版纳甜龙竹遗传多样性及笋用林高效培育技术研究

版纳甜龙竹遗传多样性及笋用林高效培育技术研究

论文摘要

版纳甜龙竹(Dendrocalamus hamiltonii)是世界上有名的三大甜龙竹之一,是集笋用、材用、观赏于一身的极具开发利用价值的优良笋材竹种,分布于印度、缅甸、尼泊尔、锡金、不丹及老挝,在东南亚国家和我国西双版纳、普洱市等地的民间已广泛栽培。具有生长迅速、成林快、笋期长、产量高、营养丰富等优点,还具有涵养水源、保持水土、美化环境等极好的生态效益。经过多种生态环境条件的驯化和人工选择培养,已形成了丰富多彩的遗传资源。但是对于版纳甜龙竹遗传背景和遗传多样性缺乏深入系统研究。同时,根据中国植物志记载,本种学名暂用原产印度的D. hamiltonii Nees et Arn.,因存在一些表型性状的差异,其分类地位一直未能确定。为了解版纳甜龙竹遗传多样性和分类地位及其笋用林丰产的理论基础,充实笋用林丰产栽培理论,对版纳甜龙竹的遗传多样性及其分类地位、竹笋品质与发笋规律、笋用林丰产立竹结构与经营管理技术等进行了系统研究。获得的主要结果如下:1、版纳甜龙竹的嫩叶含有较多的糖类物质和酚类化合物,严重干扰DNA的抽提或影响其后的AFLP双酶切及其扩增反应。本研究对版纳甜龙竹叶片DNA提取进行较深入的研究,找到一种获得高质量DNA的CTAB改良法,并建立了适于版纳甜龙竹种内遗传多样性分析的AFLP分析的优化体系。2、本研究从64对E-3/M-3引物组合中选出扩增带纹丰富、清晰,且多态性位点百分比较高的引物组合8对,对来自印度、越南和中国西双版纳以及普尔市的8个居群共计53个版纳甜龙竹个体进行AFLP分析,共扩增出1728条清晰的谱带,其中多态带1080条,并且表现出较好的多态性,这些居群特异带和居群间的共有带的不同揭示了各居群间的遗传差异及相似性,为遗传资源的保护和利用提供参考。在物种水平上,具有高的遗传多样性,多态位点百分率PPL=62.55 %,有效等位基因数Ne=1.2056,Nei基因多样性指数H =0.158;shannon信息指数I = 0.1031;在居群水平上,多态位点百分率PPL=20.08 %,Ne =1.2056, H = 0.069, I =0.2455。遗传分化系数Gst为0.5862,即有58.62 %的遗传变异存在于居群之间,41.38 %的遗传变异存在于居群内。版纳甜龙竹居群间基因流Nm为0.3529。结果表面版纳甜龙竹在物种水平具有较高的遗传多样性,在居群内部遗传多样性较低,且居群间的遗传分化很高。3、对AFLP扩增结果采用UPGMA法进行聚类分析,聚类结果表明,来自同一地区的版纳甜龙竹个体有聚为一类的趋势,说明其遗传变异可能与生境有关。通过计算8个居群间的遗传距离和相似性显示,版纳甜龙竹竹居群的遗传距离和空间距离之间并不存在相关性(r=0.227<0.7,P<0.05)。在遗传距离S=0.88处,53份版纳甜龙竹居群可分为五个类群,在遗传距离S=0.773处,可明显分为两个大的类群,且印度居群、越南居群分属于两个大类群。说明,印度居群和越南居群与中国居群之间的亲缘关系比较相近,同时把中国分布的版纳甜龙竹与印度分布的版纳甜龙竹分离出来,单独作为一个种,在分子水平上是缺乏有力证据的。4、版纳甜龙竹鲜笋蛋白质中含有17种氨基酸,其中9种必须的氨基酸,总氨基酸含量为185.8 g.kg-1,必需氨基酸(EAA)、人体半必需氨基酸(SEAA)和非必需氨基酸含量(NEAA)分别为185.8、74.0、15.8和111.8 g.kg-1,其EAA/TAA为39.83 %, EAA/NEAA为66.19 %,是比较理想的蛋白源。N,P,K含量由笋基部至尖部逐渐增加,尖部N,P,K含量分别是基部的2.26倍、2.11倍、1.45倍;总糖、粗脂肪、粗纤维含量由笋基部至笋尖逐渐减少,粗蛋白质则由笋基至笋尖部逐渐增加;氨基酸总量、必需氨基酸总量、半必需氨基酸总量由笋基部至笋尖逐渐增加,尖部分别是基部的1.40倍、1.43倍、1.39倍,其中尖部至中部变幅较小,中部至基部变幅较大。5、版纳甜龙竹幼竹高生长规律遵循“慢一快一慢”的生长规律,历时约105 d左右;在历时50 d的昼夜生长量观测结果表明,夜总生长量是昼总生长量的1.817倍,持续降雨后,其昼夜生长量相差不大;气温和湿度是影响笋-幼竹高生长的关键因子。6、立竹数和年龄结构研究结果表明:鲜笋产量、挖笋个数、单株发笋个数、个体重、新竹平均胸径与立竹数和年龄结构密切相关。鲜笋产量、发笋个数随着立竹数和1年生母竹数的增加而增大,与立竹数的回归方程达到极显著。通过此回归方程,可预测到版纳甜龙竹丰产的经济收益在立竹数为6-9株/丛,1年生与2-3年生版纳甜龙竹的比例为2:1,竹丛密度为284-409丛·hm-2,其笋产量可达13 591.48 kg·hm-2,经济收入为17668.92元·hm-2。7、四种肥料处理对版纳甜龙竹笋N、P、K、蛋白质、粗纤维、蛋白质水解氨基酸含量有明显的促进作用。在提早发笋时间,提高早期发笋和经济笋数量和和笋产量以及单笋个体重量,降低退笋数量和退笋率,提高经济效益方面比较突出,表现出不同肥料施肥效应在笋产量与品质差异性。尤以尿素和复合肥施肥量为999.0 kg·hm-2;有机肥(猪粪,风干)为3330 kg·hm-2的混合施肥方式为最好,不但笋产量和质量增产(加)效果明显,而且利润较大,投入产出比较高。8、早期留养母竹其后期出笋量明显减少,7月份留母与10月份留母相比,其发笋个数和产笋量分别减少26.90%和47.48%;个体重以8月份留母竹的鲜笋平均个体重最大,为1.46 kg/个,10月份留母最小,为1.17 kg/个;新竹大小以8月份留母最大,其平均胸径达7.91 cm,10月份留母最小为6.55 cm。说明留母竹时间对笋产量和新竹大小数量有直接影响,留母时间不易过早,也不易过晚,以9月份留笋养母竹较好,既能保证当年的笋产量和经济效益,又能为来年提供质量较好的成竹,满足生产需要。9、培土高度影响笋体在地下生长时间的长短,培土高度为10 cm时其形态品质好、出笋量高,并且市场价格也较好,竹笋营养一般;培土高度为0 cm时,虽然产量低,形态品质差,但内含物品质较好。因此,版纳甜龙竹笋用林经营过程中,培土高度应以10 cm为宜,既达到增产、增收的目的,也保证其营养品质,且实践操作简单容易,建议在生产实践中广泛采用。10、采用三种垦复措施,比较其出笋量和经济效益。结果表明不同垦复施肥措施对竹笋产量、单笋质量、退笋率和经济笋发笋率的影响较大。以带翻垦覆措施的笋产量和经济效益最好,带翻收入可达17645元·hm-2,利润达3695元·hm-2,投入产出比为1.26,明显优于其它两种垦覆措施。因此,在版纳甜龙竹垦覆经营过程中,应以带翻为宜,既可达到增产增收的目的,也可减少水土流失和地表径流,对保护改良土壤和生态环境具有重要意义。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  • 1.1 引言
  • 1.1.1 研究背景
  • 1.1.2 研究目的和意义
  • 1.1.3 项目来源与经费支持
  • 1.2 国内外研究现状与评述
  • 1.2.1 竹类植物遗传多样性
  • 1.2.1.1 国外竹类遗传多样性研究现状
  • 1.2.1.2 国内竹类遗传多样性研究现状
  • 1.2.1.3 AFLP 在植物遗传多样性研究现状
  • 1.2.2 竹类植物生长发育规律
  • 1.2.3 笋用林高效培育研究
  • 1.2.3.1 笋用丰产林结构控制
  • 1.2.3.2 生境控制研究
  • 1.3 版纳甜龙竹国内外研究现状与评述
  • 1.3.1 国外研究现状
  • 1.3.2 国内研究现状
  • 1.3.3 研究评述
  • 1.4 研究目标和主要研究内容
  • 1.4.1 研究目标
  • 1.4.2 主要研究内容
  • 1.5 研究技术路线
  • 1.6 实验步骤和整体安排
  • 第二章 版纳甜龙竹的遗传多样性研究
  • 2.1 材料和方法
  • 2.1.1 供试材料
  • 2.1.2 主要仪器和试剂
  • 2.1.3 试验方法
  • 2.2 结果
  • 2.2.1 DNA 提取及检测结果
  • 2.2.2 AFLP 体系的建立与优化结果
  • 2.2.2.1 模版DNA 的准备
  • 2.2.2.2 酶切与连接
  • 2.2.3 多态性位点比率(PPL)结果与遗传多样性分析
  • 2.2.4 物种和居群水平的遗传多样性
  • 2.2.5 版纳甜龙竹居群个体遗传相似性系数和聚类分析
  • 2.2.6 版纳甜龙竹居群的遗传分化
  • 2.2.7 居群间遗传一致度和遗传距离及UPGMA 聚类分析
  • 2.3 小结
  • 2.3.1 影响版纳甜龙竹AFLP 分析的主要因素
  • 2.3.2 版纳甜龙竹居群遗传多样性和遗传结构
  • 2.3.3 版纳甜龙竹8 个居群的遗传距离与Mental 检验
  • 2.3.4 居群间基因分化系数GSt 与基因流
  • 第三章 版纳甜龙竹竹笋物理性状和品质分析
  • 3.1 材料与方法
  • 3.1.1 实验材料
  • 3.1.2 方法
  • 3.1.2.1 感官品质评价方法
  • 3.1.2.2 径粗和可食用率测定
  • 3.1.2.3 水分、灰分、总糖、总脂、粗纤维、总氮含量测定
  • 3.1.2.4 蛋白质的氨基酸组成分析
  • 3.1.2.5 矿质元素的测定
  • 3.1.2.6 蛋白质、氨基酸质量评价
  • 3.1.2.7 数据处理
  • 3.1.3 实验仪器和试剂
  • 3.2 结果与讨论
  • 3.2.1 版纳甜龙竹笋的物理性状
  • 3.2.2 版纳甜龙竹笋与其他笋的感官评价比较
  • 3.2.3 版纳甜龙竹的主要营养成分含量
  • 3.2.4 版纳甜龙竹鲜笋的矿物质和微量元素含量
  • 3.2.5 版纳甜龙竹鲜笋的氨基酸含量
  • 3.2.6 版纳甜龙竹鲜笋蛋白质的氨基酸质量
  • 3.2.7 版纳甜龙竹笋不同部位营养特征分析
  • 3.3 小结
  • 第四章 版纳甜龙竹生物学特性与发笋规律研究
  • 4.1 材料与方法
  • 4.1.1 试验地概况与材料
  • 4.1.2 研究方法
  • 4.2 结果与分析
  • 4.2.1 发笋成竹规律研究
  • 4.2.1.1 发笋时间和数量规律
  • 4.2.1.2 退笋的时间和数量规律
  • 4.2.1.3 不同笋期的发笋成竹情况
  • 4.2.1.4 不同秆龄的发笋成竹情况
  • 4.2.1.5 不同坡位对发笋、成竹数量的影响
  • 4.2.1.6 不同坡向对发笋、成竹数量的影响
  • 4.2.2 版纳甜龙竹高生长节律研究
  • 4.2.2.1 笋-幼竹生长节律
  • 4.2.2.2 版纳甜龙竹笋-幼竹昼夜生长量比较
  • 4.3 小结
  • 第五章 版纳甜龙竹笋用林丰产结构研究
  • 5.1 试验地概况及试验材料
  • 5.2 研究方法
  • 5.3 结果分析
  • 5.3.1 年龄结构对竹林产量的影响
  • 5.3.2 丛立竹数与笋产量
  • 5.3.3 丛立竹数和冠幅相关方程的建立
  • 5.3.4 竹林密度与笋产量
  • 5.4 小结
  • 第六章 版纳甜龙竹笋用林经营管理技术研究
  • 6.1 试验地概况
  • 6.2 研究方法
  • 6.2.1 试验材料
  • 6.2.2 试验设计
  • 6.2.2.1 不同施肥措施
  • 6.2.2.2 培土厚度
  • 6.2.2.3 留养母竹
  • 6.2.2.4 不同垦复措施试验
  • 6.2.3 出笋量及笋形态指标测定
  • 6.2.4 经济效益分析
  • 6.2.5 竹笋营养成分测定
  • 6.3 结果与分析
  • 6.3.1 版纳甜龙竹施肥效益研究
  • 6.3.1.1 不同施肥处理笋期因子比较
  • 6.3.1.2 不同施肥处理鲜笋产量比较
  • 6.3.1.3 不同施肥处理退笋、经济笋的比较
  • 6.3.1.4 不同施肥处理经济效益分析
  • 6.3.1.5 不同施肥处理竹笋N、P、K 含量比较
  • 6.3.1.6 不同施肥处理笋营养成分含量比较
  • 6.3.2 留母时间对出笋量及新竹大小的影响
  • 6.3.3 培土高度效益研究
  • 6.3.3.1 培土高度对竹笋形态品质的影响
  • 6.3.3.2 培土高度对出笋量的影响
  • 6.3.3.3 笋营养成分分析
  • 6.3.3.4 经济效益分析
  • 6.3.4 不同垦覆施肥措施对版纳甜龙竹发笋的影响
  • 6.3.4.1 笋产量和个体重量的影响
  • 6.3.4.2 不同垦复施肥措施对版纳甜龙竹退笋、经济笋的影响
  • 6.3.4.3 经济效益分析
  • 6.4 小结
  • 第七章 结论与讨论
  • 7.1 结论
  • 7.1.1 版纳甜龙竹的AFLP 分子标记
  • 7.1.2 版纳甜龙竹竹笋物理性状与品质研究
  • 7.1.3 版纳甜龙竹生物学特性与发笋规律研究
  • 7.1.4 版纳甜龙竹笋用林丰产结构研究
  • 7.1.5 版纳甜龙竹笋用林经营管理技术研究
  • 7.1.5.1 施肥措施对产量与品质的影响
  • 7.1.5.2 不同留养母竹时间对笋产量与新成竹质量的影响
  • 7.1.5.3 培土高度对笋产量与品质的影响
  • 7.1.5.4 垦覆措施对笋产量与品质的影响
  • 7.2 讨论
  • 7.2.1 版纳甜龙竹的遗传多样性与系统位置
  • 7.2.2 版纳甜龙竹居群间基因分化系数GSt 与基因流
  • 7.2.3 版纳甜龙竹遗传多样性分析对于引种保存的指导意义
  • 7.2.4 版纳甜龙竹笋营养成分与发笋规律
  • 7.2.5 版纳甜龙竹笋用林立竹结构
  • 7.2.6 版纳甜龙竹笋用林高效培育技术研究
  • 7.3 论文的创新点
  • 7.4 展望
  • 参考文献
  • 在读期间的学术研究
  • 致谢
  • 相关论文文献

    标签:;  ;  ;  ;  

    版纳甜龙竹遗传多样性及笋用林高效培育技术研究
    下载Doc文档

    猜你喜欢