扁穗牛鞭草种质资源综合评价及分子遗传多样性研究

论文摘要

本论文主要以来源于我国西南地区野生扁穗牛鞭草[Hemarthria compressa（L.F.）R.Br.]种质资源为研究材料,对其中28份材料进行ISSR分子遗传多样性分析,43份材料进行SRAP分子遗传多样性分析；同时,针对牧草两个重要性状—产量与品质,以现有两个品种,“重高”和“广益”为对照,对其中重点优异材料进行了进一步的生产性能和饲用价值评价研究；并对20份材料进行了抗旱性评价。主要研究结果如下：1、采用ISSR标记对来自中国西南地区（四川、重庆、贵州）的28份扁穗牛鞭草材料的遗传多样性进行了检测。从96个ISSR引物中共筛选出13个多态性明显、反应稳定的引物,对28份材料DNA共扩增出129条谱带,平均每个引物扩增出9.9条带,多态性条带比率达84.2%。材料间遗传相似系数在0.466～0.980之间,表现出丰富的遗传多样性。通过聚类分析和主成分分析,将28份扁穗牛鞭草分为两大类,同一地区的扁穗牛鞭草品种（系）基本聚在同一类,呈现出一定的地域性分布规律。2、采用SRAP标记对主要来自中国西南地区（四川、重庆、贵州和云南）的43份扁穗牛鞭草种质资源的遗传多样性进行了分析。试验筛选出了11对引物组合共扩增出153条带,多态性条带140条,多态性条带比率为91.50%,其中平均每对引物扩增出条带13.91,多态性条带12.73。43份扁穗牛鞭草材料间的遗传相似系数（GS）为0.565-0.992,平均值为0.723,供试材料表现出了丰富的遗传多样性。聚类结果表现出与其地理来源和形态特征类型具有一定的相关性。同时主成分分析结果更直观的反映了各种质间的遗传关系。分子方差分析（AMOVA）揭示了供试的扁穗牛鞭草总遗传变异的86.99%存在于类群内,仅有14.01%的变异存在于类群之间,类群间的分化系数ΦST=0.140。本研究结果为扁穗牛鞭草种质的收集、利用及育种提供了理论依据。3、2004年至2006年,对收集我国西南区的27份扁穗牛鞭草以国审品种“广益”和“重高”为对照,在重庆樵坪进行品比试验。通过观察各品种的适应性和稳定性,筛选出了表现优异的6份材料。将筛选的6份材料在四川雅安、四川南充、四川眉山、重庆荣昌4个不同地区进行进一步的区域试验,观察了其在各区域点的适应性和稳定性,筛选出综合表现较好的H2003-5材料,其产量高、品质好。4、以“广益”和“重高”扁穗牛鞭草为对照,对14份扁穗牛鞭草种质资源的饲用价值进行评定,获得如下结果：（1）采用层次分析法进行分析评定,有7份资源的饲用价值综合值优于对照,分别是2002-2、2002-4、2003-3、2003-6、2003-5、2003-2、2003-4。（2）采用灰色关联法评价,与对照品种“广益”牛鞭草综合性状最接近是2003-5,其次是2003-4、2002-6、2002-1、2002-5、H002、2003-6、2003-1、2002-2、2003-3、2002-4这10个材料,综合性状差距较大的是2003-2、2002-3、H019。5、在水分胁迫处理下,对来自我国西南区的20份扁穗牛鞭草材料进行了抗旱性评价。试验选用了相对株高、相对产量等8个指标,采用隶属函数法对抗旱能力进行综合评价。试验结果表明了20份供试的扁穗牛鞭草的抗旱性差异较大,根据其隶属函数值进行抗旱性排序为：“广益”>H027>2002-4>H042>H054>2003-5>H055>H002>H035>2003-1>H050>“重高”>H031>H047>H043>H033>H036>2003-4>H019>H029。同时对8个指标与抗旱性进行相关性分析,结果表明相关产量、电导率和含水量与材料的抗旱性之间的相关性显著。本研究结果为扁穗牛鞭草的抗旱性育种提供依据和材料,也为其节水灌溉提供了科学的理论依据。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 文献综述
• 1. 分子标记在遗传多样性研究中的应用
• 1.1 遗传多样性研究的意义
• 1.2 分子标记及在植物遗传多样性研究的应用
• 2 生产性能研究
• 2.1 牛鞭草的生产性能
• 2.2 牛鞭草生产特性
• 3 饲用价值研究进展
• 3.1 牧草饲用价值研究概况
• 3.2 饲用价值评定方法
• 3.3 扁穗牛鞭草饲用价值研究进展
• 4 抗旱性研究进展
• 4.1 植物抗旱机理研究进展
• 4.2 干旱胁迫对牧草生理生化的影响
• 4.3 牧草抗旱性综合评价数量分析方法
• 5 本项研究的目的意义
• 6 研究内容和技术路线
• 6.1 研究内容
• 6.2 技术路线
• 第二章 扁穗牛鞭草种质遗传多样性的ISSR分析
• 1 材料与方法
• 1.1 供试材料
• 1.2 DNA提取
• 1.3 ISSR反应体系的建立及优化
• 1.4 ISSR引物的筛选
• 1.5 PCR扩增及电泳
• 1.6 数据统计
• 2 结果与分析
• 2.1 筛选引物
• 2.2 ISSR扩增结果及多态性分析
• 2.3 ISSR鉴定标记
• 2.4 聚类分析
• 2.5 扁穗牛鞭草主成分分析
• 3. 讨论与结论
• 第三章 中国西南区扁穗牛鞭草种质遗传多样性的SRAP分析
• 1 材料与方法
• 1.1 供试材料
• 1.2 基因组DNA提取
• 1.3 SRAP分析
• 1.4 数据分析
• 2 结果与分析
• 2.1 SRAP扩增的多态性
• 2.2 遗传相似性分析
• 2.3 聚类分析
• 2.4 主成分分析
• 2.5 地理类群遗传结构及聚类分析
• 3 讨论
• 3.1 扁穗牛鞭草遗传多样性的SRAP分析
• 3.2 扁穗牛鞭草种质间的遗传关系
• 3.3 扁穗牛鞭草不同地理类群间的遗传关系
• 3.4 扁穗牛鞭草SRAP与ISSR标记的相关性分析
• 第四章 优异扁穗牛鞭草种质牧草生产性能研究
• 1 试验材料与方法
• 1.1 试验地概况
• 1.2 试验材料与试验设计
• 1.3 施肥管理
• 1.4 观测指标及方法
• 1.5 统计分析
• 2. 结果与分析
• 2.1 品比试验
• 2.1.1 再生速度
• 2.1.2 产草量
• 2.1.3 茎叶比
• 2.2 区域试验
• 2.2.1 再生速度
• 2.2.2 产草量
• 2.2.5 茎叶比
• 3 讨论与结论
• 第五章 牛鞭草种质资源饲用价值综合评定
• 1 材料与方法
• 1.1 试验地概况
• 1.2 试验材料
• 1.3 试验设计
• 1.4 观测项目及测定方法
• 1.5 数据处理方法
• 3 结果与分析
• 3.1 层次分析法对饲用价值的评定
• 3.2 灰色系统关联度对饲用价值的分析
• 4 讨论与结论
• 4.1 层次分析法对饲用价值的评定
• 4.2 灰色系统关联度对饲用价值的分析
• 第六章 扁穗牛鞭草种质资源抗旱性综合评价
• 1 材料与方法
• 1.1 试验地概况
• 1.2 供试材料
• 1.3 试验方法
• 1.4 数据测定
• 1.5 数据处理
• 2 结果与分析
• 2.1 各指标隶属函数值及抗旱性
• 2.2 相关性分析
• 3 讨论
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 研究生在读期间发表的论文
• 获得成果
• 研究生在读期间参加的科研项目
• 附图