1. 研究目的与意义
青钱柳是胡桃科青钱柳属植物,是我国特有的单种属植物,是国家重点保护的濒危植物之一,属三类保护植物。青钱柳用途广泛,集药用、保健、材用、观赏等多种功用于一体,但现有的青钱柳资源主要是天然林分,主要分布于深山老林与自然保护区中,严重影响了青钱柳的开发利用和产业化进程。青钱柳的无性繁殖尚未有突破性进展,有性繁殖仍是其主要的繁殖方式,但在天然林分中青钱柳种子的饱满度较低,结合对青钱柳开花特性的物候学观察和解剖学研究,认为造成这种现象的主要原因是青钱柳雌雄异型异熟的开花特性。在自然林分中,经过长期的进化,两种交配类型(雌先型和雄先型)的比例大致接近1∶1。但在人工林培育时,只有在开花结实后才能确定其交配类型,不能事先区别两种类型,以至于不能合理配置两种交配类型,结实率较低。因此,本项研究通过分子标记技术探索青钱柳两种交配类型植株在分子水平上的差异,为在种子阶段或者苗期鉴定出其所属类型,合理配置交配类型提供基础。
2. 国内外研究现状分析
据报道,雌雄异型异熟现象普遍存在于开花植物的12个科18个属,如槭树科槭树属(Acer)一半的树种、榛属(Corylus)、欧瑞香属(Thymelaea)和山姜属(Alpinia)等。雌雄异型异熟现象在胡桃科更为常见,至少有三个属:胡桃属(Juglans)、山核桃属(Carya)和青钱柳属(Cyclocarya)包含雌雄异型异熟树种,已报道的有灰核桃(Juglanscinerea)、核桃(Juglansregia)、黑核桃(Juglansnigra)、美国山核桃(Caryaillinoensis)和青钱柳等。学者关于植物雌雄异型异熟的研究主要集中在解剖学与物候学方面,如在已有的研究中发现,在雌雄异型异熟树种中,两种交配类型的开花阶段是同步但相反的;雌雄异型异熟在不同生态条件下的表现比较稳定,目前尚未发现雌先型与雄先型之间相互转化;交配类型的表达受到发育状况与环境条件影响。近年来,随着分子技术的快速发展,分子标记技术在植物性别鉴定方面应用广泛,但有关青钱柳两种交配类型鉴定相关方面尚未有研究。
3. 研究的基本内容与计划
试验内容主要包括:
(1)采集青钱柳两个交配类型幼嫩叶片;
(2)提取青钱柳基因组dna,并建立雌先型与雄先型基因池;
4. 研究创新点
青钱柳为典型的雌雄异型异熟树种,存在明显花期不遇现象。本试验通过SRAP分子标记的方法对青钱柳雌先型和雄先型筛选特异性标记,从分子水平揭示雌雄异型异熟青钱柳交配类型间的差异,为在种子阶段或者苗期鉴定出其所属类型,合理配置交配类型提供基础。
