【摘要】：柳樹是楊柳科(Salicaceae)柳屬(Salix)和鉆天柳屬(Chosenia Nakai)植物的泛稱。全世界柳屬植物共有520余種,其中我國有257種,122變種和33變型;在自然條件下,柳樹很容易發(fā)生種間甚至屬間的雜交,具有豐富的遺傳多樣性。柳樹既有高達20 m以上的喬木,也有低至15-30 cm的灌木;既可以作為防護林、水土保持林,又可以用作風(fēng)景林及用材林;特別是具有生物量大的特性,因而可作為重要的生物質(zhì)能源樹種。但目前農(nóng)林業(yè)研究和應(yīng)用的只有白柳、旱柳和垂柳等10個左右的樹種,缺少具有觀賞價值高、光合能力強、生物量大等優(yōu)良特性的品種,因此難以滿足柳樹現(xiàn)代化生產(chǎn)的需求。傳統(tǒng)的雜交育種周期長,效率低。分子標記輔助育種是利用與性狀基因緊密連鎖的分子標記,對目標性狀進行跟蹤選擇的一種育種技術(shù);特別是在遺傳背景復(fù)雜、育種周期長的柳樹中應(yīng)用,可加快育種進程,提高育種效率。目前,分子標記技術(shù)已成功應(yīng)用于柳樹的分類、品種鑒定和遺傳多樣性研究等領(lǐng)域,但與柳樹性狀緊密連鎖的分子標記的研究報道較少。本研究以柳樹種質(zhì)資源為研究對象,首先對形態(tài)特征、光合特性、生物質(zhì)特性等表型變異及多樣性進行分析,并利用篩選出的26對SSR引物和10對AFLP引物對柳樹種質(zhì)資源進行多位點掃描;然后進行群體結(jié)構(gòu)分析,最后對獲得的分子標記與重要形態(tài)學(xué)性狀、光合性狀和生物質(zhì)性狀進行關(guān)聯(lián)分析,尋找與形態(tài)、光合和生物質(zhì)性狀關(guān)聯(lián)的分子標記。主要結(jié)論如下:形態(tài)學(xué)性狀、光合性狀和生物質(zhì)性狀等表型在柳樹無性系內(nèi)一致性高,在無性系間變異幅度大,差異顯著,具有較強地特異性。對3種光合-光響應(yīng)曲線模型擬合結(jié)果比較,得出直角雙曲線修正模型是擬合柳樹光響應(yīng)曲線的最適模型;基于此模型得出的特征參數(shù),將50種無性系分為高光效柳樹、低光效柳樹、喜光型柳樹和耐陰型柳樹4類。通過對生長曲線的分析,認為Logistic模型可以用于擬合柳屬植物苗期生長曲線;根據(jù)曲線的拐點將生長期分為3個階段,其中,速生期是決定柳樹無性系苗高和基徑差異的最關(guān)鍵時期。另外,在對不同無性系物候進行主成分分析的基礎(chǔ)上,得出50種無性系可分為長生長期物侯型、短生長期物侯型和中間型。利用表型差異顯著的4種柳樹無性系對文獻中選出的SSR、AFLP引物初篩,得到多態(tài)性較高的SSR引物26對,AFLP引物10對。將兩種分辨率高,重復(fù)性好的分子標記相結(jié)合來分析遺傳多樣性,可有效避免單一分子標記方法對研究結(jié)果造成的偏差,更準確地反映柳樹種質(zhì)資源的遺傳多樣性。研究認為這些柳樹種質(zhì)資源的遺傳多樣性較高,在基因水平上表現(xiàn)出與表型一致的多樣性和代表性。同時,群體結(jié)構(gòu)的分析認為這些柳樹種質(zhì)資源沒有表現(xiàn)出非常強的群體分化,群體結(jié)構(gòu)較弱。通過關(guān)聯(lián)分析和多重檢驗,最終得到分子標記與表型的關(guān)聯(lián)組合,其中22個SSR標記與16個形態(tài)學(xué)性狀關(guān)聯(lián),3個SSR標記與2個光響應(yīng)參數(shù)關(guān)聯(lián),11個SSR標記與9個生物質(zhì)性狀關(guān)聯(lián);10個AFLP標記和25個形態(tài)學(xué)性狀存在關(guān)聯(lián),7個AFLP標記和3個光響應(yīng)參數(shù)存在關(guān)聯(lián),10個AFLP標記和8個生物質(zhì)性狀存在關(guān)聯(lián);這些標記可用于優(yōu)良子代、親本或無性系的選擇及早期優(yōu)勢的發(fā)掘。綜上所述,本研究從多個方面探明了柳樹種質(zhì)資源的遺傳變異和多樣性,尋找到與形態(tài)、光合和生物質(zhì)性狀關(guān)聯(lián)的分子標記,為柳樹復(fù)雜的性狀解析提供了新的途徑,為柳樹新品種選育、早期優(yōu)勢發(fā)掘和控制優(yōu)異性狀相關(guān)基因的克隆提供參考資料和科學(xué)的理論依據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：中國林業(yè)科學(xué)研究院
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：S792.12

【參考文獻】

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本文編號：2745129