杨树杂交亲本与子代遗传变异及其分子基础研究

【摘要】：本研究以杨属部分种及杂种为亲本,通过人工控制授粉获得杂种群体,在表型水平上,对子代进行数量性状遗传变异分析,经多性状综合评价选择优良杂交组合和优良单株;在DNA水平上,利用AFLP标记技术研究杂交亲本间遗传差异,并与其子代生长性状进行相关和回归分析,在基因组水平探讨杂交亲本选配和杂种优势预测的可行性;在RNA水平上,利用mRNA差异显示技术研究亲本和杂交种的基因表达差异,对差异片段克隆测序和同源性分析,并在此基础上预测其功能,为探讨杂种优势形成的分子机理积累资料。主要研究结果如下: 1.以杨属白杨派、黑杨派、青杨派中的25个无性系为亲本,组配了32个杂交组合,获得26个组合的苗木5000余株。对这些组合的种子和苗木性状进行数量遗传分析表明,种子性状、生长性状、分枝性状、叶片性状在组合间均达显著性差异,各性状的杂交组合遗传力在0.571-0.999间,属于高遗传力性状;在所测定的16个性状中有15个性状的单株遗传力在0.249-1.000之间,属中等或高遗传力性状。表明杂交组合间和组合内个体间存在的变异主要受遗传因素控制,进行优良杂交组合选择和优良单株选择是可行的。 2.综合主成分分析和聚类分析结果表明,大青杨4×T66、大青杨4×T26、1-69×大青杨3、I-69×D324为生长量高、叶片大的优良组合;毛新杨×84K、银毛杨×84K、银腺2号×鲁毛50为生长量较高、叶片较大的优良组合。在这7个优良组合中,大青杨4×T66、大青杨4×T26、I-69×大青杨3、毛新杨×84K、银毛杨×84K为首次选出的5个新杂交组合。并以生长性状为主要选择指标,兼顾分枝性状,选出123株优良单株,为进一步开展无性系测定和区域化试验提供了丰富材料。 3.利用13对AFLP引物对杨属4个派中21个种55个无性系进行遗传变异分析,共检测到858个标记,其中多态性标记为771个,多态性水平为89.9%,每对引物产生的多态性水平在80.7%-98.1%之间;标记片段大小范围为15bp-1000bp,平均片段长度是245bp。由此表明,杨属种间及无性系间在DNA水平上存在广泛变异。 4.首次计算了杨属派间、派内种间、种内无性系间AFLP分子遗传距离,并进行聚类分析,结果表明,杨属派间遗传距离派内种间遗传距离种内无性系间遗传距离;在派间遗传距离中,白杨派与胡杨派最大(0.5314),其次是白杨派与黑杨派(0.4781)、白杨派与青杨派(0.4732)、黑杨派与胡杨派(0.4706),这三个遗传距离较接近;再者是青杨派与胡杨派(0.4379);派间遗传距离最小的是黑杨派与青杨派(0.3263)。派内种间遗传距离大小依次为青杨派(0.2482)、黑杨派(0.2435)、白杨派(0.1856)。派间聚类分析结果与经典形态分类完全一致,派内种间及种内无性系间与形态分类基本相同。

【关键词】：杨树 杂交 遗传变异 分子基础 AFLP mRNA差异显示
【学位授予单位】：北京林业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：S792.1
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