构树[Broussonetia papyrifera (L.)Vent]是速生、分布广,适应性强、资源量大、经济价值较高的乔木树种,韧皮部纤维长、洁白,长期做为特种长纤维高档纸张的优质原料,市场上非常紧俏。本研究针对西南干热河谷地区丰富的野生构树变异类型,拟采用表型、纤维特性与AFLP分子标记相结合的分析技术,从DNA水平揭示不同构树类型的表型差异的遗传基础,并对该区域分布的不同构树类型进行鉴别,明确在干热河谷特殊生境条件下构树遗传变异的水平、群体遗传结构及其变异规律,明确干热河谷区独特的生境条件对植物生存、进化等方面的影响作用,最终筛选出生长快、纤维含量高、质量好的优良构树类型。不仅为国家生态建设中退耕还林(草)、干热河谷植被恢复等提供高效的适地适树的优良树种,也为后期构树新品种的划分、鉴定及登录提供科学理论依据。
Broussonetia papyrifera;good type;genetic variation;germplasm resources;dry and hot valley
构树速生、分布广,适应性强、资源量大、经济价值较高,为特种长纤维高档纸张的优质原料。针对西南干热河谷地区4个野生构树变异类型,采用生长表现、纤维特性与制浆性能和AFLP、ISSR等分析技术,揭示不同构树类型的遗传基础及其变异规律。结果表明(1)构皮纤维柔韧,纤维细长,强度大,纤维长度4.02mm~28.42mm,均值10.89mm,是生产特种纸的好原料;其中红构类型综纤维素含量最高67.48%,纤维最长13.54 mm,长宽比也最高728,为当地最优的造纸构树类型;(2)通过不同水系构树90个样本的AFLP分析,多态性条带百分率为79.26 %,等位基因数为1.7926,有效等位基因数为1.1786,基因多样性指数为0.1328,Shannon信息指数为0.2326,反映构树有较高的遗传多样性,是构树与恶劣的生存环境条件长期适应的结果;(3)以构树各河谷流域居群的基因多样性指数从高到低排序,依次为金沙江>怒江>红河>元江。其他遗传多样性参数的变化趋势与基因多样性指数一致;(4)为了验证以上结果,扩大了构树采样范围,建立了构树DNA提取方法及最佳ISSR-PCR反应体系研究西南地区构树种质资源遗传多样性ISSR扩增的清晰条带大小在220-1100bp,多态性条带96条,占96%,Shannon指数为0.4617,Nei’s均值为0.3074,表明构树的遗传多样性较高。另外,Hs为0.1826,Dst为0.1248,Gst为0.4060,Nm为0.7318,表明西南地区构树遗传变异的大部分来源于种群内部,聚类分析结果显示与地理分布呈显著相关性。(5)进一步分析表明,青构和白花构的遗传距离最大,红构和白花构的遗传距离最小。4个类型构树之间遗传分化十分明显,表型(树皮性状)的差异是由遗传物质的差异而引起的,这种性状的差异具有遗传物质基础;(6)因此,结合当地构树树形高大直立,生长迅速、纤维特性和遗传多样性等特点,开展构树的优良无性系和品种选择,筛选出红构和白花构类型作为特种纤维材速生、高纤维素含量品种为培育重点,在中国林科院资源昆虫所景东试验站选择和保存了35个构树优良无性系材料。研究结果为构树种质资源保存和利用提供了科学依据,促进特种纤维林的后续发展。