花楸树种源间表型性状的地理变异分析

为揭示花楸树[ Sorbus pohuashanensis (Hance) Hedl.]表型性状的地理变异规律,对来源于山东、山西和河北的7个花楸树种源171个家系2年生幼苗的株高、地径、复叶长、复叶宽、叶柄长、小叶长、小叶宽、复叶长宽比和小叶长宽比9个表型性状进行了比较,并进行了方差分析、主成分分析(PCA)及聚类分析;在此基础上,分析了各种源株高和地径与主要地理-气候因子的相关性.结果表明:在种源间及种源内家系间 9个表型性状均有极显著差异;7个种源幼苗的平均株高和平均地径变幅分别为54.21～ 63.07 cm和8.12 ～8.45 mm;叶片各项指标的变幅相对较小,变幅最大的为叶柄长,为1.87 ～3.05 cm;9个性状在种源间的表型分化系数为12.98％～54.04％,其中小叶长的表型分化系数最大(54.04％),株高的表型分化系数最小(12.98％),种源间各性状的平均表型分化系数为34.38％.主成分分析结果表明:花楸树表型性状之间的差异主要表现在小叶长和宽,其次是复叶长和宽.通过聚类分析可将7个种源划分为2组,其中,山东崂山和泰山种源聚为I组;山西庞泉沟及河北白石山、驼梁山、雾灵山和塞罕坝5个种源聚为Ⅱ组.相关性分析结果表明:花楸树株高与纬度呈显著负相关、与降雨量呈显著正相关(P=0.05);地径则与经度、年均温和年降雨量呈显著正相关(P=0.05).研究结果显示:花楸树的各项表型性状在种源间以及种源内家系间存在丰富的变异、遗传分化显著,其中种源内家系间的变异是花楸树表型变异的主要来源.初步判断花楸树表型性状的变异为经纬向双重变异模式,其中纬度起主要作用.     

紫丁香195个实生单株花表型性状变异分析

为了准确掌握紫丁香资源花部性状的变异程度及表型多样性水平,为紫丁香优良品种的选育提供理论依据。本研究以195株紫丁香实生单株为材料,对其5个数量性状和4个质量性状的变异、性状间相关性和聚类关系等进行了分析。结果表明,5个数量性状在群体内表现出极显著差异(P<0.01),且符合正态分布,变异系数为19.72%~30.22%,平均24.97%,其中花序长变异最大;根据ISCC-NBS色彩名称表示法将群体花色划分为白色系、浅粉色系、紫色系、紫红色系、紫粉色系和蓝紫色系等6个色系,其中紫色系(54.35%)和紫红色系(32.31%)所占比例最大;4个质量性状的多样性指数为0.36~1.09,平均0.86,其中花冠裂片(状态)最大,表明群体中质量性状变异类型丰富。相关性分析表明,5个数量性状之间均呈现极显著正相关,其中花序长与花序宽相关系数最大,为0.767。聚类分析表明,195株紫丁香基于欧氏距离可分为3大类,第一类群主要性状表现为花冠筒长;第二类群表现为花序长;第三类群表现为花冠裂片长。参试紫丁香资源花部性状表型变异丰富。     

滇牡丹花色类群性状变异分析

对滇牡丹（Paeonia delavayi）10个花色类群的13个数量性状和5个质量性状进行了调查及统计分析,结果表明：（1）未发现所有花部性状均为同色的花色类群;（2）从花色与其它质量性状的连锁看,绿色类群均具绿色柱头,且是唯一存在直立花朵、绿色花丝、绿色花药的类群;（3）10个花色类群13个数量性状的平均变异系数范围为32．80％～50．56％,说明不同类群内个体问的性状稳定性差异较大;（4）10个花色类群平均表型分化系数为42．25％,表明滇牡丹10个花色类群表型变异主要来源于类群内,类群间的表型变异也很突出;（5）据花色演化趋势,初步推断云南省迪庆州中甸、德钦一带可能为滇牡丹的起源中心。     

3个香榧单株的种实性状变异分析

对浙江宁海3个香榧单株种实种长、种径、种长径比(种形系数)、单种重、鲜出核率、核长、核径、核长径比(核形指数)、单核重9个性状指标进行了测定和统计分析,为香榧优株选育提供理论依据。结果表明:单种重平均值最大的是宁榧1号(9.17 g),单种重极大值出现在宁榧1号(13.6 g);单核重平均值最大的为宁榧1号(2.93 g)。平均鲜出核率最大的是宁榧3号,达到40.86%,鲜出核率极大值出现在宁榧2号(51.06%)。株间种长、种径、种长径比、核长、核长径比、单种重、单核重、鲜出核率指标均存在显著差异,而核径差异性不显著。种实性状变异幅度最大的指标为单核重(变异系数CV为22.68%),单种重(变异系数CV为21.18%)次之,最小的为种长径比(变异系数CV为4.49%)。种长、种径、核长、核径均与单种重和单核重有显著相关性,鲜出核率与种长、种径、单种重、呈极显著负相关,与种长径比呈极显著正相关。     

楸树种质生长和叶部性状的遗传多样性

为提高楸树遗传资源的利用效率,本研究对从楸树基因库中选出的53个无性系进行地径、苗高、节间距等12个性状指标进行了遗传多样性分析。研究结果表明,53个楸树无性系间地径、苗高的差异极显著,遗传变异系数分别为18.53%、16.29%,遗传多样性指数分别为1.84、1.79。地径、苗高与叶长、叶柄长、叶片总数、叶面积、皮孔密度呈现极显著的正相关,且叶长、叶柄长、叶片总数、叶面积、皮孔密度的遗传变异系数分别为8.57%、17.74%、18.56%、24.21%和26.91%,遗传多样性指数(Shannon-Weaver)分别为1.91、1.87、1.80、1.80和1.94,具较大变异且受强遗传控制,多样性丰富且分布均匀。来源不同的种质资源差别较大,其中来源于河南地区的种质生长指标最优,来源于山东地区的种质变异系数最高。聚类分析将53个无性系分为5大类,第I类的地径、苗高、叶片总数、皮孔密度均值最高,第Ⅱ类生长最差,第Ⅲ类的节间距、叶长、叶宽、叶柄长、叶面积、叶周长均值最高,第IV类和第V类的叶绿素含量和比叶重均值分别最高。     

黑莓杂交后代单株主要生长及结果性状的变异分析

对黑莓(Rubus spp.)6个品种9个杂交组合(‘Chester’בKiowa’、‘Kiowa’בNavaho’、‘Triple Crown’בKiowa’、‘Kiowa’בHull’、‘Triple Crown’בChester’、‘Arapaho’בHull’、‘Navaho’בKiowa’、‘Hull’בKiowa’和‘Kiowa’בKiowa’)的131株后代实生苗的主要生长性状(包括刺密度、叶绿素相对含量、分枝数量、主枝和侧枝的直径以及自然株高)和结实性状(包括结果株数、单株果穗数量、每穗果实数量和单株果实数量)进行了观测,并对这些性状的变异状况进行了比较分析.结果表明:在获得的131株杂交后代单株中,有92株具刺植株和121株结果植株,具刺和结果植株的数量分别占后代总株数的70.23％和92.37％.131株杂交后代刺密度、分枝数量、主枝直径、侧枝直径和自然株高的平均值分别为1.51 cm-1、15.43、1.31 cm、0.74 cm和61.07 cm,变异系数分别为78.81％、52.69％、25.19％、20.27％和38.91％;121株杂交后代结果单株的果穗数量、每穗果实数量和单株果实数量的平均值分别为27.05、4.92和145.98,变异系数分别为67.63％、50.83％和91.20％;在不同杂交组合间后代单株的这些指标变异均较大,且与亲本相比,杂交后代的枝蔓生长量和结果数量退化明显且分离严重.杂交后代叶片叶绿素相对含量(Spad)的平均值为45.36,变异系数仅为1.46％,变异幅度较小且与亲本的差异不明显,说明黑莓叶片叶绿素含量性状的遗传力较高且分离小.在无刺品种‘Triple Crown’与具刺品种‘Kiowa’杂交组合的40株杂交后代单株中具刺单株比例达到90％,且其他具刺亲本杂交组合的后代也多数具刺,表明黑莓的刺性状为显性遗传且具有数量遗传特征.     

不同产地栽培薏苡种子性状的变异分析

通过观察和测量中国8省区9产地栽培薏苡种子的各种性状,运用SPSS 11.5软件进行统计分析,探讨了不同产地栽培薏苡种子的变异及原因。结果表明:中国尤其是西南地区的栽培薏苡种子性状差异性显著,除种子长度、种子与颖果重量差之外,薏苡种子的其他形态指标均呈极显著差异(P<0.01);颖果长度与产地的平均气温和年降雨量、颖果长宽比与海拔均呈显著相关;而其它地理、气候等生态因子与种子性状相关不显著;聚类分析显示9个产地的栽培薏苡可聚为5类。综上所述,栽培薏苡的种子性状变异是遗传信息、栽培方法和生态因子等内外部原因共同作用的结果,可能主要是受到基因交流和人工驯化选择的影响。     

花楸树天然群体种实多样性研究

以花楸树分布区(山东省、山西省、河北省、辽宁省)的8个天然群体为试材,对其果实、种子特性等9个性状进行比较分析,讨论群体间和群体内的表型多样性.结果表明,花楸树果实、种子特性等性状在群体间和群体内均存在极其丰富的变异,9个性状在群体间、群体内均达显著或极显著差异.9个性状的平均表型分化系数为45.76%,群体内的变异(40.58%)大于群体间的变异(36.81%),说明群体内的变异是花楸树的主要变异来源.花楸树果实、种子性状与地理生态因子的相关分析表明,纬度、海拔、年均温、年降雨量与其性状呈显著相关.     

花楸树HSP70基因家族鉴定及其应答非生物胁迫表达分析

热激蛋白70(heat shock protein 70,HSP70)在植物生长发育和非生物胁迫响应过程中发挥着重要作用。研究HSP70基因家族,能够弥补花楸树(Sorbus pohuashanensis)抗性相关基因研究的不足。本研究利用生物信息学方法对花楸树基因组中的HSP70基因家族进行了鉴定,并对其基因结构、系统发育关系、染色体定位和非生物胁迫下的表达进行了分析。分析结果表明,花楸树基因组中共包含22个HSP70基因家族成员,它们不均匀地分布在13条染色体上,根据系统发育关系将其分为5组,较多分组中的基因都具有相似的基因结构和保守基序。从22个HSP70基因中鉴定到两对串联重复基因和涉及13个基因的13个片段重复事件,且每一对基因的Ka/Ks值都小于1,说明花楸树HSP70基因家族在进化过程中受到了纯化作用。花楸树HSP70基因的启动子区域中存在多种与非生物胁迫相关的顺式作用元件,且随机挑选的6个HSP70基因对高温、NaCl盐以及干旱胁迫都具有不同程度的响应。这些研究结果为HSP70基因的功能分析以及花楸树的遗传改良奠定了理论基础。     

楸树无性系光合特性研究

以10个楸树无性系为试验材料,利用Li-6400光合测定仪对其光合特性进行了比较研究。结果表明:楸树净光合速率(Pn)日变化为典型的双峰曲线,气孔限制是光合"午休"的主要调节因素。楸树所有无性系光合作用对光照强度(PAR)单一生态因子水平的响应均可以用二次方程描述。楸树的光补偿点(LCP,11.37~57.4μmol.m-2.s-1)和CO2补偿点(CCP,57.73~77.06μmol.mol-1)在10个无性系间存在显著差异。10个楸树无性系的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率和瞬时水分利用效率在无性系间存在极显著差异。在光饱和点(LSP)条件下,10个无性系净光合速率处于18.8~24.4μmol.m-2.s-1之间。环境因子与光合指标存在显著的相关关系,PAR和空气湿度(RH)对楸树无性系瞬时Pn影响最大。     

楸树CbuATX1，CbuATX1-like和CbuATX2基因克隆及生物信息学分析

开花是高等植物内部遗传因素和外界环境因素共同调节完成的复杂生命过程,是植物进入生殖生长从而具备遗传能力和繁殖能力的象征。使用PCR技术,以楸树（Catalpa bungei）混合芽cDNA为模板分别克隆CbuATX1,CbuATX1-like和CbuATX2 3个基因,并利用相关生物信息学软件对这3个基因编码的蛋白质结构进行预测,同时对基因的启动子序列进行顺式作用元件分析,通过qRT-PCR技术检测3个基因在楸树混合芽不同发育时期的表达量。结果表明：CbuATX1的CDS全长为726 bp,编码241个氨基酸,存在跨膜运输结构,属于HMA蛋白家族,与芝麻（Sesamum indicum）、甜菜（Beta vulgaris）亲缘关系较近。CbuATX1-like的CDS全长为801 bp,编码266个氨基酸,存在跨膜运输结构,属于HMA蛋白家族,与胡萝卜（Daucus carota）、欧洲橄榄（Olea europaea）亲缘关系较近。CbuATX2的CDS全长为1 554 bp,编码517个氨基酸,不存在跨膜运输结构,属于PWWP蛋白家族,与马尾草（Erythranthe guttatus）亲缘关系较近。这3个基因启动子均含有多个真核生物启动子的基本元件,如CAAT-box和TATA-box等,此外,还含有光响应、低温响应、生长素响应,以及与干旱诱导相关的MYB结合位点等3个基因与光响应密切相关,还可能参与外界环境胁迫响应等过程。qRT-PCR结果显示,上述3个基因在1年生普通楸树无性系9-1和突变株系-百日花楸树不同发育时期的表达量呈现显著差异。通过以上研究以期能够进一步阐述百日花楸树开花的性状,为楸树开花机制的研究和楸树的定向遗传改良提供理论支持。     

楸树大小孢子发生与雌雄配子体发育的研究

运用石蜡切片法和整体透明法对楸树(Catalpa bungei C.A.Meyer)大、小孢子发生及雌、雄配子体发育过程进行了研究.结果表明:楸树可育雄蕊2枚,花药4室,药壁发育属双子叶型,腺质异型绒毡层.小孢子母细胞减数分裂为同时型,四分体后小孢子不分离形成正四面体型四合花粉,偶有左右对称型和十字交叉型.成熟花粉为二细胞型,无萌发孔.子房上位,2室,中轴胎座,胚珠多数,倒生,单珠被,薄珠心,具珠被绒毡层.单孢原直接发育为大孢子母细胞,四分体线形排列,合点端大孢子发育为功能大孢子,胚囊发育为蓼型.雄蕊发育早于雌蕊,花开后雌、雄蕊趋于同熟.研究认为:虽然楸树雌、雄蕊发育过程中均存在一定比例的败育,但其花而不实"并非雄性或雌性不育所致.推测与其授粉受精和胚后发育有关.     

不同浓度卡那霉素、潮霉素对楸树试管苗生长的影响

目的:将不同质量浓度的卡那霉素、潮霉素加入楸树培养基中,研究卡那霉素、潮霉素对楸树组培苗生长的影响,以确定抗生素对楸树茎段分化与生根的敏感质量浓度。方法:待楸树继代、生根培养基灭菌后温度降至30~50℃,将不同质量浓度的卡那霉素、潮霉素经抽滤式灭菌加入培养基中,在培养基中接入楸树组培无菌茎段培养,观测茎段继代(增殖芽数、芽长、叶数等)、生根(发根数、根长、芽长等)生长指标并统计分析。结果:楸树组培继代培养基添加卡那霉素质量浓度为100 mg/L时组培瓶苗生长缓慢,浓度为150 mg/L时叶片大部分发白并干枯,茎段基部无愈伤组织形成,瓶苗基本停止生长,楸树继代瓶苗对卡那霉素耐受性范围为100~150 mg/L;添加潮霉素质量浓度为5 mg/L时瓶苗生长较为缓慢,浓度为10 mg/L时叶片开始干枯,茎段基部愈伤组织较小,瓶苗基本停止生长,楸树继代瓶苗对潮霉素耐受性范围为10 mg/L左右。楸树组培生根培养基添加卡那霉素质量浓度为100 mg/L时大部分茎段干枯,少部分为绿但未分化芽与根,浓度为150 mg/L时大部分茎段干枯,极少上部为绿,基部干枯,但未分化芽与根,楸树组培瓶苗生根培养苗对卡那霉素耐受性范围为100~150 mg/L;添加潮霉素质量浓度为5 mg/L时少部分茎段干枯,浓度为10 mg/L时大部分茎段干枯,少部分为绿,茎段未出现芽的分化与根的萌发现象,楸树组培瓶苗生根培养苗对潮霉素耐受性范围为5~10 mg/L。结论:卡那霉素、潮霉素对楸树组培苗生长有明显的抑制作用且与抗生素浓度呈负相关,但低质量浓度(1 mg/L)的潮霉素对楸树继代分化芽数有促进作用;同一抗生素对楸树不同无性系间组培苗生长的影响无显著差异。     

植地坡向和整地时间对楸树引种苗生长的影响

采用随机区组调查法探讨闽东北引种试验区1年生楸树苗生长量与不同坡向、不同整地时间的关系,结果表明：不同坡向、不同整地时间1年生楸树造林平均成活率98.2%,平均树高0.97 m,平均地径1.65 cm。种植楸树的坡向应选择南坡为宜,北坡则会影响其生长量;整地时间应选择秋末冬初。     

楸树嫩枝扦插生根的主要影响因子分析

研究了插条的不同取材部位、不同激素组合以及不同扦插时间对4个类型（品种）楸树（Catalpa bungei C．A．Mey．）嫩枝插条生根的影响。结果显示,取楸树嫩枝的梢部与中部作为插条,扦插生根效果较好;用1．0g·L^-1 IBA和0．5g·L^-1 NAA混合溶液处理的插条生根效果最好,生根率可达45．43％;6月中旬是楸树嫩枝扦插的最适时期。4个楸树类型（品种）中,‘圆基长果楸’和‘豫楸1号’插条的生根能力较高,而‘金丝楸’的生根能力较差。     

楸树实生苗和嫁接苗根相关真菌群落结构和多样性

以1、2、3年生的楸树实生苗和嫁接苗(梓树砧木)根系为研究对象,通过对ITS rDNA区域标记扩增子的Illumina MiSeq测序,分析不同苗龄楸树实生苗和嫁接苗根相关真菌的结构组成和多样性.获得根相关真菌OTU共842个,分属4门、24纲、70目、134科、233属、347种;丛枝菌根真菌(arbuscular ...     

楸树不同无性系枝条萌芽力及催芽条件初探

楸树(Catalpa bungei C.A.Mey.)为紫葳科(Bignoniaceae)梓属(Catalpa Scop.)落叶乔木,生长速度快,其树干通直、材质坚韧,既可观花又能观果,是优质用材、行道树和园林观赏的常用树种之一[1]。近年来,研究者对楸树的耐盐性、品种选育以及繁殖技术等进行研究并获得了一定的成果[2-7]。但是,由于具有自花不育特性,楸树往往只开花不结实[8],且其种子发