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。     

幼龄红豆树生长和形质性状家系变异分析

[目的]通对红豆树优树家系进行全林测定,以揭示其生长和形质性状的家系遗传变异规律,为红豆树优质用材良种选育和定向培育提供参考依据。[方法]以2017年营建于浙江龙泉和江西抚州两地点的3年生红豆树优树家系试验林为研究对象,分析其家系遗传变异规律和性状间的相关关系。[结果] 3年生红豆树生长和形质性状在家系间的遗传差异均达到极显著水平(p 0.01),两地点生长和形质性状的变异系数变幅为23.3%～65.1%。除树干通直度外,红豆树其余性状的家系遗传力估算值均较高,其变幅为0.36～0.83,受中等至较强的遗传控制。仅浙江龙泉点红豆树树高单株遗传力估算值(0.87)高于家系遗传力估算值(0.83),受偏强的遗传控制,两地点红豆树其余性状的单株遗传力估算值均低于家系遗传力估算值,单株遗传力变幅为0.04～0.61,受中等至偏弱的遗传控制。两地点红豆树家系性状间遗传相关系数总体上大于表型相关系数,高、径生长量较大的红豆树家系其分枝数多且分枝较粗,通过对地径的选育可以间接选出树干通直度较高的植株。[结论]红豆树生长和形质性状均存在极显著的遗传差异,变异幅度较大,多数性状受中等至偏强遗传控制。速生的红豆树具有分枝较多且分枝较粗等特点,这有利于红豆树种质资源的品种选育。     

木荷种子园的遗传多样性和交配系统

【目的】研究木荷种子园遗传多样性和交配系统,揭示种子园交配机制对后代遗传多样性的影响以及亲、子代遗传多样性变化规律,为木荷种子园遗传管理提供科学依据。【方法】以浙江省兰溪苗圃木荷种子园自由授粉子代为研究对象,运用13对SSR引物,对种子园内44个亲本及11个无性系的328个子代进行分析。【结果】在亲本群体中检测到等位基因数(N_a)5~9个不等,平均为6.286,有效等位基因数(N_e)为3.097;在子代群体中检测到5~11个等位基因(N_a),平均为7.786,较亲本群体高出1.500个等位基因,子代群体的有效等位基因数(N_e)为3.751,较亲本群体高出0.654个有效等位基因。子代群体包含亲本群体所有的等位基因,此外,还检测到1~5个子代特有等位基因。亲本群体遗传多样性水平适中(H_e=0.632),子代群体遗传多样性(H_e=0.600)比亲本略有降低,观测杂合度(Ho)略高于亲本,说明子代群体中实际观察到的杂合单株占全部单株的比例均较亲本有所增加,但差异不大。子代群体Nei’s基因多样度(h)和Shannon’s信息指数(I)分别为0.611和1.152,均与亲本群体基本保持一致。子代群体的F值为-0.143,存在杂合子过剩。多位点交配系统分析(MLTR)结果表明:种子园异交率较高,多位点异交率(t_m)为1.000,单位点异交率(t_s)为0.939,亲本的近交现象不显著(t_m-t_s=0.061),只有较少的双亲近交事件发生;但有效花粉供体数目较少(N_(ep)=2.3),单位点和多位点父本相关性的差值r_p(s)-r_p(m)=0.0120,表明只有小部分花粉供体是近亲关系。参试11个家系间异交率不存在明显差异(t_m为0.992~1.073),少数存在近交现象(31号:t_m-t_s=0.107;9号:t_m-t_s=0.117)。11个家系的父本相关性(r_p)和有效花粉供体数目变化较大,分别为0.210~0.762和1.3~4.8,说明各家系的父本相关性程度不一致,其中31号最高,最低的是48号。【结论】木荷种子园异交率高,近交现象不明显;无性系之间基因交流相对充分,遗传多样性丰富,子代能保持亲本所具有的较高的遗传多样性。     

北亚热带高山区日本落叶松自由授粉家系遗传测定与二代优树选择

分析日本落叶松自由授粉家系子代测定林(5块试验林,119个家系,1962个单株)生长性状的遗传变异,旨在开展二代优树选择,为在湖北等北亚热带高山区建立第2代种子园提供种质资源。研究结果表明:各遗传测定林生长性状在家系间差异显著。胸径、树高及材积性状的单株遗传力分别为0.18～0.73,0.17～0.59和0.19～0.78,家系遗传力为0.34～0.80,0.42～0.79和0.18～0.81,单株遗传力一般低于家系遗传力。利用最佳线性预测(BLP)估算单株育种值。对比配合选择和家系/家系内选择2种选择方法表明,配合选择得到的二代优树群体遗传多样性高于由家系/家系内选择得到的二代优树群体,2种方法所得到的预期遗传增益相似。基于兼顾高遗传增益和广泛遗传基础的原则,认为配合选择方法选出的二代优树更适合用于日本落叶松高世代种子园的建立。最终采用配合选择方法选出来自49个家系的二代优树137株;5块子代测定林入选二代优树的材积期望遗传增益分别为26%,98.3%,42.9%,24%和56.4%。     

短枝木麻黄种子散布模式及子代群体的遗传多样性分析

[目的 ]利用短枝木麻黄(Casuarina equisetifolia L.)实生人工林群体及其自由落种长成的天然更新群体,开展短枝木麻黄种子散布规律研究,比较天然更新群体(子代群体)与其母本群体以及30年生实生人工林群体的遗传多样性差异,为人工促进木麻黄天然更新提供理论依据。[方法 ]利用木麻黄11个SSR标记位点的遗传分型数据,通过亲本分析软件Cervus 3.0对天然更新群体植株的母本进行确定,分析短枝木麻黄种子散布的距离和模式,并利用遗传多样性参数对这3个群体的遗传多样性进行比较。[结果 ](1)子代和母本群体共367个个体样本在11个SSR位点共检测出137个等位基因,每个位点的等位基因数为6～24,平均有效等位基因数为4.95,平均期望杂合度、观测杂合度和多态性信息量分别为0.75、0.77和0.72,所有位点均属于中或高度多态性位点。(2)在80%的置信区间下,利用11个标记位点的分型数据,可为148株子代确定它们的母本,占鉴定子代总数的72.20%;种子的有效散布距离为10～130 m,平均散布距离为71 m,属于短距离传播;天然更新群体的母本主要集中在样地的东北和东部,2个方向的母本对子代的贡献率为75.00%。(3)从3个群体中各选择84株个体的DNA样品进行遗传多样性比较,结果显示:天然更新群体在各个遗传多样性参数上均低于母本群体和实生人工林群体,但其参数表明该群体仍具有较高的遗传多样性。[结论 ]短枝木麻黄种子散布属于短距离传播,天然更新群体可以保持较高的遗传多样性,这为人工促进木麻黄实生林的天然更新提供了理论基础。     

思茅松自由授粉家系遗传参数与早期选择分析

[目的]通过对思茅松自由授粉子代测试林的生长与形质性状遗传参数的估计,进行优良家系选择,为建立思茅松高世代种子园及培育优良无性系苗木提供种质资源。[方法]采用随机区组试验设计,在214个思茅松自由授粉家系子代测试林中选择胸径、地径、树高、枝下高、冠幅、通直度、树干圆满度、树冠圆满度、材积及地上生物量等生长与形质性状,利用线性混合模型进行遗传参数的估计,进行优良家系筛选。[结果]思茅松自由授粉子代测试林生长与形质性状的遗传参数在家系间差异极显著。各性状的家系遗传力较高,其中,地径的家系遗传力最大(1.105)。材积的预期遗传增益高于地上生物量,利用家系/家系内选择方法进行优良家系的筛选,材积的预期遗传增益为60.75%,入选家系为60个;地上生物量的预期遗传增益为44.22%,入选家系为66个。轮盘数、通直度和树干圆满度对材积和地上生物量都有显著影响。[结论]在早期选择中,形质性状的遗传变异对思茅松自由授粉优良家系的选择有重要参考作用,4年生思茅松自由授粉家系子代测试林中各性状存在着丰富的遗传变异,在早期选择中可以筛选出适合不同培育目标的优良家系,最大限度挖掘其遗传潜力。     

基于沙棘转录组序列开发EST-SSR分子标记

[目的]本研究通过对蒙古沙棘"向阳"品种的转录组序列进行SSR引物开发,为沙棘亲本分析、遗传多样性和遗传育种等研究提供支持。[方法]利用已测得的转录组序列进行分析和筛选,整理具有SSR位点的序列,进行引物设计,随机挑选179条引物进行验证。[结果]得到具有SSR位点的EST序列17 383条,其中,单核苷酸、二核苷酸和三核苷酸重复基元分别占62.77%、21.82%和13.77%;二核苷酸重复基元类型以AT和AG为主,三核苷酸重复基元类型以AAG、ATC和ATA为主。9 291条序列设计出扩增EST-SSR位点的引物,随机合成的179对引物中,142对扩增成功,选取其中92个位点的扩增产物上机检测,40个SSR位点(43.48%)呈现多态。对扩增稳定且峰图清晰的17个多态位点的进一步分析,得到蒙古沙棘天然群体在各位点的观测杂合度(HO)为0.083 0.875,期望杂合度(HE)为0.180 0.750。[结论]本研究开发出的EST-SSR标记,为后期进行沙棘属植物遗传多样性分析、遗传图谱构建及分子育种等研究提供了重要支持。     

广西马尾松第2代育种群体的组建

【目的】基于广西马尾松第1代育种群体的8片20年生及以上的子代测定林测定试验,在综合评价育种目标性状与遗传多样性的基础上,选择建立马尾松第2代育种群体,为马尾松高世代育种研究提供重要材料。【方法】采用SAS分析软件依据线性模型对子代生长量数据进行统计分析,并据此进行第2代优树选择。采用SSR分子标记对第2代优树进行遗传多样性分析、亲本分析及遗传距离估算,根据优树间遗传距离对第2代育种群体进行结构划分。【结果】在参试的子代测定林中,参试家系间在生长性状上均达到极显著差异;多数子代林的材积指标家系遗传力处于中等以上水平(h~2≥0.2),适于开展优良家系选择。基于此,采用配合选择与单株选择相结合的方法选择出第2代育种群体材料163株,平均遗传增益为21.95%。采用16对SSR引物对该第2代育种材料进行遗传多样性研究,16个位点共检测到45个等位变异。每个位点平均观察等位基因数(NA)为2.7,多态率为100%;平均有效等位基因数(Ne)为1.54;Shannon多样性指数(I)平均为0.49;平均观测杂合度(H_o)为0.32。采用Coancestry Version 1.0软件计算出第2代育种群体的平均共祖系数为0.042,育种群体状态数为11.9;根据16对SSR引物的扩增结果,采用CERVUS2.0软件对构建的第2代育种群体材料进行父本分析,发现在包含163个优树的第2代群体中,有57个个体在置信度95%的情况下可以确定父本,另有102个个体在置信度80%的情况下能够确定父本。为了有效避免高世代杂交育种过程中发生近交,以遗传距离为指标对第2代育种群体材料进行聚类,根据距离聚类结果将163个体划分为10个亚系,编号为桂GC2-A—桂GC2-J。在建立马尾松第2代种子园时,拟采用以下策略:从每个亚系中选择一定数量的最佳无性系作为精选群体建园;在进行下一代杂交育种时,进行亚系间的交配,使育种群体整体的近交程度保持在一个相对较低的水平。【结论】根据研究结果初步建立了由163株优树组成的广西马尾松第2代育种群体。该群体具有较高的遗传多样性,个体间的近交程度较低。根据遗传距离对第2代育种群体进行亚系划分,设计出"系间杂交、系内慎交"的高世代杂交育种策略,可有效避免近交,为有计划地开展马尾松高世代杂交育种奠定基础。     

马尾松半同胞优良家系选择的研究

本文通过对马尾松优树自由授粉子代田间对比试验,经多性状多层次的统计分析表明:优树子代的高、径生长性状表现能预测干形、生长势、花粉量、冠形指标,年生长期的长短对表型值影响显著。在85个优树子代中,选出23个优良家系。利用主分量值和遗传距离聚类的综合评选法,反映出子代在生长、形质两方面的优良特性。     

水曲柳子代遗传品质的差异研究

研究了15年生水曲柳自由授粉家系的子代测定林,用方差分析对树高和胸径进行了家系差异的显著性检验,估算了遗传力和遗传增益.结果表明,水曲柳优树子代之间的遗传品质有显著差异,优树树高的家系遗传力和单株遗传力分别为0.489、0.644,优树胸径的家系遗传力和单株遗传力分别为0.437、0.538.在育种工作中,可根据实际需要,采用不同的选择强度,利用不同的优良家系.     

无患子天然居群遗传多样性研究

[目的]通过我国无患子主要分布区的居群样本,研究无患子天然居群的遗传多样性和遗传结构.[方法]采用ISSR分子标记技术,利用12条ISSR引物分析18个天然居群的265株个体样本.[结果]表明无患子遗传多样性水平较高,物种和居群水平上的多态位点百分率 (PPB)分别为95.37%和57.82%,Shannon's信息指数(I)分别为0.256 9和0.199 8,Nei's遗传多样性指数(H)分别为0.390 9和0.298 0.AMOVA分析表明,18个居群间出现一定程度的遗传分化,且遗传变异主要发生在居群内.UPGMA聚类和Mantel检验结果表明,18个天然居群可分为2大组群,且居群间的地理距离与遗传距离之间不存在显著相关性(r=0.066 7,P=0.541 7>0.05).[结论]无患子以自交为主,其天然居群遗传多样性丰富,居群内的遗传多样性高于居群间.研究结果可为无患子育种策略的科学制定和种质资源的有效保护及利用提供理论依据.     

25年生大花序桉种源生长与形质性状的遗传变异及选择

[目的]研究广西国有东门林场25年生大花序桉种源生长与形质性状的遗传变异,筛选优良种源及单株,为大花序桉良种繁育及中大径材培育提供优质遗传材料。[方法]采用方差分析、构建性状选择指数方程综合分析等方法,对11个大花序桉种源进行生长与形质性状遗传变异分析及选择。[结果]表明:大花序桉胸径(DBH)、树高(H)、单株材积(V)、树干通直度(ST)和树干圆满度(SF)在种源间呈极显著差异;上述5个主要性状的种源遗传力(H2)为0.634 0.895,单株遗传力(h2)为0.136 0.342;以DBH、H、V、ST和SF 5个性状指标构建大花序桉种源/单株选择指数方程,按标准选择出4个优良种源和13株优良单株,优良种源平均材积遗传增益达11.2%,优良单株平均材积遗传增益达29.7%,选择效果尚好。[结论]大花序桉5个主要性状遗传变异在种源水平受中度至较强遗传控制,在单株水平受弱度遗传控制。优良种源D47、S14127、B47和S12195生长材性兼优,可用作培育优质中大径材。     

毛红椿天然群体遗传多样性及取样策略探讨

[目的]研究毛红椿天然群体遗传多样性取样策略,为其种质资源收集、保存和遗传多样性保护等提供参考依据。[方法]利用8对微卫星分子标记进行毛红椿天然群体遗传多样性和空间自相关分析,综合制定其天然群体合理取样策略。[结果]毛红椿天然群体等位基因数平均为7.5个,期望杂合度(H_e)和多态性信息指数(PIC)均值分别为0.643 7和0.636 0,基因分化系数(G_(ST))均值为0.290 7。在遗传多样性取样策略方面,提出了根据毛红椿群体基因分化系数来确定取样群体遗传变异所占总变异比例的运算公式为1-(G_(ST))~(n-1),其中,n为取样群体的数量。当取样群体达到4个时,基本上能包括该树种97.5%的遗传变异;同时确定了目标群体的选择方法,应选择与其它群体间基因分化系数均值较大的4个群体,即贵州册亨(CH)、浙江遂昌(SC)、浙江仙居(XJ)和云南师宗(SZ)。通过构建云南宾川(BC)、云南师宗(SZ)和江西宜丰(YF)群体内取样单株数量与基因多样性和等位基因之间的捕获曲线,确定了群体内取样单株数量应达到15个以上;毛红椿天然群体内300～520 m范围内的单株间存在相似关系,超出此范围个体间差别较大,说明在进行群体内单株取样时,单株间距应大于520 m。[结论]取样群体数量、群体间遗传分化系数、群体内单株数量以及单株间距离等影响了毛红椿取样群体的遗传多样性。毛红椿天然群体遗传多样性取样策略为取样群体4个、每个群体最少取样15个单株,单株间距大于520 m。     

花吊丝竹居群遗传多样性的ISSR分析

[目的]研究花吊丝竹居群遗传多样性和遗传结构,为种质资源有效利用和良种选育提供理论指导。[方法]利用12条ISSR引物对48份种质(共3个居群)花吊丝竹居群进行遗传多样性和遗传距离分析。[结果]共检测到124个位点,其中,多态性位点为102个,种质和居群水平上的多态位点百分比(PPB)分别为82. 26%和50. 27%,Ne’基因多样性指数(He)分别为0. 220 4和0. 206 6,Shannon’s信息指数(I)分别为0. 349 4和0. 300 5,表明花吊丝竹居群间存在中等水平的遗传变异。根据Nei’s遗传多样性计算出不同居群间分化水平(Gst)=0. 163 3,表明16. 33%的遗传变异存在于居群间,居群内的遗传变异为83. 67%。居群间的基因流Nm为2. 562 1,表明花吊丝竹居群间存在较大基因流,很大程度减少居群间遗传差异。基于遗传距离的UPGMA聚类结果表明,48份种质可分为3组,3个居群可分为2组,居群间地理距离与亲缘关系无显著相关性。[结论]虽然花吊丝竹主要靠营养生殖来繁衍后代,其居群遗传多样性较丰富,且居群内遗传多样性大于居群间。此外,福建居群遗传多样性明显高于广西和广东地区居群。     

10个南方皂荚群体遗传多样性的AFLP分析

[目的]研究南方皂荚的遗传多样性和遗传结构现状,为制定有效的保护策略和育种策略提供理论依据。[方法]采用扩增片段长度多态性技术对供试的215份皂荚的遗传多样性及遗传距离进行分析。[结果]表明:检测到1 782个位点,其中,有1 389个为多态性位点,多态位点百分率为77.94%;皂荚各群体Shannon’s信息指数平均为0.256;Nei’s多样性指数平均为0.168,表明皂荚群体的遗传多样性偏低,皂荚群体间存在着一定的遗传分化;根据遗传距离UPGMA聚类分析,将10个群体划分为4大类。由遗传分化系数和分子方差分析结果发现,群体内的变异是皂荚遗传变异的主体,74.79%的变异来自群体内。[结论]皂荚群体的遗传多样性与遗传结构的形成不仅与其分布广泛、种子特性及生活史有关,而且与人为的砍伐、引种、生境片段化等因素有重要关系。基于上述结果提出了皂荚的保护策略。     

青海云杉自由授粉家系遗传评价与选择

[目的]通过对青海云杉1代无性系种子园自由授粉家系开展遗传评价,利用遗传测定结果提升青海云杉造林的良种化水平及提高良种使用率。[方法]本文以青海云杉初级种子园自由授粉家系测定林为研究材料,对13年生青海云杉家系树高、新梢长、保存率和11年生的主、侧梢冻害率进行了遗传评价,采用综合指数选择优良家系和最佳线性无偏预测方法预测单株育种值选择二代优树。[结果]研究结果表明:家系13年生的树高、新梢长、保存率和11年生主、侧梢冻害率的表型变异系数是24. 06%84%,遗传变异系数是3. 28%19. 31%。家系、家系和区组互作效应显著影响了13年生青海云杉树高和新梢长。树高和新梢长的家系遗传力分别是42. 5%和34. 2%,而单株遗传力是3. 00%,家系遗传力高于单株遗传力。采用综合指数选择法进行生长和抗性性状的综合选择,根据综合指数基于多样性和遗传增益进行平衡选择,有21个家系入选,入选家系的树高、保存率、主梢冻害率现实遗传增益分别为5. 66%、12. 59%和12. 96%。根据家系内单株13年生的树高育种值从1 103个单株中选择二代优树111个,单株入选率为10. 06%,入选二代优树树高的期望遗传增益是20. 10%。[结论]青海云杉13年生树高和新梢长在家系间存在显著变异,且还受家系与环境互作效应的影响,说明青海云杉家系的生长不仅受遗传的控制,还受遗传和环境的互作影响。根据各家系13年生树高和保存率和11年生主、侧梢冻害率综合指数值按35%的入选率综合选择21个家系,入选的家系不仅生长好,且抗性能力强,可用于回选优良无性系用于改扩建1代种子园或建立1. 5代种子园。     

文冠果种子及苗期生长性状地理种源变异

[目的]研究不同种源文冠果(Xanthocerassorbifolium Bunge)的种子形态特征及在山东省安丘地区苗期性状差异,了解文冠果不同种源变异特征,为文冠果在山东安丘地区引种和遗传改良提供参考。[方法]以来自山东、河南、内蒙古、辽宁、黑龙江、河北、新疆、陕西等地的27个种源的文冠果种子为研究对象,对其种子形态指标进行测定,并在山东省安丘市开展种源试验。[结果]研究发现:不同种源间文冠果表型性状均存在极显著差异(P0.01),且这些差异可以稳定遗传(遗传力均大于0.9);苗期苗高与种源地降水、年均气温及地径与降水之间呈极显著正相关(P0.01),苗高与种源地纬度、年均日照及地径与年均日照呈极显著负相关(P0.01),种子长、种子宽、种皮厚均与海拔呈极显著负相关(P0.01)。[结论]文冠果表型性状存在丰富的变异,且受较强遗传控制;文冠果苗期性状变异主要受降水、年均气温、年均日照3个环境主导因子的影响,种子性状变异主要受海拔的影响。综合种源苗期生长状况,初步筛选出山东东营、山东安丘、内蒙古库伦、辽宁关山和辽宁海城5个适合安丘地区育苗的速生种源。     

基于微卫星DNA标记分析刺槐叶瘿蚊遗传多样性指数与样本量的相关性

[目的]探讨基于微卫星标记分析刺槐叶瘿蚊遗传多样性指数与样本量的相关关系。[方法]设置了12个样本量梯度,选取11对微卫星引物分析了我国刺槐叶瘿蚊5个种群的遗传多样性指数。[结果]表明,样本量的大小与平均等位基因数(Na)呈显著正相关,与有效等位基因数(Ne)呈中度正相关,与观测杂合度(Ho)呈负相关,而与期望杂合度(He)、Nei’s遗传多样性指数(H)和多态信息含量(PIC)没有明显相关性。此外,当样本量小于25时,随着样本量的增加,有效等位基因数增幅明显,观测杂合度起伏变化较大,但当样本量大于30时,随着样本量的增加,上述两个指数增(降)幅度平缓。[结论]在利用微卫星DNA标记对我国刺槐叶瘿蚊种群的遗传多样性研究中,选取的最适样本量应为25～30,分析的最适遗传多样性指数应为期望杂合度、Nei’s遗传多样性指数和多态信息含量。该研究结果将为我们后续研究提供科学数据,并有助于分析其他入侵昆虫种群遗传结构的研究,同时可为其他双翅目昆虫的遗传多样性研究提供样本量参考。     

油橄榄品种表型和SSR标记的多样性及聚类分析

[目的]利用表型性状和分子标记,对我国油橄榄品种进行鉴定和遗传多样性研究,有利于种质资源保存和利用,对了解油橄榄品种的组成结构及未来的引种和育种工作都具有重要意义。[方法]以甘肃省陇南市17个油橄榄品种为研究材料,利用表型上15个数量性状、18个质量性状和8个SSR荧光标记分别进行多样性和聚类分析。[结果]各性状在品种间存在显著差异,数量性状和质量性状的表型多样性指数分别介于1.579 2.089和0.3621.091,8个SSR位点共检测到51个等位基因变异,平均每个位点等位基因数为6.375个,利用表型性状和SSR标记可以将17个品种完全区分开。[结论]17个油橄榄品种具有较丰富的表型和遗传多样性,基于表型数量性状、质量性状和SSR标记的聚类分析结果,判别品种间遗传关系的结果有一致的,也存在一定差异。对于表型性状相似的品种,需结合SSR标记进行品种鉴定。