马尾松子代生长杂种优势与亲本配合力、遗传距离的相关性

【目的】开展马尾松子代生长杂种优势与亲本配合力、遗传距离的相关性研究,以根据子代的预测结果对马尾松杂交育种亲本进行科学选配。【方法】利用设置在浙江省淳安县姥山林场的2份马尾松第3代6×6半双列杂交材料,分析子代生长性状的杂种优势和亲本配合力,并利用SSR标记分析杂交亲本间的遗传距离,探究子代生长性状杂种优势与亲本一般配合力(GCA)、特殊配合力(SCA)、遗传距离(GD)的相关关系。【结果】2份马尾松试验材料树高、胸径和材积指数的表型值与杂种优势在不同杂交组合间差异较大,除半双列Ⅱ胸径一般配合力(GCA)外,其余生长性状配合力在杂交组合间的差异均达到显著或极显著水平。除半双列Ⅱ的胸径外,其余马尾松生长性状均是以加性基因效应控制为主。各生长性状家系遗传力(h_f~2)水平较高,为0.884~0.966,受较强的遗传控制。2份试验材料中12个亲本的Nei’s基因多样度指数和Shannon信息多样性指数分别为0.301 2和0.467 8,遗传多样性处于中等水平,不同亲本间GD为0.142 1~0.351 6。相关性分析发现,多数马尾松子代生长性状表型值及其杂种优势与GCA、SCA、GD(≤0.351 6)呈较显著的正相关关系。亲本GCA中,亲本一般配合力之和(GCA_(P1+P2))对子代表型值和杂种优势的预测能力最强,父本一般配合力(GCA_(P2))次之,而母本一般配合力(GCAP1)预测能力最差。亲本GCA_(P1+P2)、SCA、GD中,GCA_(P1+P2)对马尾松子代生长性状表型值的预测能力最强,SCA对马尾松子代生长性状杂种优势的预测能力最强,而GD对子代生长性状表型值和杂种优势的预测能力普遍弱于GCA_(P1+P2)和SCA。回归分析发现,2份试验材料中,除半双列Ⅱ的GCA_(P1+P2)外,其余GCA_(P1+P2)、SCA、GD(≤0.351 6)与子代材积指数的杂种优势均呈较显著的线性相关。【结论】GCA_(P1+P2)、SCA以及较低水平的GD与马尾松子代生长性状表型值和杂种优势的相关性较高,可以利用亲本配合力和一定水平的遗传距离对马尾松子代生长性状表型值和杂种优势进行有效预测,进而提高马尾松亲本选配效率及杂种优势的有效利用率。     

杉木杂交亲本分子遗传变异与子代生长相关的研究

以30个杉木杂交亲本的RAPD分析为基础，对亲本间分子遗传变异与子代树高、胸径和材积及其变异系数和亲本间各性状的特殊配合力的相关关系进行了研究。结果表明，亲本间遗传距离只与胸径特殊配合力和材积特殊配合力在0．10显著性水平上呈负相关，而与其它因子相关不显著。分别对亲本聚类分析的组内和不同组间的亲本间遗传距离与各因子进行相关分析，组内亲本间遗传距离与各因子的相关基本不显著；在中等平均遗传距离上，组间亲本间遗传距离与子代树高、胸径和／或材积性状达0．05显著水平的相关，但与各性状的变异系数和亲本间特殊配合力相关不显著。共检测到23个标记位点显著影响材积性状（α≤0．10）。根据亲本携带的材积显著性位点对各家系进行赋值，家系的显著性位点值与胸径和材积两性状及其变异系数达0．01显著水平的相关，但与树高性状和其它各因子相关不显著。结论认为，杉木亲本的分子遗传变异与子代生长的相关关系较为复杂；亲本的分子遗传变异对亲本选配有一定的参考价值；材积显著性位点对分子标记辅助的亲本选配和子代表现预测有较大的应用潜力。     

Relationship between Growth Traits Heterosis and Genetic Distance among Parents of Pinus elliottii × P.caribaea Based on SSR Molecular Markers

利用SSR标记对17个湿加松亲本无性系进行遗传多样性分析,进而分析亲本遗传距离与子代杂种优势的相关性.结果表明:14个微卫星标记在湿加松亲本群体中均呈现高度多态,共检测到57个等位基因,多态位点百分率为87.72％,平均杂合度为0.144 4～0.884 1,以SSR标记遗传距离聚类,将参试亲本材料划分为2大类群,可以用于湿加松亲本遗传多样性的评价.树高、胸径、材积的杂种优势与亲本遗传距离相关性达显著或极显著水平,相关系数分别为0.542 0、0.641 2、0.639 3,决定系数分别为0.293 8、0.411 0、0.408 7.分子标记遗传距离与树高、胸径、材积的杂种优势相关程度较高,利用SSR标记预测湿加松杂种优势是可行的,为湿加松良种选育及亲本选配提供参考.     

湿加松亲本间遗传距离与杂种优势的相关性分析

利用SSR标记对17个湿加松亲本无性系进行遗传多样性分析,进而分析亲本遗传距离与子代杂种优势的相关性。结果表明:14个微卫星标记在湿加松亲本群体中均呈现高度多态,共检测到57个等位基因,多态位点百分率为87.72%,平均杂合度为0.144 4 0.884 1,以SSR标记遗传距离聚类,将参试亲本材料划分为2大类群,可以用于湿加松亲本遗传多样性的评价。树高、胸径、材积的杂种优势与亲本遗传距离相关性达显著或极显著水平,相关系数分别为0.542 0、0.641 2、0.639 3,决定系数分别为0.293 8、0.411 0、0.408 7。分子标记遗传距离与树高、胸径、材积的杂种优势相关程度较高,利用SSR标记预测湿加松杂种优势是可行的,为湿加松良种选育及亲本选配提供参考。     

马尾松优树子代性状相关性的研究

对马尾松优树子代从地点间、性状间、早—晚期间等方面进行了相关分析， 结果表明： ①马尾松优树子代树高、胸径、材积等生长性状在性状间保持高度的相关性， 试验点间呈中度以上相关； ②树高、胸径生长早—晚期均能保持相对一致， 用 ８ 年生时马尾松优树子代的生长表现来预估 １３ 年生左右时优劣具有一定的可行性； ③造林成活率、虫害与生长性状呈中度、显著的负相关， 选择速生马尾松优树子代造林需解决造林成活率、虫害防治等问题。     

鹅掌楸苗期生长杂种优势的SSR分析

以12个鹅掌楸种间杂交组合子代及其亲本自由授粉子代为材料,在分析各子代苗期生长性状及杂种优势表现的基础上,利用SSR分子标记检测鹅掌楸交配亲本的遗传距离以及杂交组合子代的杂合度,进而分析鹅掌楸苗期生长性状杂种优势与亲本遗传距离及子代杂合度之间的相关性。结果表明:鹅掌楸亲本遗传距离及子代杂合度与苗期生长杂种优势之间的相关性均未达显著水平,表明二者可能并非鹅掌楸杂种优势形成的主要原因。     

马尾松高产脂种子园家系选择

以马尾松（Pinus rnassoniana）高产脂种子园自由授粉家系子代测定林为对象,分析了4年生家系生长性状（树高、胸径、材积和活轮枝数）及抗虫性的遗传变异规律,估算了各性状的遗传力,并进行了相关性分析。结果表明,除抗虫性存在显著差异外,材积、胸径、树高、活轮枝数生长性状在家系问均存在极显著的遗传差异;生长性状受较强遗传力控制,而抗虫性受中强度遗传力控制;家系各生长性状问具有高度相关性,而产脂力、抗虫性和各生长性状间没有相关性。利用最佳线性预测的单性状（材积）及多性状联合（抗虫性和家系产脂力）估算家系育种值,选出了2个马尾松优良家系作为桂东南育种和推广材料。     

马尾松自由授粉子代测定的研究

对 8 0个马尾松自由授粉子代进行了连续 13年的测定。其结果表明 ,马尾松自由授粉子代在树高、胸径、材积 3个主要生长性状上存在极显著的差异 ,差异主要由遗传因素引起。参试的自由授粉子代材积生长表现十分突出 ,所有的子代生长都好于对照 ;生长最好的子代单株材积高达 0 .0 584 1m3 ,为生长最差子代的 340 .8%。利用 13年生的材积、树高和胸径指标对参试的 80个马尾松自由授粉子代进行综合分析、评价 ,从中选出表现最好的 12个。其单株树高平均值 7.0 7m、遗传增益平均值为 10 .3% ;单株胸径平均值 12 .7cm、遗传增益平均值 16 .7% ;单株材积平均值 0 .0 4 6 9m3 遗传增益平均值 4 6 .5% ,增产效果十分显著     

马尾松自由授粉子代测定的研究

对80个马尾松自由授粉子代进行了连续13年的测定。其结果表明，马尾松自由授粉子代在树高、胸径、材积3个主要生长性状上存在极显著的差异，差异主要由遗传因素引起。参试的自由授粉子代材积生长表现十分突出，所有的子代生长都好于对照；生长最好的子代单株材积高达0．05841m^3，为生长最差子代的340．8％。利用13年生的材积、树高和胸径指标对参试的80个马尾松自由授粉子代进行综合分析、评价，从中选出表现最好的12个。其单株树同平均值7．07m、遗传增益平均值为10．3％；单株胸径平均值12．7cm、遗传增益平均值16．7％；单株材积平均值0．0469m^3遗传增益平均值46．5％，增产效果十分显著。     

马尾松1代育种群体遗传多样性的ISSR分析

利用12个ISSR标记分析马尾松1代育种群体中78个不同产地来源的优良亲本遗传变异,发现基于ISSR标记扩增的多态位点百分率、Nei's基因多样性指数和Shannon信息多样性指数均较高,表明马尾松1代育种亲本的整体遗传多样性水平较高.78个亲本之间遗传距离变化范围为0.115～0.776,平均遗传距离为0.371.亲本之间的ISSR遗传距离与亲本产地的纬向地理距离关系密切,纬度相差较大的亲本间ISSR遗传距离相对较大.利用部分参试亲本进行测交系交配并分析其中的优良杂交组合,发现大部分优良组合父本、母本产地的纬向地理距离较远,同时亲本间ISSR遗传距离也较大.根据本研究结果,应优先选择来自纬度差异较大的不同种源区、同时ISSR遗传距离也较大的优树作为高世代育种亲本,不仅能有效维持高世代育种群体较高的遗传多样性,也利于创制更多强优势杂交组合,提高杂种优势利用程度.     

黔中地区一、二代马尾松人工林土壤微生物数量及生物活性研究

由于人工林面积的不断扩大和人类经营措施的不合理,致使世界范围内人工林地力衰退现象十分严重.我国主要造林树种杉木(Cunninghamia lanceolata(Lamb.) Hook)、落叶松(Larix spp.)、桉树(Eucalyptus spp.)等存在地力衰退现象[1-4],其中田大伦[5]、杨玉盛[6]、叶绍明[7]等分别对杉木、桉树连栽进行了较深入研究,得出连栽林地土壤理化性质、林下植物、枯落物生物量及养分循环等有下降趋势.     

51个木麻黄无性系遗传多样性的ISSR分析

采用ISSR分子标记对51个木麻黄无性系进行遗传多样性和亲缘关系分析。结果表明:ISSR适用于木麻黄无性系遗传分析,22个ISSR引物在供试无性系中共扩增出199个位点,多态性位点154个,多态位点百分率为77.4%;平均有效等位基因数为1.5,Nei’s基因多样性指数为0.174 1 0.389 1,Shannon信息指数为0.273 20.556 0,相似系数为0.467 3 0.995 0,平均为0.743 0,表明供试无性系的遗传基础已相对比较狭窄。ISSR聚类分析表明:参试无性系并不能按来源地各自单独聚为1类,无性系亲缘关系的远近与来源相关不大;在相似系数为0.678时,可将所有供试材料分为2大类群;亲缘关系树状图在分子水平上显示了供试无性系间的亲缘关系,为今后木麻黄无性系的推广应用及育种亲本的选配提供了理论依据。     

不同改造措施对马尾松低效林土壤活性有机碳的影响

通过马尾松低效林改造试验,研究了不同改造措施(全砍重造(QKCZ)、封山育林(FSYL)和补植混交(BZHJ))对土壤有机碳和活性有机碳的影响.结果表明:马尾松低效林改造后土壤有机碳(SOC)、微生物量碳(MBC)、水溶性有机碳(DOC)和易氧化碳(EOC)含量分别比未改造的马尾松低效林(对照,CK)增加了1.06～3.30 g·kg-1、16.81～142.29 mg·kg-1 (P ＜0.05)、12.83～43.71 mg· kg-1(P＜0.05)和0.16 g～0.54 g·kg-1(P＜0.05);不同改造措施马尾松林土壤活性有机碳占土壤有机碳的比例大小顺序,微生物量碳/有机碳(MBC/SOC)为FSYL＞ CK＞ QKCZ＞ BZHJ,易氧化碳/有机碳(EOC/SOC)为CK＞ BZHJ＞ FSYL＞ QKCZ,水溶性有机碳/有机碳(DOC/SOC)为BZHJ＞ CK＞ FSYL＞ QKCZ.说明3种马尾松低效林改造措施中QKCZ的土壤有机碳稳定性最好,更有利于土壤有机碳固存.     

马尾松细根研究进展

根系是植物长期适应陆地条件而形成的一个重要的地下器官,在整个生态系统中扮演者重要的角色。细根作为根系系统中最重要部分,对森林生态系统碳平衡和养分循环具有重要作用。马尾松是我国速生特有种,集经济价值和生态价值为一体。文中综述了马尾松细根生物量、周转和寿命的研究进展,并对今后的研究提出展望,以期为我国树木根系生态学研究提供参考。     

马尾松苗遭遇不同养分斑块的觅养行为和生长响应

设置了N、P和全养分斑块等3种异质养分环境的盆栽试验,并以同质养分环境的盆栽试验为对照,研究马尾松苗觅取N、P斑块养分的行为差异。结果表明:马尾松苗在遭遇富P和全养分斑块时将明显有利其苗的生长和干物质积累,而在遭遇富N斑块时马尾松苗生长反应则不敏感。马尾松苗在觅取斑块P素时根系形态可塑性和生理可塑性发挥了重要的作用,遭遇富P素斑块时马尾松苗根系大量增生,表现出较大的根系广布性、较高的觅养精确性和反应敏感度,根系N、P吸收效率也明显提高;马尾松苗在N斑块的异质养分环境中的根系广布性小、觅养精确性和反应敏感度     

基于马尾松反转录转座子序列的IRAP分子标记开发及应用

[目的]为了丰富马尾松遗传信息,开发更多适用于马尾松的新型分子标记。[方法]依据马尾松Ty1-copia类型和Ty3-gypsy类型反转录转座子RT序列的保守区域设计引物,建立了马尾松IRAP-PCR技术体系并以12个基因型个体为材料进行验证。[结果]42条引物中筛选出多态性丰富、重复性好的29条进行PCR扩增,共获得227条谱带,其中多态性条带207个,多态性比例为91.19%,平均观测等位基因数(Na)为1.911 9±0.284 1,有效等位基因数(Ne)为1.468 0±0.288 2,Nei’s基因多样性指数(H)为0.291 1±0.144 9,Shannon’s信息指数(I)为0.447 2±0.195 3;利用引物P-12、P-15或R-1,可以将栽培种与无性系两类区分开;P-2可作为核心引物,能将12份供试材料有效区分开来;采用IRAP标记构建了供试种质的DNA指纹图谱;供试种质的遗传相似系数为0.46 0.69,以相似系数为基础,进行UPGMA聚类分析,以0.57为阈值可将供试种质分为三类,其中无性系内不同材料间也存在较大的遗传变异。[结论]IRAP分子标记能有效地用于马尾松种质的鉴别与亲缘关系分析等相关研究。     

黑松和马尾松苗受松材线虫侵染后部分化学物质的响应

为研究松材线虫侵染对寄主植物生理生化物质代谢的影响,以黑松和马尾松4 5年生苗为实验材料,测定了接种松材线虫对2种寄主植物的营养物质和次生代谢物质含量的变化及其规律。结果显示:接种松材线虫初期,黑松和马尾松的总糖含量均较高,随接种时间的延长,总糖含量呈不断下降趋势;黑松的可溶性糖含量一直降低并明显低于对照,马尾松的可溶性糖含量在侵染前期与对照相比变化不明显,而15 d后快速降低;黑松和马尾松的可溶性蛋白含量侵染前期均低于对照,后升高,再降低;黑松的单宁含量明显高于对照,马尾松的单宁含量接种第1天略低于对照,第3天后开始升高;黑松和马尾松的总酚含量均在侵染前期高于对照,而后降低。这些物质的变化趋势显示松材线虫侵染不同寄主植物的生理反应。     

三峡库区马尾松根和叶片的生态化学计量特征

[目的]对马尾松根系和叶片养分(C、N、P、K、Ca、Mg)进行研究,探讨生长季和非生长季根系和叶片的化学计量学特征和养分分配特征,以及根和叶片养分的相关性。[方法]本研究分别在2014年7月和11月,利用土柱法采集根样和高枝剪采集枝条第二节上的健康叶样,然后再进行室内测试分析。[结果]表明:(1)非生长季与生长季相比,根C养分含量、C:N和N:P比值均下降,N、P、K、Ca、Mg养分含量含量均增加。(2)根C养分含量随直径增大而增加,N、P、K、Ca、Mg养分含量随直径增大而减小。(3)径级、取样时间以及两者交互作用对根系C、N、P、K、Ca、Mg养分含量和C、N、P养分化学计量比存在极显著影响(P0.01),同时取样时间对粗根C、N养分含量以及C:N比无显著影响。(4)细根(2 mm)C和N元素含量存在极显著的负相关关系,N和P元素含量存在极显著的正相关关系,同时C:N比值和N:P比值变异分别由各自两元素含量共同决定;粗根(2 3 mm)C、N计量比值和N:P比值变异分别主要由N元素含量和P元素含量决定;(5)从地上叶到地下根,C、N、P、K养分含量呈减少趋势,Ca、Mg养分含量呈增加趋势。同时,根和叶片养分含量相关性较弱,除C、K养分之外。[结论]马尾松根系养分含量与叶片养分的关系较弱,且分别对各养分的相对需求量不同;与生长季相比,非生长季马尾松根系N、P、K、Ca、Mg含量显著增加;C、N元素和N、P元素的耦合关系只出现在细根中。