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榆树是我国优良的乡土树种,历史悠长,在全国普遍分布,是华北平原及东北等地用材林、防护林和盐碱地造林的主要树种,也是园林绿化中必不可少的一员。为了选育优良榆树无性系,丰富榆树种质资源,从张家口市赤城县黑龙山地区采集40个榆树无性系,引种到河北农业大学标本园。以40个榆树无性系为研究对象,比较40个榆树无性系光合指标和叶绿素荧光参数的月份变化,探讨榆树无性系的光合和荧光规律;通过叶形性状聚类的距离矩阵与SSR分子标记聚类的距离矩阵进行相关分析,探究表型性状和SSR分子标记之间的关系,研究榆树无性系的遗传多样性;研究不同温度处理对中华金叶榆种子和春榆种子发芽特性的影响,确定适宜处理方式;对中华金叶榆和春榆进行种间有性杂交,探索白榆和黑榆的杂交可配性。主要得出如下结论。 (1)40个榆树无性系的光合特性中除胞间CO2浓度(Ci),净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)随着月份的变化呈递减趋势,胞间CO2浓度(Ci)在6月份到7月份呈递减趋势,从7月份到10月份呈递增趋势。在不同月份中,影响其净光合速率(Pn)的主导因子存在差异,6月份和7月份对净光合速率(Pn)的主导因子为蒸腾速率(Tr),8月份和9月份对净光合速率(Pn)的主导因子为气孔导度(Gs),10月份中对净光合速率(Pn)的主导因子为胞间CO2浓度(Ci)。叶绿素荧光季节变化表明,初始荧光(Fo)、最大荧光(Fm)、PSⅡ最大光化学量子产量(Fv/Fm)、最大荧光发出时间(Tfm)均与Pn达到极显著相关水平,这说明光化学反应对Pn的影响较大。 (2)榆树无性系间在叶形性状上遗传多样性比较丰富。15个叶形性状均有着极显著变异;大多数叶形指标的重复力均在0.8以上,叶形指标中叶周长A2的重复力最高,为0.995。利用15个叶形性状对40个榆树无性系进行聚类分析,可分为4类,各无性系间遗传距离在0.578~9.309之间。以从17对引物中选出的13对多态性高的SSR引物对40个榆树无性系进行聚类分析,可完全分为4类,各无性系间的遗传距离在0.030~0.664之间。利用15个叶形性状聚类分析的距离矩阵与SSR分子标记聚类分析的距离矩阵进行相关关联分析,叶形综合性状与SSR分子标记极显著相关,相关系数达到0.4738 (P<0.001,n=780,rα=0.118)。为进一步了解叶形性状与SSR分子标记的关联,将叶形各个性状与SSR分子标记分别聚类分析,利用叶形性状的聚类距离矩阵与SSR分子标记的聚类距离矩阵进行相关分析。结果表明,在叶形各个性状与SSR分子标记两两分析中,叶形性状与SSR引物达到极显著相关(P<0.001)水平的引物数在3~11对之间。与叶长性状极显著相关的引物均在10对以上,相关系数最高达到0.5393 (P<0.001,n=780,rα=0.118),且叶长性状的重复力均在0.9以上;与叶宽性状极显著相关的引物均在10对左右,相关系数最高达到0.4506(P<0.001,n=780,rα=0.118),且叶宽性状的重复力均在0.9以上,这说明,叶形性状的差异受遗传因素的影响。40个黑龙山榆树无性系的叶形性状均与SSR分子标记达到极显著相关,叶形性状与SSR位点的关联水平较高。 (3)对中华金叶榆种子进行萌芽试验表明,金叶榆种子在15℃~30℃范围内均可萌发,金叶榆种子的最适萌发温度为20℃,且当年种子的发芽率、发芽势和发芽指数均明显高于储藏一年的种子,说明榆树的种子适于当年播种育苗。对中华金叶榆和春榆的种子热激处理萌发试验进行对比分析可知,中华金叶榆种子常温下萌发率最高,而春榆的种子经过40℃热激处理,发芽率有所提高。 (4)中华金叶榆和春榆具有杂交可配性。以春榆为母本,中华金叶榆为父本,室内切枝杂交获得42粒杂交种子,并得到7株杂种苗,其中1株杂种苗的叶片为金黄色。室外树上杂交得到563粒杂交种子,栽种得到235株杂种苗,其中3株杂种苗的叶片为金黄色。