黑杨苗期高生长形态建成和杂种优势的研究
杨树（Populus）是具有重要经济学和生态学价值的双子叶木本植物。黑杨派树种，尤其是美洲黑杨(P. deltoides Marshall)和欧美杨(P. euramericana)，高生长速度较快，是研究高生长的代表性树种。一年生苗的高生长在杨树高生长形态建成研究中占据重要地位。 为探讨黑杨高生长形态建成的分子基础，确定杂种优势分子机理的试验材料和采样策略，本文从形态学、组织学、内源激素、分子生物学角度研究了一年生苗高生长形态建成与杂种优势，试验结果如下： 通过对凌丰1号杨、347杨和荷兰3930杨的定位观测，总结出黑杨在苗期具有如下特征：（1）在生长季的某一时间点上，不是所有节间都在伸长。伸长节间的数量是有一定范围的，不同月份伸长节间的数量不同，一般在6个节间之内。在全生长季，在较大的欧美杨及美洲黑杨群体中，群体的伸长节间数的出现频数表现为右偏分布，而伸长节间数为1～6节的出现频数近似于正态分布。伸长节间数为3～4节的出现频数最高，最多的伸长节间数达到8个。（2）在苗木生长的不同阶段，节间长和节间数2个要素对高生长的贡献不同。节间数是高生长构成中最重要的要素，对高生长起主导作用，其次是节间长。节间发生率越高则高生长越快。各节间的伸长是独立的，节间之间是无影响的。（3）在全生长季，欧美杨和美洲黑杨的高生长符合慢～快～慢“S”型曲线规律。 总体来看，茎尖的第二节间和第四节间细胞联系比较致密，韧皮部、形成层、木质部之间联系也紧密，细胞长度较短，细胞较小。从第六节间开始，表皮、皮层、韧皮部、木质部等各组织部位间联系松散，节间伸长趋于停止。从茎尖的横切和纵切图可以看出，原生分生组织不断分化出叶，形成茎，是分生区。分生区与伸长区的边界大概在第一节间。而从表皮、皮层等各个组织部位之间联系的紧密程度和细胞尺寸来看，第六节间是分生区和成熟区的界限，这与节间定位观测结果一致。 从内源IAA的测定结果来看，顶芽，顶节和幼叶三个组织部位的内源IAA含量都是7月的含量高于5月的含量，而7月的节间数月增加量也高于5月节间数月增加量，从表面上看二者成正相关关系。对凌丰1号杨来说，它在7月的节间数月增量比5月的高，苗高也是7月的高，内源ABA含量也如此。不同发育时期的节间数量增加量不同，这可能与IAA及ABA含量有关。然而不同无性系的高生长量不同，不能通过内源IAA或ABA含量来进行早期预测。 采用RACE技术，从欧洲黑杨中克隆出生长素诱导基因IAA9，大小为1786bp。 通过计算杂种优势，在50号×荷兰3930和中驻6号×巨霸杨之间选择具有超亲杂种优势中驻6号×巨霸杨为准备做基因表达谱试验的试验材料。同时，从苗高、地径、叶片长和叶片宽四个性状中确定苗高为目标性状。根据定位观测的结果和组织结构切片实验结果确定与高生长密切相关的是顶芽和第一节间，采集茎尖即可代表目标性状。在采样时间上，根据高生长形态建成的“S”型生长曲线图确定采样的最佳时间是7月中旬。 本论文为杨树高生长形态建成和杂种优势分子机理研究打造了一个平台。下一步拟定研究内源激素含量配比与苗高生长、IAA9基因功能验证和杂种优势分子机理。
黑杨;生长特性;组织切片;基因克隆;杂种优势
中国林业科学研究院
博士
林木遗传育种
苏晓华
2010
中文
S792.11
109
2015-08-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）