马尾松优树种子表型变异规律研究

以贵州都匀马尾松良种基地基因收集区内优树单株所采集的种子为材料,测定种子形态、品质和营养物质含量等性状,剖析马尾松种子在单株间及单株内的变异规律.结果表明:不同马尾松单株优树间种子形态特征、品质指标、可溶性糖、可溶性蛋白质及脂肪含量存在显著差异.其中籽粒较大的种子拥有较高的萌发能力,发芽率最高达96.17％,内含物质主要以脂肪为主,占种子总重量的55％左右.种子形态指标与千粒重、可溶性糖和可溶性蛋白质呈显著正相关;种子发芽指标与可溶性蛋白质、脂肪含量呈显著正相关;可溶性蛋白质与脂肪含量呈显著正相关.研究表明,马尾松种子形态特征、萌发能力和营养物质含量在单株水平上存在一定的选择潜力,进行种子园的母树选择时,可结合种子表型性状进行综合考虑.     

马尾松短枝腋芽休眠解除后形态与解剖学观察

为系统了解马尾松短枝腋芽休眠解除后的发育进程,对马尾松1年生长枝顶端进行截顶处理并定期取样,采用形态观测和石蜡切片法,观察了短枝腋芽发育成枝的生长过程。结果表明:在马尾松1年生枝上着生的短枝上(针叶束内),有一枚肉质状腋芽,直径约为针叶宽度的1/5,并有完整的分生组织。截顶处理后,腋芽休眠解除,分生组织被激活,周缘分生组织不断分化形成新的鳞叶。初期,腋芽发育较为缓慢,经过12 d才能分化出新的鳞叶;随后鳞叶分化速度加快,腋芽的纵向生长速度开始超过径向,第24天已发育为非肉质状鳞叶包裹的饱满的腋芽,并在腋芽下部鳞叶的叶腋处分化出针叶原基;第32天左右,腋芽已发育完全,然后开始抽梢。短枝腋芽先分化出鳞叶,再由鳞叶叶腋分化出针叶的发育过程,与长枝顶芽的发育相似。     

马尾松幼苗PmMADS4基因的克隆及表达分析

MADS-box家族基因编码的转录因子,在植物、动物及微生物的发育过程中起着重要调控作用,本研究从马尾松幼苗转录组测序结果中筛选到1条具有完整开放阅读框的MADS-box基因序列,设计特异性引物并克隆获得该基因,通过生物信息学方法分析该基因的序列特征、编码蛋白的理化特性、结构域以及进化关系等,并应用荧光定量PCR技术分析该基因在马尾松幼苗不同组织中的表达活性。结果表明,克隆得到的MADS-box基因开放阅读框为672 bp,命名为Pm MADS4。Pm MADS4编码223个氨基酸,含有MADS保守域和K-box次级保守域。蛋白质理论分子量为24854.15 kD,理论等电点为7.83;其蛋白质结构主要由大量的α-螺旋(58.74%)和大量随机卷曲(31.84%)构成;亚细胞预测该基因主要在细胞核(43.5%)、线粒体(17.4%)、高尔基体(13.0%)和细胞质(13.0%)中发挥生物学作用。系统进化分析显示,Pm MADS4属于MADS-box家族基因中MIKC型的GMADS分支。组织特异性表达分析发现,Pm MADS4在马尾松幼苗的顶芽和茎中高表达,表达量分别是根部的239倍和123倍;在根部、初生叶和针叶中的表达量相对较低,表明Pm MADS4可能广泛参与马尾松幼苗地上部分分生组织的发育过程。本研究结果为Pm MADS4基因在马尾松幼苗生长发育调控方面的深入研究提供了数据基础。     

马尾松不同叶型幼苗对干旱及复水的生长及生理响应

为了探讨马尾松不同叶型幼苗对持续干旱胁迫及复水处理的适应能力,采用温室盆栽方法模拟土壤干旱条件,分别对干旱胁迫0、7、14、21、28 d及胁迫14、21、28 d复水后幼苗生长速率、叶片中光合色素质量分数、渗透调节物质质量分数、MDA质量摩尔浓度及保护酶活性的变化进行分析,并采用模糊数学隶属函数法对3种叶型幼苗抗旱性进行综合评价,以期为马尾松苗木质量评价及干旱立地造林幼苗的选用提供理论支撑。结果表明:随着干旱胁迫持续进行,3种叶型幼苗生长所受抑制程度不同;叶绿素、类胡萝卜素质量分数显著下降;游离脯氨酸、MDA质量摩尔浓度、可溶性糖和可溶性蛋白质量分数均呈现升高趋势,显著高于对照,其中游离脯氨酸质量分数增幅最大;SOD、POD活性呈先升后降变化,在中度干旱胁迫(21 d)时均达到最高,但3种叶型幼苗保护酶活性增幅不同,表现出不同的清除过氧化物能力;随着干旱胁迫的持续,幼苗复水后各指标恢复能力各异。通过隶属函数法分析得出:3种叶型幼苗对不同干旱处理的主动响应及适应能力不同,在轻度干旱胁迫下,幼苗抗旱性由强到弱的顺序为Ⅰ类型、Ⅲ类型、Ⅱ类型;中度干旱胁迫下,幼苗抗旱性由强到弱的顺序为Ⅱ类型、Ⅰ类型、Ⅲ类型;重度干旱胁迫条件下,幼苗抗旱性由强到弱的顺序为Ⅲ类型、Ⅱ类型、Ⅰ类型。     

叶型对马尾松幼苗生长及叶绿素荧光特征的影响

【目的】研究叶型对马尾松幼苗生长及叶绿素荧光特征的影响,以期为马尾松苗木选择及栽培提供参考。【方法】以出圃时呈现为全初生条形叶、全次生针形叶和中间型的马尾松1年生幼苗为试验材料,分析其生长指标、光合色素含量及叶绿素荧光参数,研究初生叶和次生叶叶绿素荧光特征差异及对幼苗生长的影响。【结果】全次生叶幼苗出圃时苗木质量指数(QI)、干物质积累量及造林1年后净生长量均显著高于全初生叶幼苗;次生叶的叶长、体积和表面积等指标均显著大于初生叶;初生叶中叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量均显著高于次生叶,两者间的类胡萝卜素含量无显著差异。初生叶的F_m、F_v/F_m、F_v/F_o均显著高于次生叶,F_o在2种叶型间无显著差异;初生叶的PSⅡ反应中心参数Y(Ⅱ)和F_v’/F_m’、淬灭参数q_P和NPQ、能量耗散参数Y(NPQ)和Y(NO)及光响应参数ETR_max、α、β和I_k也均高于次生叶,在高光强条件下,初生叶的非光化学淬灭和调节性能量耗散能力增强。由于次生针叶叶长、体积和表面积等形态指标均显著大于初生叶,因而具有次生针叶的幼苗的光合作用面积更大,干物质量积累较多,出圃时的苗木质量以及造林后的生长表现均高于全初生叶的幼苗。【结论】与次生叶相比,初生叶拥有较高的叶绿素含量,较耐光抑制,有较高的光能转化效率,但高光强条件下会通过热耗散的形式来减少多余光能对光合系统的损害;拥有次生叶的幼苗表现出较好的苗木质量及生长特性。