白杨染色体加倍技术研究及三倍体育种（Ⅲ）──加倍体某些形态特征的观察

为进一步确认经秋水仙碱诱导出的毛新杨（ＰｏｐｕｌｕｓｔｏｍｅｎｔｏｓａＣａｒｒ．×ＰｏｐｕｌｕｓｂｏｌｌｅａｎａＬａｕｃｈｅ）大花粉在毛新杨雌花上授粉后所得到的后代个体ＴＢＴ－７是三倍体杨树，对ＴＢＴ－７及其父、母本（ＴＢ１１，ＴＢ０１）、对照（ＴＢＤ）和三倍体欧洲山杨（Ａｓｔｒｉａ）分别进行叶片面积、厚度和气孔长度等项特征的比较。结果表明ＴＢＴ－７的多倍体巨大性是显著的．     

毛白杨起源的细胞遗传学研究

对毛白杨(PopulustomentosaCarr.)花粉母细胞减数分裂观察发现,其同源染色体联会较差,在终变期、中期Ⅰ可见到出现频率较高的单价体,在后期Ⅰ、末期Ⅰ亦可经常见到落后染色体的存在,证明部分同源染色体间存在一定程度的异质性,即毛白杨属杂种起源.进一步依据毛白杨、新疆杨和它们的杂种毛新杨染色体的联会情况及花粉育性等推断,银白杨或新疆杨有可能作为起源亲本之一参与了毛白杨种的形成.     

银腺杨与毛新杨正反交三倍体选育

采用花粉染色体人工加倍获得的银腺杨 (Populusalba×P .glandulosa)、毛新杨 (P .tomentosa×P .bolleana)未减数 2n花粉 ,施加一定剂量的辐射处理后杂交 ,两杂交组合共获得 16株三倍体 .其中银腺杨×毛新杨组合以1470rad处理最佳 ,三倍体得率 3 .8% ;而毛新杨×银腺杨 (16 80rad)则获得了高达 12 .9%的三倍体 .三倍体整体生长水平优势明显 ,单株生长更为突出 ,2年生实生苗的苗高和地径最高 4.9m和 5 .8cm ,分别超出群体平均值的5 8%和 176 % ;并且正反交三倍体的遗传效应差异明显 .利用未减数 2n花粉 ,经花粉辐射处理杂交选育杂种三倍体 ,将是今后白杨乃至杨属植物育种的最有效途径之一 .     

毛白杨花粉母细胞减数分裂及其进程的研究

采用细胞遗传学方法对毛白杨 (PopulustomentosaCarr.)花粉母细胞减数分裂及其进程进行了研究 .结果表明 :①毛白杨花粉母细胞减数分裂进程有一定的规律 ,且与花序的形态和花药颜色变化有密切相关 ;②减数分裂染色体行为表现因个体不同而不同 ,终变期、中期Ⅰ有数目不等的单价体出现 ,在后期Ⅰ乃至末期Ⅰ、末期Ⅱ可见到单独存在的落后染色体 ,体现了毛白杨遗传上的异质性 ;③毛白杨减数分裂存在多核仁现象 ,在末期Ⅰ、末期Ⅱ最多可见到含 8个小核仁的子核 ,并且随着减数分裂进行 ,多个小核仁发生合并 ,最终生成一个大核仁 ;④毛白杨各无性系在减数分裂进程上存在着差异 ,甚至同一雄性无性系植株的不同花芽或同一花芽上不同部位等 ,其花粉母细胞减数分裂时期也表现为不同步性 ,显示了种群变异的多样性和丰富性     

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 .     

7个杂种毛白杨无性系幼龄材化学成分和纤维形态的研究

本文研究了由北京林业大学新培育的７个杂种毛白杨无性系（ＰｏｐｕｌｕｓｔｏｍｅｎｔｏｓａＢＬ１０１～１０７）３年幼龄材的化学成分和纤维形态。结果表明，综纤维素含量７７．６４％～７９．５５％，数量平均纤维长度达１．０ｍｍ，纤维长宽比大部分超过３０；纤维的壁腔比都在０．４以下，根据这些基本的纤维质量指标，讨论了利用这些新培育的杂种毛白杨木材作为造纸原料的可能性。     

百合三倍体种间杂种花粉母细胞减数分裂行为观察

对细叶百合(2x)×布鲁拉诺(4x)的三倍体种间杂种花粉母细胞减数分裂过程进行了观察,发现三倍体种间杂种减数分裂过程中出现较多异常现象,在双线期出现不等二价体;在后期I和末期工出现染色体桥;在后期Ⅰ、末期Ⅰ、中期Ⅱ和末期Ⅱ出现滞后染色体;在末期Ⅰ和二分体时期出现微核;在末期Ⅰ和后期Ⅱ出现不均等分离等.花粉母细胞减数分裂异常可能是导致花粉败育的主要原因.     

741杨离体叶片再生及抗虫基因转化

用７４１杨［Ｐｏｐｕｌｕｓａｌｂａ（ｐ．ｄａｖｉｄｉａｎａ×Ｐ．ｓｉｍｏｎｉｉ）×Ｐ．ｔｏｍｅｎｔｏｓａ）］试管植株无菌叶片作外植体，经研究，筛选了诱导不定芽分化、增殖和生根培养基；暗培养５～１５ｄ能提高不定芽分化的诱导率。无根或生根试管植株两类叶片均可用作外植体。建立了７４１杨最佳转化和再生系统。用含有完全改造的Ｂｔ基因表达载体ｐＢ４８．７转化优良杨树新品种－７４１杨，经在含有卡那霉素培养基上选择和ＰＣＲ检测已获得初步确定的转基因植株。     

白杨双交无性系水分系数的季节变化规律研究

以（毛白杨×新疆杨）×（银白杨×欧洲山杨）双交杂种无性系为主要材料，应用Ｐ－Ｖ技术研究了杂种无性系１ａ生苗木多项水分参数的季节变化。结果表明各项水分参数均有明显的季节变化规律，这一变化规律与树木生长节律相吻合，以ψ＾０π，ψ＾１００π，ＲＷＣ０，ＲＯＷＣ＾０，ε＾ｍａｘ，ｂ值６项水分参数对无性系叶片渗透和维持膨压能力进行综合评价。     

不同亲本起源的三倍体毛白杨叶绿体性状的变异

利用7个毛白杨不同亲本起源的三倍体无性系和3个二倍体无性系对叶绿体大小、数目、单位体积叶绿体DNA含量和单个细胞叶绿体DNA含量等性状进行了研究。结果表明:大部分三倍体毛白杨与二倍体亲本在叶绿体大小上差异不大;叶绿体数目则随着倍数的增加而增加,其中卵细胞染色体加倍成功的三倍体达到极显著水平;在单位体积、单个细胞叶绿体DNA含量方面,花粉染色体加倍的三倍体比卵细胞染色体加倍的三倍体变异更加显著,其中单位体积叶绿体DNA量的增加与单个细胞DNA量成正比,而与单位体积叶绿体数目关系不大。总之,加倍前后毛白杨叶绿体性状的变异,并不完全随着倍性的增加而增加,与亲本的特性关系密切,有偏母性遗传趋势。     

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 .     

白杨大孢子母细胞减数分裂进程及其即时判别

以毛新杨、银腺杨为材料,对白杨大、小孢子母细胞减数分裂进程及其相互关系进行研究.结果表明:不同白杨的大孢子母细胞减数分裂进程存在差异性,其中,毛新杨大孢子母细胞减数分裂相对启动较早,水培84 h已进入减数分裂细线期,但减数分裂时间历时较长;而银腺杨雌花芽水培140 h才进入减数分裂细线期,其减数分裂进程相对较快;毛新杨、银腺杨大孢子母细胞减数分裂进入粗线期均需6～7 d时间.毛新杨、银腺杨大、小孢子母细胞减数分裂进程存在时序性相关,当小孢子母细胞减数分裂至四分体,大孢子母细胞才进入减数分裂细线期;而当大孢子母细胞减数分裂到达粗线期时,小孢子多数已发育至单核靠边期.根据雌雄配子发生、发育的时序性对应关系,通过相同培养条件下小孢子发育进程的观察,可以对白杨大孢子母细胞减数分裂进程进行即时判别.      

毛白杨遗传作图最适分离群体的选择

该研究以毛白杨及其杂种毛新杨和银白杨与腺杨的杂种银腺杨为材料 ,利用控制授粉杂交和种子组织培养技术相结合制备了 3个规模较大的遗传作图群体 .在此基础上 ,采用扩增性片段长度多态性 (AmplifiedFragmentLengthPolymorphisms,AFLPs)标记技术对这些作图群体的亲本进行了多态性检测 ,结果表明 :8对EcoRⅠ MseⅠ引物组合在毛新杨无性系TB0 1×毛白杨无性系LM5 0作图群体亲本间的多态性水平最高 ,平均可检测到 2 0个多态性位点 .结合对子代在田间表型性状分离情况 ,选取了该分离群体作为构建毛白杨遗传连锁图的作图群体 .并利用AFLP技术对随机抽取的 12 0株子代个体进行了基因型检测 ,10对AFLP引物组合在作图亲本间共检测到 197个多态性位点 ,其中有 15 8个位点在P <0 0 1水平上符合 1∶1孟德尔期望分离比 ,占多态性位点总数的 80 2 % ,选取该群体作为构建毛白杨遗传连锁图的作图群体是合适的     

白、青杨派间杂交幼胚培养及杂种子代的分子鉴定

利用切枝水培和组织培养技术,对白杨派的毛新杨和青杨派的不同种源小叶杨进行了派间杂交和杂交子代的幼胚培养研究。结果显示:以不同种源的小叶杨为父本和授粉后幼胚培养的时间对幼胚萌发率影响较大。其中毛新杨×小叶杨（内蒙古通辽）的幼胚培养效果最好,最适培养基为1/2MS+6BA 1.0 mg/L＋NAA 1.0 mg/L;且随着授粉后天数的增加,幼胚培养的萌发率也相应增加。在此基础上,选用SSR标记技术对杂交子代及其亲本进行了鉴定分析。共采用120对杨树特异的SSR引物对杂交亲本毛新杨和小叶杨进行了多态性筛选,得到了25对在双亲间显示多态性的引物。对其中的两对进行了杂交子代的SSR扩增分析,结果表明,杂交子代均显示出双亲间的杂种类型谱带,可以在分子水平上证明白、 青杨派间的杂交可配性。      

诱导大孢子染色体加倍选育白杨杂种三倍体

该文以银腺杨、毛白杨等白杨为材料, 对大孢子染色体加倍选育白杨杂种三倍体技术进行了研究．结果表明: 银腺杨大、小孢子母细胞减数分裂存在着时序性相关．以花粉发育进程为参照,可以相对准确地确定大孢子染色体加倍诱导2n雌配子的有效处理时期．花粉发育到单核中期,即大孢子母细胞减数分裂进入细线末期,是银腺杨大孢子染色体加倍的最佳处理时期,此时施加秋水仙碱处理,三倍体得率最高达167%．银腺杨×毛白杨杂种三倍体在苗期表现出了巨大、速生的特性.      

白杨细胞质遗传的细胞学机理(Ⅰ):生殖细胞和精细胞中细胞质DNA的存在状况

应用DAPI、DiOC荧光法与激光共聚焦电镜技术,观察白杨派树种毛白杨、毛新杨、银腺杨、中国山杨花粉发育中生殖细胞的细胞质DNA及其在精细胞形成过程中的动态。结果表明:不同发育时期的生殖细胞、精细胞中不存在具有DNA的细胞器,为白杨派树种具有母系遗传的潜能提供了细胞学证据;其中,线粒体在花粉发育过程中一直存在,但其DNA发生了降解,从而使父系线粒体DNA的传递中断,导致了线粒体的母系遗传。细胞学观察发现,银腺杨少数质体及其DNA被排除和降解的时期相对迟缓。本文还对被子植物线粒体遗传的机理进行了讨论。     

白杨叶绿体和线粒体DNA的多态性及遗传性分析

利用PCR-RFLP技术对白杨派毛白杨、毛新杨和银腺杨及其F1代的叶绿体和线粒体遗传进行了分析.以总DNA为模板,扩增了叶绿体trnD-trnT、rps12/7-nadB、trnT-trnF、trnL-trnF3′和trnL-trnF5′基因片段,线粒体coxⅢ、ND5/6、orf25、atp6、nad4/1-2和ND2-COⅢ基因片段,比较了这些扩增片段5种限制性内切酶的酶切片段多态性.结果表明:毛新杨×毛白杨、毛新杨×银腺杨F1代的叶绿体DNA为母性遗传;4种杂交组合线粒体基因片段的PCR扩增与酶切图谱完全一致,未发现多态性,表明白杨线粒体基因高度保守.      

极端温度处理白杨雌花芽培育三倍体植株的研究

采用极端温度的物理方法处理毛新杨、银腺杨、银毛杨雌花芽 ,均可获得三倍体 .结果表明 :①雌花枝水培 1～ 5d期间是处理雌花芽的有效时期 ;②高温处理雌花芽检测出 10株三倍体 ,处理温度以 40 ,44℃有效 ,分别获得8株、2株三倍体 ,其中 40℃高温处理效果最佳 ;③低温处理雌花芽检测出 3株三倍体 ,4,- 2℃低温处理均有效果 ,分别获得 1株、2株三倍体 ,- 2℃处理效果较好 ;④处理时间分别为 :40℃高温处理水培 1～ 5d的花枝 3 ,5 ,7h ,44℃高温处理水培 2～ 4d的花枝 3h ;4℃低温处理水培 3d的花枝 2 4h ,- 2℃低温处理水培 2d的花枝 48h均有效 ;⑤所获三倍体植株在苗期具有巨大性和速生优势