三倍体毛白杨有性生殖能力的研究

该文通过对 7个毛白杨三倍体和 3个二倍体无性系的花序量、花粉量及生命力、种子品质的比较研究和生殖器官形态的观察 ,发现三倍体无性系的花序量明显比二倍体的少 ;雄性无性系每个花序的花粉量及其发芽率在三倍体和二倍体之间差异不大 ;而三倍体雌性无性系的结实能力、果实形态大小和种子品质明显较二倍体的差 .结果表明三倍体毛白杨的有性生殖能力较低 ,因此 ,种植三倍体毛白杨将会减少毛白杨早春散粉和飞絮对环境的污染 .     

毛白杨基因库优树倍性检测及性状对比分析

以山东冠县毛白杨基因库内的优树为对象,采用流式细胞仪对基因库内469个毛白杨无性系的染色体倍性进行检测,并对检测出来的毛白杨天然三倍体和邻近的同种源二倍体对照的生长、形质和叶片气孔大小等性状变异进行研究。结果表明:在基因库内共检测出28个毛白杨天然三倍体无性系,占基因库无性系总数的6.0%,包括24个雌性三倍体无性系、4个雄性三倍体无性系,其中北京2个、河北12个、山东1个、山西2个、陕西11个,分别占基因库无性系总数的0.4%、2.6%、0.2%、0.4%和2.3%;毛白杨天然三倍体在生长、形质和叶片气孔特性等性状上存在共性,与二倍体相比,具有生长量大、侧枝粗、气孔大而稀疏等特点;天然三倍体无性系和二倍体无性系在胸径、材积、侧枝粗、气孔长度、气孔宽度、气孔密度等均存在极显著差异,树高存在显著差异,且不同天然三倍体无性系间的叶片气孔长度、气孔宽度、气孔密度间的差异也达到了极显著性水平;此外,毛白杨天然三倍体群体中也有部分个体表现出类似二倍体的特征,其中存在一些在生长等性状表现较差的无性系,表明天然三倍体无性系并非株株均优,毛白杨天然三倍体应用时同样有必要进行选择。      

高温诱导胚囊染色体加倍获得毛白杨杂种三倍体

鉴于多倍体育种在杨树良种选育方面的优势,针对配子败育严重的毛白杨作母本杂交困难等问题,根据多年实地观察,选择结实率较高的毛白杨无性系3119、3532、8212为母本,银腺杨雄株YX1为父本,尽可能在雌蕊发育接近可授期时进行雌花枝水培,防止因营养不足而导致杂种胚败育的影响,在此基础上,选用39和42 ℃高温分别对授粉后4、16、28和52 h的雌花序持续处理2和4 h,并设置未施加高温处理的对照组合,同时同步固定与处理花序状态相同的毛白杨无性系3119的雌花序,组织切片观察统计胚囊发育过程各时期所占比例,以确定毛白杨胚囊染色体加倍与胚囊发育的相关关系。结果表明:3个杂交组合的各处理共获得458株毛白杨杂种三倍体,其中毛白杨3119×银腺杨组合共获得211株杂种三倍体,平均三倍体得率为57.97%;毛白杨3532×银腺杨组合共获得230株杂种三倍体,平均三倍体得率为65.71%;毛白杨8212×银腺杨组合共获得17株杂种三倍体,平均三倍体得率为70.83%,对照组合未获得杂种三倍体。从染色体加倍有效处理时期看,毛白杨3119雌花序在授粉后4~64 h均处于胚囊发育的3次有丝分裂内,不同花序间以及同一花序不同胚珠间表现出一定程度的不同步性,证明高温加倍获得的毛白杨×银腺杨杂种三倍体来源于胚囊染色体加倍;而从染色体加倍的处理温度和持续处理时间看,39、42 ℃的处理温度和2、4 h的处理持续时间均适宜于毛白杨胚囊染色体加倍,不同处理温度和不同持续处理时间之间并无太大差异。对杂种后代生长性状观察结果表明,各杂交组合的三倍体株高和地径平均值普遍高于二倍体。有关研究结果表明,高温诱导胚囊染色体加倍是一种高效获得杨树杂种三倍体的方法,对于毛白杨遗传改良具有重要价值。      

三倍体毛白杨配子育性及其子代形态变异研究

以二倍体毛新杨、银腺杨为参照亲本 ,对三倍体毛白杨配子育性及其子代变异进行了研究 .结果表明 :①三倍体毛白杨B312花粉量较大 ,平均每花序高达 5 3mg.采用二倍体为参照母本研究三倍体花粉配子育性有估测过高的倾向 .②通过二倍体为参照父本可以相对较为准确地检测三倍体的雌配子育性 ,其中三倍体毛白杨雌株B30 3 ,B30 4,B30 5的配子育性介于 0 .0 5 %～ 0 .5 %之间 .③三倍体毛白杨与毛新杨等的杂交子代中存在三片子叶、四片子叶等子叶形态变异现象 ,总变异率达 2 6 .47% .④利用三倍体毛白杨与二倍体毛新杨、银腺杨杂交 ,共成苗 170株 ,其中包括 14.7%的畸形苗 .三倍体杂交子代的子叶变异以及畸形苗的出现与其细胞染色体不平衡有关 ,这些三倍体杂交子代对于相关的遗传学研究和育种实践具有一定的价值 .     

棉种染色体倍性与叶片气孔性状的关系

观察了棉属(Gossypium)中不同染色体组的二倍体棉种、四倍体棉种及种间杂种共9个材料的叶片气孔,测定了气孔密度、气孔保卫细胞的大小、气孔最大开张程度及保卫细胞内叶绿体数目。结果表明,不同染色体组问、不同棉种间和不同染色体倍性间在这些性状上均存在明显的差异。并且。随着染色体倍性提高。四倍体棉种的气孔保卫细胞的大小和叶绿体数目增加,而气孔密度则比二倍体棉种的小。因此,认为通过对上述叶片气孔性状的测定分析,可以用于鉴定不同染色体倍性的棉花植株。     

高温诱导大孢子染色体加倍选育毛白杨杂种三倍体

目的鉴于杨树三倍体具有突出的营养生长优势，针对毛白杨良种选育中母本效应难以充分利用问题，选择毛白杨育性好的雌株诱导大孢子染色体加倍选育白杨杂种三倍体，为毛白杨三倍体育种提供技术支撑。方法本研究以毛白杨无性系MC1和MC2为母本，银腺杨YX1为父本。根据白杨大小孢子发生发育存在相关性的原理，以雄株小孢子发育进程为即时判别大孢子发生进程的参照，当小孢子发育至单核早期、单核靠边期和双核期时，分别施加38、40和42 ℃高温持续处理雌花序4 h。结果两个杂交组合的处理组共得到189株毛白杨杂种三倍体，其中MC1×YX1组合中共获得70株杂种三倍体，平均诱导率为56.45%；MC2×YX1组合中共获得119株杂种三倍体，平均诱导率为47.04%，对照组未获得杂种三倍体。当小孢子发育至单核靠边期，对应大孢子母细胞减数分裂至粗线期至中期Ⅰ，此时施加38和40 ℃高温处理4 h是毛白杨大孢子染色体加倍的最佳处理时期。两个杂交组合的杂种三倍体在平均苗高和地径生长方面均优于二倍体，但组合间存在一定差异，表明三倍体育种同样需要重视亲本选配。结论研究进一步证明高温诱导大孢子染色体加倍是一种高效获得毛白杨杂种三倍体的技术途径，相关技术进步对于推进毛白杨良种选育进程具有重要的意义。      

Oryzalin诱导短葶飞蓬染色体加倍与三倍体创制研究

以短葶飞蓬种子为实验材料,采用60和90μM的oryzalin水溶液分别浸泡处理种子24、48、72 h,诱导染色体加倍,并用染色体加倍的四倍体变异植株与二倍体植株杂交,获得三倍体。结果表明,依据气孔大小,采用60和90μM的oryzalin水溶液分别浸泡处理种子24、48、72 h,可使不同程度诱导染色体加倍,变异率为12.81%~24.62%,其中90μM的oryzalin水溶液浸泡处理种子72 h诱变率最高;采用四倍体变异植株与二倍体杂交,结实率显著下降,千粒重增加;通过染色体计数和流式细胞分析,在杂交后代植株中发现0.00%~100.00%不同比例的三倍体(2n=3x=27)。     

不同浓度秋水仙素溶液对诱导水稻染色体加倍的影响

以8份三系杂交稻亲本和杂交种为材料,研究不同浓度秋水仙素溶液对种芽染色体诱导加倍的影响.结果显示,低浓度(0.01％～0.03％)的秋水仙素溶液处理种芽48 h,均能诱导染色体加倍,但不同材料之间染色体加倍效率有明显区别,杂交稻高于常规稻.与二倍体植株相比,获得染色体加倍的四倍体植株在农艺性状上变异较大.用秋水仙素诱导细胞染色体加倍或是水稻种质创新的一种新途径.     

北京地区栽培的三倍体毛白杨纤维性状遗传变异

以位于北京平谷的5年生三倍体毛白杨无性系测定林为对象,就三倍体毛白杨纤维性状的遗传变异以及纤维性状与生长性状的相关性进行了研究。结果表明,三倍毛白杨的平均纤维长度、宽度、长宽比及粗度分别比二倍体毛白杨提高24.9%、13.8%、7.4%、31.3%,并且差异基本都达到极显著水平。同时,纤维性状在三倍体毛白杨无性系间也存在显著或极显著差异,三倍体毛白杨在纤维性状方面同样具有一定的选择潜力。纤维长度、宽度、长宽比及粗度的重复力分别为0.95、0.91、0.71、0.95,三倍体毛白杨的纤维性状受较强的遗传控制,在无性系水平上进行选择,能获得较高的遗传增益。纤维性状之间存在显著或极显著的正相关关系,基于一项纤维性状的选择,会同时影响其他纤维性状指标。纤维长度和长宽比与生长性状间呈显著或极显著正相关,以生长性状作为遗传改良目标,能同时提高纤维长度和长宽比。     

不同拷贝rolB、rolC转基因毛白杨叶片解剖结构的变异分析

为选育兼具较强的生根能力和抗逆性的转基因三倍体毛白杨,以3个rolB+rolC拷贝数为1+1型转基因毛白杨无性系、6个2+1型rolB+rolC转基因毛白杨无性系和4个1+2型rolB+rolC转基因毛白杨无性系为研究对象,观察和分析了其叶片解剖结构。结果表明:2+1型、1+2型rolB+rolC转基因三倍体毛白杨无性系的变异方向和变异程度未呈现一定规律,但与rolB+rolC拷贝数为1+1型的转基因毛白杨无性系相比,无性系301B、263B、363B及163C的紧密度均显著增加,无性系101C紧密度增加,而其它无性系的紧密度则显著减小。本研究可为选育兼具生根能力及抗逆性的优良三倍体毛白杨提供参考。     

山西三倍体毛白杨纸浆林建设适宜品系选择

为解决山西平原林网绿化和以纸浆材为主要目的的用材林推广中良种缺乏的瓶颈,对不同三倍体毛白杨无性系和普通毛白杨(对照)及沙毛杨的12个参试品种进行了树高、胸径、材积的常规对比试验;根据制浆造纸的需要,分析了木材基本密度变异、木材纤维形态变异、木材化学成分变异.按照材积生长、纤维长度、纤维长宽比、综纤维素质量分数、木材密度...     

毛白杨杂种三倍体的2n雌配子形成途径鉴定

由于受杨树大孢子母细胞减数分裂不同步性影响，通过施加理化处理诱导杨树大孢子染色体加倍授粉杂交获得的三倍体，可能既包括来源于第一次减数分裂核复原形成的2n雌配子(FDR)，也有来源于第二次减数分裂核复原形成的2n雌配子(SDR)，难以进行表型鉴别，而通过分子标记分析可以实现不同类型2n雌配子的区分。本研究以通过高温诱导毛白杨大孢子染色体加倍所获得的87株三倍体及其亲本为材料，从母本杂合且与父本有差异的SSR多态性引物中，筛选出5对适宜于2n配子诱导途径来源鉴定的重组率较低的SSR分子标记。在此基础上，利用这5对低重组率SSR分子标记，开展毛白杨杂种三倍体的2n雌配子诱导途径来源分析。结果表明，不同毛白杨杂种三倍体的2n雌配子相应简单重复序列区域的等位基因配置不同，利用筛选出的5对低重组率SSR标记可以实现毛白杨杂种三倍体的2n雌配子诱导途径鉴定，其中35株三倍体来源于FDR型2n配子，另52株来源于SDR型2n配子。此外，选用5个位于高重组率位点的SSR引物进行检测分析，结果验证了随机挑选的SSR引物用于鉴别结果是不完全可靠的，只有挑选低重组率的SSR位点才可能准确鉴定2n配子来源。开展毛白杨杂种三倍体的2n配子诱导途径鉴定研究，对于FDR、SDR不同形成途径的2n配子传递亲本杂合性分析，以及毛白杨三倍体育种策略制定等具有重要意义。      

造林密度对三倍体白杨杂种无性系胸径和树皮厚度的影响

三倍体杨树具有突出的营养生长优势，研究造林密度对三倍体毛白杨杂种无性系径向生长的影响规律，可为三倍体毛白杨工业用材林营建和经营管理提供理论指导。以定植于河北威县的11年生三倍体白杨杂种无性系（B301、B331和S86）以及二倍体毛白杨对照无性系1316密度试验林为研究对象，研究造林密度（2 490、1 665、1 110、825、615、495株/hm²和405株/hm²）对三倍体白杨杂种无性系胸径和树皮厚度的影响。结果表明，造林密度和无性系以及造林密度与无性系间的交互效应均对三倍体白杨杂种无性系的胸径生长具有极显著的影响，以495株/hm²造林密度条件下三倍体白杨杂种无性系S86的胸径生长量最大，平均胸径达25.1 cm；三倍体白杨杂种无性系B301、S86的胸径生长量显著大于无性系B331和二倍体对照毛白杨无性系1316；无性系对11年生三倍体白杨杂种无性系的树皮厚度具有极显著的影响，造林密度对11年生三倍体白杨杂种无性系的树皮厚度具有显著的影响。三倍体白杨杂种无性系B301、B331、S86以及二倍体对照毛白杨无性系1316内部个体间胸径与树皮厚度均呈现正相关，说明树皮厚度随着胸径生长量的增大而增厚。研究结果对于认识造林密度对杨树径向生长的影响和指导三倍体白杨良种无性系的推广具有重要意义。     

转基因三倍体毛白杨花粉活力及枯落物外源基因检测

目的长期持续的开展转基因林木安全性评价研究，对林木遗传改良育种工作的开展和转基因林木的生物安全性评价具有重要意义。方法对田间种植11年和13年的转AhDREB1基因三倍体毛白杨[（Populus tomentosa × P.bolleana）× P.tomentosa]花粉活力和杂交结实率进行检测。此外，对自然条件下转基因三倍体毛白杨枯落物中外源基因进行检测，并从转基因三倍体毛白杨林下根际土壤中筛选出44株卡那霉素抗性细菌，对其基因组DNA进行PCR检测。结果MTT和TTC染色检测结果表明转基因三倍体毛白杨花粉没有活力，杂交试验结果再次表明转基因三倍体毛白杨花粉不具备可授性和育性，其杂交结实率为0。转基因三倍体毛白杨的枯落物（枝、茎和叶）无论是埋在土里，飘落在地表，飘落在草坪上，其外源基因在3个月后均未能检测到。种植13年的转基因三倍体毛白杨枯落物中的外源基因暂未水平转移到根际土壤可培养细菌基因组中。结论未发现大田种植13年的转基因三倍体毛白杨对周围生态环境造成显著影响。      

三倍体毛白杨叶片营养年变化规律初探

研究了三倍体毛白杨Populus tomentosa 11个无性系（无性系号分别为S1，S2，S3，S4，S5，S6，S7，S8，S9，S11，S12）叶片中营养元素氮、磷、钾、钙和镁年变化规律，并以二倍体毛白杨（无性系号为S10）为对照。研究结果表明：①同一营养元素在三倍体毛白杨叶片中表现出大体相似的季节性动态变化趋势，其中氮、磷、钾在整个生长期呈现出明显下降的年变化趋势，而不同无性系叶片中钙的年变化趋势为逐渐上升，镁为先上升后下降；②毛白杨不同无性系叶片中仅磷全年差异达到了显著水平（P〈0．01，n=36），12个无性系中S5磷质量分数最高，全年平均为1．85g·kg^-1；③在整个生长季节中，与对照二倍体毛白杨S10比较，三倍体毛白杨无性系S5，S6，S3，S12，S7，S1，S4叶片磷质量分数均有所提高：④毛白杨不同无性系在生长季节内，叶片中积累大量元素的规律相似，平均质量分数由大到小的顺序均为氮〉钾〉钙〉镁〉磷，分别为24．31，17．23，4.36，1．94，1．56g·kg^-1。     

三倍体毛白杨硬枝扦插容器育苗基质的筛选

[目的]筛选有效又经济的三倍体毛白杨容器育苗基质。[方法]以砂壤土、泥炭、珍珠岩、蛭石、河沙、草浆污泥等作为扦插基质,以成活率、苗高生长量作为指标,对三倍体毛白杨容器育苗基质进行筛选。[结果]不同混合基质对容器苗成活率影响达到了极显著水平。泥炭与蛭石配比为5∶2（M10）、泥炭与蛭石配比为7∶2（M11）以及纯砂壤土（M1）为基质的扦插成活率较高,达到90.0%以上∶不同混合基质对容器苗高生长量的影响极为显著,砂壤土、泥炭以及蛭石配比为6∶2∶2（M5）以及纯砂壤土（M1）为基质组合的60 d苗高生长量达37.0 cm以上。[结论]结合育苗基质成本分析,确定砂壤土是三倍体毛白杨硬枝扦插容器育苗的最适基质。