滇杨分枝特性差异的遗传基础研究

滇杨（Populus yunnanensis Dode）是我国特有的杨属青杨派树种，也是全国乃至世界稀有的分布于低纬度高海拔地区的南方型宝贵杨树资源。在资源调查中发现，分布于不同海拔高度的滇杨在树体高生长、分枝特性、干形等方面表现出较大差异。经过交互引种试验发现，母树分枝特性能够稳定地在苗期重现。相同环境条件下植物分枝特性差异的主导因素有遗传物质差异、表观遗传调控及内源激素水平，但滇杨相关研究尚为空白。本研究以不同分枝特性滇杨母树扦插繁殖后的3年生苗木为试材，分别采用DNA-AFLP技术、cDNA -AFLP技术和高效液相色谱仪，测定样株间遗传物质差异水平、主干侧芽萌动前及萌动时基因差异表达状况、侧芽内细胞分裂素与生长素含量变化以及二者的比例关系，从遗传基础揭示滇杨分枝特性差异的机理。本研究结果能够为滇杨理想株型优良无性系的早期选择提供科学依据，缩短其育种周期。

主要开展了不同分枝特性滇杨优树的遗传基础AFLP分析；落叶期、休眠期和萌动期3个时期滇杨优树无性系侧芽内源激素（IAA、ZR和ABA）含量的测定；落叶期、休眠期和萌动期3个时期滇杨优树无性系侧芽内差异基因表达谱的cDNA-AFLP分析，并对特异性差异片段进行了克隆、测序和序列比对分析。.（1）不同分枝特性滇杨优树遗传基础的AFLP分析。以大叶杨、北京杨和黑杨为类外群，应用AFLP技术对收集于四川与云南境内的52株滇杨优树遗传基础进行了分析。结果表明，从42对引物组合中筛选出的8对引物组合共扩增产生325条谱带，其中247条为多态性条带，多态性条带百分率为76.0%。利用UPGMA法的聚类分析结果显示，参试的56份材料可分为4组，第I组由52株滇杨优树构成，第II组由大叶杨组成，第III组由北京杨组成，第IV组是黑杨。52株滇杨优树之间，除QXJ030与QXB007外，其余优树均能够区分开，而聚类关系与采集地、滇杨分枝特性等不完全一致。.（2）滇杨优树无性系不同时期侧芽内源激素含量分析。以滇杨优树无性系1a和3a苗木为试材，采用ELISA方法测定了落叶期、休眠期和萌动期侧芽内IAA、ZR和ABA含量。结果表明，1 a扦插苗ABA和IAA含量在3个时期的变化趋势相同，呈逐步上升趋势，而ZR含量在休眠期时达最高，3种激素在不同时期之间均有极显著的差异；3 a扦插苗ABA和IAA含量的变化趋势均是先降后升，在萌动期时达最大，ZR含量呈逐步上升趋势，3种激素含量在不同时期之间的差异均达极显著；2种苗龄扦插苗的ZR/ABA、ZR/IAA和ZR/ABA+IAA比值变化趋势基本相同，均在休眠期时达到最大，极显著地高于落叶期和萌动期。相关性分析结果显示，分枝角与不同时期的内源激素含量及其比值无直接相关性；分枝数量与不同时期的内源激素均呈负相关关系，且在萌动期达到显著水平，与激素在休眠期到萌动期之间的增量及其比值呈负相关关系。.（3）滇杨优树无性系3个时期侧芽基因差异表达谱cDNA-AFLP分析。采用cDNA-AFLP技术，对滇杨优树无性系3个时期侧芽基因差异表达谱进行了分析，筛选出102条差异片段进行克隆、回收、测序，其中得到有效序列14条。比对分析结果表明，2个EST序列与杨树AP2/ERF转录因子同源，其余各差异片段均与杨树已发布预测蛋白编码基因同源，但功能未知。