额敏县新疆野苹果种群空间分布格局及其关联性

【目的】研究新疆塔城地区额敏县新疆野苹果Malus sieversii种群空间分布格局及其关联性,为该地区新疆野苹果种群恢复和持续经营提供科学依据。【方法】通过典型样地调查法,设置20块标准样地(30 m×30 m)进行新疆野苹果个体调查,使用径级结构代替年龄结构,并运用点格局分析中的单变量函数和双变量函数分析方法,对不同龄级新疆野苹果个体的空间分布格局及其关联性进行研究。【结果】(1)新疆野苹果种群的年龄结构呈现类似纺锤形的非典型金字塔型,更新状况不良,种群结构不稳定。(2)较小年龄的新疆野苹果个体部分呈现出聚集分布,随着年龄的不断增加,逐渐趋向随机分布。(3)年龄相近的个体空间关联性部分呈正关联或无显著关联,随着个体年龄间差距的增加,空间关联性大多数表现为无关联状态。【结论】额敏县新疆野苹果种群结构不稳定,不同龄级个体之间空间关联性不强,应加强抚育管理,通过人工种植等方法改变其现有的随机分布状态,使其聚集生长,以促进当地新疆野苹果种群稳定生长及资源恢复。图3表1参35     

额敏县新疆野苹果种群土壤种子库空间分布特征

采用野外调查法，对额敏县新疆野苹果种群不同生境、不同方向的土壤种子库水平及种子萌发特征进行分析，分析额敏县新疆野苹果种群土壤种子库空间分布格局，以期探究新疆野苹果幼苗更新制约因素及机制。结果表明，新疆野苹果土壤种子库总密度平均值为10.20粒/m²。土壤中不同存留情况的种子数量有较大差异，表现为腐烂种子>空粒种子>完整种子。完整种子萌发率较低。不同生境中种子储量差异不显著，表现为阳坡>阴坡>谷底。在垂直空间中，随土层深度增加种子数量逐渐减少，在不同生境中垂直方向上土壤种子库密度变化不大。大部分种子落入枯枝落叶层，而枯枝落叶层会阻碍种子与土壤接触萌发，扰动地表枯枝落叶层有助于新疆野苹果种子进入土壤与萌发。土壤种子库更新不良可能是新疆野苹果实生苗数量稀少、种群繁殖难以为继的原因。     

新疆野苹果叶片抗氧化能力及多酚组分的研究

【目的】为探讨新疆野苹果的遗传多样性提供基本资料,并为揭示新疆野苹果抗氧化作用的物质基础提供科学依据。【方法】以35株野生新疆野苹果的叶片为试材,DPPH、FRAP和TEAC法测定总抗氧化能力,并测定清除羟自由基和超氧自由基能力,Folin-Ciocalteau法测总酚,HPLC测多酚组分,相关系数法分析抗氧化能力与多酚含量的相关性。【结果】参试的新疆野苹果单株之间抗氧化能力存在明显差异,5种方法抗氧化能力变异系数为16%～35%,极值比为1.61～7.33;HPLC鉴定出没食子酸、绿原酸、儿茶酚、香豆酸、阿魏酸、咖啡酸、根皮苷、杨梅黄酮、槲皮素和肉桂酸等10种成分,其中根皮苷和杨梅黄酮含量较高,且这些组分含量及总酚含量单株之间存在差异;新疆野苹果总抗氧化能力与其总酚和原花青素含量极显著正相关。【结论】参试的新疆野苹果单株抗氧化能力及酚类物质组分含量存在明显差异,新疆野苹果抗氧化作用与其酚类物质关系密切。     

新疆野苹果营养及次生代谢物与苹果小吉丁虫抗性的关系

为了解新疆野苹果（Malus sieversii (Lebed.) Roem.）植株内营养及次生代谢物质含量对苹果小吉丁虫( Agrilus mali Mats.)危害的影响,以具有不同抗虫性的新疆野苹果类型单株为试验材料,利用相关性回归法找出营养及次生代谢物质与其抗性的关系。结果表明：不同抗性新疆野苹果单株营养物质含量存在显著差异,韧皮部内可溶性蛋白和可溶性糖含量均显著大于木质部,在4.02~21.72 mg/g之间。可溶性蛋白含量K2最低,为26.10 mg/g,G1最高,为45.74 mg/g,感虫植株可溶性蛋白含量普遍高于抗虫植株。不同抗性单株单宁、黄酮、总酚含量差异显著,其中木质部内黄酮含量较低,在0.31~0.89 mg/g之间,韧皮部黄酮含量在1.93~4.05 mg/g之间,抗虫植株平均单宁含量为1.24 mg/g,感虫植株平均单宁含量为0.69 mg/g,抗虫植株单宁含量显著高于感虫植株,即单宁含量越高,其抗虫性越好,感虫植株G6总酚含量最低,为1.43 mg/g,抗虫植株K2总酚最高,达到3.96 mg/g,木质部内单宁含量和总酚含量与苹果小吉丁虫抗性之间存在显著正相关,即新疆野苹果单株内单宁与总酚含量越高,总虫数就越少,对苹果小吉丁虫的抗性就越好,新疆野苹果受害就越轻。综上,新疆野苹果内营养物质含量与抗虫性呈极显著负相关,次生代谢物质含量与抗虫性成显著正相关,次生代谢物质含量高的新疆野苹果对苹果小吉丁虫危害在一定程度上具有减轻或抑制作用。     

新疆野苹果逆境响应机制研究进展

新疆野苹果是我国新疆天山野果林区中珍贵的第三纪孑遗植物,具有抗寒性强、耐虫、耐病、耐旱等优良性状。新疆野苹果不仅是我国苹果属重要的野生资源,也是我国果树遗传育种优质的抗逆种质资源。了解新疆野苹果在逆境条件下的生命活动规律,对植物抗逆育种和增产增收都具有十分重要的意义。本文综述了近年来新疆野苹果在基因水平、蛋白质水平和生理生化水平逆境响应机制的研究进展,提出未来对新疆野苹果的逆境响应机制研究应更深入到分子生物学水平。     

3类苹果资源遗传多样性的SSR对比分析

以18个新疆野苹果优系、23个鲜食苹果品种和7个苹果砧木品种为材料,对3类苹果资源的遗传多样性及亲缘关系进行分析,并对不同SSR引物的效率值进行对比分析,同时应用定位到17条染色体的80对SSR引物对3类苹果进行分析。总计扩增出254个位点,多态性位点百分率为99.61%,平均每对引物扩增位点8.47个。3类苹果多态位点百分比高低关系为新疆野苹果砧木苹果鲜食苹果;Neis基因多样性、Shannons指数和有效等位基因的高低关系为砧木苹果新疆野苹果鲜食苹果。聚类结果显示,48个品种分为鲜食苹果、新疆野苹果和苹果砧木3类,在0.68处,鲜食苹果和新疆野苹果聚到一起,说明二者有相对较近的遗传关系。新疆野苹果遗传多样性较高,鲜食苹果最低;鲜食苹果起源于新疆野苹果;不同引物的遗传参数差异较大,选择的引物效率值不同,说明引物选择的重要性。     

中国苹果属植物种群间的亲缘关系及其演化初探

通过聚丙烯酰胺凝胶电泳,测定苹果属植物30个种类(22个种)的过氧化物酶同工酶表明:种类和种间的酶谱均有差异。各系在PⅢ区带各酶带出现的百分率不同,山荆子系PⅡ区带多条酶带率最高。苹果系中种的演化途径应该是:新疆野苹果、楸子、花红、苹果(金冠)。     

新源县野苹果林种群的衰退与天然更新状况分析

在新疆新源县野苹果林建立样地,调查野苹果种群结构、生存状态和衰退特征,采用空间代替时间的方法和分段匀滑技术,编制野苹果种群静态生命表,绘制生存与死亡曲线,分析种群存活状况和数量变化动态,结合其天然更新现状揭示新源衰退野苹果种群的可持续发展能力。结果表明,在调查的样树中,没有发现无死枝或无死亡部位的野苹果树,地上部分完全死亡的野苹果达48.00%,加上濒死树,衰亡率达63.40%;中龄树较多,幼树和老树较少,存活曲线趋于Deevey-Ⅱ型,生存率在第Ⅰ龄级至第Ⅳ龄级时下降很快,衰退的高峰期发生在第Ⅳ龄级和第Ⅴ龄级,死亡率分别为60.00%和37.50%,种群动态表现出前期稳定、中期锐减、后期衰退的特点;野苹果天然林在第Ⅰ龄级和第Ⅱ龄级的衰退规模最高,死亡率高达85%以上,第Ⅰ龄级数量比例仅为2.00%,且存活数仅占种群存活总数的0.55%,第Ⅲ龄级死亡率亦接近50%,种群的衰退年龄和死亡特征都表明,新源野苹果林目前种群动态是前期锐减,生存与衰退状态不稳定,树体死亡特征与病虫危害的特征吻合,致衰主因是外在生物因素,年龄结构的内在因素不是目前衰退的主导因素;新源衰退野苹果的实生天然更新存在种源数量与幼树建植限制,其根蘖繁殖具有种群更新的潜力。     

新疆野苹果17个种下类型的果实和种子形态对比研究

通过对新疆野苹果种下类型果实和种子形态特征的观察,对新疆野苹果果实的单果重、果形指数、果梗长与粗度,以及种子长度与宽度进行测量,利用扫描电镜观察种皮细胞的微观形态,测量细胞的长度与宽度,所得数据用 LSD 法进行方差分析,以了解其种下类型的关系。结果表明,新疆野苹果的果实外部性状和种子具有极丰富的表型变异,种内的分化高于种间分化;同时根据种子表皮细胞的形态将17个类型的新疆野苹果划分为7个差异明显的类别。     

4个新疆野苹果优系果实品质比较

以4个新疆野苹果优系的成熟果实为材料,研究其果实品质指标(单果质量、果实纵径、果实横径、果形指数、果柄长度、果柄粗度、果实硬度、可溶性固形物、酸度、可溶性糖、果皮色泽、果肉色泽、香气成分)的差异,旨在为新疆野苹果资源的合理利用提供资料。结果表明:4个优系之间在单果质量、可溶性固形物等部分品质指标上存在极显著(P0.01)或显著(P0.05)差异,果形指数等部分品质指标差异不显著;4个新疆野苹果优系果实含(E)-2-己烯醛、1-己醇等匹配度≥80%(NIST14谱库检索)的51种香气成分,其中(E)-2-己烯醛、1-己醇、(E)-2-己烯-2-醇乙酸酯等成分均在0.5%以上,总含量占测定香气物质总量的97.66%,为参试新疆野苹果的主要香气成分;4个新疆野苹果优系之间果实香气成分种类和含量均存在差异,且均含有独有的香气成分[优系M-1含有(E)-3-己烯醛、(E)-2-己烯-2-醇乙酸酯等,M-2含有2-己烯-1-醇乙酸酯、(Z,Z)-9,12-十八碳二烯酸等,M-3含有壬醛、癸醛等,M-4含有(Z)-2-己烯-1-醇、(E)-丁酸2-己烯基酯等],是新疆野苹果选育的一个重要评价指标。4个新疆野苹果优系的果实品质指标遗传差异较大,均有各自的特点,具有良好的选择潜力。     

水分胁迫对新疆野苹果净光合速率和水分利用率日变化的影响

以一年生盆栽新疆野苹果实生苗为试材,研究了经3种水分梯度处理后第20天苹果叶片净光合速率（Pn）和水分利用率（WUE）的日变化规律。结果表明,正常水分处理和中度水分胁迫下新疆野苹果Pn日变化为不典型双峰型,且Pn下降主要受气孔因素限制;重度水分胁迫下新疆野苹果Pn日变化为严重午休型,Pn下降主要受非气孔因素限制。方差分析表明,中度和重度水分胁迫使新疆野苹果Pn日均值与对照分别达到显著和极显著差异。3种水分梯度处理后新疆野苹果WUE日变化均呈先快速下降后缓慢上升的趋势,并表现上午时段的WUE大于下午时段;WUE目均值按对照、中度和重度水分胁迫依次降低。相关性分析表明,随着水分胁迫的增强,Ta,Ca,RH等生态因子对新疆野苹果Pn的影响越大,其中RH对Pn的影响最显著。     

干旱胁迫对新疆野苹果及平邑甜茶生理生化特性的影响

 【目的】研究干旱胁迫能否诱导新疆野苹果和平邑甜茶发生细胞程序性死亡。【方法】采用20%聚乙二醇（PEG6000）模拟干旱处理苹果属植物平邑甜茶（Malus hupehensis pamp Reld.）和新疆野苹果（M. sieversii (Ledeb) Roem.）。【结果】NBT染色结果表明，平邑甜茶叶片在处理1 d后开始有染色斑出现，4 d后叶片几乎被全部染色；新疆野苹果叶片在处理3 d后开始有染色斑出现，7 d后叶片几乎被全部染色。叶片萎蔫情况观察可以看出：平邑甜茶在处理3 d后开始萎蔫， 4 d后叶片干枯、整个植株死亡；新疆野苹果在处理6 d后开始萎蔫，7 d后整个植株死亡。两个苹果种的叶片相对电导率随处理时间的延长逐渐上升；平邑甜茶在处理3.5 d后相对电导率增幅明显加大，而新疆野苹果在处理6 d后才明显增大。平邑甜茶在处理后DNA和RNA含量就开始明显下降，而新疆野苹果下降速度缓慢。【结论】0.1% NBT染色、相对电导率测定、DNA含量和RNA含量测定等生理生化指标不仅可以作为鉴定苹果属植物在水分胁迫条件下发生细胞程序性死亡的指标，而且可以作为衡量苹果属植物抗旱性及衰老的参考指标。     

苹果属S-RNase基因的进化研究

【目的】通过分析苹果属植物自交不亲合性位点S-RNase基因的序列,研究S-RNase基因在苹果属的进化历史,序列分歧特点和遗传多态性。【方法】利用栽培苹果的S-RNase基因序列在GenBank数据库中检索和鉴定所有已知的苹果属植物的S-RNase基因,同时利用S-RNase基因的保守引物获得陇东海棠和变叶海棠的S-RNase基因序列。通过系统发育分析研究S-RNase基因的进化历史,进而计算dN/dS比值揭示S-RNase基因序列分歧的特点,最后估计并比较苹果属不同类群S-RNase基因的遗传多态性及其遗传分化。【结果】苹果属植物的S-RNase基因可以分为16个亚类,同一亚类S-RNase基因的序列分歧较小,亚类之间的分歧很大。S-RNase基因的成对dN/dS比值中有50%的大于1,并且滑动窗分析显示S-RNase基因具有多个dN/dS比值显著大于1的区域。栽培苹果和野生苹果在S-RNase基因的遗传多态性上没有明显差异。在所涉及的苹果属野生类群中,栽培苹果与塞威士苹果在S-RNase基因上的遗传分化最小。【结论】适应性氨基酸替换在苹果属植物S-RNase基因的序列分歧上发挥了重要作用。现有的S-RNase基因数据显示栽培驯化没有导致栽培苹果S-RNase基因遗传多态性的降低,基于S-RNase基因的遗传分化支持栽培苹果是由塞威士苹果驯化而来的观点。     

新疆野苹果繁育特性研究

对新疆野苹果的花部特征、传粉媒介和繁育系统等进行了观察和分析。结果表明,新疆野苹果花部综合特征表现出花粉量较多,花粉活力较强,雌蕊比雄蕊高,且雌雄蕊同熟,上述特点均有利于异花传粉;观察昆虫访花显示蜂类和蝶类是新疆野生苹果的主要访花者;新疆野苹果杂交指数(OCI)为4,花粉—胚珠比(P/O)均高于7000,人工授粉试验结果表明异花授粉座果率最高,其均值为49.3%,最高可达84.7%,方差分析显示以异花结实为主。新疆野苹果属于以异交为主的繁育系统。     

新疆野苹果28个种下类型叶片解剖结构对比研究

为研究新疆野苹果不同种下类型叶片解剖结构的差异,探讨新疆野苹果叶片解剖结构与环境的适应性及其抗性的关系,以新疆野苹果28个种下类型叶片为研究对象,采用石蜡制片法制作切片,根据不同种下类型叶片解剖结构特征及其栅海比、叶片紧密度等指标,观察研究了新疆野苹果28个种下类型叶片的解剖结构。结果表明,小黄酸野苹果在叶片厚度、上表皮厚度、下表皮厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度方面平均值最大,与其他种下类型存在显著差异（P〈0.05）,表明其抗寒、抗旱能力较强,光合速率较高。对新疆野苹果28个种下类型叶片的解剖结构特征的各个指标进行聚类分析,分为4个不同类群,其中第四类群的抗旱能力、抗寒能力以及光合速率在4个类群中较为突出。     

利用数量性状构建新疆野苹果核心种质的方法

 【目的】以300份新疆野苹果实生株系为试验材料,根据叶片、花朵和果实等器官15个数量性状的遗传多样性,研究新疆野苹果核心种质构建的方法。【方法】采用逐步聚类法,以30％的取样比例,根据2种遗传距离（欧氏距离和马氏距离）、4种系统聚类方法（类平均法、离差平方和法、最长距离法和最短距离法）和3种取样方法（随机取样法、偏离度取样法和优先取样法）构建24个核心种质,以筛选出的最佳构建策略进一步比较7种不同取样比例（10%、15%、20%、25%、30%、35%和40%）的构建效果以确定最适宜的取样比例。【结果】（1） 在新疆野苹果构建中,采用欧氏距离聚类优于马氏距离。（2） 4种系统聚类方法比较表明,最短距离法优于类平均法、离差平方和法和最长距离法。（3） 3种取样方法比较表明,优先取样法和偏离度取样法都能明显提高核心种质的方差差异百分率、极差符合率和变异系数变化率,均适宜于新疆野苹果核心种质的构建,前者略优于后者。（4）20%是最适宜的取样比例。【结论】以20%的取样比例,采用欧氏距离,利用最短距离法进行逐步聚类,结合优先取样法构建的核心种质最有代表性,是构建新疆野苹果核心种质的最佳方法。     

新疆野苹果Malus sieversii(Ldb.)Roem花粉形态及其起源演化研究

本文研究了29个新疆野苹果的花粉形态。结果表明,新疆野苹果的花粉为3孔沟、圆球形、近球形、长球形。外壁呈条纹状纹饰,带有穴状穿孔,可分成5类:条大穴纹饰、条小穴纹饰,条穴纹饰、条穴—附属物纹饰及穴短条纹饰。花粉的P/E 值用于探讨苹果属植物的起源与演化具有重要的意义。新疆野苹果以新源县为起源点,向西发展,经巩留、伊宁到达霍城。在苹果属植物中,新疆野苹果可能是苹果亚组中较原始的种类。