扁蓿豆种质资源遗传多样性机理的研究

论文摘要

扁蓿豆是一种很重要的豆科牧草,在畜牧业中发挥着重要的作用。为揭示扁蓿豆种质资源的遗传多样性水平及遗传结构,并为该种质资源制定有效的保护措施提供科学依据。本研究以7个地理类群的59个扁蓿豆居群为研究对象,从表型性状、叶片解剖结构、种子贮藏蛋白、ISSR分子标记及AFLP分子标记等方面进行了综合评价和分析。进一步探讨了各类群与环境生态因子的相关性。主要研究结果如下:1、28个表型性状和9个叶片解剖结构特征的变异系数的差异均较大,其中叶面积、株高、单枝花序数、花序的种子数、花序的结荚数、千粒重、茎色和生长习性等是引起扁蓿豆种质表型变异的主要性状;栅栏组织厚度、海绵组织厚度、维管束直径及叶片厚度基本可以代表叶片解剖结构大部分的变异信息。栅栏组织厚度、海绵组织厚度及叶片厚度与生态因子中的年降水量呈显著正相关(P<0.05),表明这3个性状随降水量的变化发生变异,它们与扁蓿豆种质资源的抗旱特性有关,为扁蓿豆抗旱结构的特征之一。2、种子贮藏蛋白电泳检测结果表明,不同居群间和地理类群间均有明显的多态性。供试的基因多样性h=0.1548,Shannon多样性指数I=0.2744,表明居群间变异程度较高,遗传分化大。内蒙古和西藏地区扁蓿豆种质资源遗传多样性较丰富,北京地区扁蓿豆种质资源的遗传差异较小。聚类分析可把59个居群扁蓿豆种质资源分为10类。3、选用18个ISSR引物对59个居群进行分析,共检测出143条谱带,平均每个引物的总扩增带数为7.94条,多态性条带的比例为80.41%。居群间基因多样性指数为0.3297,基因分化系数为0.8349,内蒙古和西藏地区扁蓿豆种质资源遗传多样性较丰富,北京地区种质资源的遗传差异较小。聚类分析可把59个居群扁蓿豆种质资源分为8类,与种子贮藏蛋白的分析结果一致。4、利用EcoRI/MseI酶切组合和4对选择性引物,对49个居群进行AFLP扩增,总扩增条带数目为36条,多态性达100%。地区间的遗传变异小于居群间的遗传变异。聚类分析和主成分分析显示供试居群可分为8类,来源地相同的部分居群聚在了一起,但也有相互交叉现象。5、三种遗传标记水平反映出的遗传变异程度和遗传多样性水平不同。种子贮藏蛋白标记反映出的居群间遗传差异最大。采用表型性状、叶片解剖结构特征、种子贮藏蛋白、ISSR及AFLP标记等研究方法对供试扁蓿豆种质资源进行综合评价的效果较好,尤其以种子贮藏蛋白和ISSR检测评价方法为佳。综合以上研究结果表明:⑴扁蓿豆种质资源在居群内和居群间均具有十分丰富的遗传多样性,且居群内的遗传多样性高于居群间,表明其遗传变异主要来源居群内。⑵不同地理类群间的扁蓿豆种质资源的遗传多样性的差异较大,来源于内蒙古地区的遗传多样性高于其他地区。⑶不同的遗传标记方法的聚类结果不同,但部分来自相同或相似生态地理环境的居群均可以聚为一类,说明地理来源相同的居群的亲缘关系较近。⑷采用表型性状、叶片解剖结构特征、种子贮藏蛋白、ISSR及AFLP标记等方法对扁蓿豆种质资源进行综合评价的效果较好。这将为扁蓿豆种质资源的收集、保护和利用提供依据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 扁蓿豆的植物学特征
• 1.2 扁蓿豆的分布与分类
• 1.3 扁蓿豆种质资源的搜集、保存与利用
• 1.3.1 扁蓿豆种质资源的搜集与保存
• 1.3.2 扁蓿豆种质资源的创新与利用
• 1.4 扁蓿豆的生物学特性与主要农艺性状
• 1.4.1 种子生物学特性
• 1.4.2 生长发育特性
• 1.4.3 生产性能
• 1.5 扁蓿豆的细胞学研究
• 1.6 扁蓿豆的光合生理特性
• 1.7 扁蓿豆的抗逆性
• 1.7.1 抗旱性
• 1.7.2 抗寒性
• 1.7.3 耐盐性
• 1.8 扁蓿豆的饲用品质与饲用价值
• 1.9 扁蓿豆种质的亲缘关系与遗传多样性研究
• 1.10 研究目的意义及技术路线
• 1.10.1 研究目的意义
• 1.10.2 技术路线
• 1.11 论文研究的创新点
• 第二章 扁蓿豆种质资源的收集
• 2.1 前言
• 2.2 调查取样方法
• 2.2.1 取样
• 2.2.2 考察收集路线及收集概况
• 第三章 扁蓿豆种质资源表型变异的研究
• 3.1 前言
• 3.2 试验材料和方法
• 3.2.1 试验地概况
• 3.2.2 试验材料
• 3.2.3 试验方法
• 3.2.4 数据统计
• 3.3 结果与分析
• 3.3.1 扁蓿豆种质资源的表型变异
• 3.3.2 扁蓿豆居群不同性状表型多样性的主成分分析
• 3.3.3 扁蓿豆居群不同性状表型多样性的聚类分析
• 3.3.4 扁蓿豆居群不同性状表型性状的相关性分析
• 3.3.5 扁蓿豆居群主要表型性状与生态因子的相关分析
• 3.4 讨论
• 3.4.1 扁蓿豆种质资源的表型变异
• 3.4.2 主成分分析和聚类分析在扁蓿豆种质资源研究中的应用
• 第四章 扁蓿豆种质资源叶片解剖结构特征变异研究
• 4.1 前言
• 4.2 材料与方法
• 4.2.1 试验材料
• 4.2.2 试验方法
• 4.2.3 数据统计
• 4.3 结果分析
• 4.3.1 扁蓿豆叶片解剖结构特征方差分析
• 4.3.2 扁蓿豆叶片解剖结构特征相关性分析
• 4.3.3 扁蓿豆叶片解剖结构特征主成分分析
• 4.3.4 扁蓿豆叶片解剖结构特征聚类分析
• 4.3.5 扁蓿豆叶片解剖结构特征与生态因子的相关分析
• 4.4 讨论
• 4.4.1 叶片解剖结构特征的变异
• 4.4.2 扁蓿豆叶片解剖结构特征与生态因子的关系
• 4.4.3 扁蓿豆叶片抗旱结构与其资源分布的关系
• 第五章 扁蓿豆种质资源种子贮藏蛋白的研究
• 5.1 前言
• 5.2 材料与方法
• 5.2.1 试验材料、试剂及仪器
• 5.2.2 试验方法
• 5.2.3 数据统计
• 5.3 结果与分析
• 5.3.1 种子贮藏蛋白带型多态性分析
• 5.3.2 种子贮藏蛋白遗传参数的统计分析
• 5.3.3 各地理类群遗传多样性指数的分析
• 5.3.4 居群间的遗传距离和聚类分析
• 5.3.5 主成分（PAC）分析
• 5.3.6 遗传参数与生态因子的相关分析
• 5.4 讨论
• 5.4.1 种子贮藏蛋白电泳技术在扁蓿豆种质中的应用
• 5.4.2 扁蓿豆不同居群遗传变异和遗传结构
• 5.4.3 扁蓿豆种子贮藏蛋白与生态因子的关系
• 第六章 扁蓿豆种质资源 ISSR 的研究
• 6.1 前言
• 6.2 材料与方法
• 6.2.1 试验材料、试剂及仪器
• 6.2.2 试验方法
• 6.2.3 数据统计
• 6.3 结果与分析
• 6.3.1 ISSR 扩增片段的多态性
• 6.3.2 ISSR 标记扩增产物的遗传多样性
• 6.3.3 ISSR 标记的聚类分析
• 6.3.4 主成分（PAC）分析
• 6.3.5 遗传参数与生态因子的相关分析
• 6.4 讨论
• 6.4.1 ISSR-PCR 的扩增多态性
• 6.4.2 扁蓿豆的在 ISSR 水平上遗传结构和遗传分化
• 第七章 扁蓿豆种质资源 AFLP 的研究
• 7.1 前言
• 7.2 材料与方法
• 7.2.1 试验材料、试剂及仪器
• 7.2.2 试验方法
• 7.3 数据统计
• 7.4 结果分析
• 7.4.1 AFLP 扩增片段的多态性
• 7.4.2 AFLP 标记扩增产物的遗传多样性
• 7.4.3 AFLP 标记的聚类分析
• 7.4.4 主成分（PAC）分析
• 7.4.5 遗传参数与生态因子的相关分析
• 7.5 讨论
• 7.5.1 AFLP 研究中的位点数与分析结果可靠性的关系
• 7.5.2 AFLP 标记在扁蓿豆种质资源研究中的应用
• 7.5.3 AFLP 与其他标记方法对扁蓿豆种质遗聚类分析的差异
• 第八章 扁蓿豆种质资源三种标记水平的综合分析
• 8.1 扁蓿豆种质资源基于形态学与叶片解剖结构的遗传变异
• 8.2 种子贮藏蛋白、ISSR 和AFLP 三种标记方法的遗传多样性
• 8.3 三种标记方法检测扁蓿豆的遗传多样性的差异性
• 8.4 五种标记方法的相关性
• 第九章 结论
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 作者简历