川渝地区乌桕现有群体遗传多样性研究与核心种质初步构建

论文摘要

乌桕(Sapium sebiferum (L.) Roxb)是我国广泛分布的乡土树种之一,也是我国特有的集能源、药用、用材、观赏为一体的多功能木本树种。本研究以川渝地区10个群体种实为实验材料,从种实表型(9群体)和子代苗期(10群体)两方面研究了川渝地区乌桕的遗传多样性,分析了群体间及群体内家系间遗传多样性。同时依据表型测定的270份家系中筛选出乌桕种质资源初级核心库(81份),并对其进行评价,旨在为川渝两地乌桕资源评价利用种质资源保存、遗传改良策略制定等提供数量化科学理论依据。通过以上研究,得出如下主要研究结果：(1)乌桕种内表型性状在群体间和群体内存在极其丰富的遗传变异,种子的质量性状比种子形状指数性状稳定。各种实性状的变异系数变幅为6.84%～39.54%,平均为16.78%；不同性状的重复力变幅为0.31～0.98,平均为0.61。表型多样度变幅为0.41～0.65之间,平均为0.56；Shannon信息指数变幅为0.69～1.07之间,平均为0.92。游仙群体各遗传多样度指数均为最高,说明游仙地区可能是乌桕种质资源多样性的分布中心。群体间表型分化系数变异幅度为6.71%～42.72%,平均为25.47%,说明乌桕种实群体内的变异(74.53%)显著高于群体间的变异(25.47%)。16个种实表型性状间多数呈极显著或显著相关；乌桕种内群体的种实表型变异在空间分布上呈现出以纬度为主的单向变异模式,变异主要受低温控制；利用群体间欧氏距离进行UPGMA聚类分析,可将参试乌桕群体划分为4类。(2)乌桕子代苗高变异系数平均为27.1%,变幅为19.78%～34.32%；地径平均变异系数为19.54%,变幅为15.4%～21.79%；侧根数变异系数平均为36.61%,变幅为31.60%～40.14%；主根长变异系数平均为21.01%,变幅为18.97%～25.08%；分枝数变异系数平均为55.56%,变幅为25.1%～69.67%。乌桕苗期遗传分化系数平均为17.63%，说明乌桕苗期群体内的变异显著大于群体间的变异；乌桕苗高家系遗传力为0.55,单株遗传力为0.81；地径家系遗传力为0.60，单株遗传力为0.87；侧根数家系遗传力为0.43,单株遗传力为0.54；主根长家系遗传力为0.49，单株遗传力为0.55；分枝数家系遗传力为0.56，单株遗传力为0.76。苗高与地径、主根长有极显著正相关,相关系数分别为0.788、0.839；地径与主根长也存在极显著正相关,相关系数为0.770。利用群体间欧氏距离进行UPGMA聚类分析,可将乌桕群体划分为3大类,与乌桕表型聚类结果基本一致。(3)对270份乌桕种质材料表型数据以UPGMA法进行聚类,并采取分组聚类法初步构建核心种质81份,81份核心种质资源的16个性状的平均值、标准差、极差、变异系数、表型多样度、Shannon信息指数与原群体符合率分别为96.50%、91.64%、91.55%、96.33%、97.90%、97.93%；核心种质的前5个主成分已经可以代表原群体88%以上的遗传多样性,各主成分析的特征值与原群体基本相近。初级核心种质资源16个表型性状与原群体经F检验均无显著性差异,说明乌桕初级核心种质资源构建所选取的81份种质资源能很好地代表原群体遗传多样性。(4)在乌桕种质资源研究的基础上,采用裂区试验设计,在万源市大竹镇鸭子坪已建成有10个群体150个家系构成的异地保存基因库一个,面积为135亩,这也是全国唯一一个乌桕区域性异地保存基因库。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 研究背景
• 2 文献综述
• 2.1 乌桕的生物学特性
• 2.2 乌桕的经济价值
• 2.3 乌桕属种质资源分布及乌相主要产区
• 2.4 乌桕遗传改良研究进展
• 2.5 核心种质构建研究综述
• 3 研究的目的和意义与总体设计
• 3.1 研究目的和意义
• 3.2 总体设计
• 3.3 研究的主要内容
• 3.3.1 川渝地区乌桕群体分布特点和表型多样性研究
• 3.3.2 川渝地区乌桕群体苗期多样性研究
• 3.3.3 川渝地区乌桕核心种质资源初步构建
• 3.3.4 川渝地区乌桕种质资源保存
• 3.4 研究的技术路线
• 4 乌桕种实表型多样性研究
• 4.1 材料与方法
• 4.1.1 群体选择与试验材料采集
• 4.1.2 性状测定方法
• 4.1.3 数据处理
• 4.2 结果与分析
• 4.2.1 乌桕群体间的形态变异特征
• 4.2.2 乌桕群体内的形态变异特征
• 4.2.3 乌桕种实性状的重复力
• 4.2.4 乌桕天然群体间表型分化
• 4.2.5 乌桕表型性状频率分析
• 4.2.6 乌桕种实表型性状相关分析
• 4.2.7 乌桕种实性状和采集点的地理生态因子的相关关系
• 4.2.8 乌桕群体表型聚类分析
• 4.3 结论与讨论
• 4.3.1 川渝地区乌桕种实变异规律和变异模式
• 4.3.2 乌桕遗传改良策略讨论
• 4.3.3 乌桕现有天然资源中种质资源保存策略探讨
• 5 乌桕子代苗期性状多样性
• 5.1 材料与方法
• 5.1.1 育苗地气候及试验设计
• 5.1.2 苗期性状多样性测定
• 5.1.3 乌桕苗期性状遗传参数估计
• 5.2 结果与分析
• 5.2.1 乌桕子代苗期性状多样性
• 5.2.2 乌桕苗期性状方差分析
• 5.2.3 乌相子代苗期表型分化系数
• 5.2.4 乌桕苗期性状遗传参数估算
• 5.2.5 乌桕苗期性状相关性分析
• 5.2.6 乌桕苗期性状聚类分析
• 5.3 结论与讨论
• 6 川渝地区乌桕种质资源核心种质的初步构建
• 6.1 实验材料
• 6.2 乌桕核心种质取样策略与评价方法
• 6.2.1 抽样方法
• 6.2.2 核心种质评价方法
• 6.3 结果与分析
• 6.3.1 分组聚类筛选结果
• 6.3.2 核心库表型性状与原群体个性状方差分析
• 6.3.3 核心库表型性状与原群体表型性状比较
• 6.3.4 核心库和原群体主成分分析
• 7 已取得的乌桕种质资源保存成果及展望
• 7.1 已取得的乌桕种质资源保存成果
• 7.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历及发表文章情况
• 附图