中國黃花苜蓿野生種質(zhì)資源研究.pdf

1、黃花苜蓿(Medicago faleata L.)是溫帶草原廣泛分布的優(yōu)良牧草，具有許多紫花苜蓿所不具備的優(yōu)良性狀，是苜蓿育種和品種改良的重要基因源。我國擁有豐富的野生黃花苜蓿種質(zhì)資源，開展其野生種質(zhì)資源的考察搜集，研究其野生種群的遺傳結(jié)構(gòu)和遺傳變異的分布格局，主要農(nóng)藝性狀和抗逆特性，對于我國黃花苜蓿種質(zhì)資源的保護(hù)、種質(zhì)創(chuàng)新和苜蓿育種具有重要意義。本研究以中國黃花苜蓿野生種質(zhì)為材料，在居群水平上從形態(tài)學(xué)、農(nóng)藝學(xué)、細(xì)胞學(xué)和分子標(biāo)記等方面對

2、黃花苜蓿野生種質(zhì)資源進(jìn)行了系統(tǒng)的鑒定和評價，主要結(jié)果如下: 1.中國野生黃花苜蓿各個器官中都存在豐富的形態(tài)變異，居群內(nèi)的變異大于居群間的變異。可分為4種根系類型，3種越冬芽類型，2種短地下莖類型，3種地上莖顏色:7種葉片形狀，4種花色和4種葉表面毛被類型。提出了黃花苜蓿莢果形態(tài)分類的新方法，并采用該方法將黃花苜蓿的莢果準(zhǔn)確地劃分為13個形態(tài)類型，確定了黃花苜蓿莢果的基本形態(tài)和變異類型，認(rèn)為在黃花苜蓿野生居群中出現(xiàn)的莢果彎曲程度超

3、過半圓形的各種變異類型屬于黃花苜蓿與紫花苜蓿(或多變苜蓿)雜交后代的莢果變異類型。 2.野生黃花苜蓿的主要農(nóng)藝性狀在居群內(nèi)和居群間都有明顯的差異。種子萌發(fā)的時間為12～13d，居群間的差異主要表現(xiàn)在發(fā)芽勢上，發(fā)芽第6天統(tǒng)計發(fā)芽勢較為合理。野生黃花苜蓿種子的硬實率高達(dá)74～100％，機(jī)械破除硬實后的發(fā)芽率仍然很低，發(fā)芽勢和發(fā)芽率總體上低于供試的俄羅斯居群，居群間的變異則大于俄羅斯居群。不同居群的物候期差異明顯。返青～分枝期和成熟～

4、枯黃期，居群間的生長速度差異最大，是進(jìn)行表型選擇的良好時期。黃花苜蓿野生種質(zhì)的產(chǎn)量普遍較低，居群間地上單株生物量差異明顯。綜合聚類將34個居群分為3個農(nóng)藝性狀類群。 3.提出采用多指標(biāo)綜合指數(shù)法對黃花苜蓿種質(zhì)進(jìn)行個體和群體2個層面的抗旱、耐鹽性評價的新方法和觀點(diǎn)。采用該方法對42份材料抗旱性綜合評價的結(jié)果表明，黃花苜蓿野生種質(zhì)在個體和群體水平上的抗旱性都普遍高于紫花苜蓿栽培品種，篩選出19個群體抗旱性強(qiáng)的居群，8個具有抗旱性突出

5、個體的居群。評價出6個總體抗旱性最強(qiáng)的居群。采用綜合耐鹽指數(shù)法對34份材料耐鹽性綜合評價結(jié)果表明，黃花苜蓿在種子萌發(fā)期的整體耐鹽性明顯低于供試的紫花和雜花苜蓿品種，只有2個居群表現(xiàn)出較強(qiáng)的群體耐鹽性，苗期的耐鹽性顯著增強(qiáng)。綜合評價結(jié)果顯示，有16個黃花苜蓿居群的群體耐鹽性超過耐鹽性很強(qiáng)的中苜1號紫花苜蓿，6個居群中存在耐鹽性突出的優(yōu)良個體，綜合評價出6個總體耐鹽性最強(qiáng)的材料。研究結(jié)果表明，本文提出的“綜合指數(shù)法”能夠有效的對不同黃花苜蓿

6、種質(zhì)材料的抗旱性和耐鹽性做出定量評價和排序，該方法在其他牧草種質(zhì)資源抗旱性和耐鹽性評價中具有通用性。 4.染色體研究共檢測出2n=2x=16的二倍體和2n=4x=32的四倍體2個倍數(shù)水平，包含M、m、sm和st 4種染色體類型。首次在中國黃花苜蓿野生種質(zhì)中發(fā)現(xiàn)數(shù)目不等的B染色體，并在部分居群中檢測出隨體。采用Stebbins(1971)的核型分類方法將32個居群劃分為1A、2A、2B和3B四種核型。采Romem(1986)的核型

7、不對稱參數(shù)分析，清晰地反映出不同居群間核型不對稱性的變異十分豐富。32份黃花苜蓿野生種質(zhì)在染色體數(shù)目和類型、核型不對稱性等方面都反映出居群的地理特征和種內(nèi)進(jìn)化的方向性規(guī)律。新疆黃花苜蓿的變異明顯大于內(nèi)蒙古和供試的俄羅斯黃花苜蓿。 5.SSR分析表明，5對引物在13個黃花苜蓿居群中獲得了167個SSR多態(tài)性位點(diǎn)，多態(tài)性達(dá)到98.24％。新疆居群的平均多態(tài)位點(diǎn)數(shù)和多態(tài)位點(diǎn)百分率均高于內(nèi)蒙古居群。Shannon指數(shù)和Nei指數(shù)分析顯示

8、，中國黃花苜蓿野生居群具有豐富的遺傳多樣性和基因分化多樣性，居群內(nèi)的遺傳變異大于居群間的變異，新疆黃花苜蓿的遺傳變異大于內(nèi)蒙古黃花苜蓿的遺傳變異。聚類分析顯示出居群的地理聚類趨勢，一些居群的獨(dú)立聚類表明它們的遺傳特異性。 6.綜合分析認(rèn)為，新疆是中國黃花苜蓿的起源地，一具有從形態(tài)DNA分子水平的多層次和豐富的遺傳變異，是我國苜蓿育種得天獨(dú)厚的寶貴資源。內(nèi)蒙古地處黃花苜蓿分布的邊緣地帶，既有黃花苜蓿豐富的遺傳變異，又表現(xiàn)出系統(tǒng)進(jìn)化