刺槐同源四倍体种子胚变异及生活力分析

为了阐明刺槐同源四倍体种子胚变异状况及充分利用刺槐同源四倍体有性过程创造的变异资源对四倍体刺槐进行遗传改良,研究了刺槐同源四倍体种子胚类型及其生活力特征,主要结论如下：刺槐同源四倍体种子胚按照子叶数量、颜色及饱满程度,可以划分出5个类型： 黄二(YVT)、黄三(YMT)、黄四(YRF) 、绿二(GNT)及白二(WNT),所有类型种子胚混合平均单胚重量接近二倍体的1/2。流式细胞仪检测证明,YVT、YMT、 YRF类型样本种子胚染色体数目仍然是四倍体。刺槐同源四倍体种子胚可溶性蛋白含量、过氧化物酶活性明显低于二倍体相应指标,YVT、YMT、 YRF类型种子胚的上述2种指标明显高于GNT、WNT类型。以刺槐同源四倍体种子胚愈伤组织诱导率作为种子胚生活力强弱的评定指标表明：上述2种指标越高的种子胚,其生活力就越高,上述2种指标均小于二倍体相应指标的30% 是刺槐同源四倍体种子胚生活力丧失的临界指标;YVT、YMT、 YRF类型种子胚上述2种指标均高于二倍体相应指标的30%,组织培养时均有一定的愈伤组织诱导率,具一定的生活力,其中YVT类种子胚的愈伤组织诱导率最高（平均57.8%）、生活力最强,已培育出此3类胚的实生苗; GNT、WNT类型种子胚上述2种指标均低于二倍体相应指标的30%,组织培养时愈伤组织诱导率为0,胚细胞均失去了生命力。较好的种子胚愈伤组织诱导培养基综合条件为： MS基本培养基附加2,4-D 2.0 mg/L和6-BA 0.5 mg/L。     

人工诱导的同源四倍体西瓜种子形态结构变异研究

四倍体西瓜作为三倍体无籽西瓜的母本,其性状对三倍体西瓜组合选配起着重要作用,其中四倍体西瓜种子性状对三倍体西瓜品种的种子发芽率、成苗率、采种量起关键作用。为研究四倍体西瓜种子的性状变异,以41组秋水仙素诱导的T6同源四倍体西瓜为试验材料,以其诱导前的同源二倍体为对照,比较加倍后四倍体西瓜种子发芽率、单瓜种子数、百粒重和形态结构变异。结果表明,秋水仙素诱导加倍后,四倍体种子发芽率、单瓜种子数均低于其同源二倍体,但种子长度、宽度、厚度、喙宽、种皮厚度和百粒重均大于其二倍体。四倍体西瓜的单瓜种子数与其二倍体西瓜的种子数极显著相关,二倍体和四倍体西瓜的百粒重与其本身的长度和宽度极显著相关,四倍体西瓜种子种皮厚度与多个性状都显著相关,但四倍体种子的发芽率除与其种子的喙宽显著相关外,与其他性状都无显著相关性。本研究通过比较人工诱导的同源四倍体与其原始二倍体西瓜种子的差异,为诱导四倍体的选择及多倍体西瓜育种提供了一定的理论依据。     

四倍体刺槐无性系组织培养技术的研究

通过茎段离体培养建立了四倍体刺槐无性系的微体繁殖体系。结果表明 :基本培养基为MS或WPM培养基。BA、NAA影响芽的增殖生长 ,在一定的范围内 ,BA对芽的增殖影响比NAA大 ,而NAA对芽高的影响比BA大 ,二者的比例对芽的增殖生长也有影响 ,芽增殖生长的最适BA和NAA组合应为BA0 5mg/L +NAA0 1mg L。四倍体刺槐无性系生根的最适生长调节物质配比为NAA0 2 5mg L +IBA0 4mg L。通过植株叶解剖观察 ,进一步证明了分步练苗能提高移栽成活率。     

二倍体与四倍体刺槐组培苗形态和生理性状比较

为了比较二倍体与四倍体刺槐组培苗不同无性系之间的差异,本研究分别测定二倍体刺槐组培苗和人工诱导四倍体刺槐组培苗的形态及生理指标,并进行相关分析.结果表明,多数四倍体刺槐无性系的长势、抗逆性优于二倍体;二倍体与四倍体刺槐不同无性系以及不同形态、生理指标之间存在丰富的变异,其中四倍体刺槐的变异更为丰富;各测定指标之间存在较...     

四倍体刺槐大小孢子发育时期与花器形态的相关性

本研究通过观察四倍体刺槐花器,得出相应的花蕾外部形态、大小、颜色和花序中不同序位花蕾发育时期与大小孢子细胞学发育时期密切相关。因此根据花器形态特征可判断大、小孢子发育细胞学的时期,从而为四倍体刺槐花器离体培养接种外植体的选择提供依据。     

四倍体刺槐离体培养及其不定根发育和叶片解剖观察

 .通过茎段离体培养建立了四倍体刺槐无性系的微体繁殖体系。结果表明:基本培养基为MS或WPM培养基。BA、NAA影响芽的增殖生长,在一定的范围内,BA对芽的增殖影响比NAA大,而NAA对芽的高生长影响比BA大,二者的比例对芽的增殖生长也有影响,芽增殖生长的最适BA和NAA组合应为BA0.5mg·L-1+NAA0.1mg·L-1。四倍体刺槐无性系生根的最适生长调节物质配比为NAA0.25mg·L-1+IBA0.4mg·L-1。对试管苗不定根发育过程及分步炼苗叶片结构的变化进行了解剖观察,发现试管苗嫩梢无潜伏根原基,不定根由诱生根原基发育形成,诱生根原基源于髓射线细胞的分裂和分化,植株叶解剖观察,进一步证明了分步炼苗可提高移栽成活率。     

木薯同源四倍体的离体诱导及鉴定

为获得木薯新品种四倍体种质资源,以木薯主栽品种南植199组培苗单芽茎段为试验材料,利用秋水仙素诱导同源四倍体,统计不同浓度秋水仙素对外植体成活率和诱导效果的影响,并对二倍体与同源四倍体进行形态学、解剖学和生理生化方面的比较。结果表明,外植体成活率随秋水仙素浓度升高而降低,0.05~0.10 g·L^-1是秋水仙素诱导木薯同源四倍体的适宜浓度范围。本研究获得了10个同源四倍体株系和1个嵌合体株系。与二倍体木薯相比,四倍体木薯叶片增厚,叶型变宽,保卫细胞增大,叶绿素含量增加。本研究拓宽了木薯种质资源,并为诱导鉴定木薯四倍体提供了一套高效的技术方法。     

木薯二倍体及其同源四倍体叶片形态、生理及抗螨特征比较

为比较二倍体及其同源四倍体木薯叶片之间的差异,本试验以木薯华南205、南植199的二倍体及其同源四倍体植株为材料,测定其叶片形态结构和逆境生理指标,鉴定其抗螨性,并进行相关性分析。叶片形态结构和生理指标测定结果表明,木薯同源四倍体的叶片厚度、中裂叶宽、栅栏组织厚度、海绵组织厚度、栅海比、下表皮厚度、下角质层厚度、单宁含量、多酚氧化酶以及苯丙氨酸解氨酶活性均高于其二倍体,中裂叶长、叶形指数、气孔密度和丙二醛含量均低于其二倍体。抗螨性鉴定结果发现,木薯同源四倍体的抗螨性均强于其二倍体。相关性分析结果表明,螨害指数与叶片厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度、下表皮厚度、下角质层厚度、多酚氧化酶活性以及苯丙氨酸解氨酶活性呈极显著负相关,与单宁含量呈显著负相关,与气孔密度、丙二醛含量呈显著正相关。本研究为木薯倍性育种、抗性育种工作提供了科学依据。     

利用氟乐灵进行同源四倍体萝卜种质创制研究

本研究应用除草剂氟乐灵处理两叶一心幼苗生长点,进行同源四倍体萝卜种质诱导,对变异植株进行形态、细胞学鉴定和花粉母细胞染色体数目鉴定.结果表明,应用0.2 mmol/L和1.0 mmol/L氟乐灵处理,6个萝卜品种都获得同源四倍体植株,10 mmol/L处理仅在Nau-zhqh得到同源四倍体;其中0.2 mmol/L处理Nau-dy和1.0 mmol/L处理Nau-xbch获得四倍体最高诱导率（40%）;四倍体种质与二倍体种质相比,形态性状、气孔大小、保卫细胞内叶绿体数目、花器官大小、花粉粒大小及花粉萌发率都存在显著差异,将形态、气孔鉴定和染色体计数结合可以准确确定变异株的倍性.研究表明利用氟乐灵诱导是进行萝卜同源四倍体种质创新的有效途径之一.     

刺槐种子航天诱变生物学效应研究

为探讨刺槐种子航天搭载的生物学效应,利用‘实践8号’育种卫星搭载刺槐种子进行航天诱变处理,对诱变后的刺槐苗木进行了研究,分别从株高、地径、分枝数、节间距、针刺长度等生长性状以及叶绿素含量等方面分析航天诱变后的生物学效应。同时利用SSR标记技术进行了遗传多样性分析。结果表明：刺槐航天诱变群体在2年生时,株高和地径分别较地面对照低22.0%和24.1%;3年生时分别较地面对照低13.1%和22.4%。诱变初期表现出的株高抑制作用随着生长逐渐减弱,而地径的抑制作用依旧存在,且刺槐旺枝针刺长度比地面对照缩短15.6%,主干针刺长度比地面对照缩短28.6%,方差分析显示,航天诱变群体和地面对照主干针刺长度之间的这种差异达极显著水平。航天诱变对叶绿素a含量几乎没有影响,但叶绿素总量和叶绿素b含量较地面对照分别降低18.7%和9.7%,差异达显著水平。航天诱变使叶绿素a与b的比值较地面对照增加25.6%,但差异未达显著水平。航天诱变增大了部分性状的变异系数。利用SSR分子标记未检测到航天诱变刺槐群体基因组的广泛变异。     

生长调节物质对刺槐复叶离体再生的影响

以引进的速生型刺槐的复叶为实验材料 ,进行离体培养 ,研究生长调节物质对刺槐复叶的小叶和叶轴再生的影响。以MS为基本培养基 ,对IAA、IBA、NAA、2 ,4 D 4种生长素 ,及BA、KT、ZT 3种细胞分裂素进行单因子试验 ,对比并筛选出对刺槐小叶和叶轴再生最好的生长素和细胞分裂素为NAA、BA。采用 32 析因设计 ,进行NAA、BA配合试验 ,确定叶轴不定芽分化的最佳生长调节物质配比为NAA 0 5mg L +BA 2 0mg L ,此时不定芽分化率 73 47% ;小叶的不定芽分化的最佳配方为MS +NAA 1 0mg L +BA 2 0mg L ,不定芽分化率为 2 0 5 %。     

晋西黄土丘陵区坡面刺槐林地土壤水分研究

 为研究晋西黄土丘陵区刺槐林分土壤水分状况,通过2年的定位观测,标定了该地区刺槐林分土壤水分特征曲线,探讨了刺槐林分土壤水分的空间变化规律及其影响因子。结果表明:刺槐林分利用土壤水分范围较广,其林分可以栽植在峁顶、阳坡及半阳坡等处;12年刺槐林分密度低于2250株/hm²时,林地土壤水分可以在生长季末得到补充,而超过2250株/hm²时,林地土壤水分得不到补充,林分在翌年的部分月份处于水分亏缺状况,限制了林木的生长;月降水量、蒸发量是影响林地土壤水分的主要气象因子,郁闭度、胸径、林分生产量等因子是影响刺槐林分土壤水分的植被因素。     

刺槐林地土壤水分与林下植物群落生物量的关系

通过样地调查,对比研究了不同林龄刺槐林地和撂荒地土壤水分年际变化特征及样地生物量特征。结果表明,刺槐林地土壤水分含量及储水量随林龄增长降低,过熟林的剖面含水率接近凋萎湿度;0—140 cm土层生长季土壤水分变异系数遵循过熟林>成熟林>幼龄林>撂荒地的规律,而140—500 cm土层则基本与上述规律相反。成过熟刺槐林下植物群落地上部生物量略高于撂荒地,土壤水分与地上部生物量仅存在微弱的负相关关系。说明刺槐生长虽然消耗了大量土壤储水,但未显著降低林下植物群落的生产力。研究表明,将刺槐作为先锋树种用于黄土高原森林草原区的植被恢复有助于迅速形成植被覆盖,发挥刺槐林的水土保持功能。同时,林下植物群落的健康发育可以保证刺槐衰退后的生态系统持续稳定地发挥其生态功能。     

新型抗蒸腾叶面肥对刺槐水分利用效率的影响

采用盆栽法安排试验,在充分供水的条件下,用不同叶面肥对刺槐进行处理,使用LI-6200便携式光合仪、美制LI-1600稳态气孔计分别测定刺槐苗木叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)等水分生理指标及其相应的环境因子,结果表明:①不同叶面肥处理下,刺槐的净光合速率、蒸腾速率日变化都呈"双峰"曲线,而且,净光合速率日变化曲线存在光合午休现象。刺槐的水分利用效率在8:00左右最大,14:00点达到一天中的最低水平。②方差分析表明:3号叶面肥处理过的刺槐水分利用效率最大,清水对照的刺槐水分利用效率最小。     

黄河三角洲退化人工刺槐林地土壤特征

 黄河三角洲大面积人工刺槐林出现了衰退现象,表现为树木梢头出现不同程度的枯稍。为了揭示该地区刺槐林衰退的原因,对不同退化程度刺槐林的土壤特征进行研究。结果表明:随着刺槐林退化程度的增加,土壤密度(全层)逐渐增大,土壤多项养分指标有不同程度的下降趋势,土壤含盐量随退化程度的加重逐渐增大;在不同退化程度的刺槐林分中,基本趋势是随着退化程度的加重,脲酶、多酚氧化酶、过氧化氢酶和过氧化物酶的活性呈现降低的趋势;不同退化程度刺槐林的土壤中微生物总量随退化程度的加重而减少。     

水分生态环境对刺槐细根垂直分布的影响

采用土钻法,对安塞县和长武县的刺槐细根面积垂直分布特征进行调查研究,结果表明:（1）刺槐细根的垂直分布与水分生态环境密切相关,现存的细根密度是对具体生境逐步适应调整的结果。（2）刺槐在遗传特性上表现为深根性树种。刺槐细根的垂直分布除了受树种遗传特性的影响,很大程度上受水分生态环境的影响。（3）刺槐细根的垂直分布区域与降雨的补偿深度基本一致,如果土壤中的水分得不到很好的补偿,将对刺槐的生长造成很大影响。因此,黄土高原营造人工林,应充分考虑降水对土壤含水量的补偿深度和补偿程度,以水分生态环境中所能容纳的适宜细根密度为依据确定造林密度,才能使树木达到最大生产力。     

黄土高原刺槐林地土壤微生物的分布特征

研究了黄土高原不同树龄的刺槐人工林地土壤微生物的分布特征。结果表明:土壤细菌随树龄的变化不显著,而放线菌和真菌的数量随树龄的变化显著;细菌、放线菌和真菌数量随土壤深度的变化极为显著;细菌数量随土壤深度的变化规律符合QuadraticsRatio模型,放线菌和真菌数量则随土壤深度呈现指数衰减变化。     

刺槐林下植被的水分生态型和生活型谱特征

为探讨刺槐生长对当地地带性植被生长的影响,2006年8—9月对位于黄土高原森林草原区安塞县纸坊沟流域不同林龄的刺槐林下植被进行群落调查,分析林下植被的物种组成、水分生态型和生活型谱特征。刺槐林下植被的演替具有与撂荒地自然演替类似的进程,与撂荒演替不同的是,阳生性的白羊草在刺槐林下始终未形成优势种群。尽管刺槐生长过度消耗土壤水分,土壤旱化趋势明显,植被却由旱生型向中生型转变,从物种组成的角度看并没有明显的旱生倾向。随着刺槐林龄的增加,林下植被逐渐形成2个明显的层片,即以多年生半灌木蒿类为主的地上芽植物层片和以多年生丛生性禾草为主的地面芽植物层片。结果表明,刺槐的生长并没有从根本上改变林下植被的自然演替进程,选择刺槐作为本区域植被恢复的先锋树种是可行的。     

陕北地区不同纬度带人工刺槐林土壤水分特征研究

为研究黄土高原地区人工刺槐林地土壤水分变化特征,对陕北地区不同纬度带30a人工刺槐林林下土壤剖面水分条件进行研究,以期探索该区域刺槐林地土壤水分含量及相关因素的响应规律,结果表明:土壤水分含量随土层深度的增加而降低,且在40—50cm深处出现水分显著降低的跃变点;淳化以北5个样地土壤水分均低于生长阻滞水分含量,存在不同程度的亏缺,处于砂壤带的榆林、神木以及轻壤带的绥德样地其土壤水分亏缺度均超过50%,呈严重亏缺;随着纬度的增加,土壤累积储水量与净降雨量均呈现降低的趋势,且两者的变化显著相关,说明不同的纬度带特征是造成土壤水分差异显著的主要原因。