人工三倍体桑树新品系光合生理的研究

采用7920桑(2x)×红沧桑(4x)杂交,从1356株F1苗木中获得3株人工三倍体桑树新品系分别定名为嘉陵31号、嘉陵32号和嘉陵33号.以二倍体品种湖桑32号为对照,对这3个新桑品系进行了先合生理的比较分析.结果表明:嘉陵31号、嘉陵32号、嘉陵33号品系的光合速率比湖桑32号的光合速率(23.65 μmol/(m2·s))分别高8.09%,8.07%,12.09%.同时,3个新品系的叶绿素含量也比湖桑32号的叶绿素含量(2.37 mg/g)分别高16.46%,16.46%,24.89%,经方差分析知;3个新桑品系的光合速率和叶绿素含量都极显著高于二倍体对照湖桑32号,其中嘉陵33号的光合速率和叶绿素含量最高,叶片厚度也比二倍体对照湖桑32号厚52%,可以作为新品种选育的重点品系.并经光合速率与叶绿素含量的相关分析表明:桑树光舍速率与叶绿素含量成正相关关系,相关系数为r=0994**.研究初步阐明了三倍体品种高产的生理基础,为桑树新品种培育提供了选择依据.     

桑树二倍体及其人工诱导同源四倍亿遗传差异的RAPD分析

【目的】从DNA分子水平分析不同桑树二倍体及其人工诱导同源四倍体的遗传差异,为进一步探讨桑树多倍体诱变遗传规律提供理论依据。【方法】利用RAPD分子标记技术,对8个桑树二倍体品种与经秋水仙碱化学诱变获得的同源四倍体进行RAPD多态性和聚类分析。【结果】不同桑树品系二倍体间及与其人工诱导的同源四倍体间的RAPD多态性均存在明显差异。农桑8号和湖桑199号的二倍体及其同源四倍体间的扩增条带完全一致,诱导未产生变异;湖桑32号的二倍体及其同源四倍体的RAPD多态性最高,达到20．41％,桐乡青、璜桑37号、湖桑197号、国桑20号和育71—1的二倍体及其同源四倍体的RAPD多态性由高到低依次分别为9．09％、6．06％、5．45％、5．17％和3．17％。不同桑树品系间可以分为2大类,其中湖桑32号和桐乡青聚为一大类。【结论】不同桑树品系二倍体经秋水仙碱诱变后产生的遗传差异较大。     

果叶兼用多倍体新桑品种的选育及其光合特性研究

 【目的】选育果叶兼用多倍体新桑品种,使桑树利用多元化,提高桑树的经济效益;探讨桑树多倍化以后光合特性,为桑树多倍体育种提供理论指导。【方法】采用单株选优与化学诱变相结合的染色体工程,选育果叶兼用多倍体桑树品种(2n=4X=56);测定多倍体与无性系亲本二倍体桑的形态性状,光合日变化和叶绿素含量,对叶绿体超微结构进行观察。【结果】该品种年平均桑产叶量和产果量较对照品种‘红果2号’（2n=2X=28）分别高38%和45.89%。该品种桑叶养蚕成绩中的万头蚕产茧量、万头蚕产茧层量和4—5龄每100 kg桑叶产茧量较对照叶用桑‘湖桑32号’分别高4.65%、4.35%和5.2%。于2009年通过重庆市蚕桑品种审定。四倍体叶绿素含量、RuBPcase羧化活性提高,叶绿素a与叶绿素b的比值降低,叶绿体内部基粒片层和基质片层丰富,垛叠疏松,排列有序,净光合速率（Pn）高于无性系亲本二倍体。【结论】多倍体新桑品种不但桑叶产量和质量高,且产果量高;体细胞染色体加倍以后,光合性能增强。     

三倍体桑品种嘉陵16号选育的研究

 嘉陵16号系用四倍体桑与二倍体桑人工杂交育成的三倍体（2n=3x=42）新桑品种。该品种发芽率高，发芽较早。枝条直立粗长，大形裂叶，叶肉肥厚，叶色深绿。全年公顷产叶量比对照品种湖桑32号高20%。万头蚕产茧量比对照高13%，万头蚕产茧层量比对照高12%，100kg桑叶产茧量比对照高16%。桑叶（干物）蛋白质含量28.08%，可溶性糖含量4.67%，均高于对照。营养生长旺盛，农艺性状好，适宜丘陵、山区密植和间作栽培。     

桑树二倍体及其人工诱导同源四倍体遗传差异的RAPD分析

【目的】从DNA分子水平分析不同桑树二倍体及其人工诱导同源四倍体的遗传差异,为进一步探讨桑树多倍体诱变遗传规律提供理论依据。【方法】利用RAPD分子标记技术,对8个桑树二倍体品种与经秋水仙碱化学诱变获得的同源四倍体进行RAPD多态性和聚类分析。【结果】不同桑树品系二倍体间及与其人工诱导的同源四倍体间的RAPD多态性均存在明显差异。农桑8号和湖桑199号的二倍体及其同源四倍体间的扩增条带完全一致,诱导未产生变异;湖桑32号的二倍体及其同源四倍体的RAPD多态性最高,达到20.41%,桐乡青、璜桑37号、湖桑197号、国桑20号和育71-1的二倍体及其同源四倍体的RAPD多态性由高到低依次分别为9.09%、6.06%、5.45%、5.17%和3.17%。不同桑树品系间可以分为2大类,其中湖桑32号和桐乡青聚为一大类。【结论】不同桑树品系二倍体经秋水仙碱诱变后产生的遗传差异较大。     

桑树品种育71-1的光合特性研究

桑树品种育71-1是以遗传背景丰富的育54号和育2号为亲本,通过杂交选育出的优质、高产、抗逆性强、适应性广的品种.采用LI-6400型便携式光合系统测定了育71-1和湖桑32号植株叶片的各项光合生理参数,分析了桑树品种育71-1高产、优质的光合生理机制.结果表明,育71-1和湖桑32号叶片的净光合速率日变化均呈双峰曲线,都出现了光合“午休”现象;育71-1的光补偿点[52.05 μmol/(m2·s)]大于湖桑32号的光补偿点[39.92μmol/(m2·s)],但育71-1的光饱和点[1 285.18μmol/(m2·s)]小于湖桑32号的光饱和点[l 593.99 μ,mol/(m2·s)].育71-1和湖桑32号在羧化效率、表现量子效率之间差异不显著(P＞0.05),而在最大光合能力、二磷酸核酮糖最大再生速率上相互间的差异均达到了显著水平(P＜0.05),且育71-1的这4个光合生理参数值小于湖桑32号;育71-1叶片的净光合速率月变化动态高低排序为10月8日、8月12日、9月22日、9月13日、8月30日,而湖桑32号叶片的净光合速率月变化动态高低排序为10月8日、9月13日、9月22日、8月12日、8月30日,并且各测定时期湖桑32号叶片的净光合速率均大于育71-1,但育71-1的净光合速率在5次测量时的波动范围小于湖桑32号.育71-1不同叶位的叶绿素含量均高于湖桑32号,差异达到了显著水平(P＜0.05).研究结果提示,育71-1叶片的光合性能低于湖桑32号,但是育71-1能够长期稳定地进行光合产物积累,且其叶绿素含量显著高于湖桑32号,这可能是育71-1优质高产的重要因素之一.     

湖北省2003年审定通过的桑树新品种

1 鄂桑1号(鄂育1号) 三倍体桑树品种,湖北省农科院果茶蚕桑研究所选育,品种审定编号为鄂审桑001-2003。一般桑叶单产(每公顷产量,不同)30 000kg,比对照湖桑32号增产12％以上;万蚕收茧量、100kg桑产茧量、万蚕茧层量均比湖桑32号高。桑叶     

紫色丘陵区桑树林地土壤理化性质及其抗蚀性研究

[目的]为对桑树水土保持效益的客观评价提供科学依据。[方法]通过室内理化性质分析法,研究桑树林地土壤理化性质及其抗蚀性能。[结果]桑树林地可显著改善土壤理化性质,提高土壤抗蚀性能,增加土壤有机质含量,其中剑持的土壤改良效果最好,有机质含量最高（30.67 g/kg）,是湖桑32号的1.82倍。各样地土壤团聚体分布均不均匀,风干土团聚体主要分布在＞5 mm范围;3种桑树林地＞0.25 mm风干土团聚体（94.50%～97.00%）和水稳性团聚体（50.16%～61.66%）含量均较高,并以嘉陵20号水稳性团聚体含量最大（61.66%）,表明该桑树对改善土壤结构和增强其土壤稳定性效果最好。嘉陵20号水稳性指数为0.52,其结构体破坏率最小（36.43%）,水稳性团聚体的GMD和MWD分别为1.06和1.33 mm,表明抵抗降雨侵蚀和径流冲刷能力最强。嘉陵20号的内摩擦角为13.712°,为剑持的1.40倍,湖桑32号的黏聚力最大,说明这2种桑树均对土壤有较高的改良作用。[结论]剑持对土壤理化性质的改良最优,嘉陵20号在改善土壤团聚体稳定性方面具有较高优势,湖桑32号可以提高土壤黏聚力以增强土壤的抗侵蚀力,三者在对土壤的水土保持效应方面各有优势。其中,嘉陵20号在各方面的表现较优,对土壤的改良效果最显著。     

桑树光合作用转录组研究

研究高产桑品种鄂桑1号(E1)和对照桑品种湖桑32号(H32)光合特性及光合相关基因表达变化,为桑树高光效育种以及种质资源筛选提供理论依据。利用LI-6400XT型便携式光合测定仪测定桑树叶片气体交换和叶绿素荧光参数,同时测定叶绿素含量和1,5二磷酸核酮糖羧化酶(RUBP)活性,在桑树光合日变化曲线峰值和谷底取样进行转录组测序,比较不同桑品种光合相关基因表达的差异。对E1和H32的光合日变化测定结果显示,桑品种E1叶片的Pn峰值显著大于H32峰值(P0.05),H32叶片Tr峰值显著大于E1峰值(P0.05);不同品种桑树叶片Pn-PAR和Pn-Ci的响应中,CE、CSP为E大于H32,AQY、LCP、LSP、CCP为H32大于E1。E1在较弱光强下实现光合产物积累的能力强于H32,E1对CO2低浓度的利用效率优于H32;不同桑品种叶片叶绿素荧光参数中,E1叶片ΦPSⅡ和qP显著大于H32(P0.05),H32的NPQ显著大于E1(P0.05),表明H32叶片吸收的光能较多的以热能的形式进行耗散;H32的叶绿素a、叶绿素b和叶绿素含量均显著小于E1(P0.05),E1的RUBP活性大于H32(P0.05),表明E1光合能力优于H32。不同品种不同时段发现3 356个差异表达基因(Differentially expressed genes,DEGs),代谢通路分析显示共有1 136个DEGs注释到KEEG数据库,DEGs显著富集的光合作用相关代谢通路主要是光合作用固碳、碳代谢、卟啉和叶绿素代谢等3条光合相关代谢通路。在FC≥2且FDR0.01的高差异表达基因中筛选功能描述与光合作用相关的新基因共10个。其中Mulberry_newGene_3646、Mulberry_newGene_1405、Mulberry_newGene_2419和Mulberry_newGene_320共4个DEGs可能是造成H32和E1净光合速率和产量差异的关键基因,可重点研究。     

春伐对鄂桑1号光合生理参数的影响

在自然条件下,测定了鄂桑1号(Morus alba L.cv.E-sang No.1)和湖桑32号[M.alba L.var.multicaulis(Perrott.) Loud.cv.Husang No.32]桑树品种春伐后,植株叶片的各项光合生理参数及变化规律,并对其进行了比较分析.结果表明,2个桑树品种的叶片净光合速率(Pn)日变化曲线均呈双峰型,有明显的“光合午休”现象,其气孔限制为光合能力下降的主要原因;表观光能利用效率(LUE)为鄂桑1号＜湖桑32号,瞬时水分利用效率(WUEi)为鄂桑1号＞湖桑32号,潜在水分利用效率(WUEp)为湖桑32号＞鄂桑1号;光饱和点(LSP)为湖桑32号[1 412.46 μmol/(m2·s)]＞鄂桑1号[1 201.63μmol/(m2·s)],光补偿点(LCP)为湖桑32号[26.99μmol/(m2,s)]＜鄂桑1号[31.02 μmol/(m2·s)],表观量子效率(AQY)、羧化效率(CE)、光合能力(Pm)、1,5-二磷酸核酮糖(RuBP)最大再生速率(RuBPmax)均为湖桑32号＞鄂桑1号,且Pm、RuBPmax的差异达显著性水平(P＜0.05);桑树叶片Pn季节变化在5月11日和5月16日,湖桑32号的Pn值显著大于鄂桑1号(P＜0.05),而7月30日和8月30日,鄂桑1号的Pn值显著大于湖桑32号(P＜0.05).光合有效辐射(PAR)是影响桑树Pn最重要的生态因子,而空气相对湿度(RH)对气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)有较明显的影响.