黑杨派新无性系研究——Ⅰ、苗期测定

<正>从I-69杨 ×小叶杨派间杂交 F_1中和从I-69杨×欧洲黑杨种间杂交 F_1中分别 初选出 19个和11个无性系。前者h~2_h= 86.0211％,h~2_d= 85. 1068％,h~2_v= 76.4196％; GCV_h= 15.8371％, GCV_d=17.5931％,GCV_v= 41.7448％。后者h~2_h= 86.6561％, h~2_d=96.6488％, h~2_v=88.0213％; GCV_h=17.0832％,GCV_d=18.8078％, GCV_v=42.9045％。说明从中选择优良无性系是可能的。 苗高、地径和材积三个性状之间的遗传、表型和环境相关系数都是极显著的,表明三个性状中任何一个性状均可作为优良无性系的选择性状。在前述初选的19个和11个无性系中又分别选择了5个和6个无性系,并估算了它们的遗传增益。     

复合性状的QTL定位模型构建

【目的】传统复合性状的QTL(quantitative trait locus)定位方法仅仅利用两个或几个构成性状的计算值作为表型值,未考虑复合性状的生物学内涵,从而影响定位的准确性。因此,发展适合于复合性状的QTL定位模型,对于深入解析控制复合性状的遗传结构,进而提高基因定位准确性显得越来越重要。【方法】针对全基因组重测序数据,构建了一个复合性状QTL定位模型(composite traits mapping model, CTM),利用CTM对复合性状进行分解,把分解后的组分以二元或多元正态分布形式整合到QTL作图的框架内。【结果】应用CTM分析杨树材积生长数据,可成功定位到大量与杨树材积生长相关的基因,并与传统方法进行了比较,定位出较多的显著位点,表现出较好的性能。计算机模拟试验表明,所构建的CTM模型在定位复合性状QTL中具有较高的效力,在达到一定的样本数量和遗传力条件下,CTM模型具有较强的效力,样本量和遗传力的增加都能够增加参数估计的精度。【结论】CTM模型有助于复合性状遗传结构的解析,促进林木分子标记辅助育种的开展。     

黑杨派新无性系研——Ⅶ生长早期选择

<正>本文以年遗传增益(△G_t)和期望遗传增益(G_t)为评定尺度,分别讨论了Ⅰ-69杨×小叶杨和Ⅰ-69杨×欧洲黑杨F_1无性系树高、胸径和材积的最佳选择年龄(x_(max)),利用聚类分析的方法对早期选择效果的稳定性进行了检验。Ⅰ-69杨×小叶杨F_1无性系的早期选择年龄可早至定植后2年 (包括定植年龄),Ⅰ-69杨×欧洲黑杨F_1无性系早期选择年龄在定植后3年(不包括定植年龄)。在这些年龄对无性系进行的选择能够代表轮伐年龄的选择,并且选择的遗传增益将达到最大。研究结果表明,黑杨派新无性系的早期选择是有效的。     

黑杨派新无性系研究——Ⅴ.树冠结构与干形改良

<正>本文分析了Ⅰ-69杨×小叶杨和Ⅰ-69杨×欧洲黑杨F_1无性系干形性状的遗传变异度,结果表明对干形实行直接选择是可行的。为了充分挖掘干形改良的遗传潜力和为多世代育种提供理论依据,探讨了从树冠结构方面对干形实行间接选择的可能性。遗传相关分析提供了树冠各组成性状与干形的联系情况,通径分析具体剖析了它们的直接和间接作用,确立各F_1无性系干形改良的理想冠型。在比较不同性状组合的干形选择指数效果基础上,利用一个合理的选择式预测了各F_1无性系的干形。将干形选择效果与生长选择效果进行比较,具体评述了生长与干形同时进行改良的可能性。     

黑杨派新无性系研究——Ⅳ.树冠结构与生长的关系

<正>本文分别讨论了Ⅰ-69杨×小叶杨和Ⅰ-69杨×欧洲黑杨F_1无性系树冠结构各组成部分与生长的表型和遗传相关;利用通径分析具体剖析这种相关的直接和间接作用,确立不同F_1无性系的理想冠型;并据此计算生长选择指数,比较各种性状组合的选择效果。利用一个最合理的选择指数式对各无性系的生长进行预测,结果表明,通过苗期测定选出的几个优良无性系之所以能保持速生特性,是因为具有较为合理的树冠结构。     

动态复杂性状遗传结构研究的统计模型

许多重要的农艺性状、生物学和生物医学性状都是数量性状，这些性状在不同的发育阶段发生变化，并表现出复杂的动态特征。针对这些动态性状，传统的遗传作图方法是通过在不同的年龄或发育阶段利用遗传标记与表型性状进行关联分析，并比较这些性状在不同发育阶段的差异，或者通过进行不同阶段的多位点作图进行分析。然而，这些方法并不能确切地反映整个发育过程和动态特点，这使得对性状遗传结构的推测受到限制。要克服这一困难，函数作图将为动态性状的遗传学研究提供一条有效的途径。函数作图综合了生物学机制的数学特性和性状遗传作图的统计学特点，结合统计模型、遗传学和发育生物学的函数作图策略，力求解决诸如发育的遗传控制模式、QTL的持续效应以及引起发育过程中启动和终止的遗传机制等问题。笔者提出的函数作图策略将提供一个研究基因作用及互作与发育模式之间有效的量化检测平台。     

黑杨派新无性系研究——Ⅲ.生根性状的遗传变异

<正>本文研究了黑杨派新无性系生根性状的遗传变异。研究表明,Ⅰ-69杨×小叶杨和Ⅰ-69杨×欧洲黑杨F_1无性系在最早生根时间、主根数、主根总长度和侧根数等方面均存在极显著差异。生根力的广义遗传力在水培后各时期变化不大,表明生根力对环境条件是不敏感的。对主根总长度的动态变化用指数曲线加以逼近,准确地判明各基因型的生根特点。     

黑杨派新无性系研究——Ⅵ.苗期年生长的动态分析

<正>根据群体遗传结构的变异模式,将Ⅰ-69杨×小叶杨和Ⅰ-69杨×欧洲黑杨F_1无性系的年生长进程划分为早中后三个时期。用Logistic曲线模拟各无性系的年生长特点,估测它们日生长速率最大的点和速生期天数。根据速生期对早中后三个时期的覆盖程度,对不同无性系的生长型式作了分析。以正交多项式逼近无性系增长曲线,对组成增长曲线的系数β_0,β_1,β_2检验结果表明:苗高增长曲线的差异在整体及阶段上均是显著的;地径增长曲线仅在阶段上存在显著差异。     

黑杨派新无性系木材性状的遗传改良

<正>基本密度、纤维长度和微纤丝角在Ⅰ-69杨×小叶杨和Ⅰ-69杨×欧洲黑杨F_1无性系的测验群体中均具有广阔的遗传基础,并且相互之间的关系是独立的,表明选育一个密度大、纤维长、微纤丝排列紧密的优质材性基因型是可能的。木材性状株内变异模式揭示了树干利用率。基本密度水平变化呈“马鞍型”,是较理想的类型,纤维长度随年轮逐渐增大,平均纤维长度达到国际木材解剖学会规定的中级长度标准;微纤丝角从髓心到树皮是逐渐减小的。三个性状在垂直方向的变异对树干纵向利用率不会产生很大的影响。