基于EST-SSR标记鉴定猴耳环自由授粉的全同胞子代

【目的】猴耳环是重要的药用树种,具有较好的工业应用价值。利用EST-SSR标记对猴耳环自然群体1株母树的自由授粉子代进行父本鉴定,从而确定全同胞子代,为基于全同胞家系的后续研究提供材料基础。【方法】以自然群体中母树ELS31自由授粉产生的1 489株子代及该群体内挂果的38株候选父本为材料,利用15个EST-SSR标记检测子代多样性和标记多态性,基于最大似然法鉴定各子代的父本,母本父本均相同的子代即构成全同胞家系,并估算群体内花粉传播距离,检验各父本对应的全同胞家系的多样性,通过卡方检验判断标记是否合乎预期的孟德尔分离比。【结果】15个EST-SSR标记的引物(对)共扩增出89个等位片段。子代群体期望杂合度(H_e)为0.525,表明群体多样性为中等水平;基于自然群体18株无亲缘关系的单株估算的标记平均多态性信息量(PIC)为0.736,表明标记多态性高。在1 489株自由授粉的子代中,确定了857株子代(57.6%)的34株父本。子代数最多的10个父本产生的子代数为26~184株,其他24个父本仅共产生子代139株。未发现自交子代,表明猴耳环是异交物种,自交的可能性极低。对子代数量20株以上的10个父本对应的全同胞家系观测杂合度(H_o)为0.502~0.693,H_e为0.417~0.544,各家系均是H_o大于H_e,表明存在一定程度的杂合子过剩。花粉传播的范围为10.0~559.1 m,平均119.2 m,但主要传播距离在150 m以内。716株子代(83.5%)的父本(10株)与母树距离在150 m以内。距离最远的父本ELS01 (559.1 m)和ELS02 (552.2 m)分别仅产生了9和12株子代。15个标记在子代20株以上的部分或全部全同胞家系中均有不同程度的偏分离,平均每家系的偏分离标记数为8.6个;偏分离最严重的是标记ARCeSSR141,在父本ELS30的全同胞家系中卡方(χ²)值为164.55。【结论】基于15个EST-SSR标记鉴定了猴耳环自然群体1株母本的1 489株自由授粉子代的父本,获得了子代20株以上的10个父本的全同胞家系。这为后续遗传测定、遗传图谱构建和数量性状位点定位等研究提供了材料基础。     

基于SLAF-seq技术的舒玛栎群体遗传多样性与遗传结构分析

【目的】对美国引进的不同种源舒玛栎群体进行遗传多样性与遗传结构分析,揭示其遗传分化特点及单株间遗传关系,为舒玛栎种质资源的保护与品种选育提供理论依据。【方法】以舒玛栎6个种源30个单株以及外类群纳塔栎5个单株为材料,基于SLAF-seq技术进行简化基因组测序,开发一批SNP标记并选择其中多态性的SNP标记进行基因分型。利用GenAlex、Arlequin、MEGA、Admixture和Cluster等软件进行遗传多样性参数估算、F统计量及分子分差分析、进化树构建、遗传结构与PCA主成分分析。【结果】35个栎树个体SLAF测序平均深度11×,碱基质量(Q₃₀)平均为93%,GC含量平均为38.9%。共获得4 256 436个SLAF标签,开发多态性SNP标记8 459 025个,SNP完整度平均为79.29%,杂合率平均为14.15%。舒玛栎6个种源平均有效等位基因数为1.31个,多态性位点比例平均为49.21%;观测杂合度(H_o)与期望杂合度(H_e)变化范围分别为0.13~0.16和0.17~0.21;多态信息含量(PIC)、香农指数(I)、Nei’s基因多样性指数(H)和群体内的近交系数(F_IS)平均值分别为0.15、0.34、0.09和0.19。不同种源间Nei’s遗传距离和遗传分化系数(F_ST)变化范围为0.08~0.18和0.15~0.39。分子方差分析表明舒玛栎遗传变异主要来自个体间。遗传结构分析显示30个舒玛栎个体来源于3个原始的祖先。【结论】舒玛栎群体遗传多样性水平较高,群体间遗传分化程度较大,在品种选育中应注重群体内个体优树的选择。     

尾细桉生长和木材密度关联SNP挖掘与候选基因定位

【目的】生长和木材基本密度是桉树的重要经济性状,挖掘其候选功能基因可为桉树遗传改良提供参考。【方法】以尾叶桉(Eucalyptus urophylla)和细叶桉(Eucalyptus tereticornis) F1全同胞子代试验林为研究对象,测定其8年生树高、胸径和木材基本密度,开展表型遗传分析。筛选极端表型个体,利用测序分型(GBS)开发SNP标记进行关联分析。挖掘与树高、胸径和木材基本密度关联的SNP位点,并进行候选基因初步定位。【结果】尾细桉F1子代树高、胸径与木材基本密度间的表型变异系数为7.51%~26.19%,生长性状与木材基本密度显著正相关。利用GBS获得了覆盖全基因组的15 185个SNP位点,关联分析共鉴定111个与生长和木材基本密度显著关联的SNP,其中2号染色体上检测到强烈的生长性状关联信号。定位40个与生长和木材基本密度相关候选基因,共富集在52个GO terms,基因功能注释分析表明其功能主要与植物抗逆性、生物与非生物胁迫、转录因子家族等相关。【结论】本研究获得了一批与尾细桉生长和材性性状关联的SNP位点和候选基因,并进行了树高、胸径及木材基本密度候选基因初步定位,挖掘的与抗逆性相关的基因可能在树木的生长和木材形成中发挥重要作用。     

陈山红心杉1.5代种子园遗传多样性和子代父本分析

【目的】陈山红心杉是江西特有的杉木优良种源,其近髓心的木质部为高比例的油亮栗褐色,是工艺建筑和室内装潢极为宝贵的天然材料。对陈山红心杉1.5代种子园进行遗传多样性和子代父本分析,为红心杉种子园的管理提供科学依据。【方法】以江西省青原区白云山林场陈山红心杉1.5代种子园及其子代测定林为研究材料,利用12对SSR引物,对种子园32个亲本及14个无性系的459个子代进行遗传多样性和父本分析。【结果】各引物在亲本群体中检测到等位基因数(N_a)为3~7,平均为4.41个;引物在子代群体中检测到的等位基因数(N_a)为4~11,平均为6.50个,较亲本群体高2.09个。亲本群体的平均有效等位基因数(N_e)为2.330,子代群体的平均有效等位基因数为2.306。子代群体包含亲本群体所有的等位基因,并检测到25个子代特有的等位基因。子代群体的Shannon’s信息指数(I)=1.004高于亲本群体的0.992,说明子代群体的遗传多样性略高于亲本群体。子代群体和亲本群体的观测杂合度(H_o)分别为0.525和 0.571,表明子代群体中杂合单株的比例较亲本有所下降。种子园的多位点异交率(t_m)是1.012,单位点异交率(t_s)为0.991,说明种子园异交率较高。双亲近交系数(t_m-t_s)为0.021,表明种子园无性系间近交水平比较低。种子园的有效花粉供体数目(N_ep)为7.81。种子园的多位点父本相关性[R_p(m)]和单位点父本相关性[R_p(s)]分别为0.128和-0.016,单位点和多位点父本相关性的差值R_p(s)-R_p(m)=-0.144<0,表明亲本间没有明显的近亲关系。家系间的多位点异交率(t_m)变化幅度为0.938~1.200,有10个家系的多位点异交率(t_m)大于0。家系间近交系数(t_m-t_s)变化幅度为-0.127~0.150,9个家系的近交系数大于零,说明这些家系存在近交现象。通过父本分析,在80%的置信水平下确定了325个子代的父本来源,占分析子代总数的70.8%。子代的亲本均不是同一无性系,说明种子园无自交现象。各家系子代确定父本的比率不一致,41号家系子代确定父本的比率最高,为93.9%,其余家系子代确定父本比率为54.3%~90.9%。8号家系确定父本的30个子代中,16个子代的父本为同一无性系,占家系子代总数的53.3%;12号家系确定父本的26个子代中,12个子代的父本为同一无性系,占家系子代总数的46.2%,说明无性系间授粉亲和性不同。种子园存在非随机交配现象,在32个潜在无性系中,有26个无性系提供了有效花粉,其中父本贡献率最高的是22号和29号无性系,各为33个子代提供了花粉,其贡献率均为10.2%,其他无性系的父本贡献率为0.3%~8.9%。父本贡献率最高的前11个无性系共计产生了70.2%的子代。【结论】陈山红心杉1.5代种子园遗传多样性丰富,子代保持了亲代的遗传多样性水平;种子园异交率较高,部分家系存在低水平的近交;子代父本分析表明,种子园无自交现象,无性系间授粉亲和性不同,父本贡献率不均等。     

中大径材尾细桉杂种无性系选择研究

【目的】研究桉树无性系的遗传变异,选育适用于中大径材培育的桉树优良无性系,作为后续良种选育的基础。【方法】以12年生尾细桉(Eucalyptus urophylla × E. tereticornis)杂种无性系试验林的154个无性系为研究材料,结合12年间调查的生长性状和8年生时测定的材性性状,进行方差分析、相关性分析及遗传参数估算等,最后采用主成分分析法进行多性状综合选择。【结果】不同无性系间的生长和材性性状差异均达显著水平,即通过选择可提升培育尾细桉成优质大径材的潜力。中大径材尾细桉无性系开展早期选择的时间在4.5~6.5 a最适,生长性状对基本密度的间接选择效果均为正向,以树高最佳。各性状的无性系重复力为56.28%~85.34%,单株重复力为24.35%~59.27%,无性系重复力均大于单株重复力,各性状受较高的遗传调控,遗传稳定性高。定选的10个优良无性系的生长性状遗传增益为14.64%~73.89%。【结论】所选12年生尾细桉杂种无性系满足桉树中径材培育要求,具有培育成大径材的潜力。     

基于SSR标记的福建省闽楠代表性群体遗传多样性分析

【目的】闽楠(Phoebe bournei)是珍贵的用材树种,被列为国家Ⅱ级重点保护野生植物。以福建省内保存较好的3个代表性闽楠自然群体为对象,研究其群体间及群体内的遗传变异水平及遗传结构特征,探究其成因,为闽楠天然群体的保护和利用提供依据。【方法】利用自行开发的18个多态性SSR标记,对3个群体共计88个样本进行检测,利用Popgene 32软件,分析群体的有效等位基因数(N_e)、观测杂合度(H_o)、期望杂合度(H_e)、基因分化系数(F_st))等,利用Structure软件研究群体的遗传结构。【结果】3个闽楠群体的平均期望杂合度为0.629,表明遗传多样性较丰富;3个群体的平均观测杂合度明显低于期望杂合度,群体内近交程度较高[近交系数(F)=0.280)],尤其是罗卜岩群体H_o/H_e差异大(0.399/0.608)、近交程度高(F=0.378);分子变异分析显示,闽楠的变异主要来源于群体内,群体间存在中等程度的分化(F_st=0.197)。聚类分析结果表明,3个群体闽楠样本可明显区分为两类,两类间存在明显的遗传分化,福建罗卜岩和福建顺昌群体为第Ⅰ类,且两者地理位置较近;福建政和与其距离较远,为第Ⅱ类。【结论】福建闽楠3个代表性群体具有较高的遗传多样性,但具有小群体特征,群体内近交程度较高,而地理隔离和人为活动使闽楠具有一定程度的遗传分化;应采取措施使群体内充分异交,以维持闽楠群体较高的遗传多样性。     

西藏石榴野生群体的SSR遗传多样性分析

【目的】调查西藏地区野生石榴种质资源,分析西藏野生石榴群体的遗传多样性和遗传结构,为野生石榴资源的保护和利用提供理论依据。【方法】使用13对SSR引物对3个自然群体共42份西藏地区野生石榴种质资源材料DNA进行PCR扩增,毛细管电泳检测扩增片段长度,使用GenAlEx和Arlequin等软件对SSR数据进行分析。【结果】13对引物共检测到44个等位基因,平均3.385个,引物的平均有效等位基因数(N_e)、香农信息指数(I)、期望杂合度(H_e)和多态信息量(PIC)分别为1.971、0.771、0.481和0.393。3个野生群体的平均有效等位基因数(N_e)、平均香农信息指数(I)和平均期望杂合度(H_e)分别为1.867、0.646和0.421,林芝b(LZb)群体的遗传多样性水平高于其他2个群体。AMOVA分析表明,群体内遗传变异高达88.43%,3个群体间的遗传分化系数(F_st)为0.116。种质聚类分析将供试种质划分为3个亚群,结果与种质地理来源具有一定关联性。遗传结构分析显示西藏野生石榴有4个可能的基因库来源。【结论】13对SSR引物可用于西藏野生石榴种质的遗传多样性等研究。西藏野生石榴种质的遗传变异主要存在于群体内;林芝b(LZb)群体遗传多样性最高,遗传结构复杂,且含有最多的野生种质采样点,可予以优先保护。     

基于RAD-seq技术的鹅掌楸基因组SNP标记开发

【目的】开发大量可靠的SNP标记,为鹅掌楸高密度遗传连锁图谱的构建和基于基因组的林木选择育种提供分子基础。【方法】从北美鹅掌楸NK基因型为母本、鹅掌楸LS基因型为父本的F1代杂交群体中,选取198株个体为作图群体。用限制性内切酶EcoR I对包括2个亲本和198个子代在内的200个单株的基因组DNA进行酶切,构建RAD(restriction-site associated DNA)文库并进行RAD-seq测序。采用读长为91 bp的双末端测序。2个亲本的平均测序深度为2×,198个子代的平均测序深度为0.8×,平均产量为1.94 Gb,共获得约387.21 Gb数据。用Stacks软件将每个样品的RAD-reads作生物信息学分析,对候选位点进行卡方检验和缺失率检验,再将符合孟德尔遗传的标记及与之相对应的RAD-tag序列和鹅掌楸参考基因组序列进行比对。最后,从本研究开发的SNP标记中选取27个候选SNP位点,设计引物,对随机挑选的16个F1代进行PCR扩增并将结果进行测序,同时验证SNP的有效性。【结果】从候选群体中共鉴定到22 019个SNP位点,符合孟德尔遗传规律的标记为4 233个,最终获得3 501个候选SNP标记。SNP验证中,共有293个SNP标记完成测序并能判读结果,所有位点都为SNP位点,共有194(66.2%)个SNP变异类型得到了验证。 【结论】基于RAD-seq技术和鹅掌楸参考基因组序列为基础的策略,能够作为一种快速有效的手段,实现大规模的分子标记开发,可用于鹅掌楸等林木的高密度遗传图谱的构建。     

美洲黑杨与小叶杨杂交F1代扦插无性系苗生长性状动态分析

【目的】探讨美洲黑杨(Populus deltoides)×小叶杨(P. simonii)F₁代无性系苗期生长变异,发现F₁代无性系生长性状变异规律,为后期在统计分析方面开展杨树数量性状基因定位研究提供重要的参考依据。【方法】以南京林业大学下蜀林场美洲黑杨×小叶杨F₁代无性系为研究材料,采用完全随机区组设计,对苗高和地径生长性状在扦插后2年的不同时期进行测量,利用R语言和SPSS统计软件进行遗传变异分析和评价。【结果】苗高和地径在区组间、无性系间、区组与无性系交互作用间均达极显著差异水平。苗高的变异系数2017年由31.96%变为22.04%,2018年稳定在20%左右,地径的变异系数在2017、2018年两个年末分别为26.66%和26.20%。苗高和地径在两年中多个时间点的重复力具有一定波动性,苗高的重复力2017年由0.69逐渐降低到0.41,2018年又回升到近0.60;地径的重复力在2017年末较低,2018年末变为较高的水平(0.59)。根据无性系效应估计值,每年的无性系大致可分为8类,每类的均值效应具有独特的变化趋势,2017年有CL2、CL6、CL7和CL8共4类的均值效应随时间递增,而CL1、CL3、CL4、CL5类则减少;2018年除CL8类的均值效应增加外,其他7类基本是平稳的,但是类间的效应差异较大。【结论】所调查的随机区组无性系试验林的苗高和地径生长变异较大,遗传水平上差异性在不同生长期有其独特性,所建立的杨树无性系随机区组试验林为杨树数量性状基因(QTL)定位研究提供很好的遗传作图材料。     

马尾松松材线虫病抗性无性系的筛选和遗传多样性分析

【目的】 松材线虫病是松属致命性的世界检疫性森林病害。筛选和创新抗性遗传资源是马尾松抗松材线虫病育种的重要基础。松材线虫病重灾疫区自然淘汰存留下来的马尾松资源,可能是开展马尾松抗松材线虫病育种潜在的重要遗传基础,值得进一步深入挖掘、系统评价和开发利用。本研究通过对110个对松材线虫病具有抗性表型的无性系进行遗传多样性、生长性状测定和保存率调查,综合评价其在抗性育种中的潜在价值。【方法】 通过接种松材线虫对马尾松的1 201个初选无性系进行筛选,并对110个具有抗线虫表型的重选无性系进行遗传多样性RAPD和生长性状评价。从14对SCAR分子标记引物中筛选通用性强、多态性位点高的两组引物,用于MuPS(Multiplex-PCR of SCAR markers) 反应扩增和遗传多态性位点检测。基于79个MuPS唯一型无性系群体,采用Popgene 32软件估算的遗传多样性,结合生长量和存活率指标,评估该批遗传资源在马尾松抗性育种中的潜在价值。【结果】 初选的1 201个无性系(来自251个马尾松初选家系),经松材线虫接种筛选后,获得110个无性系(来自初选家系中的81个),由两组引物扩增得到92种MuPS分型。其中,有79个无性系为单一的MuPS分型所完全准确识别(占71.81%)。基于79个具单一MuPS分型的无性系群体遗传多样性分析表明,群体所有位点的平均有效等位基因数(N_e)为1.508 1个,Nei’s基因多样度(H)为0.302 3,Shannon多样性指数(I)为0.459 1。无性系体间遗传参数差异明显,N_e变幅为1.012 8~1.998 1,H变幅为0.012 6~0.499 5,I变幅为0.038 5~0.692 7。具有抗松材线虫病表型的110个马尾松无性系存活83个。保存无性系间其生长性状存在显著差异,树高、胸径和单株材积生长量变幅分别为4.6~10.7 m,6.7~21.7 cm和0.012 3~0.189 4 m³,生长量最大的休3-3号无性系立木材积(0.189 4m³)为最小的无性系广27-2的(0.012 3 m³)15倍以上。【结论】 马尾松1 201个初选无性系,经野外人工接种松材线虫的抗性筛选后,110个无性系表现出对松材线虫病有显著的抗性表型,占初选无性系的9.09%。这些经过抗性筛选的无性系在材积生长性状上达到了极显著差异水平。这意味着在抗性改良基础上,进行生长量改良的策略是可行的。与已有的天然和人工育种群体的遗传多样性参数相比,本研究虽然经初选和抗性复选淘汰了90%以上的无性系,仍保留了群体中较高的遗传多样性。综上,笔者认为这批初选资源经抗性筛选存留的遗传资源,在马尾松抗松材线虫病育种研究中具有明显的潜在价值。     

柳树痂囊腔菌的基因组测序和比较基因组分析

【目的】报道柳树痂囊腔菌(Elsinoë murrayae)的全基因组序列,与甜橙痂囊腔菌杨树致病型的基因组进行比较分析,为阐述柳树痂囊腔菌的致病和适应性机制提供参考。【方法】采用Illumina HiSeq 2500 测序仪对柳树痂囊腔菌的全基因组序列进行测序,预测蛋白编码基因,筛选与致病相关的碳水化合物活性酶基因、小分泌蛋白基因和次生代谢产物基因簇。根据痂囊腔属真菌基因的直系同源关系,筛选柳树痂囊腔菌和甜橙痂囊腔菌杨树致病型之间共有特异性的基因和二者之间差异基因,并进行GO富集分析。鉴定柳树痂囊腔菌的交配类型位点,使用特异性引物进行PCR,检测分离株的交配类型。【结果】组装获得了1个20.7 Mb基因组,完整度99%;预测出8 256个蛋白编码基因,其中包括486个碳水化合物活性酶基因,193个小分泌蛋白基因和16个次生代谢产物基因簇 (GenBank登录号:NKHZ00000000)。系统进化和共线性分析显示柳树痂囊腔菌和甜橙痂囊腔菌杨树致病型亲缘关系最近,两者之间具有12个在其他痂囊腔菌中没有的共有特异性基因。两个真菌的比较基因组分析,筛选出752和1 746个差异基因,主要参与碳水化合物代谢和毒素代谢的生物学过程。已有分离株的交配类型均为MAT1-2。【结论】获得柳树病原真菌-柳树痂囊腔菌的基因组,筛选出痂囊腔菌中负责寄主适应性的候选基因,分析了柳树痂囊腔菌交配系统,这可为柳树病害防治和柳树-病原真菌相互作用研究提供关键信息。     

‘红叶’杜仲叶色转变过程中叶片生理指标变化

【目的】研究‘红叶’杜仲不同时期叶片生理指标变化规律,为揭示其特殊叶色转变机理提供理论依据。【方法】以‘红叶’杜仲和‘小叶’杜仲为材料,选择5个时期进行叶片色素含量测定。分别测定叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素、类胡萝卜素、类黄酮和花色苷含量。使用CR2500型色差计(日本MINOLTA公司)测定L(明度值)、a^*(变红度值)及b^*(变黄度值),利用a^*和b^*计算出色泽饱和度(Chroma,C^*)和色调角(hur angle,h),并进一步计算叶片颜色指数(color index)。对叶色转变过程及花色苷合成代谢途径中的关键酶苯丙氨酸裂解氨酶(PAL)和查尔酮异构酶(CHI)进行提取和酶活性测定,研究各时期差异显著性并通过相关分析研究各指标间的关联程度。【结果】① ‘小叶’杜仲虽与‘红叶’杜仲变化规律相似,但两品种各指标的初始值及变化幅度均存在显著差异。‘小叶’杜仲颜色指数始终属于黄绿级,而‘红叶’杜仲第1、2阶段属于黄绿级,第3、4阶段属于粉红级,第5阶段达到深红级。② 两个品种各种色素含量均为逐步上升,但在C_a(叶绿素a含量)、C_b(叶绿素b含量)、C_T(总叶绿素含量)、C_Car(类胡萝卜素含量)、C_f(类黄酮含量)和C_A(花色苷含量)这几种物质含量变化中,叶片颜色变红过程中最关键的是花色苷含量。分别比较两品种第5时期(38 d)相对于第1时期(6 d)各色素含量的增幅,得到‘红叶’杜仲的C_A增幅是‘小叶’杜仲的553.96%。③ 无论‘小叶’杜仲还是‘红叶’杜仲,不同时期的PAL酶活性无显著差异,且各时期两品种的酶活性值大小相近。而‘红叶’杜仲CHI酶活性随着叶色的转变直线上升,第5时期(38 d)为第1时期(6 d)的306.14%,不同阶段间差异达到极显著水平;‘小叶’杜仲CHI酶活性随着叶色转变也有逐步升高的趋势,但是增幅较小,不同时期的酶活性无显著差异。④ L、a ^*及b^*与类胡萝卜素含量、花色苷含量及类黄酮含量呈极显著相关,而与叶绿素a含量、叶绿素b含量、总叶绿素含量及叶绿素a与叶绿素b含量比无显著相关关系。CHI酶活性和杜仲叶片L、a^*、b^*、类胡萝卜素含量、花色苷含量及类黄酮含量间均存在显著或者极显著的相关关系,而PAL与叶片色差值间则无显著相关性。【结论】在‘红叶’杜仲叶片颜色转变过程中,花色苷含量变化幅度远大于叶绿素含量变化幅度,是其呈色的直接原因;‘红叶’杜仲CHI酶活性高在‘红叶’杜仲典型叶色转变过程中具有关键作用。     

赤桉抗风和生长性状的SSR关联分析

【目的】为了解赤桉抗风性和寻找与赤桉抗风相关联的分子标记,对影响桉树抗风性状的有利等位变异及携带优异等位变异的载体材料进行了分析,为桉树抗风分子育种奠定基础。【方法】以109份赤桉栽培种组成的半同胞群体为材料,利用关联分析方法对多态性高的107对SSR引物进行基因型检测,利用Structure2.3.4软件对供试材料进行群体结构和连锁不平衡分析的基础上,采用TASSEL 3.0软件的混合模型MLM程序,对与赤桉抗风有关的树高、胸径、材积、风害指数4个性状进行关联分析,根据计算的表型效应值,鉴别和统计优异的等位位点。【结果】通过群体遗传结构分析将109份赤桉材料分为2个亚群。通过关联分析,获得与抗风性状相关联的等位变异位点25个(P<0.05),生长及抗风性状表型变异的解释率为9.26%～71.14%,平均解释率为36.27%。其中与树高性状相关标记最多,为13个,贡献率最高的是EUCeSSR235(71.14%),增加树高表型效应最大的等位变异是EUCeSSR352-320,载体品种有9个; 与胸径显著相关的标记有7个,贡献率最高的是EUCeSSR332(63.29%),EUCeSSR489-128是增加表型效应最大等位变异,载体品种有11个; 与材积显著相关的标记有5个,贡献率最高的标记是EUCeSSR332(61.38%),增加表型效应最大的等位变异是EUCeSSR489-128,载体品种有11个; 与风害指数显著相关的标记有10个,贡献率最高的是EUCeSSR235(71.14%),减少表型效应最大的等位变异是EUCeSSR875-90,载体品种有34个。同时检测到7个标记与2个以上性状相关联,标记EUCeSSR332与树高、胸径、材积、风害指数等4个性状均同时关联,该标记对4个性状表型变异解释率超过60%。标记EUCeSSR484、EUCeSSR352、EUCeSSR570和EUCeSSR422与树高和风害指数2个性状均关联,EUCeSSR489和 EUCeSSR114标记与树高和材积2个性状关联。【结论】109份赤桉供试材料的群体遗传结构简单,连锁不平衡水平低。基于 SSR 的关联分析,发掘了与赤桉抗风性状相关的优异等位变异基因,可用于桉树抗风性状分子标记辅助育种。     

基于多站扫描的点云特征参数与材积结构动态分析

【目的】采用地面激光雷达(TLS)进行多站点扫描获取立木的点云信息,提取有关点云分布的特征参数,拓展立木测树因子,建立基于特征参数的材积模型。【方法】以马褂木(Liriodendron chinense)人工林为研究对象,利用点云数据提供的立木上部直径(d)、树高(H)等因子对两期(2014、2017年)林分结构变化进行分析;设计并提取基于TLS点云的特征参数高度累计百分比,同时提取了其他与高度相关的特征参数作为一组变量;将提取的立木胸径(DBH)与特征参数作为另一组变量;最后分析特征参数、胸径与材积的相关性,通过逐步回归法分别建立基于两组变量的材积模型,并分析两期材积的动态变化。【结果】选用特征参数H₂₅与H_{t, var}(点云高度方差)拟合两期材积模型,其决定系数R²分别为0.771 1、0.742 6;利用特征参数H₂₅与胸径拟合,模型预测精度有明显的提升。以上两组材积模型预测各径阶材积变化,其模型值与实测值无显著差异,R²均高于0.9。【结论】研究提取的高度累计百分比与立木测树因子紧密相关,可以很好地反演林木的动态结构。研究建立的材积模型均有较高的精度,可用于林木材积动态变化监测,为地面激光扫描点云参与森林资源动态监测提供理论参考。     

南京椴群体遗传多样性和遗传结构分析

【目的】 南京椴(Tilia miqueliana)为江苏省重要的乡土树种,野外资源稀缺。南京椴野外群体遗传多样性和遗传结构的探索,可为资源保护、品种选育及遗传改良提供依据。【方法】 以南京椴5个天然群体[江苏宝华山(P1)、牛首山(P2)、安徽皇藏峪(P3)、安徽蜀山(P4)和浙江天台山(P5)]93个体为实验材料,选用15对多态性EST-SSR引物,进行遗传多样性及群体遗传结构分析。【结果】 ①用15对引物共检测等位基因数(A)总和为96,平均值为6.4,四倍体基因型(G)和四倍体特异基因型(G_i)总和分别为441和251,特异基因型比率(R₁)和种质鉴别率(R₂)均值分别为45.73%和17.99%。②在5个群体中,每个位点等位基因数(A_loc)和四倍体基因型丰富度均值(G_loc)分别为5.50±2.43和9.41±4.29;平均观测杂合度(H_o)和平均期望杂合度(H_e)为0.61±1.43和0.62±0.14。参考各群体G_loc和H_e值,确定遗传多样性较高的群体为P1和P3。③群体间遗传分化较小,遗传分化系数(G_st)仅为0.030;AMOVA分子变异分析显示,群体多样性水平变异来自于群体内(96%)。④聚类和遗传结构Structure分析显示,5个群体可划分为2组(组1包括P1、P2和P5;组2包括P3和P4)。Mental检验结果表明遗传距离与地理距离之间无显著相关。【结论】 南京椴群体均具有丰富的遗传多样性,其中宝华山群体和皇藏峪群体多样性较高,群体扩张可能是以这两个种群为中心,经人类活动迁移至其他区域。但南京椴群体间未形成明显分化,主要是由于植株寿命长,群体缺乏自然更新,加之群体间存在人为种子传播。因此,本研究提出通过建立隔离区,明确优先保护群体、加大植株异交,并采用人工繁育及种质回迁的方式保护南京椴野外群体。