法,选取马尾松林向香樟林改造过程中4种不同阶段群落为研究对象,对林下灌木层和草本层植物的功能性状及其多样性展开了研究。结果表明:(1)随着森林改造的进行,林下植物的物种数目、功能性状多样性均表现为先上升后下降的变化趋势,其中功能丰富度和功能均匀度在改造前期达到峰值,而物种数目和功能离散度则在改造中期表现最高。(2)比较森林改造的4个时期,林下植物功能多样性的综合表现大致为:改造前期>改造中期>改造后期>未改造时期。(3)森林改造过程中,林下植物"光响应性状"和"繁殖性状"的功能多样性变化趋势相似,但前者比后者对改造的响应更敏感。(4)在森林改造过程中,林下植物的生长、发育和扩散受到林下光照资源的影响,并在长时间的生物竞争中逐渐表现为物种种类、多度和空间分布格局的变化,最终影...     

马尾松细胞分裂素羟化酶基因PmCYP735A克隆与表达分析

该文首次在针叶树种马尾松(Pinus massoniana)中采用cDNA末端快速克隆(RACE)技术克隆,并鉴定出1个CYP735A基因。结果表明:马尾松CYP735A基因(PmCYP735A) cDNA全长为1 744 bp,包括1 647 bp的开放阅读框,44 bp的5'端非翻译区和53 bp的3'端非翻译区。该基因编码蛋白由548个氨基酸残基组成,其二级结构含有丰富的α-螺旋和无规则卷曲。该基因编码蛋白不含跨膜区域,且无信号肽酶切位点,在399～406个和475～484个氨基酸残基存在P450超家族保守特征序列ETLRLYP(ExxRxxP)和血红素结合区域(Heme-binding region) FSFGPRKCVG (FxxGxRxCxG)。系统进化树分析表明,马尾松PmCYP735A与水稻、玉米、拟南芥CYP735A蛋白归属于同一小的进化枝,可可、毛果杨、麻风树和橡胶树等的CYP735A同源蛋白相对集中的定位于另一进化分支。实时定量PCR检测发现,PmCYP735A基因在马尾松根和茎中的表达量显著高于叶,该基因响应外源生长素NAA诱导表达,随着诱导时间呈现先上升再下降的表达趋势。以上结果有助于深入探究CYP735A基因家族的生物学功能及其在物种间的表达调控异同,为进一步挖掘马尾松优异基因资源奠定基础。     

马尾松HDR基因克隆及其对旱与盐胁迫的响应

干旱和土地盐渍化是制约林业可持续发展的重要因素,植物在遭受生物或非生物胁迫时,会在叶片释放萜类等挥发性物质。1-羟基-2-甲基-2-(E)-丁烯基-4-焦磷酸还原酶(HDR)是MEP途径的末端活性酶,具有提供前体萜类物质和主要限速作用。为探究马尾松HDR基因是否参与干旱和盐胁迫条件下的胁迫响应,该研究克隆了马尾松HDR基因开放阅读框,并初步分析了其生物信息、组织特异性表达水平和初步功能。结果表明:(1)PmHDR基因编码区长度为1 458 bp,编码485个氨基酸,其编码蛋白包含LytB/IspH基因超家族的核心序列和PLN02821多功能结构域,属于HDR家族。(2)PmHDR密码子使用偏好性较弱,偏好使用A/U结尾的密码子,烟草、拟南芥与酿酒酵母更适合作为其异源表达受体。(3)qRT-PCR结果显示,PmHDR基因在马尾松老叶中表达量最高,其次为幼叶、幼茎和老茎,在根中表达量最低。(4)构建基因表达载体pBI121-PmHDR并转化拟南芥,转基因拟南芥对干旱和盐胁迫表现出更强的抗逆性。以上研究结果表明PmHDR参与了植物干旱和盐胁迫的响应和调节,并为马尾松抗逆育种提供了一定的理论支持。     

林分密度对新津文峰山马尾松人工林林下物种多样性和生物量的影响

以四川省新津文峰山马尾松(Pinus massoniana)人工林为研究对象,用典型抽样法探究5种林分密度(A:1000株/hm~2;B:1125株/hm~2;C:1250株/hm~2;D:1375株/hm~2;E:1500株/hm~2)对林下植被物种多样性和生物量的影响及林下植被物种多样性和生物量的相关性。结果显示:(1)共调查到植物124种,隶属于74科115属,灌木层物种少于草本层。(2)灌木或草本层在不同林分密度下的优势种都较一致。(3)灌木层物种丰富度指数D值、Shannon-Wiener多样性指数H值及草本层4个多样性指数均在密度B、E分别有最大和最小值;灌木层D值随密度增大而先增后减,其他3个指数变化规律不明显。灌、草层J_(sw)值较稳定。(4)灌木层生物量比草本层多。总体上灌、草层地上生物量大于地下生物量,都在密度B达最大;灌木地下生物量保持较稳定,而草本层变化幅度较大。(5)除灌木层J_(sw)值与该层各生物量呈负相关外,其余各指标均显示正相关。不同林分密度对马尾松林下植物多样性和生物量产生不同的影响,经综合研究分析认为,林分密度1125株/hm~2相对更利于该地马尾松人工林的可持续健康发展。     

不同林龄和密度对马尾松人工林凋落叶养分变化的影响

该文选择广西南宁市横县镇龙林场的4种林龄(幼龄林、中龄林、成熟林和过熟林)和4种密度(低密度林、中低密度林、中高密度林和高密度林)马尾松人工林共8种林分作为研究对象,分析了未破碎和破碎两个不同降解阶段的凋落叶C、N、P含量及其生态化学计量学特征。结果表明:(1)不同林龄中,凋落叶初始C、N含量在过熟林和成熟林中较高,P含量没有显著变化,且C∶N比值和C∶P比值从幼龄林到成熟林逐渐升高,说明较高林龄马尾松对N和P重吸收较低,而较低林龄马尾松对N和P重吸收较强,需要较大。(2)不同密度林中,随着林木密度的增加,凋落叶初始C含量逐渐升高,N含量无显著变化,P含量降低;高密度林凋落叶的初始C∶P比值和N∶P比值较高,说明高种植密度下马尾松可能对N和P养分的需求较大,P重吸收较强。(3)不同林龄和不同密度马尾松林的破碎凋落叶C含量、C∶N比值、C∶P比值和N∶P比值比未破碎凋落叶的低,N和P含量较高,说明凋落物在降解过程中出现N和P养分的富集现象。(4)中林龄和较高种植密度的马尾松破碎凋落叶与未破碎凋落物的C含量差值最大,C∶N比值和C∶P比值较低,说明这两种林分的凋落叶C的降解速率可能较大。上...