马尾松松脂化学组分家系变异及相关分析

【目的】研究马尾松松脂化学组分在家系间的变异以及松脂组分间的相关性,为以松脂品质为目标的马尾松遗传改良工作提供理论依据和指导。【方法】以福建省国有来舟林业试验场11年生马尾松高产脂半同胞家系测定林为研究对象,通过气相色谱/质谱联用技术(GC/MS)检测每株样木树干胸径部位木质部内松脂化学组分的种类和含量,分析这些组分在家系间的遗传变异以及它们之间的遗传相关性,并利用在家系间差异显著的松脂化学组分对所有家系进行聚类。【结果】从马尾松松脂中共检出20种主要化学组分,其中,α-蒎烯、β-蒎烯、长叶烯、β-石竹烯、海松酸、山达海松酸、长叶松酸/左旋海松酸、脱氢枞酸、枞酸和新枞酸为松脂中含量较高的组分。经方差分析发现:单萜中的莰烯和柠檬烯,倍半萜中的长叶环烯、洒剔烯、β-石竹烯和α-石竹烯以及二萜中的海松酸和新枞酸在家系间的差异显著或极显著,家系遗传力为0.45 0.59,意味着通过家系选择,这10个组分的遗传改良可取得较好的成效。对松脂化学组分进行遗传相关分析发现:在单萜类内,β-蒎烯、莰烯和柠檬烯间遗传相关显著或极显著,组分间遗传相关系数为0.59 0.78;在倍半萜内,长叶蒎烯、长叶环烯、洒剔烯和长叶烯之间遗传相关达极显著水平,遗传相关系数为0.67 1.00,β-石竹烯和α-石竹烯遗传相关性也达极显著水平;但在二萜类内和各萜类间,遗传相关性较弱,未达到显著水平。依据在家系间差异显著的10个松脂化学组分将所有家系聚为3类。【结论】马尾松树干木质部松脂共检出20种组分,其中,莰烯、柠檬烯、长叶环烯、洒剔烯、β-石竹烯、α-石竹烯、海松酸和新枞酸受家系影响较大,受中度遗传控制。在单萜、倍半萜类和双萜类内和类间,较强的遗传相关主要出现在单萜和倍半萜类内。     

马尾松3代种质幼林生长性状遗传效应及其与环境互作

利用分别设置在浙江省淳安县姥山林场和福建省邵武市卫闽国有林场的3年生6×6半双列遗传交配设计3代子代测定幼林,对马尾松生长性状的遗传效应及其与环境互作效应进行研究。结果表明:马尾松树高和地径的配合力效应及其配合力与环境互作效应皆达到显著或极显著水平。在遗传效应中,树高在两地点皆以加性基因效应控制为主,显性基因效应次之;而地径在卫闽点主要受加性基因效应控制,在姥山点则主要受显性基因效应控制。在不同环境下,对树高和地径表型影响从大到小依次为环境效应>加性基因效应>显性基因效应与环境互作>显性基因效应>加性基因效应与环境互作。参试性状的一般配合力(GCA)稳定性普遍高于特殊配合力(SCA)稳定性。以树高生长量为选择指标,在2个试验点各初选2个优良亲本和5个优良杂交组合,姥山点和卫闽点优良亲本的遗传增益分别是试验平均的5.61% 8.05%和10.22% 12.98%,是当地优良天然林分子代的45.11% 48.48%和51.84% 55.64%,而优良组合的遗传增益分别是试验平均的3.37% 17.69%和9.35% 25.93%,是当地优良天然林分子代的42.04% 61.72%和50.64% 73.48%。     

马尾松松脂产量影响因素研究进展

对影响马尾松松脂产量的因素进行了综述。马尾松的针叶中树脂道数目、地理位置、树体因子、生态因子、针叶中叶绿素含量等对松脂的产量均有影响。今后应从分子水平研究树脂道的形成、松脂的合成及分泌过程，以便为高产脂马尾松的选育提供参考。     

马尾松天然林木材化学组分和浆纸性能的地理模式*

通过对马尾松自然分布区内１４个天然群体木材化学组分的分析和浆纸性能的测试，发现木材戊糖，灰发含量，纸张抗张，耐破和撕裂强度呈现随纬度变化的地理模式，与经度无关。和北部天然林相比，南部林分的木材戊糖和灰分含量较低，在相同的蒸煮条件下，浆的Ｋａｐｐａ值较高，张纸抗张和耐破指数较低而撕裂指数较高。木材α－纤维素、木素、苯醇抽出物含量以及制浆得率与经纬度无关。研究还发现木材灰分含量和纸张撕裂指数与树木年龄     

马尾松木材化学组分的遗传控制及对木材育种的意义

本文利用 1 3年生马尾松子代测定林的 2 0个自由授粉家系的木材试样 ,着重研究木材化学组分的遗传学问题。研究结果表明 ,木材化学组分、基本密度和生长性状在家系间的差异都达到了极显著水平 ,并受中等至强度的遗传控制。在 6个木材化学组分中 ,灰分、戊聚糖和 1 %NaOH抽出物含量的遗传力较高 ,木质素、综纤维素和热水抽出物含量的遗传力稍低。生长性状与木材密度呈显著的负相关 ,而与木材化学组分相关性很小 ,似相互独立。遗传相关认为灰分和热水抽出物含量可分别作为综纤维素和木质素的间接选择指标。由于综纤维素和木质素含量在家系间的绝对差异较小 ,仅为 2 %～ 3% ,对选育的实际意义不大。可选择综纤维素含量高的优株进行无性繁殖加以利用     

高脂马尾松优树松脂化学组分及其地理变异的研究

采用逐步回归和典型相关分析方法,对分布在广东、广西、福建、浙江、江西、安徽6省( 区) 的274 株优树的产脂力、含油率、软化点和松香、松节油化学组分等18 个因子与经纬度进行分析,结果表明,各因子之间存在着不同的地理变异:即随着纬度的降低,产脂力、长叶松酸+ 左旋海松酸、新枞酸和去氢枞酸的含量由北向南递增;而含油率、莰烯、石竹烯、山达海松酸的含量则由北向南递减;并显示出产脂力与含油率和某些化学组分含量同时受经纬度的双重控制。     

松突圆蚧为害与马尾松松脂损失量关系的研究

进行了受松突圆蚧为害的马尾松林的营养器官,针叶枯黄率与松脂损失量的研究,并建立了直线回归方程。结果表明,针叶枯黄率与松脂损失率呈正相关关系,并有随着针叶枯黄率的增大,松脂损失量加大的趋势.     

马尾松种子园家系木材化学组分的株内纵向变化规律

利用3个22年生马尾松初级种子园自由授粉家系1.3 m、5.3 m和10.0 m 3个高度圆盘,研究3个家系纵向木材化学组分的变化规律。结果表明:综纤维、酸不溶木素、冷水抽提物、热水抽提物、苯醇抽提物、1%NaOH抽提物、灰分和水分等8个化学组分含量指标在树干纵向高度间差异显著。纤维素、综纤维、酸不溶木素、热水抽提物、苯醇抽提物、1%NaOH抽提物、灰分和水分等8个化学组分含量均随着树干高度的增加不断下降。混合取样数据接近整株化学组分的平均水平,因而宜采用混合样分析马尾松化学组分变化。不同家系木材化学组分的纵向均匀性以169号最好,159次之,162最差。     

马尾松半同胞子代材性遗传变异分析

以贵州省都匀种子园子代测定林的28个半同胞家系的木材样品为材料进行子代测定,研究其基本密度和纤维长和宽等材质性状以及灰分、1%Na OH抽提物、纤维素、综纤维、木质素等5种木材化学组分的遗传变异规律。结果表明:化学组分中除木质素含量外,其他平均值均高于对照组。灰分含量和木质素含量在家系间差异极显著。化学组分中除木质素和灰分外,1%Na OH抽提物、纤维素、综纤维的遗传力均在0.1801~0.2931之间,均小于0.5,说明其均受中等强度以下的遗传控制。通过对半同胞家系主要材性性状聚类分析,选择出8个优良的纸浆材家系。     

松材线虫侵染下马尾松针叶miRNA和mRNA的关联表达

[目的]微小RNA(microRNA,miRNA)具有靶向沉默信使RNA(mRNA)表达的功能,是基因表达的负调控因子;研究并明确马尾松在遭受松材线虫侵染下是否存类似的调控模式,对于未来探析寄主植物对病原侵染胁迫下的应激机制及获得调控马尾松抗松材线虫病的miRNA及其靶标mRNA都具有重要意义。[方法]以前期高通量测序获得的松材线虫侵染1、2、3 d的马尾松针叶mRNA和miRNA表达谱为研究对象,采用STEM软件分别分析mRNA和miRNA的表达变化模式,并运用斯皮尔曼等级相关法研究松材线虫侵染下的马尾松针叶中miRNA与mRNA的表达关联情况。[结果]松材线虫侵染下的马尾松针叶中的miRNA呈2种显著的表达变化模式,mRNA呈8种显著的表达变化模式,且15个miRNA与其12个靶标mRNA的表达变化模式相反,符合miRNA对靶标mRNA的负调控特点,这些靶标mRNA编码具有识别病原作用的ACRE、CC-NBS-LRR基因等。[结论]松材线虫侵染下的马尾松针叶中miRNA及mRNA均呈多种表达变化模式,且部分miRNA与靶标mRNA的表达变化模式相反,推测其中部分miRNA可能是病原识别基因的负调控因子。     

马尾松生物量和生产力研究进展

马尾松在我国南方亚热带地区广泛种植,是我国主要植树造林树种之一,长期以来产生了巨大的生态和经济效益,在我国林业中有着重要地位。在全球气候变暖这一大背景下,研究马尾松森林生态系统的生物量和生产力具有非常重要的意义。文中从传统方法和遥感技术2个方面介绍了马尾松生物量和生产力的测算方法,分析了林龄、混交造林、立地条件、气候因素和林分密度对马尾松生物量和生产力的影响,并针对目前存在的问题提出未来研究的发展方向,以期为我国马尾松林的可持续经营提供参考。     

钙浓度对马尾松幼苗生长和生理特征的影响

[目的]在不同供Ca2+水平下对马尾松幼苗生长及生理特性进行研究,以确定适宜马尾松生长的钙浓度,为马尾松人工林培育及合理施用钙肥提供参考。[方法]以半年生马尾松幼苗为试材,采用温室内砂培,研究不同供Ca2+水平(0.0、0.4、1.0、2.0、3.0、4.0 mmol·L~(-1)(CK))对马尾松生长及生理指标的影响。[结果]不同供Ca2+水平处理5个月后,在Ca2+水平为1.0、2.0 mmol·L~(-1)时,马尾松幼苗的株高增量和地径增量较高,其中,2.0 mmol·L~(-1)Ca2+水平的株高增量和地径增量最高。马尾松幼苗对Ca2+水平适应能力强弱顺序为2.01.00.43.00.04.0 mmol·L~(-1)(CK)。在不同生长期内,随着供Ca2+水平的增加,马尾松针叶中ROS(O2-产生速率、H2O2浓度)、MDA含量、抗氧化酶(SOD、POD、CAT和APX)活性、抗氧化物质(GSH、As A)含量、脯氨酸含量均先降低后增加,最小值均在1.0 mmol·L~(-1)或2.0 mmol·L~(-1)处理中;类胡萝卜素含量先增加后降低,其最高值均在2.0 mmol·L~(-1)处理中。马尾松幼苗的株高增量和地径增量与类胡萝卜素含量关系不明显,而与其他生理指标均呈显著负相关。[结论]马尾松幼苗适宜在1.0 2.0 mmol·L~(-1)Ca2+水平的环境中生长。在马尾松林地中,应对土壤有效钙含量进行测定,并结合植株的生长和生理特征进行综合评价后,科学合理施肥以提高生产力。     

不同营林措施对马尾松林土壤呼吸影响

以三峡库区马尾松飞播林为研究对象,针对不同营林措施:除灌(清除所有除灌产生的枝叶)、采伐I(采伐强度15%,采伐树干,并未对枝叶进行清除)、采伐II(采伐强度70%,采伐剩余物处理同采伐I)、对照,采用LI-8100土壤CO₂通量测定系统对其土壤呼吸速率进行为期1年的连续观测,分析了不同营林措施对于土壤呼吸的影响以及不同营林措施下土壤呼吸产生差异的原因。结果显示:年土壤呼吸速率均值除灌(1.82±0.07 μmol·m^-2·s^-1)< 对照(2.18±0.05 μmol·m^-2·s^-1)< 采伐I(2.37±0.07 μmol·m^-2·s^-1)< 采伐II(2.86±0.1 μmol·m^-2·s^-1);采伐强度与土壤呼吸速率增值呈正比;不同营林措施与对照土壤呼吸速率均在夏季生长旺盛期7-8月达到最大值;高强度的采伐显著提高了土壤温度与湿度,对照、除灌、采伐I、采伐II土壤呼吸敏感性指数Q₁₀值依次为: 2.18±1.09、1.65±0.07、2.20 ±0.09,2.36±0.09。     

广西马尾松经济材出材率表编制研究

以马尾松人工林作为研究对象,用伐倒木样木数据,经干形分析和多指标精度比较,选定最佳的削度方程;通过树皮率方程和树高曲线方程进行计算机理论造材,依据各经济材种规格,编制出马尾松胸径树高二元经济材出材率表。经检验,以该方法编制的出材率表达到林业数表模型编制的精度要求。     

马尾松人工幼林施肥肥效与增益持续性研究

经１３ａ的马尾松幼林施肥试验表明,红壤地区施Ｐ肥有利于马尾松幼林生长,但产生肥效迟（施肥７ａ后产生显著效果）,施Ｎ、Ｋ肥对促进马尾松幼林生长显著影响,过量还会产生负效应。施Ｎ、Ｋ肥会促进林木分化,施Ｐ肥则能使林分结构均一,经偏相关分析表明,Ｐ元素是影响马尾松生长的主要因子,肥效有一定的时效性和增闪持续性。施肥量佳处理组合为Ｎ１Ｐ３Ｋ２,即每公顷施Ｎ、Ｐ、Ｋ分别为０、３０、３０ｋｇ。     

马尾松产脂力与生长性状的家系变异及优良家系早期选择

利用设置在福建南平国有来舟林业试验场马尾松高产脂半同胞家系测定林,研究其产脂力与生长、树冠性状在家系间的遗传变异以及它们之间的遗传相关性,并进行脂用马尾松优良家系及优良单株选择。结果表明,马尾松产脂力与生长、树冠性状皆存在显著的家系差异,相对于生长、树冠性状,产脂力变异较大,变异系数高达61.91%,具有丰富的选择基础。产脂力受中度遗传控制,家系遗传力和单株遗传力分别为0.42和0.31,表明对马尾松产脂力通过家系和单株选择可取得较好的改良效果。性状遗传相关分析结果显示,马尾松家系产脂力与胸径、树高和材积呈较高的正遗传相关,表明在遗传育种进程中可同时对生长性状和产脂力进行改良。此外,产脂力与冠幅、冠高、轮盘数、活枝数也呈较高的正遗传相关。综合生长、树冠性状的遗传力以及与产脂力相关程度,认为胸径是高产脂优树间接选择的最佳指标。以单株产脂量和单株材积生长作为综合选择指标,共选出20个优良家系和16株优良单株,选出的优良单株产脂力遗传增益在52.54% 154.40%,单株材积遗传增益在0.22% 31.85%。     

基于马尾松反转录转座子序列的IRAP分子标记开发及应用

[目的]为了丰富马尾松遗传信息,开发更多适用于马尾松的新型分子标记。[方法]依据马尾松Ty1-copia类型和Ty3-gypsy类型反转录转座子RT序列的保守区域设计引物,建立了马尾松IRAP-PCR技术体系并以12个基因型个体为材料进行验证。[结果]42条引物中筛选出多态性丰富、重复性好的29条进行PCR扩增,共获得227条谱带,其中多态性条带207个,多态性比例为91.19%,平均观测等位基因数(Na)为1.911 9±0.284 1,有效等位基因数(Ne)为1.468 0±0.288 2,Nei’s基因多样性指数(H)为0.291 1±0.144 9,Shannon’s信息指数(I)为0.447 2±0.195 3;利用引物P-12、P-15或R-1,可以将栽培种与无性系两类区分开;P-2可作为核心引物,能将12份供试材料有效区分开来;采用IRAP标记构建了供试种质的DNA指纹图谱;供试种质的遗传相似系数为0.46 0.69,以相似系数为基础,进行UPGMA聚类分析,以0.57为阈值可将供试种质分为三类,其中无性系内不同材料间也存在较大的遗传变异。[结论]IRAP分子标记能有效地用于马尾松种质的鉴别与亲缘关系分析等相关研究。