造林密度对三倍体白杨杂种无性系胸径和树皮厚度的影响

三倍体杨树具有突出的营养生长优势，研究造林密度对三倍体毛白杨杂种无性系径向生长的影响规律，可为三倍体毛白杨工业用材林营建和经营管理提供理论指导。以定植于河北威县的11年生三倍体白杨杂种无性系（B301、B331和S86）以及二倍体毛白杨对照无性系1316密度试验林为研究对象，研究造林密度（2 490、1 665、1 110、825、615、495株/hm²和405株/hm²）对三倍体白杨杂种无性系胸径和树皮厚度的影响。结果表明，造林密度和无性系以及造林密度与无性系间的交互效应均对三倍体白杨杂种无性系的胸径生长具有极显著的影响，以495株/hm²造林密度条件下三倍体白杨杂种无性系S86的胸径生长量最大，平均胸径达25.1 cm；三倍体白杨杂种无性系B301、S86的胸径生长量显著大于无性系B331和二倍体对照毛白杨无性系1316；无性系对11年生三倍体白杨杂种无性系的树皮厚度具有极显著的影响，造林密度对11年生三倍体白杨杂种无性系的树皮厚度具有显著的影响。三倍体白杨杂种无性系B301、B331、S86以及二倍体对照毛白杨无性系1316内部个体间胸径与树皮厚度均呈现正相关，说明树皮厚度随着胸径生长量的增大而增厚。研究结果对于认识造林密度对杨树径向生长的影响和指导三倍体白杨良种无性系的推广具有重要意义。     

杨树溃疡病拮抗菌防治机制研究进展

随着杨树栽植面积不断扩大,杨树溃疡病发生趋重,对树木造成严重损害。杨树溃疡病主要防治手段为化学药剂,但环境污染和病原菌耐药性等问题越发严重,需开发无污染且防治有效的技术或策略。以植物根际微生态组学为研究手段,可获得提升植物抗病能力的有益微生物。这些拮抗菌能够抑制溃疡病原菌的生长且无环境污染,具有很好的生物防治潜力。鉴于此,本综述主要探讨拮抗菌对防治杨树溃疡病的作用方式,包括通过养分水分竞争和分泌抑菌物质抑制病原菌生长,提高植物抗病性抵御病原菌侵染,以及提高宿主自身的活性氧耐受性等机制。未来利用多组学手段,将微生物培养与宏基因组学、代谢组学充分结合,进一步探究拮抗菌的协同作用机制,将有助于开发高效、稳定、环保的微生物菌剂;同时,寻找合适的纳米材料作为载体,构建能最大限度发挥拮抗菌功能的菌剂体系,也是未来生物控制剂研发的重要方向之一。     

三倍体毛白杨超短轮伐纸浆林生长量与密度关系研究

以3 a生三倍体毛白杨超短轮伐纸浆林为研究对象,就造林密度对超短轮伐纸浆林胸径、树高以及材积生长量的影响进行了研究,结果表明,三倍体毛白杨胸径生长量随着造林密度的减小而增大,以三倍体毛白杨无性系B331、B307、B302在2 490株·hm-2密度下的胸径生长量最大,平均达到6.7 cm;密度对三倍体毛白杨高生长影响差异不显著,而无性系对三倍体毛白杨高生长影响差异极显著,以B331的树高生长量最大,达到8.9 m;不同密度对三倍体毛白杨超短轮伐纸浆林的材积生长量影响差异极显著,材积生长量随着造林密度的增大而增大,以9 990株·hm-2密度的材积生长量最大,而无性系对三倍体毛白杨超短轮伐纸浆林的材积生长量影响差异显著,其中以无性系B307的材积量最大,达到85.4 m3·hm-2.     

‘北林雄株1号’和‘北林雄株2号’叶片再生体系的建立

为了解决白杨杂种三倍体‘北林雄株1号’和‘北林雄株2号’无性繁殖困难问题,以白杨杂种三倍体‘北林雄株1号’和‘北林雄株2号’的半木质化嫩枝为材料,对外植体消毒方法以及不同激素组合对叶片诱导不定芽的效果进行研究。结果表明：（1） ‘北林雄株1号’和‘北林雄株2号’启动培养最佳的消毒处理方法为20%浓度的84消毒液处理20 min;（2）激素6-BA以及TDZ对‘北林雄株1号’叶片不定芽再生率以及再生系数的影响显著,NAA对叶片不定芽再生率影响不显著,对再生系数的影响极显著,筛选出‘北林雄株1号’叶片再生的适宜培养基为MS+ 0.2 mg/L 6-BA+ 0.1 mg/L NAA+ 0.005 mg/L TDZ;（3）激素6-BA、NAA以及ZT对‘北林雄株2号’叶片再生率和再生系数的影响均达到了显著水平,筛选出‘北林雄株2号’叶片再生的适宜培养基为MS+ 1.0 mg/L 6-BA+ 0.05 mg/L NAA+ 1.2 mg/L ZT。‘北林雄株1号’与‘北林雄株2号’高效叶片再生技术体系建立,为该品种的规模化无性繁殖以及后续的基因工程育种等研究提供了技术基础。     

毛白杨基因库优树倍性检测及性状对比分析

以山东冠县毛白杨基因库内的优树为对象,采用流式细胞仪对基因库内469个毛白杨无性系的染色体倍性进行检测,并对检测出来的毛白杨天然三倍体和邻近的同种源二倍体对照的生长、形质和叶片气孔大小等性状变异进行研究。结果表明:在基因库内共检测出28个毛白杨天然三倍体无性系,占基因库无性系总数的6.0%,包括24个雌性三倍体无性系、4个雄性三倍体无性系,其中北京2个、河北12个、山东1个、山西2个、陕西11个,分别占基因库无性系总数的0.4%、2.6%、0.2%、0.4%和2.3%;毛白杨天然三倍体在生长、形质和叶片气孔特性等性状上存在共性,与二倍体相比,具有生长量大、侧枝粗、气孔大而稀疏等特点;天然三倍体无性系和二倍体无性系在胸径、材积、侧枝粗、气孔长度、气孔宽度、气孔密度等均存在极显著差异,树高存在显著差异,且不同天然三倍体无性系间的叶片气孔长度、气孔宽度、气孔密度间的差异也达到了极显著性水平;此外,毛白杨天然三倍体群体中也有部分个体表现出类似二倍体的特征,其中存在一些在生长等性状表现较差的无性系,表明天然三倍体无性系并非株株均优,毛白杨天然三倍体应用时同样有必要进行选择。      

秋水仙碱处理诱导银灰杨2n花粉与杂种三倍体创制

目的为创制银灰杨杂种三倍体新种质，研究完善银灰杨三倍体育种技术体系，筛选生长迅速、抗逆性强的银灰杨新品种。方法本研究以银灰杨、河北杨以及银腺杨为试验材料，在优化秋水仙碱诱导银灰杨花粉染色体加倍技术条件的基础上，开展了秋水仙碱注射处理对2n花粉粒表面结构的影响以及杂交创制杂种三倍体的研究。结果减数分裂时期、注射次数、减数分裂时期与注射次数的交互效应均对2n花粉诱导率具有极显著影响。利用0.5%的秋水仙碱溶液对发育至粗线期的花粉母细胞进行11次注射处理是秋水仙碱诱导银灰杨花粉染色体加倍的最佳处理组合，2n花粉平均诱导率最高可达（30.27 ± 8.69）%。与天然2n花粉粒相比，秋水仙碱诱导型2n花粉粒表面结构出现了明显的裂沟，说明秋水仙碱注射处理对2n花粉花粉壁形成具有一定的影响。选取含有一定2n花粉比例的花粉，分别与河北杨、银腺杨雌配子进行授粉杂交，共收获杂种苗木4 955株，检测出三倍体5株，其中，2株三倍体来源于河北杨 × 银灰杨的杂交组合；另3株三倍体来源于银腺杨 × 银灰杨的杂交组合。结论秋水仙碱能高效诱导银灰杨花粉染色体加倍并获得2n花粉，但是注射会影响2n花粉花粉壁的形成，使得2n花粉粒表面结构产生裂沟。秋水仙碱诱导的2n花粉可以用于授粉杂交，成功获得杂种多倍体植株。      

高温诱导银灰杨花粉染色体加倍创制杂种三倍体

【目的】验证高温处理诱导银灰杨花粉染色体加倍选育三倍体的可行性,获得银灰杨三倍体新种质,选育抗逆性强的银灰杨新品种,服务于西部生态环境建设。【方法】以银灰杨为研究对象,利用醋酸洋红染色法和花粉染色体加倍技术,在研究雄花芽减数分裂规律的基础上,开展高温诱导银灰杨花粉染色体加倍技术条件优化以及杂交创制三倍体的研究。【结果】银灰杨花粉母细胞完成减数分裂大约需要5~6天。其减数分裂过程与其他杨属植物相似,无明显差异。但银灰杨同一花芽不同部位花粉母细胞的减数分裂进程存在明显的不同步性,花芽顶部花粉母细胞发育最快,基部次之,中部发育最慢。筛选出高温诱导银灰杨花粉染色体加倍的最佳处理技术组合为当花粉母细胞发育至双线期至终变期时,利用38℃或41℃的高温,持续处理6 h,可获得56.33%的2n花粉。利用2n花粉比率高的花粉与银白杨雌配子杂交,获得杂种苗木911株,检测出三倍体42株,三倍体得率最高可达10.71%。三倍体得率与2n花粉比率间存在弱正相关(r=0.599,P=0.116),说明提高2n花粉比率有助于提高三倍体得率。【结论】尽管银灰杨同一花芽不同部位花粉母细胞减数分裂同步性差,但在双线期至终变期进行高温处理,仍可获得56.33%的2n花粉,三倍体得率可达10.71%,证明了高温诱导银灰杨花粉染色体加倍选育三倍体的可行性,并首次获得银灰杨三倍体。     

瓶浸和棉浸处理对杜仲2n花粉诱导的比较研究

在非离体状态下采用瓶浸和棉浸两种处理方式,分别在细线末期和粗线期施加秋水仙碱溶液处理雄花芽,对秋水仙碱诱导杜仲花粉染色体加倍进行了研究。结果表明:最高2n花粉诱导率出现在瓶浸处理中,在细线末期用0.1%的秋水仙碱水溶液持续处理36h获得最高比率的2n花粉29.7%,其次是在细线末期用0.2%的秋水仙碱溶液处理雄花芽24h获得2n花粉15.2%。     

银灰杨花粉母细胞减数分裂与微管骨架变化

减数分裂是植物有性生殖过程中配子形成的必要阶段,是生殖生物学研究领域的热点。本文以银灰杨雄花枝为研究材料,运用醋酸洋红染色法和间接免疫荧光技术,开展银灰杨花粉母细胞减数分裂及其微管骨架动态变化研究。结果表明:1)银灰杨花药颜色变化可作为初步判别其花粉母细胞减数分裂时期的形态学标记,花粉母细胞从减数分裂细线期发育至四分体时期,花药颜色从嫩绿色,经由黄绿色、微红色、浅红色、鲜红色转为深红色。2)银灰杨花粉母细胞减数分裂末期Ⅰ可观察到与着丝粒微管紧密相连的落后染色体,由于染色体两侧着丝粒微管的均衡牵引而致使其停滞于细胞板中央,不移向两极而被遗弃,造成配子染色体的不平衡,可能是导致银灰杨花粉部分败育的机制。3)银灰杨的胞质分裂属于典型的连续型胞质分裂类型,受辐射状微管系统的调节,从细胞周沿向心扩展,直至细胞质完全分离。4)银灰杨花粉中存在天然2n花粉,其发生可能与减数分裂中期Ⅱ的平行纺锤体和三极纺锤体有关。本研究首次报道了银灰杨花药颜色变化与其花粉母细胞减数分裂进程的关系,从新的角度阐释了银灰杨落后染色体的形成原因及其花粉败育机制,并探索了银灰杨天然2n花粉的发生机理,为银灰杨遗传改良策略的制定奠定了基础。