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低氮下小黑杨×欧洲黑杨杂交子代苗期性状遗传变异和选择
1
作者 王天欣 牛晋鸿 +2 位作者 曹明嵘 刘成功 李金花 《林业科学》 2025年第2期142-151,共10页
【目的】探析低氮胁迫下杨树杂交子代苗期性状适应性,筛选耐低氮能力强的优良基因型,为选育速生、适应性强的耐低氮性杨树新品种提供理论依据。【方法】以226个小黑杨×欧洲黑杨杂交子代为试验材料,利用温室盆栽方法,在低氮(LN)和... 【目的】探析低氮胁迫下杨树杂交子代苗期性状适应性,筛选耐低氮能力强的优良基因型,为选育速生、适应性强的耐低氮性杨树新品种提供理论依据。【方法】以226个小黑杨×欧洲黑杨杂交子代为试验材料,利用温室盆栽方法,在低氮(LN)和正常供氮(NN)处理条件下,测定生长、叶片形态、叶绿素荧光参数和氮同位素参数性状,基于线性混合模型的限制最大似然/最佳线性无偏预测(REML/BLUP),分析性状遗传变异和估算遗传参数及育种值,利用多性状指数MGIDI法,对杂交子代进行基因型排序,综合评价供试杂交子代适应性。【结果】生长和叶片形态性状均值在两组供氮水平间差异显著,且LN﹤NN,大多数性状基因型效应为显著,基因型与供氮处理环境的交互效应(G×E)均为极显著,而叶绿素荧光参数的基因型和G×E效应均不显著。性状广义遗传力(h2g)、均值遗传力(h2gm)和遗传变异系数(CVg)分别小于0.38、0.56和22.30%。利用生长和形态性状育种值和氮同位素参数观测值,进行主成分分析(PCA)并提取前4个主成分(特征值﹥1,占总方差的84.10%)进行因子分析(FA),4个因子(FA1、FA2、FA3和FA4)分别反映了生长、叶片形态、氮同位素组成和氮同位素含量的信息,获得MGIDI多性状指数,并对杂交子代进行基因型排序,以选择强度20%筛选出了排名前42个子代基因型,其性状遗传增益为2.00%~16.50%,其中有7个、8个、7个和3个基因型分别在生长、叶片形态、氮同位素组合和氮同位素含量上表现出优势。【结论】在低氮胁迫条件对杨树杂交子代苗期生长、叶片形态和生理性状均具有显著抑制作用,生长和叶片形态性状受遗传因素和环境交互作用的影响显著,多性状指数综合评价筛选出的基因型,耐低氮适应性强,可用于耐低氮杨树新品种选育。 展开更多
关键词 杨树 低氮 最佳线性无偏预测 育种值 多性状基因型-理想型距离指数 多性状选择
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PagHK3a基因敲除对银腺杨抗旱性的影响
2
作者 武舒 王洲 +4 位作者 张明艳 钟姗辰 王黎 苏晓华 张冰玉 《林业科学研究》 CSCD 北大核心 2023年第5期1-11,共11页
[目的]:对银腺杨(Populus alba×P.glandulosa‘84k’)组氨酸激酶PagHK3a基因敲除株系的抗旱性进行评价,同时探究PagHK3a基因在杨树响应干旱胁迫过程中的分子调节机制。[方法]:利用5%PEG模拟干旱胁迫处理继代25 d的野生型银腺杨(WT... [目的]:对银腺杨(Populus alba×P.glandulosa‘84k’)组氨酸激酶PagHK3a基因敲除株系的抗旱性进行评价,同时探究PagHK3a基因在杨树响应干旱胁迫过程中的分子调节机制。[方法]:利用5%PEG模拟干旱胁迫处理继代25 d的野生型银腺杨(WT)及其PagHK3a基因敲除株系(C1和C2)组培苗,处理3 h后采用实时定量PCR(Quantitative real-time PCR)方法测定各株系叶片PagHK3a基因、PagHK3a下游基因、干旱胁迫响应基因及抗氧化基因的表达水平;利用称重控水法对各株系盆栽苗进行3个梯度的温室干旱胁迫处理,包括正常浇水(土壤相对含水量:70%~75%)、中度干旱(40%~45%)以及重度干旱(25%~30%),干旱胁迫4周后测定WT及C1、C2株系的瞬时光合参数、过氧化氢(H_(2)O_(2))及丙二醛(MDA)含量、过氧化物酶(POD)及超氧化物歧化酶(SOD)酶活性、株高和地径等生理生化及生长指标。[结果]:在温室中度干旱条件下,C1和C2株系株高生长量均显著高于WT,而在重度干旱条件下,这两个株系的株高生长量与WT相比均无显著差异。分析光合参数发现,在中度干旱条件下,基因敲除株系C1和C2气孔导度及胞间CO_(2)浓度均显著高于WT,但在重度干旱胁迫条件下只有C2株系胞间CO_(2)浓度显著高于WT;在中度干旱胁迫条件下C1株系瞬时净光合速率显著高于WT,在重度干旱胁迫条件下,C2株系瞬时净光合速率显著高于WT。同时生化指标测定结果显示,在中度干旱条件下基因敲除株系C1和C2中MDA及H_(2)O_(2)含量显著低于WT,而在重度干旱胁迫时,仅C2株系显著低于WT;对比分析各株系抗氧化酶活性发现,正常供水条件下,C1株系叶片POD酶活性以及C2株系SOD酶活性显著高于WT,在中度干旱胁迫条件下,C1株系这两种保护酶活性均显著高于WT,而C2株系仅在重度干旱胁迫下显著高于WT。另外,在PEG模拟干旱胁迫处理下,基因敲除株系C1和C2叶片组氨酸激酶基因PagHK3a及其下游响应调节蛋白PagRR2、PagRR15基因表达量与WT相比均显著下调;而干旱胁迫响应基因PagNAC3以及过氧化物酶合成基因POD1的表达则显著上调,超氧化物歧化酶合成基因SOD4的表达与WT相比无显著差异。[结论]:在PagHK3a基因敲除株系中,PagHK3a基因及细胞分裂素信号传导途径中响应调节因子基因PagRR2、PagRR15表达均较WT显著降低,而胁迫响应基因PagNAC3及POD合成基因POD1表达显著升高;同时,在中度干旱条件下PagHK3a基因敲除株系的气体交换能力更强,MDA以及H_(2)O_(2)含量更低,株高生长量更大,从而具有更强的抗旱能力。 展开更多
关键词 银腺杨 组氨酸激酶基因PagHK3a 基因敲除 抗旱性
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