小麥族仲彬草屬植物的細胞學和生化標記以及ITS序列分析.pdf

1、仲彬草屬KenKyilia Yen et J．L.Yang是顏濟和楊俊良于1990年以戈壁仲彬草Kengyilia gobicola Yen et J．L．Yang為模式種建立的一個小麥族多年生屬。到目前為止，共有26個種和6個變種，主要分布于中國、俄羅斯及鄰國，大多分布在帕米爾高原、喀喇昆侖山脈、阿爾泰山脈、天山山脈、祁連山脈、喜馬拉雅山脈及其青藏高原地區(qū)，生長于海拔1100～5100 m的草甸、草原、荒漠之中。顏濟和楊俊良，周永紅、

2、時英等、Jensen和張新全等學者通過細胞學研究表明，該屬植物為六倍體物種(2n=6x=42)，具有StYP染色體組。從分類地位看，不同學者有不同的處理，存在著較大的分歧。陳守良和耿以禮將這組植物放在鵝觀草屬中；Tzvelev將它們組合到偃麥草屬短穗組中；Love和Jensen以及盧寶榮等把這些植物放在廣義披堿草屬中。從種間關系來看，周永紅等和張利等利用RAPD和RAMP分子標記表明，分布于新疆和青藏高原的仲彬草屬物種存在較大的遺傳變異

3、，種間具有豐富的遺傳多樣性。蔡聯(lián)炳和智力通過形態(tài)比較將K. melanthera處理為K. thoroldiana var．melanthera和把K. melanthera var．tahopaica處理為K.hirsuta var．tahopaica，隨后，又對仲彬草屬物種了進行了系統(tǒng)整理，并根據形態(tài)特征進行了系統(tǒng)發(fā)育分析。以后，不斷地將有新種和新組合組合到該屬中。因此，目前關于仲彬草屬植物的系統(tǒng)分類地位、物種界限以及種間和種內親緣

4、關系等問題還存在較大分歧。 本研究利用Giemsa-C帶、醇溶蛋白電泳、同工酶電泳和ITS序列的系統(tǒng)發(fā)育分析探討仲彬草屬的遺傳多樣性和種間親緣關系，旨在為仲彬草屬植物種質資源保護和利用提供理論依據。其主要結果如下： (1)Giemsa-C帶分析的結果表明：仲彬草屬物種具有不同C帶帶型特征。Kgobicola具有明顯的著絲粒帶特征和部分不顯帶的染色體。而K hirsuta，Klongiglumis，K，rigidula和K

5、. thoroldiana則具有更豐富和相似的C帶帶紋特征，中間帶和端帶特征明顯，表明了較近的親緣關系。 (2)醇溶蛋白電泳分析的結果表明：仲彬草屬植物種間和種內存在豐富的遺傳變異。35份材料共產生了59條不同的譜帶，各個材料分離出了7～34條不等的條帶，多態(tài)性高達100％。仲彬草屬植物具有豐富的醇溶蛋白多態(tài)性。醇溶蛋白的遺傳相似系數(shù)變化范圍為0.537～0.905，平均值為0.720。對所有材料進行聚類分析和主成分分析發(fā)現(xiàn)，在

6、GS值為0.721的水平上供試材料可以聚成3個類群。在I類中包括K.longiglumis，K.thoroldiana，K.kokonorica，K.stenachyra，K.grandighlumis，K.ng4dula，K.mutica，K. melanthera，K. melanthera vat.tahopaica和K.hirsuta聚類在一起。在Ⅱ類中，K. nana，K. alatavica，K batalinii和K ka

7、schgarica聚類在一起。來源于新疆的K. gobicola三份材料聚為第Ⅲ類。物種內不同居群聚在一起，遺傳系數(shù)較大，親緣關系較近。形態(tài)相似、地理分布相同的物種具有一定的親緣關系，種間的遺傳變異大于種內不同居群間的遺傳變異，并且存在一定程度的地理分化。 (3)酯酶同工酶電泳分析的結果表明：仲彬草屬植物具有豐富的遺傳變異，28份仲彬草材料檢測到遷移率不同的19條酶帶，各材料分別具有2～8條酶帶，多態(tài)性高達100％。酯酶同工酶的

8、遺傳相似系數(shù)變化范圍為0.427～O.805，平均值為0.616。聚類分析和主成分分析表明，在GS值為0.616的水平上所有材料可以聚成4個類群。在Ⅰ類中，K mutica，K. stenacnyra，K. longiglumis，K.grandiglumis，K.kokonorica，K，.吹idula聚在一起。K. hirsuta，K.melanthera以及K. melanthera var.tahopaica聚為Ⅱ類。K. al

9、atavica單獨聚為Ⅲ類。在Ⅳ類中，K. batalinii，K.tahelacana，K.gobicola，K. nana和K. kaschgarica聚為一類。同一物種不同地理分布的首先聚類在一起。相同或相近地理分布的物種聚類在一起，具有較近的親緣關系。種間的遺傳變異大于種內不同居群間的遺傳變異，并且揭示了仲彬草屬植物存在一定程度的地理分化，與醇溶蛋白的結果基本一致。 (4)對仲彬草屬植物的10個種分別進行了ITS序列PC

10、R產物的直接測序和克隆測序比較分析。結果表明，K.tahelacana，K.batalinii和K. goicota聚類在一起，具有較近的親緣關系。K kokonorica，K.hirsuta，K. grandiglumis，K.zhaosuensis，K.mutica，K rigidula和K.melanthera聚類在一起，表明具有較近的親緣關系。在進行仲彬草的系統(tǒng)發(fā)育分析，克隆序列反映的系統(tǒng)學關系與形態(tài)學、地理分布、細胞學、分子標