鴨茅種質(zhì)資源遺傳多樣性的分子標(biāo)記及優(yōu)異種質(zhì)評(píng)價(jià).pdf

1、鴨茅(Dactylis glomerata L.)是禾本科鴨茅屬的重要植物，是世界著名的冷季型優(yōu)良牧草。鴨茅野生種質(zhì)資源在溫帶地區(qū)廣泛分布，許多優(yōu)良品種被大量利用。 本文以應(yīng)用廣泛的國(guó)產(chǎn)寶興鴨茅(D.glomerata L.CV Baoxing)和引進(jìn)品種安巴鴨茅(D.glomerata L.CV Amba)為對(duì)照，在以前研究基礎(chǔ)上篩選出18份來(lái)自國(guó)內(nèi)外的優(yōu)異鴨茅種質(zhì)資源從表型、生長(zhǎng)發(fā)育、牧草生產(chǎn)性能及生態(tài)適應(yīng)性等方面進(jìn)行進(jìn)一步

2、種質(zhì)篩選研究。試驗(yàn)同時(shí)利用RAPD、ISSR、SRAP、SSR四種分子標(biāo)記對(duì)收集到的來(lái)自全世界四大洲七個(gè)國(guó)家共45份鴨茅種質(zhì)資源進(jìn)行遺傳多樣性研究。主要研究結(jié)果如下： 1、鴨茅種質(zhì)資源具有豐富的表型性狀多樣性。在12個(gè)重要表型特征中，節(jié)間長(zhǎng)、旗葉長(zhǎng)寬、花序長(zhǎng)寬、千粒重變異較大，其次為葉長(zhǎng)寬的變異；而株高、莖粗變異最小。鴨茅植物學(xué)表型特征各性狀間顯著相關(guān)，鴨茅葉長(zhǎng)寬、旗葉長(zhǎng)寬及千粒重與其它鴨茅形態(tài)指標(biāo)密切相關(guān)，這些性狀是衡量鴨茅種

3、質(zhì)是否具有優(yōu)異生產(chǎn)性能和品種培育潛力的標(biāo)志，也可作為種源評(píng)價(jià)的重要形態(tài)指標(biāo)。將供試?guó)喢﹦澐譃?個(gè)類群的聚類結(jié)果顯示了鴨茅生殖生長(zhǎng)狀況差異，不同類群同時(shí)反映了鴨茅地理分布的廣泛性及對(duì)自然生長(zhǎng)環(huán)境的較高的生態(tài)適應(yīng)性。 2、物候期觀測(cè)將所有20份優(yōu)異種質(zhì)分為早熟型和晚熟型品種(系)，國(guó)內(nèi)三個(gè)品種中，“寶興”、“古藺”屬于早熟品種，“川東”為晚熟品種。所有種質(zhì)資源中02123生育期最長(zhǎng)(247d)，次長(zhǎng)的為’YA02-116(244d)

4、，可考慮引進(jìn)或培育為晚熟鴨茅品種，01821生育期最短(216d)。所有來(lái)自國(guó)外的種質(zhì)材料在川西南試驗(yàn)地氣候條件下均能正常完成生育期，均能較好的適應(yīng)本地生態(tài)氣候條件。除了01821之外，所有引進(jìn)品種(系)均屬晚熟品種。鴨茅動(dòng)態(tài)生長(zhǎng)速度分析顯示鴨茅在整個(gè)生育期內(nèi)分為緩慢生長(zhǎng)階段、高速生長(zhǎng)階段和快速生長(zhǎng)階段，但在相同生長(zhǎng)階段內(nèi)植株的不同器官或不同生育型的鴨茅種質(zhì)的變化規(guī)律不同。 3、生產(chǎn)性能狀況評(píng)估表明不同鴨茅牧草產(chǎn)量差異顯著。YA

5、02-116干草產(chǎn)量為所有供試種質(zhì)中最高，為32342.10kg/hm<'2>，比對(duì)照“寶興”和“Amba”分別高出24.17％和40.34％；02123的干草產(chǎn)量次最高，為30419.10kg/hm<'2>，比對(duì)照分別高出16.79％和31.99％，同樣具有非常優(yōu)秀的牧草生產(chǎn)性能。分析同時(shí)表明"Amba"品種雖然為國(guó)內(nèi)引進(jìn)登記的國(guó)審鴨茅品種且在國(guó)內(nèi)栽培廣泛，但在川西南濕熱氣候生態(tài)條件下牧草產(chǎn)量不高，在20份種質(zhì)中排名倒數(shù)第二，不太適合

6、在本地區(qū)生產(chǎn)和推廣。莖葉比分析表明所有供試?guó)喢┎牧现写蟛糠值那o葉比在1.5-2.0間，YA0l一103、YA01-104和YA02-116三份種質(zhì)低于1.5，其次為02123。供試?guó)喢┰谠囼?yàn)區(qū)的越夏率普遍較低，大部分均在50％左右，高于60％的只有YA02-116(60％)和02123(63％)；YA02-117和01472的越夏率低于40％，僅為39％和32％；低于50％越夏率的全為國(guó)外引進(jìn)品種(系)。相關(guān)分析顯示葉片寬大，分蘗數(shù)較多

7、的鴨茅材料具有較高的鮮草產(chǎn)量；葉細(xì)長(zhǎng)、節(jié)間長(zhǎng)、株高較高，莖粗的鴨茅材料有較高的干草產(chǎn)量。 4、運(yùn)用RAPD標(biāo)記對(duì)45份鴨茅種質(zhì)資源遺傳多樣性進(jìn)行研究，篩選出的20個(gè)引物擴(kuò)增出120條清晰帶，其中多態(tài)性帶97條，多態(tài)性條帶比率為83.63％，每個(gè)引物擴(kuò)增的多態(tài)帶數(shù)為4.8條，材料間遺傳相似系數(shù)(GS)值在0.6154-0.9254間，平均值為0.7984，表明鴨茅種質(zhì)資源具有較高的遺傳多樣性。聚類分析和主成分分析可將45份鴨茅材料

8、分為5大類，來(lái)自于相同洲的鴨茅基本能聚在一類，呈現(xiàn)出一定的地域性分布規(guī)律，說(shuō)明鴨茅的遺傳變異與地理環(huán)境的影響有較為密切的聯(lián)系。較豐富的鴨茅遺傳多樣性對(duì)種質(zhì)資源的收集保存整理提出了較高的要求。分析同時(shí)表明RAPD仍然可應(yīng)用于鴨茅等遺傳多樣性研究水平較淺的物種或?qū)嶒?yàn)精度要求不太高的分子遺傳標(biāo)記研究。 5、ISSR標(biāo)記使用12條引物對(duì)45份鴨茅種質(zhì)資源進(jìn)行遺傳多樣性分析，共擴(kuò)增出117條清晰帶，其中多態(tài)性帶100條，平均每個(gè)引物擴(kuò)增的

9、多態(tài)帶數(shù)為8.42條，84.04％的多態(tài)性條帶比率高于目前己報(bào)道的其它作物。鴨茅GS值范圍在0.611 6-0.9231間，平均值為0.8151。遺傳相似性分析發(fā)現(xiàn)鴨茅種質(zhì)資源遺傳多樣性較為豐富，尤其是中國(guó)和美國(guó)的材料。聚類分析及主成分分析能將所有材料聚為5類，表明供試?guó)喢┎牧铣尸F(xiàn)出較好的地域性分布規(guī)律。分析表明ISSR穩(wěn)定便捷且不需要預(yù)先掌握研究物種相關(guān)基因組信息就可以開展，不僅適合遺傳多樣性研究，還可用于快速準(zhǔn)確的對(duì)物種開展品種鑒定

10、。 6、首次運(yùn)用技術(shù)較新且在草類作物應(yīng)用非常少的SRAP標(biāo)記對(duì)45份鴨茅種質(zhì)資源遺傳多樣性進(jìn)行研究，篩選出21對(duì)引物，共擴(kuò)增出438條清晰帶，其中多態(tài)性帶363條，多態(tài)性條帶比率為82.08％，高于目前所報(bào)道的其它作物。每對(duì)引物組合的多態(tài)性帶數(shù)平均為17.29條。GS值范圍在0.6248-0.9686間，平均GS值為0.7958，顯示來(lái)源廣泛的鴨茅種質(zhì)資源間存在著豐富的遺傳變異。聚類分析及主成分分析能將所有材料聚為4類，不僅比R

11、APD和ISSR兩種標(biāo)記更能準(zhǔn)確的反映材料的來(lái)源分布情況，而且能反映供試材料的染色體倍性差異，表明鴨茅的遺傳多樣性與染色體倍性及地理分布密切相關(guān)。研究認(rèn)為SRAP能和AFLP標(biāo)記體系一樣有效檢測(cè)鴨茅種質(zhì)較多的遺傳變異，可為進(jìn)一步研究和利用鴨茅種質(zhì)資源奠定基礎(chǔ)。 7、使用小麥SSR引物和擴(kuò)增程序以“中國(guó)春”小麥品種為對(duì)照開展45份鴨茅種質(zhì)資源遺傳多樣性探討，80％的供篩選引物對(duì)能從鴨茅基因組DNA中擴(kuò)增出條帶。用于正式試驗(yàn)的20對(duì)

12、引物擴(kuò)增出295個(gè)條帶，多態(tài)性條帶為187條，多態(tài)性條帶比率為61.15％，SSR揭示的鴨茅種質(zhì)資源的遺傳相似系數(shù)范圍為0.7848-0.9513間。聚類分析和主成分分析將供試材料分為6大類，分類結(jié)果與大部分材料的地理分布相符合。聚類除了能反映鴨茅生態(tài)適應(yīng)性特征，與其生長(zhǎng)發(fā)育狀況及生產(chǎn)性能相關(guān)，還清楚的揭示出國(guó)產(chǎn)鴨茅品種遺傳基礎(chǔ)較為狹窄。研究表明將小麥SSR引物用于檢測(cè)鴨茅遺傳多樣性行之有效，可以通過(guò)近緣物種開發(fā)引物用于SSR研究。