【目的】研究美洲黑杨杂种Ｆ１的基因表达模式，从基因表达水平揭示杂种优势形成机制，为杨树杂种优势的深度开发利用提供有益参考。【方法】采用ＩｌｌｕｍＩｎａ ＨＩＳｅｑ ２０００高通量测序技术对不同生长势美洲黑杨杂种Ｆ１（３个生长势超过双亲、２个生长势低于亲本）及其亲本进行转录组测序和差异比较。【结果】转录组测序共产生１７１ １５４ １２７条ＲｅａｄＳ（平均长度２００ ｂｐ，约３１．３２ Ｇｂ），将处理后ＲｅａｄＳ与毛果杨参考基因组数据库比对，有６１．８９％的ＲｅａｄＳ可以与参考基因组匹配。超亲杂种Ｆ１ ＶＳ亲本中筛选出３４２个基因显著差异表达（上调表达８７个，下调表达２５５个）；低亲杂种Ｆ１ ＶＳ．．．

以高(A)、低(B)生长势2个群体为试验材料,通过表型性状和生理指标的连续采集开展生长性状、光合生理特征及养分吸收等特性相关研究。结果表明:A系号与B系号在根、茎、叶的干质量及总干质量上差异显著或极显著,不同器官干物质分配上根干质量比例最小,且A系号干物质分配倾向于茎,而B系号倾向于叶;从6—9月,生长和生理特征变化呈现一定的规律性,不同月份间7月份各系号生长最快,生理特征值变化幅度最大;相关性分析表明:苗高和地径与单叶面积、夜间呼吸速率、NH4+的吸收速率及总光合速率均呈显著相关(R>0.826,P<0.05),说明幼苗生长主要受自身总光合能力、养分吸收和夜间呼吸消耗的影响,而A系号在这些因...

以美洲黑杨杂交子代2年生的高(H4)、低(L3)生长势无性系及父本(F)为试验材料,比较其净光合速率(Pn)日变化及对有效光辐射(PAR)和CO2响应等生理特征差异。结果表明:H4,L3,F的Pn日变化曲线没有显著的双峰现象,H4的光合优势主要集中在6:00-12:00之间;光响应曲线数据分析表明:3个系号除暗呼吸速率(Rd)外,最大光合速率(Pnmax)、表观光合量子效率(AQY)、光补偿点(LCP)、光饱和点(LSP)等存在显著差异,H4的Pnmax最大,为21.47μmol·m-2s-1,超过L3达39.42%,其LCP最小,仅15.09μmol·m-2s-1,LSP值又最大,分别超过L...

以美洲黑杨不同生长势的杂种F1及其亲本为研究对象,通过测定不同冠层叶片的稳定碳同位素组成和碳、氮含量,分析不同生长势美洲黑杨叶片水分利用效率和氮素利用效率之间的差异及其相互关系。结果表明:不同生长势杂种F1的δ13C值及碳、氮含量均差异显著,超亲杂种F1在每个冠层的叶片δ13C值和碳、氮含量均显著大于低亲杂种F1;美洲黑杨叶片δ13C值与氮含量呈极显著正相关(R2=0.941);叶片δ13C和碳、氮含量存在空间分布差异,树冠上层显著大于中层,下层最小;超亲杂种F1的水分利用效率(WUE)高于低亲杂种F1,但低亲杂种F1的氮素利用效率(NUE)极显著大于超亲杂种F1,WUE和NUE之间呈现显著负...

【目的】通过转录组测序和分析,发掘美洲黑杨无性系‘中菏1号’耐镉关键功能基因,揭示美洲黑杨在镉胁迫下的响应机制。【方法】以‘中菏1号’为试验材料,通过沙培试验法对处在不同质量浓度(0 mg/L(ZH1C0),10 mg/L(ZH1C1),20 mg/L(ZH1C2))Cd~(2+)环境下的无性系进行胁迫处理,而后采集叶片,提取RNA,并使用Illumina HiSeq TM2500系统对转录组进行高通量测序。【结果】主成分分析确定PC1作为区分不同Cd~(2+)浓度样本的标准;经过差异表达分析,在ZH1C0和ZH1C2之间共检测到4 109条差异基因,其中2 741条基因显著上调表达,1 368条基因显著下调表达;在ZH1C1和ZH1C2之间检测到3 710条差异基因,其中1 969条基因显著上调表达,1 741条基因显著下调表达;不同数据库之间的注释表明Cd~(2+)不仅会影响叶绿体、线粒体等细胞器的微结构,而且会干扰光合作用和呼吸作用中的电子传递。转录因子分析发现,WRKY、MYB、ZIP、ERF、bHLH在镉胁迫响应和耐受中具有重要作用。【结论】在‘中菏1号’中,异戊二烯化植物蛋白在阻止Cd~(2+)进入细胞内部发挥了重要作用;谷胱甘肽不仅可以促进细胞内Cd~(2+)的螯合,还可以缓解细胞内的氧化胁迫;ABC家族蛋白和MATE家族蛋白是‘中菏1号’体内转移Cd~(2+)螯合蛋白的关键载体。

根据美洲黑杨PdZFR部分cDNA序列,采用拟基因组文库步行法和RACE克隆了该基因全长cDNA及基因组DNA,并对该基因的启动子、转录起始位点、内含子分布、剪切方式、编码的氨基酸序列和该基因在染色体上的分布位置进行了分析。组织或器官特异表达分析表明:该基因与植物发育相关。

【目的】利用新型分子标记EST-SSR,从分子水平上区分亲缘关系较近、形态上难以区分的5个美洲黑杨品种,并构建其指纹图谱。【方法】采用EST-SSR分子标记,从22对引物中筛选多态性引物,用以鉴别I-69杨、陕林3号、创新杨1号、南抗1号、北抗1号5个美洲黑杨品种,并根据多态性条带计算各品种间的遗传相似系数,构建各自的指纹图谱。【结果】从22对引物中筛选出的17对多态性引物共扩增出86条谱带,其中多态性条带69条,多态性比率为80.23%,有5对引物可以将5个美洲黑杨品种完全区分开;各品种间的遗传相似系数为0.444 4~0.717 2,平均相似系数为0.580 8;构建了各品种的EST-SS...

【目的】比较SSR和SCoT分子标记在美洲黑杨×青杨派杂种无性系遗传差异性分析上的应用性。【方法】利用SSR和SCoT标记,对9个美洲黑杨×青杨派杂种无性系及3个亲本的遗传差异性进行分析。【结果】筛选出的12对SSR引物对供试杨树材料共扩增出94条清晰条带,其中多态性条带85条,多态性比率达到90%,标记指数为3.19;筛选出的14条SCoT引物对供试杨树材料共扩增出清晰条带127条,其中多态性条带95条,多态性比率达到75%,标记指数为2.72。聚类分析表明,SSR和SCoT分子标记得出12个无性系的遗

利用美洲黑杨 5 0号为母本和青杨 5个种源 (各 10个单株 )为父本杂交 ,获得杂种F1代无性系 ,对此多水平杂交育种体系叶片和生长遗传变异进行了研究。结果表明 ,父本青杨种源间及种源内单株间均达到极显著差异 ,F1代无性系的种源间、种源内家系间和家系内无性系间存在不同差异。杂种F1代无性系扦插苗父本种源不同的杂交组合间和组合内家系间成活率差异不显著 ,1、2、3年生苗的生长性状在不同层次变异水平上差异显著或极显著 ,表明父本青杨种源间和种源内变异对F1代生长有显著影响 ,F1代无性系存在丰富的遗传变异 ,具有选择潜力。杂种F1代叶片形态与苗期生长性状间未发现有较大相关性

【目的】基于表型和生理性状对美洲黑杨种质资源的多样性和群体结构进行研究,为美洲黑杨种质资源的科学管理、高效利用和有效保护提供理论依据。【方法】对6个种源群体27个采样点的258个美洲黑杨无性系的1年生植株的22个表型和生理性状进行测定,通过方差分析、多重比较、相关性分析、主成分分析和聚类分析等方法研究美洲黑杨种质资源表型和生理性状的多样性和相关性、种源群体间的差异及分化水平、群体的遗传结构,采用模糊数学隶属函数的方法对无性系的表型和生理性状进行综合评价。【结果】美洲黑杨种质资源22个表型和生理性状的变异系数在0.56%～53.48%之间,茎段和根系生物量性状的变异较大,叶绿素荧光参数(Fv/Fm)的变异最小;Shannon-Wiener指数在1.844～2.097之间;方差分析结果表明,除叶绿素荧光参数外,其他21个性状在种源群体内无性系间和种源群体间均存在极显著的差异(P <0.01),表型分化系数(Vst)在1.37%～31.40%之间。与生理性状相比,种源群体间表型性状表现出更大的遗传变异。相关性分析结果表明美洲黑杨植株的株高、地径、根系生物量、茎生物量、叶片生物量、净光合速率(Pn)、叶片形状和叶片碳、氮含量之间均存在较强的正相关关系,胞间CO2浓度(Ci)和蒸腾速率(Tr)与植株生长量相关性状指标之间表现为负相关关系。通过主成分分析提取了5个主成分因子,累计贡献率达到80.51%。构建了表型生理性状评价模型,将美洲黑杨无性系分为优、良、中和差4个等级。基于种源群体间的平方欧式距离将6个种源群体划分为3类:位于南方密西西比河中下游流域的密苏里州(Mis)、田纳西州(Ten)与路易斯安那州(Lou)种源群体的无性系为一类;分布在密西西比河上游流域的艾奥瓦州(Iow)种源群体的无性系和圣劳伦斯河流域的魁北克省(Que)种源群体的无性系为一类;位于西北方向的哥伦比亚河流域的华盛顿州(Was)种源群体无性系单独分为一类。【结论】美洲黑杨表型和生理性状具有丰富的多样性,种源群体间和种源群体内无性系间植株的表型和生理性状发生了变异,同时其表型和生理性状的特征与种源群体的分布和气候类型有一定的关联。本研究的结果为美洲黑杨种质资源的保护、管理和利用及优良种质的选育和评价提供了科学依据。

利用常规电镜技术,观察研究了美洲黑杨Populus deltoides次生木质部导管分化过程的超微结构变化。结果表明:美洲黑杨导管形态的建成可划分为初生壁的延展、次生壁的构建与穿孔板的形成等3个时期。初生壁的延展是导管分化的初始阶段,导管细胞高度液泡化,细胞质及其细胞器贴壁分布。次生壁的构建是导管分化的关键阶段,次生壁物质的沉积在导管液泡膜破裂之前即已开始,此时导管分子内细胞器结构清晰,其中高尔基体及其分泌小泡最为丰富,说明高尔基体与次生壁物质的合成及运输密切相关;导管分子液泡膜裂解后,次生壁物质沉积极为迅速,伴随次生壁物质的合成,导管分子细胞质解体,细胞核染色质凝聚并边缘化,表现出程序化细胞...

【目的】为优化美洲黑杨×大青杨染色体制片方案,研究不同因素对美洲黑杨×大青杨染色体制片效果的影响并进行核型分析,同时为杨树遗传进化、亲缘关系、倍性鉴定、良种选育等研究提供细胞学上的理论依据和技术支撑。【方法】以美洲黑杨×大青杨杂种的根尖为试验材料,采用常规压片法,分析比较根的不同发育长度、预处理方式、酸解时间和酸解温度对染色体制片效果的影响,并对其核型进行分析。【结果】1)在根生长达到1.5 cm时取其根尖,可以获得较多的中期分裂相且适合核型分析的中期细胞较多;预处理时采用对二氯苯饱和水溶液在0℃下处理2 h,获得的染色体形态清晰、分散性良好且长度适宜;解离时采用1 mol/L盐酸在60℃下酸解10 min或者在25℃下酸解18 min,根尖硬度适中更易于压片,染色体易着色,染色后对比度高,获得染色体形态结构较好且无杂质。2)美洲黑杨×大青杨杂种染色体数目为38条,基数为19,核型公式为2n=2x=38=32m+6sm,染色体相对长度变化范围为在1.35%～4.37%之间,染色体相对长度组成为2n=8L+10M2+10M1+10S,第3对染色体短臂上附有随体,核型不对称系数为56.61%,属于1B核型。【结论】优化了美洲黑杨×大青杨根尖染色体制片方案,发现了美洲黑杨×大青杨为二倍体,核型属于较对称类型,进化上处于较原始的位置。

以5个美洲黑杨新品种(丹红杨、南杨、中林2025杨、中红杨和全红杨)为实验材料,利用CE-AFLP(毛细管电泳-AFLP)技术,采用EcoR I+3/Mse I+3和Pst I+2/Mse I+3引物组合构建指纹图谱,并进行遗传多样性分析。结果表明:从36对引物组合中筛选出12对扩增条带数目多、稳定且清晰的引物进行扩增,共获得条带数877条,多态性条带数315条,平均多态率为35.92%。采用UPGMA法进行聚类分析,相似系数为0.74～1.00;丹红杨与南杨之间的差异较大;在相似系数0.98时,中林2025杨与中红杨和全红杨分为两类,11条稳定特异的条带可以作为鉴别它们的依据;全红杨和中红杨...

［目的］为杨树高产低耗高效工业用材新品种选育筛选新种质。［方法］采用布雷金多性状综合评定法和模糊数学隶属函数值法，系统分析和评价北方型美洲黑杨种质生长及光、水分、养分等关键环境资源利用性状。［结果］表明：（１）种源间、种源内无性系间在生长、光合、水分和养分利用方面的差异显著或极显著。（２）总叶面积、成叶速率、暗呼吸速率、氮素转移率、生长旺期水分利用效率与北方型美洲黑杨胸径显著或极显著相关。（３）筛选出Ｍ６、Ｑ１、Ｑ５、Ｍ５、Ｑ７、Ｑ３、Ｍ３、Ｑ９等高产型种质，Ｍ６、Ｑ１、Ｑ２、Ｍ５、Ｑ５、Ｍ３、Ｑ４、Ｍ２等高产高光效型种质，Ｑ５、Ｑ１、Ｗ９、Ｍ５、Ｑ７、Ｍ６、Ｍ３、Ｗ２等高产高水分利用型种质，．．．

以马尾松杂交子代的高(H5)、低生长势(L1)无性系及生长平均的无性系(C)为试验材料,采用Li-6400便携式光合作用系统,测量马尾松冠层叶片的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、胞间CO2浓度(Ci)、气孔导度(Gs)等光合生理参数,同时记录相应植株的株高(H)和地径(D),探讨Pn、Tr、Ci、Gs等主要的光合生理参数与植株生长的关系。结果表明,H5、L1和C的净光合速率日变化曲线均呈现双峰现象,峰值分别在10:00和16:00,H5的净光合速率日均值远高于另外2个无性系;各无性系的蒸腾速率日变化呈现双峰曲线,峰值分别在8:00和13:00,H5与L1的蒸腾速率日均值差异不显著;各无性...