小叶杨与欧洲黑杨杂交子代苗期性状变异分析

摘要

目前我国可用于杨树造林的土地多是干旱、寒冷和盐碱等困难用地，选育速生、优质、抗旱、抗寒等杨树新品种，是满足我国杨树人工林发展节本增效需求的重要途径。本研究选用内蒙古通辽林科院小叶杨(Populus simonii Carr.)基因库内3个优良无性系(‘1-XY’、‘XY-5’、‘ZL3’)为母本，意大利杨树研究所亲本选择育种所得6个欧洲黑杨(Populus nigra L.)优良无性系(‘N188’、‘N020’、‘N139’、‘N151’、‘N429’、‘N430’)为父本，通过人工控制授粉杂交获得Fl代，存活8个杂交组合共计19lO株子代，对二年生苗木地径性状，以及扦插扩繁后的一年生苗木叶片数量性状(叶面积、叶周长、叶长、叶宽和叶柄长)进行测定，统计性状的变异系数、遗传力、遗传增益、配合力等参数，分析8个杂交组合子代性状的遗传变异情况。对杂交子代叶部病害发生情况进行田间调查，统计8个杂交组合子代的发病率和病情指数，比较8个杂交组合间子代病害发生情况的差异。同时，利用LeafAnalyser软件构建了8个杂交组合子代叶片标志点轮廓模型，并对杂交子代叶形态变异进行主成分分析，探究影响叶形态变异的叶片数量性状及形态表现。通过MorphoJ软件基于叠印法构建了叶片的形态特征模型，分析了影响叫一形态变异的主要形态特征，确定了不同形态特征在叶形态变异中的占比。主要研究结果如下:　　(1)地径性状的遗传变异:8个杂交组合子代二年生地径性状平均值的变化范围为2.71cm～3.60cm，子代地径均值较大的杂交组合为‘1-XY×N188’、‘ZL-3×N188’、‘ZL-3×N429’，特殊配合力最大的杂交组合是‘1-XY×N188’。杂交子代地径性状变异系数的范围是42.85％～52.38％，8个杂交组合子代的地径性状均存在很大幅度的变异。8个杂交组合子代地径性状的广义遗传力为0.81，受遗传因素影响大，可以为苗期选择的依据。　　杂交组合的遗传增益均在50％以上，均有较好的性状表现。　　(2)叶片性状的遗传变异:杂交组合‘ZL-3×N430’子代的叶面积、叶周长、叶长、叶宽、叶柄长均值最大。子代最大叶片出现在杂交组合‘ZL-3×N188’中。叶面积、叶周长、叶长、叶宽、叶柄长的变异系数范围为25.47％～39.29％、13.93％～21.72％、11.34％～18.56％、13.62％～20.95％、15.09％～26.83％，变异幅度均较大。杂交子代叶片性状在杂交组合间差异均达到极显著。杂交子代的叶片性状均值接近父本。杂交子代叶面积、周长、叶长、叶宽、叶柄长的广义遗传力分别为0.88、0.91、0.89、0.86、0.97，主要受遗传因素的控制。　　(3)叶部病害发生情况:杂交子代叶部病害当年只有黑斑病[Marssonina.Brunnea(E11.et Ev.)Sacc.]出现大面积发病，症状明显，8个杂交组合发病率均在50％以上。8个杂交组合子代的黑斑病发病率存在明显差异，子代发病率较高的杂交组合为‘XY-5×N188’、‘ZL-3×N430’、‘1-XY×N139’，较低的杂交组合有‘1-XY×N151’、‘1-XY×N188’、‘ZL-3×N429’。杂交组合‘XY-5×N188’的子代黑斑病发病率为85.72％，病情指数达到54.37％，发病最为严重。而杂交组合‘1-XY×N151’、‘1-XY×N188’和‘ZL-3×N429’的子代发病率为53.11％、53.21％和55.37％，病情指数为28.82％、28.33％和30.76％，发病较轻。　　(4)叶形态变异分析:基于LeafAnalyser软件的叶形变异主成分分析结果表明，叶面积是影响8个杂交组合子代叶形态变异的第一主成分，贡献率均在60％以上。杂交子代叶形态变异的第一主成分图像显示，叶面积越大的子代，其叶片形态特征与父本欧洲黑杨的相似度较高，而叶面积越小的子代，其叶片形态特征与母本小叶杨的相似度较高。影响叶形变异的主要因素还有叶长宽比、叶尖和叶基的形态、叶片对称性等性状。基于MorphoJ软件对杂交子代叶片形态变异分析结果表明，8个杂交组合的子代叶形态变异主要来源为叶片阔圆形、叶片三角形、叶片菱形、叶片倒卵形等形态特征，占叶形态变异的70％以上。

目录

声明

摘要

第一章绪论

1．1引言

1．2研究背景

1．3国内外研究现状

1．3．1杨树育种现状

1．3．2杨树表型性状选择研究进展

1．3．3叶片性状的相关研究进展

1．3．4图像法研究叶片性状的进展

1．3．5杨树抗病育种研究进展

1．4研究目标与主要研究内容

1．4．1研究目标

1．4．2主要研究内容

1．5技术路线图

第二章材料与方法

2．1试验材料

2．2试验地自然概况

2．2．1中国林科院林业所通州试验基地

2．2．2河北省唐山市中国林科院丰南基地

2．3试验方法

2．3．1生长性状测定

2．3．2叶片采集

2．3．3叶片性状测定

2．3．4叶形标志点确定

2．3．5叶部病害调查

2．4数据处理

2．4．1参数计算

2．4．2利用LeafAnalyser软件的叶形态变异分析

2．4．3利用Morphoj软件的叶形态变异分析

第三章结果和分析

3．1杂交子代苗期性状测定和分析

3．1．1杂交子代苗木地径性状变异分析

3．1．2扦插成活率统计分析

3．1．3叶片数量性状遗传变异分析

3．1．4黑斑病发生情况调查

3．1．5小结

3．2基于LeafAnlyser软件和MorphoJ软件的杂交子代叶形态变异分析

3．2．1基于LeafAnalyser软件的叶形态变异分析

3．2．2基于MorphoJ软件的叶形态变异分析

3．2．3小结

第四章结论和讨论

4．1结论

4．2讨论

4．3展望

参考文献

在读期间的学术研究

致谢