欧洲黑杨育种基因资源评价研究

摘要

欧洲黑杨(PopulusnigraL.)是跨欧亚大陆分布的一个杨属树种，是世界主栽杨树品种的重要基因供体，在我国杨树遗传改良中起重要作用。我国缺乏黑杨派基因资源(阿尔泰地区有少量欧洲黑杨分布)，为了丰富我国欧洲黑杨育种基因资源，解决我国杨树育种资源匮乏的难题，近年来我国已从欧洲引进了许多欧洲黑杨基因资源，全面了解这些引进资源，可为培育杨树新品种提供更可靠的科学依据。本研究对从欧洲引进的欧洲黑杨基因资源分别从叶片形态、生长、水分利用效率、木材性质等方面进行了评价，同时利用分子标记技术(SSR、SNPs)对其进行了分子遗传多样性评价。主要研究结果如下： 1、欧洲黑杨基因资源叶片形态及生长评价。对叶片形态以及生长性状的观察和分析表明，欧洲黑杨基因资源的叶片形态和生长性状具有丰富的多样性，叶片基部形态分为三种类型：心形、截形和楔形;方差分析显示基部为心形的叶片具有较大的叶面积，并可以根据叶片基部形态初步判断叶面积以及生长量的大小；叶片性状变异很大，其中叶面积的变异系数达到43.61％;对生长指标的综合评价排在前十位的具有生长优势和潜力的无性系分别为N23、N124、N31、N123、N117、N16、N52、N128、N5、N13。 2、欧洲黑杨基因资源水分利用效率评价。应用碳稳定同位素技术分析了欧洲黑杨的水分利用效率，结果显示欧洲黑杨基因资源在δ13C值上存在显著遗传变异，δ13C值变异范围为-30.400‰+0.006‰～-27.027‰+0.448‰；欧洲及国内不同地区的欧洲黑杨无性系δ13C值差异显著，其中，东欧和中欧地区的欧洲黑杨具有较高的水分利用效率；并对欧洲黑杨的水分利用效率与生长指标之间的相关性进行了初步分析；结合δ13C值与生长量指标，综合评价排在前十位的具有高水分利用效率并且生长量较大的基因资源分别N116、N51、N38、N40、N55、N52、N26、N27、N50、N96。 3、欧洲黑杨基因资源材性评价。分别对一年生和四年生欧洲黑杨基因资源进行了木材性质的测定和分析，结果显示在物理性状和化学性状方面不同的无性系间都存在着显著差异，具有丰富的遗传多样性，物理性状和化学性状受遗传控制较强；欧洲黑杨基因资源随着年龄的增加，基本密度、纤维长、纤维宽均表现为增加的趋势，微纤丝角则表现为递减的趋势；同时研究了木材性状之间以及木材性状与生长性状之间的相关性：欧洲黑杨基因资源生长性状与纤维长、纤维宽呈极显著正相关，与密度和微纤丝角呈弱负相关，达不到显著水平，苯醇抽提物与综纤维素和α纤维素呈极显著负相关，综纤维素与α纤维素呈极显著正相关，木质素与综纤维素和α纤维素呈显著负相关；物理性状和化学性状间不存在显著相关关系;在对生长性状和材性性状进行综合评定后，综合评定值排在前十位的欧洲黑杨无性系分别为：N52、N34、N112、N117、N106、N54、N36、N124、N31、N100。 4、欧洲黑杨基因资源分子遗传多样性评价。利用13对引物进行SSR分子标记共获得162个具有多态性的SSR标记，通过单因素方差分析获得了与木材性状以及生长量相关的SSR标记，如与四年生欧洲黑杨木材基本密度、纤维长、纤维宽、长宽比、微纤丝角、综纤维素含量、α纤维素含量、木质素含量、苯醇抽提物含量及生长量相关的标记分别有4、4、4、2、3、4、8、5、2及6个。 首次利用SNPs对欧洲黑杨基因资源进行遗传多样性分析，获得27个SNPs标记，对其中转换(A-G，C-T)有17个位点，颠换(A-C，G-C，G-T，A-T等)有10个位点，对其中的三个SNPs进行了分型；对已经分型SNPs位点进行与材性性状相关的方差分析，结果显示三个SNPs中只有SNP1与材性性状具有相关关系，SNP1与四年生欧洲黑杨综纤维素含量显著相关，表现为负效应，贡献率为11.11％。对欧洲黑杨SNP1标记的不同基因型所对应的材性性状进行方差分析，结果显示基因型为CC和CT的欧洲黑杨相对于基因型为TT的欧洲黑杨有较高的纤维素含量，该标记可初步作为筛选综纤维素含量高的欧洲黑杨基因资源的一个有效标记。

目录

文摘

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第一章前言

第二章欧洲黑杨基因资源叶片形态及生长评价

第三章欧洲黑杨基因资源水分利用效率评价

第四章欧洲黑杨基因资源材性评价

第五章欧洲黑杨育种基因资源分子遗传多样性评价

第六章结论与展望

参考文献

致谢

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