论文摘要
本文以来自我国11个省（自治区）38个县市的31份老芒麦和19份垂穗披碱草为研究对象,以表型性状、主要农艺性状以及ISSR分子标记为研究内容,探讨不同地理来源的老芒麦和垂穗披碱草适应环境以及分布的特点,以揭示供试材料间遗传差异、遗传变异规律以及亲缘关系。主要研究结果如下:1.表型性状研究表明:老芒麦和垂穗披碱草种间和种内均有显著差异,且种间的差异大于种内,表现出较为丰富的表型多样性。根据主成分分析,老芒麦表型分化的主要指标有12个,按作用的大小分别是:株高、小穗数、旗叶至穗基部长、穗长、外稃芒长、旗叶长、倒2叶片宽、内稃长、倒2叶片长、穗下第一节间长、第一颖长、旗叶宽,垂穗披碱草表型分化的主要指标有11个,按作用的大小分别是:株高、小穗数、穗宽、内稃长、外稃长、穗下第一节间长、穗长、外稃芒长、旗叶宽、旗叶至穗基部长、旗叶长,老芒麦和垂穗披碱草表型分化的主要指标中有9个相同。聚类分析表明,同种材料聚在一起,在种内,受海拔和纬度的影响,形态相似的材料首先聚在一起,具有相同或相似地理来源的材料能够部分集中的聚在一起。2.主要农艺性状比较结果表明,老芒麦生育期差异大于垂穗披碱草,来自低海拔、高纬度地区的材料生育期明显长于来自低纬度、高海拔地区。从分蘖期到孕穗期老芒麦的株高变化幅度最大,垂穗披碱草株高变化幅度最大的时期是从分蘖期到开花期,老芒麦和垂穗披碱草叶面积指标变化最大的时期都是分蘖期到拔节期。在完熟期,来自高海拔地区的老芒麦株高大于低海拔地区,高纬度地区的垂穗披碱草植株矮于来自低纬度地区,高纬度地区的老芒麦叶面积大于来自低纬度地区,而高海拔地区的垂穗披碱草叶面积大于来自低海拔地区。垂穗披碱草的鲜干比大于老芒麦,所有供试材料中ES018和EN004的鲜干比最大,营养较丰富,来自高海拔地区的老芒麦单穗重都比较小。综合比较,ES010、ES011、ES014、ES021、ES024、EN010、EN011、EN015的穗茎干重、鲜干比、分蘖数以及单穗重等表现最好,可优先利用。供试老芒麦中以晚熟材料居多,而垂穗披碱草以早熟材料居多,晚熟材料表现为植株较矮,叶面积较大,分蘖数较多;而早熟型材料则表现为植株高大,叶面积较小,分蘖数较少。3.老芒麦和垂穗披碱草ISSR-PCR反应最优化体系为:25μL反应体系中,2.5μL 10×buffer (不含Mg2+),TaqDNA聚合酶1.0 U,Mg2+ 2.0 mmol/L,模板DNA 30～120 ng,NTPs 0.25 mmol/L,引物0.25μmol/L;最佳扩增程序为:94℃预变性2 min,94℃变性1 min,51℃退火1 min（根据引物而定）,72℃延伸1.5 min,共41个循环,72℃后延伸10 min,扩增完后4℃保存。供试材料多态性较丰富,材料间存在比较大的遗传变异;12条引物对31份老芒麦和19份垂穗披碱草进行扩增,共检测出111条谱带,有107条多态性谱带,多态性比例达到了96.40%,50份材料总的有效等位基因数Ne为1.552,Nei’s基因多样性指数为0.304,Shannon指数为0.459,31份老芒麦的ISSR多态性片段比例为92.79%,有效等位基因数Ne为1.442,Nei’s基因多样性指数为0.273,Shannon指数为0.424,19份垂穗披碱草的多态性为84.68%,有效等位基因数Ne、Nei’s基因多样性指数和Shannon指数分别为1.433、0.263、0.403,不同老芒麦材料间的遗传差异大于垂穗披碱草。ISSR标记能将50份材料区分开,同种材料聚在一起,种内聚类与材料地理分布有一定的相关性,受海拔和纬度的影响,不同来源的同种材料在聚类时会出现交叉现象。