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光皮树优株遗传多样性研究

作　者: 秦利军
导　师: 陈建华；李昌珠
学　校: 中南林业科技大学
专　业: 林木遗传育种
关键词: 光皮树优株选择形态学特征等位酶遗传多样性
分类号: S792.99
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

光皮树(Swida wilsoniana (wanger.) Sojak)隶属山茱萸科(Cornaceae)株木属(Swida Opiz)落叶灌木或乔木,在黄河流域至西南各地均有分布。光皮树是一种果实含油量较高的野生木本油料植物,其油脂不仅可食用,而且可作工业用。近来,有人利用光皮树籽油研制生物柴油,并获得一定成功,这也使其成为能源植物新秀。长期以来,光皮树处于野生、半野生或半人工栽培状态,迄今为止尚未有人对光皮树种质资源及其遗传多样性进行评价、鉴定和良种选育。遗传多样性是物种变异的基础,而变异又体现了物种的多样性。因此,只有通过对自然分布区内的光皮树进行优树选择,并配以遗传多样性研究手段对优选光皮树种质进行评价后,才能作进一步的多样性比较分析,从而为培育果产量大、含油率高的能源林苗圃提供可靠的材料来源。通过光皮树选优、形态及等位酶标记主要得出以下主要结论：1、首次将经典形态学标记和等位酶标记2种技术方法相结合,研究探讨光皮树优良单株遗传多样性和遗传规律,构建了果实含油植物——光皮树重要遗传性状的观察记载方法及评价标准,并建立了数量遗传模型。2、本文对育种者(1997-2001)已从野生光皮树的自然分布区内预选、初选、复选后,得到的35株复选优树的原始调查数据进行统计分析,综合评选出可用于生产目的的16株光皮树优株,它们分别是：龙南1号、龙南39号、东安7号、石城22号、于都83号、江永21号、龙南7号、东安46号、宣恩21号、江陵65号、鹤峰8号、祁东27号、龙山21号、新田33号、宣恩56号和于都17号。3、本文首次采用形态学分析方法,对决选的16株光皮树优树种质的25个形态学性状进行遗传多样性分析,发现光皮树优株具有丰富遗传变异。在形态性状中,有效分枝数具有最高的变异水平,变异系数(CV)为81.70%,其他性状,如树高、枝下高、枝条疏密度、叶片长度、果实长宽度等都有不同程度的变异。多样性指数(H’)作为反映多样度的一个重要指标,也能反映优株个体间的变异幅度。光皮树优株间的平均多样性指数(H)为1.587,说明优株间具有较大的遗传多样度,但同一性状的变异系数(CV)与信息指数(H’)变化不一定是一致的,变异系数与多样性指数在反映个体多样性时有不同的内涵。由聚类分析结果可知,不同地区的光皮树优株可大致分为5类。第一个类包括优株DA7、DA46、QD27、XT33、SC22、LN1、LN7、HF8和JL65；第二个类包括优株JY21、XE56、YD17和XE21；第三、四、五三个类分别包括优株LS21、YD83和LN39。形态变异的欧氏平均距离范围为3.84-9.82,平均遗传距离为6.53。主成分分析将调查的25个形态性状简化为6个主成分,累计贡献率达77.73%(>72%),说明这6个主成分涵盖了25个形态性状的大部分信息。第一主成分是主要描述树形情况的因子,因子可称为树形因子；第二主成分主要概括了枝叶的情况,因此可以称作枝叶因子；第三主成分主要描述了枝果的情况,可称作枝果因子；其余三个主成分从不同方面综合描述了优株的形态特性,故可成为综合因子。4、本研究首次采用等位酶系统(AAT、MDH、PGM和ADH)对光皮树优株进行等位酶分析。结果表明,光皮树优株间存在一定程度的差异,等位基因频率从6.094变化到0.750,每位点平均等位基因数(A)为2.55,平均有效等位基因(A。)为2.14,Shannon多样性信息指数(I)平均值为0.757,多态位点数目为9,多态位点的百分数为81.82%,光皮树优株间的一致度均值为0.756,其变化范围是0.595-0.939；遗传距离均值为0.287,变化范围是0.063-0.519,都说明优株间的变异程度较大。等位酶分析中,在遗传图距12.3处可以将供试的光皮树优株分为5大类。第一类包含了优株DA7、DA46、QD27、LN1和LN7；第二类包含了JY21、XE56、XT33、SC22、XE21和JL65优株和优株；第三类包括LS21、HF8和YD17优株；第四类和第五类分别由YD83和LN39优株单聚成一类。后两类与形态聚类的结果一致,说明LN39与YD83优株较之其他的优株亲缘关系远。形态学和等位酶遗传多样性聚类分析结果均表明,起源以及分布区较近、或生境相似的光皮树优株个体间具有优先聚类的趋势。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-11
1 综述  11-25
  1.1 光皮树的研究现状及展望  11-12
  1.2 木本油料植物的优株选择  12-15
    1.2.1 优株选择的目的及原理  13-14
    1.2.2 优株选择的标准和基本方法  14-15
    1.2.3 木本油料植物选优概况  15
  1.3 植物遗传多样性  15-20
    1.3.1 生物多样性与种质资源的涵义  16
    1.3.2 研究遗传多样性的意义和目的  16-17
    1.3.3 遗传多样性的研究方法  17-20
  1.4 等位酶标记的原理和应用  20-24
    1.4.1 等位酶技术的原理  20-22
    1.4.2 等位酶分析应用的范围  22
    1.4.3 等位酶标记研究现状  22-23
    1.4.4 等位酶标记数据分析  23-24
  1.5 形态标记数据的分析与处理  24-25
    1.5.1 质量性状数据处理  24
    1.5.2 数量性状数据处理  24-25
2 光皮树优树选优  25-46
  2.1 梾木属(SWIDA)种质资源  25-28
    2.1.1 梾木属植物的分种检索  25-27
    2.1.2 光皮树(Swida wilsoniana)种质资源  27-28
  2.2 光皮树优株选择  28-46
    2.2.1 光皮树的优株标准、选优方法和步骤  28-30
    2.2.2 调查原始数据  30-39
    2.2.3 数据分析  39-44
    2.2.4 小结  44-46
3 光皮树优株形态多样性研究  46-64
  3.1 材料与方法  46-50
    3.1.1 供试材料  46
    3.1.2 野外调查和数据统计方法  46-50
  3.2 调查数据与结果分析  50-62
    3.2.1 优株形态性状的原始数据  50-52
    3.2.2 优株形态性状的基本统计分析  52-55
    3.2.3 优株形态多样性的比较分析  55-56
    3.2.4 优株形态性状的聚类分析  56-60
    3.2.5 优株形态性状的主成分分析  60-62
  3.3 小结  62-64
4 光皮树优株等位酶研究  64-77
  4.1 材料与方法  64-68
    4.1.1 供试材料  64
    4.1.2 实验方法  64-67
    4.1.3 酶型遗传学统计分析  67-68
  4.2 结果分析  68-74
    4.2.1 光皮树优株等位基因分析  68-72
    4.2.2 光皮树优株遗传结构及其变异  72-73
    4.2.3 光皮树优株遗传距离及聚类分析  73-74
  4.3 小结与讨论  74-77
5 结论与讨论  77-81
参考文献  81-88
附录A  88-92
附录B:攻读学位期间的主要学术成果  92-93
致谢  93

光皮树优株遗传多样性研究

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