普通油茶重要经济性状及脂肪酸组成遗传变异研究

普通油茶重要经济性状及脂肪酸组成遗传变异研究

田朝光[1]2000年在《普通油茶重要经济性状及脂肪酸组成遗传变异研究》文中指出本论文以普通油茶7个无性系和他们的杂交一代(7个无性系中,三个做父本,4个做母本,按3×4杂交,得杂交一代12个)为研究对象,采用完全随机区组田间试验设计,对油茶重要经济性状(树形特征:树高,冠幅等;果实特征:果高,果径,出籽率,出仁率,含油率等)和脂肪酸组成进行了调查研究。结果表明,同一性状油茶无性系(家系)间存在较大的差异,而且,有些差异是由遗传品质决定的,广义遗传力很高,如:出仁率的母本遗传力为0.83,含油率的母本遗传力为0.76。但有的性状受环境影响较大,遗传力较小,如出籽率、含油率的父本遗传力极低,接近于0。无性系的油脂脂肪酸组成是论文的另一重要部分,对核心试验7个无性系、12个杂交一代(每个有三次重复)及其他部分优良无性系的油脂脂肪酸组成进行了测定,采用气象色谱法。色谱结果表明,无性系(家系)间的油脂脂肪酸组成之间差异很大,软脂酸,油酸,亚油酸的含量差异都达到了显著水平,广义遗传力较高,估测结果为:亚油酸父本遗传力为0.87,油酸父本遗传力为0.91,软脂酸父本遗传力为0.69。且父本和母本对于代性状的影响大小不同,如出仁率受母本影响较大,而软脂酸、油酸和亚油酸受父本影响较大。本论文还调查分析了无性系花期,综合分析了油茶许多性状。结果表明,除了数量性状间(如含油率和出仁率之间)有显著相关外,脂肪酸之间,脂肪酸与花期、油茶生物学性状以及脂肪酸与数量性状间都有相关性,有些达到了显著水平。 了解作物遗传背景,掌握遗传规律是育种工作得以深入的重要原因,油茶主要经济性状遗传规律的研究,开展不多,尤其脂肪酸组成和经济性状的广义遗传力的估测。本课题通过全同胞子代与亲代的同时测定,将遗传规律的研究放到了首位,并将遗传规律的研究与优质新品种的筛选紧密结合起来。对木本油料树种油茶来说,该项研究尚属首例。所做出的结果可为高产优质油茶的选育提供参考。

孙佩光[2]2012年在《广宁红花油茶种质特性与变异研究》文中认为油茶(Camellia oliefera)属山茶科山茶属,是中国南方主要的木本食用油料树种。广宁红花油茶(Camellia semiserrata Chi.)是油茶一个重要栽培物种,其种子含油量高,茶油品质好,既是优良的木本油料树种,又是观赏价值极高的庭园绿化树种。但目前鲜见有广宁红花油茶遗传变异、生物学特性、油脂特性、优良种质筛选与评价等方面的研究。本文以广宁红花油茶核心分布区的典型种群为研究对象,对其种群生长形态、生殖生理、油脂特征等方面进行了深入调查分析,旨在揭示其种群遗传变异特征,为广宁红花油茶优良种质筛选和高效培育提供了理论依据和技术支持。本研究主要结果如下:(1)广宁红花油茶主要表型性状变异十分丰富,可选择潜力巨大。树体性状变异分枝数变异系数最大(CV为56.67%),树高变异系数最小(CV为19.53%);叶片性状变异最大和最小的性状分别为叶缘锯齿比例和叶片长/宽,其变异系数分别为27.3%,15.03%;在枝梢性状变异中,变异系数最大的是新发枝梢数(CV为57.44%),最小的为叶片数(CV为25.10%);在花器官性状中,花冠冠幅变异系数最大(CV为43.6%),内轮雄蕊数目比较稳定,变异系数最小(CV为11.45%);在果实形态变异中,单果茶籽重量变异系数最大(CV为39.98%),果横径指标变异系数最小(CV为11.58%);在果实经济性状中,单株产果量变异系数最大(CV为85.86%),种仁含油量比较稳定,变异系数最小(CV为4.62%)。(2)广宁红花油茶净光合速率日变化呈‘双峰型’,存在明显的光合午休;蒸腾速率日变化呈‘单峰型’,水分利用率日变化则呈‘双峰型’曲线。净光合速率的最大值和最小值分别为7.278μmol·m-2·s-1和5.473μmol·m-2·s-1,分别出现在果实成熟期和花期。广宁红花油茶大树的光饱和点为274.6μmol·m-2·s-1,光补偿点为21.59μmol·m-2·s-1,表明大树在强光下光合速率较强,属于阳性树种。气孔导度、胞间CO2浓度和大气温度对广宁红花油茶净光合速率有显著影响。(3)广宁红花汕茶的叶片为异面叶,气孔仅分布于下表皮,气孔为内陷型,气孔密度为138个/mm2。叶片曲表皮、叶肉、叶脉3部分组成,主脉有一个U型维管束。幼茎由表皮、皮层和维管柱组成,老茎包括周皮和次生维管组织两部分。根的初生构造主要有表皮、皮层和维管柱组成,次生构造主要有周皮和次生维管组织构成。广宁红花油茶花被片呈螺旋型发生,4-5枚心皮原基同时发生于环状分生组织,初始时4~5枚心皮原基离生,在后来的发育中心皮原基底部逐渐愈合,经过进一步发育,心皮原基纵向伸长发育成合生花柱,柱头浅裂,一般3~5裂。雄蕊原基分为内轮雄蕊原基和外轮雄蕊原基两部分,内轮雄蕊原基离生,同时发生于环状分生组织;外轮雄蕊原基分为3~5层,其基部1/3~1/2合生,外轮雄蕊原基中同层的雄蕊原基同时发生,不同层的雄蕊原基发生次序有别。(4)广宁红花油茶果实形态增长快速时期为7月上旬~8月下旬,单果重量和50粒鲜籽重量增长快速时期为6月上旬~7月初,油脂积累的关键时期为7月~9月。利用索氏提取法测定了132份广宁红花油茶茶籽含油量的化学值,结合近红外漫反射光谱,比较了多种光谱预处理和模型回归方法,确定了SNV+一阶导数组合是对去壳油茶扫描光谱预处理的最佳方法,偏最小二乘法PLS是种=子含油率近红外分析回归建模的最佳方法。构建了粉碎种仁样品的近红外光谱分析模型,模型参数Rc和Rcv分别为0.9560和0.9521,RMSEC和RMSEV分别为0.5960和0.6712。用10个外部样品对模型进行验证,结果表明近红外模型预测值与化学测定值的相关系数为0.98,标准误差为0.33,说明可以利用该模型对广宁红花油茶种子含油量进行预测。建立了广宁红花油茶种子含油量快速而准确的预测方法。(5)筛选出13株广宁红花油茶优良种质。利用灰色关联度分析对优良种质进行综合分析,结果表明13株优良种质的加权关联度大小依次为:HY6、H6、HY5、HY4、Y23、Y9、Y28、HY11、HY1、HY8、B42、B55、HY3。优良种质经济性状与单位冠幅产油量的密切程度排序为:种仁含油率、鲜果出籽率、单果鲜重、鲜果含油率鲜果干出仁率、冠幅、单株产果量、单株产油量,在今后的广宁红花油茶优良种质筛选过程中,可以使用这几个指标对其优良种质进行综合评价。

张国武[3]2007年在《油茶优良无性系性状表现的比较分析与评价》文中研究指明油茶是指山茶科(Theaceae)山茶属(Camellia.L.)植物中油脂含量较高且有栽培经济价值的一类植物的总称。它是我国南方特有的重要的木本食用油料树种,为世界四大名优食用油料树种之一。本研究对长林3号、4号、27号、53号、56号和166号6个油茶优良无性系在早实期从形态特征、个体差异、生长状况、经济性状以及净光合速率等方面进行了比较分析和评价。从分子水平上探索了上述6个及长林18号、21号、40号和59号共10个油茶优良无性系及1个油茶实生苗对照之间的亲缘关系。主要研究结果如下:(1) 6个无性系在许多性状的表现上有较大相似性,但某些形态特征体现了较大差异,可作为品种区分和识别的重要依据之一。这些差异主要表现在:叶片大小,27号最大(16.57cm2),3号(9.25cm2)和166号(9.00cm2)最小。果实大小,53号最大(果高3.7cm,果径4.13 cm),166号最小(2.85cm,3.40cm)。树体结构,56号树型高大,53号低矮;166号冠幅最宽,27号最窄;4号枝叶浓密,56号和3号稀疏;(2)对树高、冠幅、地径、枝下高、产量等性状个体差异(变异)综合评定,各无性系遗传稳定性的优劣次序为:3号、4号、53号、166号、56号、27号;生长状况综合评定,其优劣次序为:4号、3号、166号、56号、53号、27号。以产油量、鲜出籽率、种仁含油率、亚油酸含量为衡量指标,对各无性系经济性状综合评定,其优劣次序为:3号、56号、53号、4号、166号、27号。由此,初步认为,3号是重点优选对象;其次为4号;27号最差,若在6个无性系中再选择,可考虑淘汰。(3)各无性系种子脂肪酸的主要组成成分是不饱和脂肪酸。其含量高低依次为166号(90.16%)、4号(89.81%)、53号(89.12%)、27号(88.69%)、3号(88.47%)、56号(83.61%),其中亚油酸含量高低依次为56号(14.09%)、53号(10.81%)、3号(6.35%)、27号(6.30%))、166号(5.33%)、4号(4.40%)。(4) 6个无性系在同一生长期,净光合速率日变化曲线大致相同,光合强度仅在个别时段差异相对较大;不同生长期的净光合速率,7月最低,11月其次,9月最强。7月和9月日变化均为双峰曲线型, 7月峰值分别在8:00a.m.和17:00p.m.,最大值为8:00a.m.; 9月分别在10:00a.m和17:00p.m.,最大值为10:00a.m.;11月为单峰曲线型,峰值在12:00p.m.。(5)以实生苗为对照,对10个无性系进行ISSR分子标记。测得各基因型间的平均遗传距离为0.419,其中无性系与对照相差较大,平均为0.58。聚类结果划为三大类群:类群Ⅰ为实生苗;类群Ⅱ为4号无性系;类群Ⅲ为其它9个无性系,其中3号和18号,27号和56号,21号和40号之间的亲缘关系更近。研究表明,各无性系之间存在一定差异,可以从分子水平上将它们进行鉴别,同时也体现了它们在分子水平上的这种遗传差异与其某些性状外部表现上的差异的一致性。(6)从个体差异、生长状况、各性状相关性分析均表明:生长年龄不同或性状不同,各无性系之间的比较分析,其结果排序仅体现了一定趋势,规律不明显,有的变化较大。初步分析可能的原因有:研究期间各无性系尚为4~6年生,而正常成龄期至少在8~10年,各方面生理机能未完全成熟,生理活动异常活跃,波动大;进入成龄期早,3~4年生就开始挂果,营养与生殖生长难于平衡;果实生长与花芽分化、开花同时进行,养分等的供给矛盾突出;各无性系本身的遗传基础不一样。

刘子雷[4]2007年在《浙江红花油茶主要性状变异规律研究》文中研究说明本文对浙江红花油茶(Camellia chekiangoleosa Hu.)主要性状变异规律进行了初步研究,结果表明:浙江红花油茶各性状在各产地单株内、产地内单株间和产地间均存在不同程度的变异。枝梢性状在单株内变异系数均值基本遵循枝梢长>枝梢叶间距>枝梢叶数量,新发枝数变异系数均值波动较大;叶片性状在单株内变异系数均值主要可分为4部分,锯齿对数变异系数均值最大,其次为叶宽、叶脉对数和叶柄长,最小的是长宽比和叶长,叶厚变异系数均值波动较大。果实性状在单株内变异系数均值基本遵循:单果籽数>果重>鲜出籽率>果皮厚>果高和果径>高径比,果实裂数波动较大。千粒重在单株内变异系数均值最大的是郑地村(CV为33.73%),其次为应村乡(CV为27.4%),再次为面桥坑林区(CV为26.741%)和大洋山林区(CV为26.65%),最后为黄檀林场(CV为24.7%)和黄金村(CV为24.51%)。在各产地内枝梢性状利叶片性状在单株间差异均达到极显著水平。各产地树体性状在单株间变异系数遵循冠幅>地径>冠高>树高,只有分枝数变异系数波动较大;各产地枝梢性状在单株间变异系数遵循枝梢长>枝梢叶间距>枝梢叶数量,新发枝数变异系数均值波动较大;叶片性状除黄檀林场在单株间锯齿对数变异系数小于叶柄长,各产地叶片性状在单株间变异系数主要可分为4部分,锯齿对数变异系数最大,其次为叶柄长和叶宽,再次为长宽比和叶长,叶厚和叶脉对数波动较大。单位冠幅产果量(g/m~2)在6个产地变异系数大小顺序为:大洋山林区(CV为172.4%)>面桥坑林区(CV为163.6%)>郑地村(CV为145.6%)>黄金村(CV为107.9%)>应村乡(CV为99.02%)>黄檀林场(CV为87.54%);单位冠幅产油量(g/m~2)在6个产地变异系数大小顺序为:大洋山林区(CV为170.6%)>面桥坑林区(CV为161.1%)>郑地村(CV为146.5%)>黄檀林场(CV为94.66%)>应村乡(CV为92.72%)>黄金村(CV为86.81%)。各产地内果实各性状在单株间差异均达到极显著水平。除应村乡高径比单株间变异系数略大于果高和果径,各产地果实各性状在单株间变异系数主要可为5部分,果重变异系数最大,其次为果皮厚、单果籽数、鲜出籽率、干出籽率,再次为果高和果径,高径比变异系数最小,果实裂数波动较大。千粒重在各产地内单株间差异均达到极显著水平,除黄金村均匀度变异系数小于含水率变异系数,油茶籽性状在产地内单株间变异系数主要可分为3部分,均匀度在产地内单株间变异系数最大,其次为千粒重和含水率,再次为出仁率和含油率。各产地油中各脂肪酸组成在单株间变异系数主要可分为3部分,硬脂酸、亚油酸、亚麻酸、花生酸变异系数较大,其次为棕榈酸,油酸的变异系数最小。树高、冠幅、分枝数在产地间差异不显著,冠高差异达到显著水平,地径差异达到极显著水平;新发枝数和枝梢叶间距在产地间差异均达到极显著水平,枝梢长达到显著水平,枝梢叶数量则差异不显著;叶宽、长宽比、叶脉对数、锯齿对数在产地间差异均达到极显著水平,叶柄长达到显著水平,叶长和叶厚差异不显著。树体性状总体变异系数最大的是冠幅(CV为50.15%),其次为分枝数(CV为42.33%)、地径(CV为40.05%)、冠高(CV为28.10%),树高变异系数最小(CV为19.80%);枝梢性状总体变异系数最大的是枝梢长(CV为35.45%),其次是枝梢叶间距(CV为30.15%)和新发枝数(CV为24.96%),枝梢叶数量最小(CV为19.59%);叶片性状总体变异系数最大的是锯齿对数(CV为20.42%),其次是叶厚(CV为18.00%)和叶脉对数(CV为15.28%),再次为叶柄长(CV为14.48%)、叫宽(CV为13.63%)和长宽比(CV为11.13%),最小的是叶长(CV为9.71%)。单位冠幅产果量(g/m~2)和单位冠幅产油量(g/m~2)在产地间差异均达到显著水平。6个产地作为总体,单位冠幅产果量(g/m~2)和单位冠幅产油量(g/m~2)变异系数分别为146.7%和133.6%。果高、高径比、果重、干出籽率在产地间差异均达到极显著水平,果径在产地间差异也达到显著水平,果皮厚、单果籽数、果实裂数、鲜出籽率在产地间差异不显著。果实性状总体变异系数最大的是果重(CV为33.16%),其次是单果籽数(CV为21.64%),再次为干出籽率(CV为20.59%)、鲜出籽率(CV为19.85%)、果实裂数(CV为19.53%)、果皮厚(CV为18.93%)、果高(CV为13.01%)、果径(CV为11.46%),最小的是高径比(CV为8.649%)。千粒重和含水率在产地间差异均达到极显著水平,均匀度、出仁率和含油率在产地间差异不显著。6个产地作为总体,茶籽性状变异系数最大的是均匀度(CV为35.92%),其次为千粒重(CV为30.05%)、含水率(CV为29.80%),再次为出仁率(CV为9.033%),最小的是含油率(CV为7.267%)。亚油酸、亚麻酸、花生酸在产地间差异不显著,硬脂酸和油酸在产地间差异显著,棕榈酸在产地间差异极显著。6个产地作为总体,各脂肪酸百分含量变异系数最大的是亚麻酸(CV为53.16%),其次是花生酸(CV为49.69%),再次为硬脂酸(CV为26.73),再次为棕榈酸(CV为9.924%)、亚油酸(CV为8.286%),最小的是油酸(CV为2.215%)。

李良[5]2010年在《湖北省油茶优良单株遗传多样性及品质初步分析》文中提出油茶(Camellia oleifera Abel.)是指山茶科(Theaceae)山茶属(CamelliaL.)油脂含量较高且有栽培经济价值的一类植物的总称。本研究从湖北省的东南西北四个区域的不同地区采集了无病虫害且生长旺盛的优良单株新鲜叶片,进行ISSR遗传多样性分析。同时针对25个表现良好的单株果实进行脂肪酸分析,为下一步选优工作提供理论依据。主要结果如下:(1)从99条ISSR引物中筛选出16条多态性带数且谱带亮度等方面均表现良好的引物,用这16条引物对110个油茶叶样的基因组DNA进行PCR扩增,共得到221条扩增谱带,其中多态性条带218条,多态性百分率(PPB)达到99.09%。(2)分别采用多态位点百分率(PPB)、有效等位基因指数(AE)、观测等位基因指数(A0)、Ne'基因多样性指数(HE)以及Shannon's多态信息指数来衡量油茶的遗传多样性,结果表明,湖北省不同产地间的油茶的遗传多样性水平较高:湖北省油茶的物种水平遗传多样性达到99.09%,群体多态位点百分比达到了61.49%,Nei's遗传多样性指数为0.2776,Shannon's多态信息指数为0.4291。(3)七个主要县市的遗传多样性比较:松滋地区的各项指标均为最高,五峰地区的多态性百分率和观测等位基因(AO)指数为最低,武汉狮子山的有效等位基因指数(AE)、Nei's基因多样性指数和Shannon's信息指数均为最低。松滋地区的多态性百分率为85.45%,观测等位基因指数(AO)为1.8545,有效等位基因指数(AE)为1.3852,Nei's基因多样性指数为0.2423,Shannon's信息指数为0.3795。五峰地区的多态性百分率为52.73%,观测等位基因(AO)指数为1.5273。武汉狮子山的有效等位基因指数(AE)为1.2539、Nei's基因多样性为0.157和Shannon's信息指数为0.2438。(4)根据群体间的Nei's遗传一致度(I)和Nei's遗传距离(D),应用NTSYS2.1软件,采用UPGMA法构建聚类图,结果发现:麻城、阳新、新洲、五峰、谷城和武汉六个地区的个体基本上可以聚集在一起,而松滋地区的不同个体不能按地区聚集在一起间,遗传距离相差很大,这可能是因为其资源是由不同地方引进的原因导致的。(5)油茶的主要经济性状与鲜籽含油率相关性大小为:干仁含油率>鲜籽出仁率>种仁含水率>冠幅单面积产量>单株产量>冠幅。其中与之呈显著正相关的是鲜籽出仁率和干仁含油率,相关系数分别为0.622、0.928。其他指标虽然与之呈负相关,但不显著。(6)油茶的鲜籽含油率为14.84%~36.41%,表明地区间有较大的差异。(7)油茶脂肪酸的成分主要是油酸、亚油酸、棕榈酸和硬脂酸,不同采样地点的单株脂肪酸组成有一定的差异。其中不饱和脂肪酸总量范围为76.30%~91.04%,平均含量为88.86%,变动系数为3.51%;油酸含量范围为65.70%~84.48%,平均含量为79.85%,变动系数为5.14%;亚油酸含量范围为6.14%~13.37%,平均含量为9.63%,变动系数为23.01%;棕榈酸含量范围为6.61%~11.01%,平均含量为7.97%,变动系数为11.88%。(8)油茶种子各脂肪酸组成成分的含量之间存在显著相关性,其中油酸与亚油酸含量存在极显著负相关,相关系数-0.631,而二者含量之和相对稳定。

靳高中[6]2012年在《腾冲红花油茶主要性状变异分析》文中研究表明对腾冲红花油茶的主要性状变异及性状间的相关性进行分析,结果表明:各营养体性状、花器官性状、种实性状、茶籽油性状在居群间、居群内单株间、单株内均存在不同程度的变异。腾冲红花油茶营养体性状(除地径、枝条软硬、枝梢花)在居群间存在极显著差异。单株间树均高4.76m,范围2.2-8.4m;地径均粗0.18m,范围0.032-0.650m;冠幅均值为17.82m2,范围为1.50-76.63 m2。不同性状在居群间变异程度不同,冠幅变异程度最高,变异系数为78.89%,树高变异程度最低,变异系数为27.40%。分枝角在45°左右,变异程度较高。叶性状在居群内变异程度最低,变异系数在20.00%左右,变异程度最高的是叶面积,变异系数为29.88%,最低的是叶长,变异系数为12.65%。营养体的不同器官,其变异程度差异较大,其顺序为:树体结构性状>枝梢性状>叶性状。腾冲红花油茶花蕾形状在居群间差异不显著;花性状除花萼数、雄蕊数和柱头长的居群间差异极显著外,其它性状均未达到显著性水平;单株间开花率、座果率、座果数差异达到极显著水平,但在不同方位间其差异不显著;在油茶林混杂群体中开花率大于60.00%的植株占总株数的53.33%,存在座果率大于80.00%的植株;单花可授期单株间均值为5.91天,最长为12天,最短为2天,单株内最长相差9天,最短为0天;不同花期类型的植株间单株产果量差异不显著;腾冲红花油茶盛花期多与霜期相遇,但仍存在产量较高的植株。根据腾冲县的气候和腾冲红花油茶的花期,应重点培育花期较早的单株。腾冲红花油茶各种实性状在居群间和居群内均存在显著或极显著的差异,且居群内的变异远大于居群间的变异;不同性状变异程度最高的是单果鲜籽质量(变异系数为42.99%)、单果质量(变异系数为38.17%)和单籽质量(变异系数为31.66%),其次是果高(变异系数为15.69%)和果径(变异系数为14.01%),果形指数(变异系数为13.75%)变异程度最小;不同居群变异程度最高的是居群漭水1(变异系数为30.05%),最低的是居群漭水3(变异系数为15.3%),平均为:24.83%;不同性状表型分化程度不同,果实形状分化程度最高,果径分化程度最低;除果高和单果质量外其余各性状间均存在显著或极显著的相关性,果径和单果质量的皮尔逊简单相关系数高达0.90;果高与经度和海拔显著正相关,与纬度显著负相关,存在明显的地理变异趋势。腾冲红花油茶茶籽油主要由油酸、亚油酸、亚麻酸等不饱和脂肪酸及硬脂酸、棕榈酸等饱和脂肪酸组成。油酸含量相当稳定,均值为73.03%,变异系数为0.11,保证了茶籽油具有较高的品质;油酸含量均值为7.58%,变异系数为0.24。单株间种仁含油率为42.92%,最小值为15.55%,最大值为55.99%,频数频率分布图显示:种仁含油率大于45.88%的植株占植株总数的45.3%,种仁含油率低于15.55%的植株占植株总数的5.1%;种仁含油率在不同居群间存在极显著的差异,在西山坝居群其变异程度最低,变异系数为:11.26%,在中和居群其变异程度最高,变异系数为21.98%。脂肪酸含量在不同居群间差异状况不同:硬脂酸含量达到极显著水平。营养体性状与产量性状间存在密切的关系,其中树高、冠幅构成腾冲红花油茶丰产的基础,与单株产果量成极显著或显著相关。叶面积与单株产果量成极显著正相关,说明,增加植物的有效光合面积对提高油茶产量具有积极的意义。果高、果径与单果质量的相关性不一致,在某些居群内其相关性未达到显著性水平。饱和脂肪酸与不饱和脂肪酸间多为负相关,证明在油茶成熟的过程中它们之间存在一定的转化。

谢一青[7]2013年在《小果油茶种内类型划分、评价及亲缘关系研究》文中提出小果油茶(Camellia meiocarpa Hu.)是我国栽培面积和年产量仅次于普通油茶的油料树种,但对其遗传改良研究仍处于初级阶段。小果油茶为异花授粉植物,种内变异类型极为丰富。为充分挖掘和利用现有的遗传变异,本文在前期充分调查的基础上,对小果油茶种内自然变异类型进行了划分,同时针对小果油茶分类地位仍存在异议的问题,从孢粉学、表型、基因组DNA和基因转录水平上对典型小果油茶类型的亲缘关系进行了研究。主要结论如下:1.根据小果油茶生物学特性及种群遗传特点,结合前期的调查资料,初步对小果油茶种内变异类型进行了划分。结果表明:小果油茶树体、果实、叶片、花等表型性状变异十分丰富,其中树体性状的变异系数最大(平均CV=43.79%),其次是果实性状(平均CV为26.09%),叶和花性状的变异系数相对较小,平均为16.84%和16.53%。综合R型聚类和主成分分析结果及成熟期等生态表现,提出以果实横径、果皮厚度和成熟期作为类型划分的指标,将小果油茶初步划分为10个类型。2.比较了部分典型小果油茶类型和普通油茶的花粉形态,并分析其与山茶属物种间的亲缘关系,结果表明:不同类型小果油茶的花粉均具有山茶属植物花粉的种属特征,即:花粉粒为长形球、近球形,赤道面观长椭圆形,极面观三裂圆形,具三孔沟,但花粉粒的外观表面纹饰特征因不同类型而异。相关分析表明,不同小果油茶类型的单果质量、鲜出籽率与花粉粒极轴长(P值)呈显著负相关,与沟间距离呈显著正相关,因此可以通过花粉形态特征来鉴别小果油茶类型。通过比较小果油茶和36个山茶物种间的花粉形态特征,发现小果油茶花粉大小与油茶组、红山茶组的大部分种相似,而与连蕊茶组、短柱茶组、糙果茶组等大部分种相差甚远,初步说明,小果油茶与油茶组和红山茶组的大部分种有较近的亲缘关系。3.对部分典型小果油茶类型和42个山茶属油用类物种间的亲缘关系进行分析。结果表明:46个物种(类型)的表型性状变异极为丰富,叶片、花、果实及其经济性状等39个性状的变异系数达4.95%~159.41%,尤其是单果质量和单果籽质量的变异系数更是高达159.41%和134.72%;通过聚类分析将46个物种(类型)分为2大类群,其中小果油茶大果薄皮立冬籽(龙眼茶)、中果薄皮霜降籽(羊屎茶)、小果薄皮寒露籽(珍珠茶)和中果薄皮寒露籽(宜春白皮中籽)先与钝叶短柱茶聚在一起,再与短柱茶、粉红短柱茶、小果短柱茶、普通油茶等12个物种聚为一个亚类,说明小果油茶的表型性状和这些物种的表型性状相似性较高。4、采用AFLP标记对部分典型小果油茶类型和42个山茶属油用类物种间的亲缘关系进行了分析。结果表明:18对AFLP引物组合共检测到642条多态性条带,多态性条带占95.69%;小果油茶羊屎茶与珍珠茶遗传相似系数最大,为0.9539,越南油茶与滇北红山茶遗传相似系数最小(0.5272)。通过聚类分析将46个物种(类型)划分为5个类群:越南油茶和小果短柱茶分别单独为一类;糙果茶组聚为一类;14个红山茶属物种和短柱茶组中果实性状较为类似的陕西短柱茶、攸县油茶和闽鄂山茶聚为一大类;小果油茶与除小果短柱茶外的油茶组、短柱茶组部分种聚为一类。与形态学标记相比较,发现两种标记的聚类结果并不完全一致,但在一定程度上可以互补。5.以小果油茶和普通油茶的嫩叶及种仁为材料,建立了适合油茶的cDNA-AFLP反应体系。结果表明:总RNA中分离的mRNA经合成双链cDNA后,用限制性内切酶EcoRⅠ和MseⅠ在37℃下5h内完全酶切,经5U T4连接酶16℃连接的产物稀释10倍后直接用于预扩增;在20μL选择性扩增体系中,以预扩增产物稀释30倍为模版、dNTP (10mM)1.5μL、引物(10μM)1.0μL、Taq酶用量1.25U时的扩增效果较好。利用优化体系成功筛选出61对可以获得带型丰富且重复性好的引物组合。6.为进一步分析典型小果油茶类型间差异的遗传学基础,本文尝试用cDNA-AFLP技术对小果油茶基因表达差异进行分析。138对引物组合共扩增出3649条转录衍生片段(TDFs),其中差异显示的TDFs有3557个,多态率高达97.48%。研究发现在大果薄皮立冬籽龙眼茶和普通油茶中特异表达的TDFs占总差异带的4.27%,在龙眼茶和宜春白皮中籽中特异表达的TDFs占4.53%,在龙眼茶和羊屎茶中特异表达的TDFs有1.57%,在龙眼茶、羊屎茶和宜春白皮中籽中均特异表达的TDFs占1.88%,而在龙眼茶、宜春白皮中籽和普通油茶中均特异表达的TDFs占3.54%,说明龙眼茶与普通油茶和宜春白皮中籽的亲缘关系可能较近,而与羊屎茶的亲缘关系可能相对较远。基于TDFs表达模式差异的多态性将5个参试材料分为3类,其中龙眼茶和宜春白皮中籽聚为一类,羊屎茶和珍珠茶归为一类,普通油茶独立为一类,这与基因组DNA的AFLP分析结果一致。差异TDFs经回收及测序,获得了789个差异基因片段。经BlastX/N同源性比对,有716个在GeneBank中找到了同源序列,其功能主要涉及信号转导、转录因子、蛋白质合成、代谢、运输、细胞防御等方面。以上研究结果为小果油茶的分类、遗传改良、种质资源保护及进一步开发利用提供了理论依据。

周长富[8]2013年在《油茶种子发育过程组分及脂类代谢相关基因表达变化研究》文中提出油茶泛指山茶科(Theaceae)山茶属(Camellia)中具有生产价值的油用物种,是中国重要木本油料树种,其中普通油茶(Camellia oleifera Abel)栽培面积最广、产量最高,在生产中应用最广泛。自“六五”以来,研究者们在普通油茶果实产量、果实性状及采后加工、茶油营养成分、茶油储藏等方面开展了大量研究,并已获得了巨大进展。但对油茶种子发育过程中果实形状、种子的物质组成及重要性状控制基因的表达变化规律等研究较少。研究油茶果实和种子的生长发育规律,探索种子发育过程中重要营养成分的合成贮存规律,将为采用分子手段调控油茶种子重要营养成分合成,进一步提高茶油的营养保健价值奠定理论基础。本文分析了油茶果实和种子发育过程中表型性状、物质组成、重要性状基因表达量等指标的变化规律,具体研究内容如下:(1)分析了普通油茶长林系列4号、40号和166号3个无性系5-10月份果实果形、果重和种子的重量、鲜果出籽率等指标在果实生长过程中的变化规律。分析表明,3个无性系5月份果实大部分为圆橄榄形,8月份果形变化较大,到9月份基本分化成各无性系的特征果形;果实6-8月份间果实为迅速膨大期,果实重量和纵、横径大小在此时增长量最大,9月份之后果实重量和大小基本保持恒定;种皮厚度各月变化不大。种子重量和大小6-10月持续增长,其中6-8月份生长速度较快。鲜果出籽率6-8月迅速提高,9月份后基本稳定。因此6-8月是油茶果实及种子迅速生长期。(2)检测了长林系列4号、40号和166号3个无性系7-10月种子的主要物质组成,结论如下:3个无性系的种子含水率5-10月均处于逐渐下降的趋势,其中8-10月水分含量迅速下降。鲜籽含油率7-10月持续增加,而8-10月份增长幅度最大。蛋白质、淀粉含量与油脂含量的变化规律基本一致,可溶性糖含量各月份变化不大。茶皂素含量随种子成熟不断提高。可见8-10月份是普通油茶种子主要物质积累期。(3)采用solexa技术对长林4号无性系7-10月份种子进行转录组测序,获得大于200bp的unigene77050条。其中包括脂肪酸合成相关13个酶的99条unigene、脂肪酸链延长相关5个酶的8条unigene、7个脂肪酸去饱和酶的77条unigene,及与角鲨烯和茶皂素合成相关的4个重要酶的34条unigene等。并比较了7-10月份unigenes的RPKM值大小。(4)筛选了6个主要油茶物种的相对稳定的内参基因。参考其他物种的内参基因,并以RNA-Seq数据为基础,选择种子发育过程中表达量相对稳定的15个基因,用qRT-PCR方法分析15个基因在浙江红花油茶、宛田红花油茶、广宁红花油茶、攸县油茶、小果油茶和普通油茶等6个油茶物种的根、茎、叶、花、种子中表达量的稳定性,结果表明不同物种和不同组织最稳定的内参基因不完全一致,其中TUBα-3、CESA及ACT7α为各物种和组织的表达量相对稳定的内参基因。(5)以筛选出的CESA为内参,用qRT-PCR方法分析了4个脂类代谢途径29个相关酶基因不同时期的表达量,并进一步研究了在不同时期这些酶基因表达量与其相关代谢产物含量的相关性。比较采用qRT-PCR和RNA-Seq方法分析基因的表达量,结果表明两种方法检测的结果基本一致,但存在细微的差异。例如脂肪酸合成过程中BCCP基因、脂肪酸链延长的ECH基因和脂肪酸去饱和酶FAD8基因。基因表达与代谢相关产物含量变化相关性分析表明脂肪酸合成相关基因表达量变化提前于产物含量变化,而类固醇生物合成代谢中如角鲨烯合酶(SQS)和鲨烯环氧酶(SQE)基因表达量与角鲨烯和甾醇含量变化趋势一致。(6)克隆了油茶籽油中重要营养成分角鲨烯合成的两个关键酶SQS和SQE基因。采用RACE方法,分离的普通油茶SQS基因cDNA全长1490bp,开放阅读框1245bp,编码414个氨基酸,SQE基因cDNA全长2058bp,开放阅读框1605bp,编码534个氨基酸。采样同源克隆方法,也分离出浙江红花油茶、宛田红花油茶、广宁红花油茶、攸县油茶、小果油茶的SQS和SQE基因,6个油茶物种中SQS和SQE基因cDNA同源性分别达到99.44%和99.47%(7)利用pMDC32真核表达载体验证了油茶SQS和SQE的功能。采用Gateway技术分别构建了油茶SQS和SQE基因超表达载体pMDC32-SQS和pMDC32-SQE,表达载体通过农杆菌EHA105介导转化到粘红酵母中,利用PCR检测筛选阳性转化子,培养阳性转基因酵母菌株,提取酵母油脂,分析油脂中角鲨烯和甾醇含量。结果表明,转pMDC32-SQS的粘红酵母油脂中角鲨烯和甾醇含量分别低于对照26.26%和38.8%,而转pMDC32-SQE的粘红酵母油脂中甾醇含量比野生型提高202.62%,角鲨烯含量降低了41.09%。但相同的培养时间内,单位体积的培养基中两组转基因粘红酵母培养相同时间后,pMDC32-SQS和pMDC32-SQE的粘红酵母油脂酵母的产量比对照分别提高了81.96%和183.52%,总油脂产量也相应分别提高了69%和175%。本研究基本明确了油茶果实和种子发育过程中形态、组分及脂类代谢相关基因表达量的变化规律,分析了脂类代谢部分基因的表达量与其相关产物含量变化的关系,为今后更加系统深入的研究油茶种子发育调控打下基础,也为改进育种和栽培措施,提高油茶效益提供理论参考。

黄勇[9]2011年在《小果油茶遗传多样性分析及杂交渐渗研究》文中研究指明为了探究小果油茶的遗传多样性及其与普通油茶的杂交渐渗状况,本研究以全分布区的小果油茶(Camellia meiocarpa Hu.)、同域分布的小果油茶及普通油茶(Camellia oleifera Abel.)为研究对象,开展小果油茶表型性状多样性研究、含油率及脂肪酸多样性分析及评价、基于SRAP标记遗传多样性分析及小果油茶与普通油茶杂交渐渗研究,获得以下主要研究结果:1.小果油茶表型性状变异类型相当丰富,遗传多样性水平高。表型性状变异系数和极差分别大于0.2和0.48、多样性指数均大于2.7,18个居群表型多样性指数均大于2.5;23个表型性状在居群间及居群内全部表现极显著差异,且Dumcan多重比较可知,23个表型性状在大多数居群的多重比较中差异显著。种实性状的重复力较高,稳定性高于花和叶,其中花的稳定性最差。小果油茶叶、花及种实形状大小存在着密切的相关关系,可以从中选出重要及关键表型性状作为主要测定参数。小果油茶表型性状与生态地理因子也有一定的相关关系,且不同性状受地理生态因子影响也不同。在二元趋势面分析中,花性状与经纬度拟合效果最好,其中花柱长、花冠冠幅、花瓣数及花瓣数多样性指数达到显著水平,显示与地理变异呈明显相关,种实和叶也有部分性状与地理变化相关。利用23个表型性状的平均值,对18个小果油茶不同地理居群进行UPGMA聚类,结果表明小果油茶表型性状聚类表现较强的地理区域特征,这种聚类结果与种实性状基本一致,说明小果油茶种实性状是表型性状中最稳定也是最重要的分类性状。从系统聚类图和主成分排序图比较来看,绝大多数居群在两种聚类方式中保持着一致的结果,说明这两种聚类方法均能较好地区分小果油茶不同居群的亲缘关系。2.小果油茶含油率及脂肪酸性状变异类型较为丰富,遗传多样性水平较高,但不同性状的变异水平相差较大。不同性状的变异系数差异较为明显,最大的为棕榈烯酸(0.341),最小的为不饱和脂肪酸(0.013)。12个含油率及脂肪酸性状在15个小果油茶居群间及居群内全部表现出极显著差异,对这12个性状进行Dumcan多重比较,西南地区5个居群在大多性状多重比较中,差异不明显,显示了较大的相似性。12个含油率及脂肪酸性状在其它居群的多重比较中呈显著差异。小果油茶种仁含油率及脂肪酸平均表型分化系数为27.1323%,其中含油率表型分化系数最高,为52.5493%,除了含油率在居群间的变异略大于居群内外,脂肪酸各组成成分主要变异在居群内,且居群内变异远大于居群间变异。小果油茶含油率及脂肪酸性状及其多样性指数与生态地理因子也有一定的相关关系,且不同性状受地理生态因子影响也不同。在二元三次趋势面分析中,只有饱和脂肪酸及棕榈酸多样性指数与经纬度变化趋势呈明显相关。主成分分析中,将12个含油率及脂肪酸性状因子整合成4个主成分因子,将各个居群的主成值与相应的主成分贡献率相结合所得到综合得分值来评价居群品质水平,结果表明福建漳浦和闽清位居前2位,湖北阳新排在最后。3.基于SRAP标记分析表明小果油茶遗传多样性达到较高水平,且不同居群之间存在一定的差异。从多态性位点百分率P、Nei基因多样度及Shannon信息指数I三个指标来看,贵州黎平小果油茶居群遗传多样性最为丰富,而广东乳源的遗传多样性水平最低,其余居群的遗传多样性水平居于两者之间。小果油茶无论在居群及物种水平上都具有较高的遗传多样性,遗传变异主要存在于居群内,居群间变异占少数。小果油茶居群间存在较为频繁的基因流(Nm =3.2235),且居群间遗传分化程度较低(Gst=0.1343)。UPGMA聚类及主成分排序均表明,除了江西3个居群和福建6个居群分别聚为一类,显示一定的地理特征外,其余居群均没有按地理区域特征进行聚类。mantel,s检验表明遗传距离与相应的地理距离及海拔并不相关,说明遗传漂变在小果油茶的居群分化中起着重要的作用,而地理空间的隔离对其分化作用较小。4.对同域分布的小果油茶和普通油茶进行杂交渐渗研究,结果表明:小果油茶和普通油茶的遗传多样性均处于较高的水平,且两者相差不大。同域物种间杂交渐渗程度较高,而这种杂交渐渗会导致物种间差异变小。5个同域分布物种间遗传分化系数平均值为GST =0.0571,低于木本被子植物种内居群间平均水平(GST =0.102),种间基因流平均值为10.0720,显示两物种之间生殖隔离很小,可能存在较高程度地杂交渐渗。以物种为分类组别进行AMOVA分析,发现两物种绝大部分的变异在物种内,种间变异仅为0.84%,而种内变异占89.16%,物种间的分化程度较低。对5个同域分布的两物种居群进行UPGMA聚类分析,结果发现同域分布的小果油茶和普通油茶居群最先聚在一起,这也显示同域分布的两物种亲缘关系接近,超过异域间小果油茶的亲缘关系。两物种存在如此接近的亲缘关系除了两者可能拥有很高的共祖多态性的因素外,极有可能是种间基因交流活跃及杂交渐渗程度较高的作用结果。因此研究结果表明小果油茶和普通油茶生殖隔离很小,亲缘关系接近,且小果油茶极有可能是普通油茶的一个变种,福建龙眼茶极有可能是小果油茶与普通油茶长期自然杂交渐渗的结果。

杨扬[10]2011年在《西南地区小果油茶群体遗传结构及脂肪酸成分变异分析》文中认为小果油茶(Camellia meiocarpa Hu.)是一种重要的木本油料树种,在我国长江以南地区广泛分布。本研究对西南地区小果油茶群体资源从脂肪酸组成与分子标记方面进行了系统评价,其主要结果如下:(1)利用SRAP标记对6个小果油茶群体的180份材料进行遗传多样性研究。从87对SRAP引物中共筛选出9对多态性理想的引物组合,共扩增出184条带,其中多态性条带184条,多态性位点比率高达100%。平均有效等位基因数为1.7603,180份小果油茶总Nei基因多样性指数为0.4279,平均Shannon信息指数为0.6183,表明小果油茶群体具有较丰富的遗传多样性,遗传变异主要分布在群体内,群体间变异相对较小(2)从小果油茶茶油脂肪酸成分的多重比较得出,群体间油茶的含油率变异较大,脂肪酸成分变异不显著。且脂肪酸成分与地区的地理、环境因子相关性不显著,其遗传性状是主要的影响因子。(3)运用分子标记与脂肪酸组成变异分析,结果显示二种方法揭示的小果油茶群体聚类结果较一致,表明这二种方法在评价小果油茶遗传多样性中的耦合性较好。本研究还通过小果油茶遗传多样性和遗传结构的分析提出了对该物种遗传多样性的保护策略。

参考文献:

[1]. 普通油茶重要经济性状及脂肪酸组成遗传变异研究[D]. 田朝光. 中国林业科学研究院. 2000

[2]. 广宁红花油茶种质特性与变异研究[D]. 孙佩光. 北京林业大学. 2012

[3]. 油茶优良无性系性状表现的比较分析与评价[D]. 张国武. 江西农业大学. 2007

[4]. 浙江红花油茶主要性状变异规律研究[D]. 刘子雷. 西南大学. 2007

[5]. 湖北省油茶优良单株遗传多样性及品质初步分析[D]. 李良. 华中农业大学. 2010

[6]. 腾冲红花油茶主要性状变异分析[D]. 靳高中. 西南大学. 2012

[7]. 小果油茶种内类型划分、评价及亲缘关系研究[D]. 谢一青. 中国林业科学研究院. 2013

[8]. 油茶种子发育过程组分及脂类代谢相关基因表达变化研究[D]. 周长富. 中国林业科学研究院. 2013

[9]. 小果油茶遗传多样性分析及杂交渐渗研究[D]. 黄勇. 中国林业科学研究院. 2011

[10]. 西南地区小果油茶群体遗传结构及脂肪酸成分变异分析[D]. 杨扬. 湖南农业大学. 2011

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普通油茶重要经济性状及脂肪酸组成遗传变异研究
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