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本研究是我国首次采用国际先进的杂交育种程序“B-S-C-S”方法大规模地进行中美山杨地理远缘杂交育种,选育出了达到育种目标的新品系,改良了中国山杨遗传品质,拓宽了山杨的遗传基础,在山杨育种研究中具有重要的理论意义和应用价值。通过对中美山杨杂种无性系的微体繁育技术的研究,建立起一套完整的适于中美山杨杂种无性繁殖的优化系统,解决了山杨无性繁殖困难,繁殖率低的问题。主要研究结果如下: 1、通过杂交育种和选择育种,选育出8个优良家系,分别为Ca、Dd、Gh、Id、Gd、Da、Bd、Df;选育出10个优良单株,分别为Gd42-1、Id42-1、Ca42-1、Gh32-2、、Gd31-1、If71-1、Dd51-1、Da31-1、Id42-2、Bd44-1;经过无性系评比,选育出4个优良杂种无性系,分别为Id42-1、Gd42-1、Ca42-1、Gh32-2,其中Id42-1、Gd42-1经过检验为三倍体,这4个无性系生长速度快,7a平均高度达9.5m～10.5m,平均胸径8.7cm～10.9cm,材积生长量达0.0255m~3～0.0448 m~3。抗性强,没有冻害,病虫害极少。通过区域试验后可替代北方山地造林树种,是非常有发展潜力的优良品系。 2、通过对山杨无性系微体繁育技术的研究,确定了较适宜的初始培养基为WM培养基,分化率达80%～95%;改良的WM培养基适合继代增殖,增殖倍数可达11～15倍;培养基中蔗糖和琼脂的含量以及培养条件对玻璃化的产生都有影响,最佳的蔗糖和琼脂配比为琼脂7g/l,蔗糖30g/l,高温、透气性差的封口膜、光强不足均显著促进玻璃化苗的发生;适于试管苗生根的培养基为中等无机盐浓度的1/2MS培养基和改良的WM培养基,生根率可达92.8%～93.3%。将嫩枝扦插方法引进组织培养中,繁殖速度提高1倍以上,解决了山杨无性繁殖难题,缩短了育种周期,优化了繁育程序。 3、利用5对特异引物对3个山杨杂种类型进行了SSR分子标记遗传多样性的分析,通过Shannon指数和Nei’s期望杂合度估算其遗传多样性,证实中国山杨杂种的遗传多样性最丰富,其次是中美山杨(母本来自小兴安岭),最小的是中美山杨(母本来自张广才岭)。利用遗传距离矩阵进行聚类分析,结果显示,在一定的遗传距离基础上,中美山杨各杂种聚为一类,然后又与中国山杨杂种聚为一类。