日本落叶松EST-SSR标记开发及二代优树遗传多样性分析

利用SSR标记研究选自第1代育种试验林、拟纳入二代育种群体的264株日本落叶松二代优树的遗传变异情况。利用1620条落叶松EST序列进行EST-SSR标记的开发,共发现58条序列中含有67个SSR位点,占全部EST序列的3.58%。获得7个多态性EST-SSR标记,其中5个在朝鲜落叶松、长白落叶松、兴安落叶松和华北落叶松中均可扩增出预期目标片段,且具有多态性,表明这些标记在落叶松属内的通用性良好。利用6个EST-SSR标记和4个gSSR标记对日本落叶松二代优树群体开展遗传多样性分析,每个位点的平均等位基因数为4.6个,有效等位基因平均数为3.1个。群体观察和期望杂合度均值分别为0.5902和0.5702;Nei's基因多样度和Shannon多样性指数分别为0.5691和1.0966;全部单株间遗传相似系数0.1725～0.9667。说明该二代优树群体的遗传多样性较高,具有构建二代育种群体的潜力。     

日本落叶松纤维素合酶基因片段的克隆及单核苷酸多态性分析

[目的]纤维素合酶(cellulose synthase,CesA)在植物纤维素合成途径中发挥主要调节作用,是控制木材纤维品质和产量的重要基因.从日本落叶松中分离克隆与纤维素合成相关的LkCesA基因,并对其进行核苷酸多样性以及连锁不平衡分析,为在日本落叶松中开展基于LkCesA基因的连锁不平衡作图及其辅助日本落叶松木材纤维性状的分子育种提供理论依据.[方法]依据日本落叶松转录组数据库检测到的纤维素合酶(CesA)基因ESTs序列设计引物,从日本落叶松中分离获得LkCesA基因片段.在此基础上,利用DnaSP5.0软件对日本落叶松40株基因型个体的LkCesA序列进行核苷酸多样性和连锁不平衡分析.[结果]从日本落叶松中成功克隆了CesA基因片段:该片段长1 209 bp,包含部分开放阅读框,长度为1 053 bp,可编码350个氨基酸,所推导的蛋白质氨基酸序列与火炬松Pt-CesA2的蛋白质氨基酸序列同源性为95.4％.在日本落叶松40株基因型个体的LkCesA序列中共检测到83个SNP位点,SNP发生频率为1/21 bp,多样性指数πT为0.006 05.在这些SNPs中,69个属于转换,14个属于颠换,其中19个为常见SNPs,64个为罕见SNPs.在外显子区域,共检测到54个SNP位点,其中34个为错义突变,20个为同义突变.进一步的连锁不平衡分析显示,随着核苷酸序列长度的增加,SNP连锁不平衡程度逐渐减弱.[结论]克隆到的LkCesA为植物CesA基因家族中的一员.LkCesA基因的连锁不平衡在基因内部就已衰退,说明选择该基因作为候选基因,在日本落叶松中开展连锁不平衡作图用于指导日本落叶松的定向培育及木材品质改良是可行的.此外,在LkCesA基因中检测到多个常见SNP位点,为进一步开展该基因的连锁不平衡作图提供了材料.     

杂种落叶松嫩枝离体培养与芽增殖研究

以生长和生根兼优的杂种落叶松无性系日永8×长混18-10的嫩枝和休眠芽为试验材料,开展了嫩枝生长和芽增殖的离体组织培养技术研究,确定了两种试验材料的最佳灭菌条件及最适培养基。结果表明:15%的次氯酸钠溶液处理10 min,材料无菌存活率达到91.7%,灭菌效果最好;最适嫩枝生长培养基为B培养基;芽增殖过程中,最适腋芽萌发诱导培养基为BEMB培养基,单个嫩枝平均诱导萌发2个腋芽;无外源激素的改良BEMB培养基(硝态氮与铵态氮含量比为6:1),最适于腋芽成枝诱导,成枝率为36.5%;培养基MCM+1.5 mg·L^-1 ZT +0.15 mg·L^-1 KT,最适用于休眠芽不定芽诱导,不定芽诱导率为39.1%,增殖倍数为2.6。     

杂种落叶松连续繁殖与插穗生根关系的生理研究

观察了日×长杂种落叶松连续繁殖插穗不定根发育进程,研究了连续繁殖对插穗生根力衰退的阻滞效应,并分析了一轮采穗圃与原株采穗圃插穗不定根发育期内源激素含量的动态变化。结果表明:扦插后13 31 d是愈伤组织形成和不定根原始体分化发育的关键期,此时一轮分生株愈伤组织形成和不定根发育均优于原株。连续繁殖对插穗生根性状有显著作用,尤其是生根率很低的原株,经过一轮繁殖后,生根性状有极显著提高。连续繁殖影响插穗自身激素含量,尤其是IAA,经过一轮繁殖后,含量明显高于原株。从不定根发育过程中激素的动态变化看,一轮分生株插穗(IAA+GA3+ZR)/ABA比值在不定根发育前期明显高于原株,与生根率的变化一致,可用来衡量不同繁殖次数插穗生根性状的优劣。     

日本落叶松咖啡酸-O-甲基转移酶基因 LkCOMT的克隆及单核苷酸多态性分析

依据日本落叶松转录组数据库检测到的咖啡酸-O-甲基转移酶(COMT)基因ESTs序列设计引物,分离得到一个编码该酶的新基因。其cDNA克隆全长为1 350 bp,包含长度为1 092 bp的开放阅读框,可编码364个氨基酸残基。序列分析显示,所推导的蛋白质氨基酸序列包含COMT基因5个所特有的保守元件,与海岸松PpCOMT的蛋白质氨基酸序列同源性达94%。在此基础上,利用DnaSP5.0软件对日本落叶松40株基因型个体的LkCOMT序列进行了单核苷酸多样性SNPs分析,共检测到92个SNP位点,SNP发生频率为1/17 bp,多样性指数π_T为0.007 80。在这些SNPs中,65个属于转换,27个属于颠换。在外显子区域,共检测到58个SNP位点,其中37个为错义突变,21个为同义突变。研究结果为日本落叶松基因标记辅助育种提供了理论基础。     

一个斯卑尔脱小麦早熟突变体抽穗期的遗传分析与分子标记初步定位

研究以斯卑尔脱小麦(Triticum spelta)Hubel及其早熟诱变系2463为材料,采用主-多基因混合模型多世代联合分析发现,抽穗期性状由两个主基因控制,其遗传力为44%～81%.温室春化和光周期处理实验结果表明,经过春化处理后,与Hubel相比,其早熟诱变系在长日照条件下的抽穗期提前10d左右,表现为显著差异.利用F2分离群体进行的分子标记定位结果表明,在2D染色体的短臂上存在一个主效QTL,与标记Xwmc112紧密连锁,能解释表型变异的16%,与前人定位的光周期相关QTL/基因(Ppd1)位于同一区域.     

日本落叶松无性系种子园球果产量对长期氮磷钾配方施肥的响应

[目的]研究了氮(N)磷(P)钾(K)不同配方施肥以及最佳配比连年施肥对日本落叶松种子园球果产量的影响,为落叶松种子园长期施肥管理提供依据.[方法]以1989年营建的日本落叶松种子园中的正常结实无性系分株为对象,采用随机区组试验设计,自2008年起按照N1P1K1、N1P2K1、N1P1K23种氮磷钾配方肥,以2.5 ...