本文關(guān)鍵詞：柚木種質(zhì)資源遺傳變異和優(yōu)良無性系早期選擇的研究

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【摘要】：柚木是世界名貴的用材樹種,素有“萬木之王”的美稱,具有生長快、材質(zhì)優(yōu)良、易加工、用途廣和投資回報率高等特點,研究和推廣柚木種植具有很好的社會效益、經(jīng)濟效益和生態(tài)效益。本研究從表型、生理到DNA水平,系統(tǒng)研究了柚木種源和無性系遺傳變異、遺傳結(jié)構(gòu)和親緣關(guān)系;開展了柚木無性系大田多省多點測定,同時開展了柚木無性系苗期光合生理特征及其與生長表型的相關(guān)性研究,還開展了柚木無性系苗期耐寒生理指標分析,通過早期評價與選擇,篩選出了一批速生、耐寒的柚木優(yōu)良無性系。本研究具有重要的科學意義和應(yīng)用價值。主要研究結(jié)果如下:(1)28個柚木種源間的多樣性信息指數(shù)PIC值為0.394~0.811,平均為0.56;無偏基因多樣性Hz為0.4692~0.8523,平均為0.6612,說明柚木種源內(nèi)具有豐富的遺傳變異。柚木遺傳雜合度是印度種源緬甸種源泰國種源老撾種源。印度種源的He、Ho和NA的平均值分別為0.8056、0.7114和10.2。研究發(fā)現(xiàn)一些國內(nèi)次生種源(21、26和24號種源)的遺傳變異高于部分天然種源的遺傳變異,這些種源可在遺傳變異保存和育種利用中發(fā)揮作用。柚木天然種源84.760%的遺傳變異存在于種源內(nèi)個體間,4.654%的遺傳變異存在于種源間,剩下的10.586%的遺傳變異存在于4個天然分布國之間。加強柚木天然群體中優(yōu)樹的收集,可有效的保存柚木的遺傳變異并利于今后育種。柚木天然種源間基因流Nm=1.458較高,遺傳分化系數(shù)Fst=0.146屬中度,說明柚木種源間存在較大的遺傳分化。遺傳距離矩陣和聚類分析顯示了不同柚木種源間的遺傳關(guān)系。Mantel檢測發(fā)現(xiàn)柚木18個天然種源間地理距離和遺傳距離存在很好的相關(guān)性(R=0.7355,P0.001),說明本研究中對10個國內(nèi)次生種源地理來源的鑒定具有很好的參考價值,它們應(yīng)該最初引自泰國的5、6、7號種源或是它們相鄰的群體。(2)基于熒光d UTP和自動化測序儀直接進行SSR分型的技術(shù)方法適合柚木無性系的鑒定。采用了15對柚木SSR引物標記,每個位點的多態(tài)性信息指數(shù)(PIC)為0.4855~0.8929,平均為0.7687;可以把26個無性系區(qū)分開來,建立了26個柚木無性系的指紋圖譜。15個位點共檢測出了160個等位片段,每個位點檢測到的等位片段數(shù)(NA)為4~17,平均為10.67;26個柚木無性系的觀測雜合度(Ho)為0.3333~1.0000,平均為0.6567,說明參試無性系群體具有豐富的遺傳變異。聚類分析顯示,印度無性系和緬甸無性系互相區(qū)分開來,符合地理來源信息,鑒定出無性系108和3078-5很可能來自印度種源,無性系8301可能來自緬甸種源。(3)在廣州8月,柚木不同無性系氣體交換參數(shù)、葉綠素熒光參數(shù)和生長指標都有豐富的遺傳變異,苗期生長好的柚木無性系有7029、7122、7559、71-5和7219,初步選出7029、7219、71-5、7122和7412為凈光合速率高的無性系,選出印度種源3070、3074和3071為凈光合速率高的種源。凈光合速率、PSII實際量子產(chǎn)量(Yield)、PSII最大光化學效率(Fv/Fm)和氣孔導度(Gs)是評價柚木基因資源光合效率的重要指標。(4)在廣州,6月柚木凈光合速率(Pn)的日變化為單峰曲線,峰值(9.826μmol·m-2·s-1)出現(xiàn)在上午11:00點;8月和10月凈光合速率的日變化則為雙峰曲線,出現(xiàn)“午休”現(xiàn)象,第一高峰均出現(xiàn)在上午9:00點,分別為8.317和11.915μmol·m-2·s-1,8月第二小高峰出現(xiàn)在15:00-16:00點之間,10月第二小高峰出現(xiàn)在13:00。不同月份(季節(jié))的柚木凈光合速率大小排序為10月6月8月。影響柚木光合作用的生態(tài)因子主要是光合有效輻射,二者存在極顯著正相關(guān);其次是溫度,6月和8月中午高溫對柚木的光合作用有極顯著的抑制作用。(5)柚木無性系苗期低溫脅迫后相對電導率(EC)、游離脯氨酸(FPRO)含量和超氧化物歧化酶(SOD)活性的測定研究結(jié)果表明,除了SOD活性在6℃處理24h后不同柚木無性系間沒有顯著差異外,不同柚木無性系間3個生理指標在處理前后都達到顯著或極顯著差異。低溫處理后,柚木無性系相對電導率和游離脯氨酸含量基本呈上升趨勢,SOD活性則有的無性系先上升后下降,有的無性系先下降后上升。耐寒柚木無性系通過增加游離脯氨酸和SOD活性來調(diào)節(jié)提高自身的耐寒性,綜合評定耐寒性強的柚木無性系有7559、7531、Z408和7509。(6)柚木無性系3.5年生樹高、胸徑、單株材積及其與地點間互作都呈極顯著差異。除了定安點柚木無性系樹高的變異系數(shù)較小(0.092),定安點胸徑的變異系數(shù)和景谷點樹高、胸徑的變異系數(shù)都較大(0.118-0.167),定安點和景谷點3.5a生單株材積的變異系數(shù)則分別達到0.327和0.305,說明在速生性方面柚木選擇育種的空間較大。定安點柚木無性系樹高的重復力h2=0.873,胸徑的重復力h2=0.852;景谷點柚木無性系樹高的重復力h2=0.851,胸徑的重復力h2=0.773。定安點和景谷點3.5a生單株材積的重復力分別為0.863和0.784。綜合大田生長和耐寒性調(diào)查與生理研究可知,既速生又耐寒的柚木無性系有7509、7514、Z408、7559和7029,參試柚木緬甸種源無性系耐寒性優(yōu)于印度種源。針對不同生態(tài)立地區(qū)域,適宜海南定安地區(qū)的速生柚木無性系依次是3078-5、7029、7514和7559,適宜云南景谷地區(qū)的速生柚木無性系依次是7029、Z408、7509、7559和8301,選擇后二者材積的遺傳增益分別達到40.26%和34.57%。適宜貴州羅甸地區(qū)既速生又耐寒的柚木無性系有7514、7509和Z408,適宜廣西博白地區(qū)既速生又耐寒的柚木無性系有7514、7509、Z408、7559和7029。
【關(guān)鍵詞】：柚木 種質(zhì)資源 遺傳變異 優(yōu)良無性系 早期選擇
【學位授予單位】：中國林業(yè)科學研究院
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：S792.99
【目錄】：

• 摘要5-8
• Abstract8-18
• 第一章 緒論18-32
• 1.1 引言18-29
• 1.1.1 研究背景19-22
• 1.1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及評述22-29
• 1.2 研究目標和主要研究內(nèi)容29-31
• 1.2.1 關(guān)鍵的科學問題與研究目標29-30
• 1.2.2 主要研究內(nèi)容30-31
• 1.3 研究技術(shù)路線31-32
• 第二章 柚木種源遺傳變異和親緣關(guān)系32-53
• 2.1 試驗材料與研究方法32-40
• 2.1.1 試驗材料32-36
• 2.1.2 試驗方法36-39
• 2.1.3 數(shù)據(jù)分析39-40
• 2.2 結(jié)果與分析40-51
• 2.2.1 柚木天然種源和次生種源遺傳變異40-43
• 2.2.2 柚木天然種源間遺傳結(jié)構(gòu)和遺傳分化43-45
• 2.2.3 柚木種源間（包括天然種源和次生種源）遺傳關(guān)系45-51
• 2.3 小結(jié)51-53
• 第三章 柚木無性系遺傳變異和親緣關(guān)系53-66
• 3.1 研究材料與研究方法53-56
• 3.1.1 試驗材料53-56
• 3.1.2 試驗方法56
• 3.1.3 數(shù)據(jù)分析56
• 3.2 結(jié)果與分析56-65
• 3.2.1 柚木無性系SSR多態(tài)性56-59
• 3.2.2 柚木無性系SSR分型59
• 3.2.3 柚木無性系間親緣關(guān)系59-65
• 3.3 小結(jié)65-66
• 第四章 柚木無性系苗期生長和光合生理特征的研究66-85
• 4.1 研究材料與方法67-69
• 4.1.1 柚木無性系光合生理特征與生長的關(guān)系67-68
• 4.1.2 柚木無性系光合作用的日季節(jié)變化及其影響因子68-69
• 4.2 結(jié)果與分析69-83
• 4.2.1 柚木無性系光合生理特征與生長的關(guān)系69-78
• 4.2.2 柚木無性系光合作用的日季節(jié)變化及其影響因子78-83
• 4.3 小結(jié)83-85
• 第五章 柚木無性系苗期耐寒生理評價與選擇85-96
• 5.1 研究材料與方法85-87
• 5.1.1 研究材料85
• 5.1.2 研究方法85-86
• 5.1.3 數(shù)據(jù)分析86-87
• 5.2 結(jié)果與分析87-95
• 5.2.1 低溫脅迫后柚木無性系的生長情況觀察87
• 5.2.2 低溫脅迫后柚木無性系葉片生理指標的響應(yīng)87-94
• 5.2.3 柚木無性系耐寒性的綜合評定94-95
• 5.3 小結(jié)95-96
• 第六章 柚木無性系區(qū)域試驗與早期選擇96-109
• 6.1 研究材料與方法96-100
• 6.1.1 參試材料96-97
• 6.1.2 試驗點概況97-99
• 6.1.3 試驗設(shè)計99
• 6.1.4 觀測調(diào)查99
• 6.1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計99-100
• 6.2 結(jié)果與分析100-108
• 6.2.1 柚木速生優(yōu)良無性系早期選擇100-105
• 6.2.2 柚木耐寒優(yōu)良無性系早期選擇105-108
• 6.3 小結(jié)108-109
• 第七章 結(jié)論與討論109-124
• 7.1 結(jié)論109-112
• 7.2 討論112-121
• 7.2.1 柚木種源遺傳變異、遺傳結(jié)構(gòu)和親緣關(guān)系112-114
• 7.2.2 柚木無性系遺傳變異和親緣關(guān)系114-115
• 7.2.3 柚木光合生理特征及其速生優(yōu)良無性系選擇115-117
• 7.2.4 柚木無性系光合作用的日季節(jié)變化及其影響因子117-119
• 7.2.5 柚木耐寒評價及其耐寒優(yōu)良無性系選擇119-121
• 7.3 展望121-124
• 參考文獻124-132
• 附錄132-135
• 在讀期間的學術(shù)研究135-137
• 致謝137-138

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 姜小文,張秋明,易干軍,霍合強,周碧容;四季柚的光合特性研究[J];湖南農(nóng)業(yè)大學學報(自然科學版);2003年05期

2 鄺炳朝,鄭淑珍;我國柚木的遺傳改良[J];林業(yè)科學研究;1991年02期

3 張衛(wèi)華;張方秋;張守攻;徐大平;陳祖旭;黃烈健;;3種相思幼苗抗旱性研究[J];林業(yè)科學研究;2005年06期

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本文編號：608690