牙鲆卵裂雌核发育纯系的建立及鉴定

在牙鲆家系选择育种中,为了快速的获得具有优良性状的纯系,本研究利用冷冻保存的鲈鱼(Lateolabrax japonicus)精子和2007年构建的牙鲆(Paralichthys olivaceus)优良家系为实验材料,进行了牙鲆卵裂雌核纯系的诱导建立、遗传倍性分析及遗传标记检测等相关研究。卵裂雌核发育诱导结果表明,在水温为17℃条件下,利用灭活鲈鱼精子受精后58 min,以静水压力为590 kg/cm2处理6 min,获得了(32.30±3.34)%的诱导成功率(P0.05)。利用流式细胞仪对正常胚胎、雌核发育胚胎和单倍体胚胎进行检测,结果表明,单倍体的相对DNA含量为17.07,卵裂雌核发育二倍体相对DNA含量为27.75,正常二倍体相对DNA含量为25.63。雌核家系和近交家系的生长对比结果表明,两者差异极为显著(P0.05),生长至6个月,近交家系平均体重可达(48.89±17.01)g,而雌核发育纯系体重为(22.09±6.94)g。利用30对微卫星引物对近交家系和卵裂雌核发育纯系进行鉴定与分析,30个微卫星位点在近交系中均表现为杂合多态基因,24个位点在雌核群体中具有多态性,并对这些位点的等位基因数进行了卡方检验,结果表明,等位基因均符合等位基因的1∶1的遗传分离定律。最后计算得到这两个群体的遗传相似性为0.813 9,遗传距离为0.205 9。研究结果提示,利用冷冻保存的异源精子可成功诱导和建立牙鲆有丝分裂雌核发育系,为构建牙鲆优良纯系提供了理论技术依据。     

盆栽白桦优良无性系苗期的初步选择

开展林木优良无性系选择,充分利用基因的加性效应和非加性效应,以获得最大遗传增益和经济效益为良种的选育目标。本研究针对白桦优良杂种子代的优良个体,通过组培扩繁技术建立了37个无性系,连续2个年度测定其苗高、地径、侧枝数、叶面积及节间距等性状,并进行差异显著性分析,利用隶属函数法结合主成分分析赋予各性状权重值,对各无性系进行综合评价。结果表明:无性系间的苗高、地径、侧枝数、叶面积及节间距等性状差异均达到极显著水平(P < 0.01);相关分析发现,凡是高生长量大的无性系,其地径粗、侧枝数量多、节间距长,但平均单个叶面积较小。根据2个年度隶属函数值的均值,将无性系划分为1、2、3、4级4个等级,其中有7个无性系被确定为1级,这些无性系苗高、地径、侧枝数的均值较整个群体均值分别提高了11.31%、9.91%、8.93%;被评为2级的无性系有13个,可作为增加白桦遗传多样性候选对象。      

四倍体白桦木材纤维性状比较及优良母树选择

为选出不仅生长速度快而且木材纤维性状表现优良适于制浆造纸的四倍体白桦母树。以制种园中31株四倍体白桦为研究对象,测量其胸径生长指标,测定木材密度、纤维长度、纤维宽度以及木质素、纤维素、综纤维素含量等木材品质指标,并对其进行了方差分析和多重比较。结果显示:各性状在母树间的差异均达到极显著水平(P＜0.01),在31株四倍体母树中24株的纤维长显著高于二倍体对照。有13株母树综纤维素含量大于70%,12株母树纤维素含量高于50%,说明白桦染色体加倍后对木材纤维性状影响显著,在四倍体母树中可选出用于纸浆材的优良母树。参试母树胸径生长量为2.00或2.00 cm以上的有8株母树,并且均为四倍体白桦;根据胸径生长量及材性指标,采用隶属函数法对参试母树进行综合评价,表现最优的7株母树均为四倍体母树,说明染色体加倍可提高白桦的生长量及木材品质。虽然四倍体在树干通直度方面表现较差,仅有42%母树通直度为Ⅱ级或Ⅰ级,但作为纸浆材对该性状的要求可适当放宽,最后初步选出19株母树生长和材性均表现优良,其中5株兼具生长、材性、干型最优。在种子园中,生长及材性性状表现均较差的5株四倍体母树将被淘汰。      

赤霉素GA_(4+7)处理下白桦无性系生长及差异基因表达分析

[目的]为研究赤霉素GA4+7对白桦生长的调控机制。[方法]试验利用1个白桦无性系的分株材料,连续2年分别叶面喷施浓度为0.2 g·L~(-1)(T1)、0.4 g·L~(-1)(T2)的GA4+7溶液,对实验苗木的生长情况进行跟踪调查,并对相应顶端生长组织进行转录组测序和差异基因分析。[结果]对2个年份的苗高、地径等性状分析发现,不同处理间苗高与地径的差异均达到显著或极显著水平,GA4+7对高生长有明显的促进作用,2年后的T2白桦苗高较CK提高了19.65%。于6月28日取GA4+7连续处理2年的白桦顶芽开展RNA-seq分析,结果显示:0.4 g·L~(-1)GA4+7(T2)处理与对照(CK)间的差异基因数量最多,即上调表达的基因有181个,下调表达的基因有55个,这些差异基因在叶绿体类囊体膜、红光、远红光及蓝光的细胞响应等方面富集明显。Pathway富集分析显示:氧化磷酸化途径与光合途径中的8条基因呈上调表达,认为施加0.4 g·L~(-1)GA4+7处理后,上述基因的上调表达加快电子传递进程、催化ATP的合成,从而促进白桦光合作用增强,提高苗期生长量。[结论]对白桦外源施加赤霉素GA4+7后,可上调氧化磷酸化途径和光合途径相关基因的表达,进而促进苗木的高和地径生长。研究结果可为白桦生长相关途径基因的克隆提供参考。     

白桦四倍体与二倍体杂交的亲本配合力分析

【目的】基于白桦四倍体与二倍体杂交产生的子代（三倍体）测定分析结果，选出生长与材质性状兼优的杂交优势亲本及组合，为种子园的亲本选配提供理论依据。【方法】以白桦测交系交配设计获得的40个杂交组合10年生杂种试验林为研究对象，测定各杂交组合的生长、材性和保存率等性状，利用SPSS22.0、WinNCⅡ等软件对各性状进行方差、配合力及效应值分析，采用隶属函数法并结合主成分分析综合评价各性状，选择杂交优势亲本及组合。【结果】1）不同亲本杂交组合间的生长、材性和保存率等性状方差分析显示（除木材密度和保存率性状外），7个性状的组合间方差、配合力方差均达显著或极显著水平；7个性状的变异系数在6.34%～55.29%之间，广义遗传力和狭义遗传力分别在38.83%～73.72%和22.23%～68.48%之间，其中部分性状家系间变异较大、遗传能力较强。2）树高、胸径、材积、木质素含量和纤维长宽比5个性状的一般配合力（GCA）效应以及特殊配合力（SCA）效应差异均达显著或极显著水平。双亲的加性效应对胸径、材积等生长性状以及纤维素、半纤维素、纤维长宽比等材质性状具有明显影响，母本的加性效应远大于父本，且占主...     

转BpCCR1基因白桦生长适应性分析及优良株系选择

  目的  客观评估7年生转BpCCR1白桦在3个试验地点的生长适应性与稳定性，筛选优良转基因株系，为环境释放及生产性试验提供指导。  方法  以21个转BpCCR1白桦株系及1个野生型白桦株系（WT）为研究对象，测定其在帽儿山、石道河林场、生态实验林场3个试验地点的树高、胸径及材积生长，用AMMI模型分析参试株系与环境的互作效应、遗传稳定性和生长适应性。  结果  方差分析结果显示:树高生长在株系间、地点间以及株系与地点的交互作用上的差异达到极显著水平（P < 0.01）。以各试验点参试株系单株材积均值加上标准差为优良转基因株系选择标准，分别选择出各造林地点的最优株系。帽儿山试验点的入选优良株系是FC18、FC29和FC40，材积分别高于群体均值的72.99%、51.28%和64.39%；石道河林场的入选优良株系是FC7和FC33，材积分别高于群体均值的73.98%和81.51%；生态实验林场的入选优良株系是FC28和FC29，分别高于群体均值的69.89%和73.57%。采用AMMI模型对参试株系的树高性状进行稳定性评价，在帽儿山实验林场和生态实验林场生长稳定性较好的株系是:WT、FC11、FC16、FC19、FC28、FC29、FC30、FC31、C4；在石道河林场生长稳定性好的株系是:FC2、FC7、FC13、FC14、FC18、FC27、FC33、FC40、FC41、C6、C10、C17、C19。根据第一主成分分量IPC1及相对稳定性参数Dg值，对22个参试株系进行稳定性评价，结果显示:FC14、FC29、C19、FC27、FC41、WT、FC13、C4、C10、C6、FC16、FC7、FC28、FC40、C17、FC31、FC18属于高产稳产型株系；FC2、FC11、FC19、FC33属于高产非稳产型株系；FC30属于低产稳产型株系。  结论  转BpCCR1正义链及转反义链均能促进白桦树高生长，根据生长性状，选出17个株系作为在帽儿山林场、石道河林场及生态实验林场生长适应性好的高产株系。