贵州野生匍匐剪股颖种质资源遗传多样性及越夏生理动态研究

论文摘要

试验以国外匍匐剪股颖品种Kromi为对照,采用形态学比较、POD等位酶变异分析及ISSR分子标记技术,对来自贵州18个野生匍匐剪股颖居群的18份材料进行遗传多样性研究,在贵州野生匍匐剪股颖遗传变异水平及不同空间尺度的变化、贵州野生匍匐剪股颖材料间的亲缘关系等方面做了探讨和分析;同时,试验选取越夏表现较好的五份野生匍匐剪股颖材料,以越夏能力突出的品种Putter为对照,对其在夏季高温干旱逆境下的生理动态进行了研究。研究结果表明:1、贵州匍匐剪股颖各形态学性状均存在较大的变异,变异系数在17.16%～34.3%之间;根据贵州野生匍匐剪股颖物种形态遗传多样性指数统计结果,物种遗传多样性指数为1.9991,居群内遗传多样性指数为1.848,居群间遗传多样性指数为0.1511,这表明贵州野生匍匐剪股颖形态遗传变异多产生于居群内（92.44%）,同时居群间也存在一定的遗传分化（7.56%）;各形态学性状变异程度有所不同（以遗传多样性指数衡量）,总的而言,直立枝直径＞匍匐枝叶宽＞节间长＞匍匐枝长＞直立枝叶宽＞株高＞匍匐枝叶长＞直立枝叶长＞直立枝长＞匍匐枝直径;在贵州野生匍匐剪股颖形态多样性构成中,直立枝直径、直立枝叶宽、匍匐枝叶宽、节间长、直立枝长、直立枝叶长为主要构成要素;根据聚类结果,各材料在地理位置上没有明显的、有规律可寻的形态分化。2、根据电泳检测结果,共检测到参试材料两个POD等位酶位点Pod-1、Pod-2,Pod-1有八条酶带,迁移率（RF）分别为0.031、0.046、0.065、0.088、0.111、0.131、0.163、0.183;Pod-2有四条酶带,迁移率（RF）分别为0.644、0.667、0.699、0.752;根据POD等位酶基因型分析结果,Pod-1位点等位酶四级结构为二聚体,Pod-2酶位点为单聚体。Pod-1位点含Pod-1a、Pod-1b、Pod-1c、Pod-1d四个等位基因,其中Pod-1a、Pod-1b、Pod-1c在材料中出现频率最高,为主导基因,等位基因Pod-1d只在材料BSE3中出现。材料BSE2的基因型较为特殊,其Pod-1位点只有Pod-1b一个等位基因,为纯合基因型;Pod-2位点含Pod-2a、Pod-2b、Pod-2c、Pod-2d四个等位基因,其中Pod-2c出现频率最高,为Pod-2位点主导基因,Pod-2a、Pod-2d在各参试材料中出现频率不一,表现出一定的多态性;根据DICE遗传相似系数,将供试材料分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四大类。3、ISSR分子标记结果表明:9个引物共扩增出多态性带66条,多态性条带比率（PPB）为81.48%,材料间遗传相似系数范围在0.4074～0.9123之间,表明贵州野生匍匐剪股颖具有较丰富的遗传多样性;基于Nei氏遗传相似系数对各材料进行了聚类分析,聚类结果呈现出一定的地域性分布规律,相关分析表明,地理距离与遗传距离显著正相关（r=0.768,0.05＞P＞0.01）。4、通过对五份贵州野生匍匐剪股颖材料及对照Putter在越夏过程中的形态、生理动态研究,结果表明:随着夏季逆境胁迫时间的延长,各匍匐剪股颖材料成熟叶片逐渐变黄乃至干枯,幼叶开始萎蔫;叶绿素总量、叶绿素a和叶绿素b含量都呈下降趋势;游离脯氨酸含量不断积累;细胞膜透性不断增大;不同材料的变化程度也有所不同,表现出越夏能力有所差异,根据隶属（反隶属）函数法,采用叶绿素总量、叶绿素a含量、叶绿素b含量、游离脯氨酸含量、细胞膜相对透性等五个指标,对五份贵州野生匍匐剪股颖材料及对照Putter越夏能力进行统合评价,结果表明越夏能力依次为:LPS3＞BSE4＞BNW2＞BNW1＞Putter＞LPS5。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 综述
• 1 遗传多样性
• 1.1 遗传多样性的含义
• 1.2 遗传多样性研究的意义
• 1.3 遗传多样性的研究原理和方法
• 1.3.1 形态学水平
• 1.3.2 生理生化水平
• 1.3.3 基于微卫星的分子标记技术
• 1.3.3.1 微卫星的产生
• 1.3.3.2 基于微卫星的分子标记类型
• 1.3.3.2.1 SSR标记
• 1.3.3.2.2 ISSR标记
• 1.3.3.2.3 RAMPS标记
• 2 居群遗传多样性的研究
• 2.1 居群的概念
• 2.2 居群遗传结构
• 2.3 居群遗传结构的影响因素
• 3 植物抗旱抗热性
• 4 剪股颖种质资源研究概况
• 5 选题背景及研究意义
• 第二章 贵州野生匍匐剪股颖形态遗传多样性
• 1.材料和方法
• 1.1 试验地概况
• 1.2 野生材料的收集
• 1.3 形态变异的观测指标和测定方法
• 1.4 统计方法
• 2.结果与分析
• 2.1 各居群形态遗传多样性分析
• 2.3 因子分析
• 2.3.1 因子分析检测
• 2.3.2 主成分的提取
• 2.3.3 各因子载荷矩阵分析
• 2.4 聚类分析
• 2.4.1 各类形态特征
• 2.4.2 聚类结果与居群关系
• 3.讨论
• 3.1 形态遗传变异
• 3.2 形态多样性指数
• 3.3 地理位置上的形态分化
• 第三章 贵州野生匍匐剪股颖POD等位酶变异分析
• 1.材料和方法
• 1.1 试验材料
• 1.2 试验方法
• 1.2.1 试验试剂:
• 1.2.2 POD等位酶的提取
• 1.2.3 电泳
• 1.2.4 不连续电泳系统的优化
• 1.3 数据处理
• 1.3.1 相对迁移率的计算
• 1.3.2 酶谱的遗传学解释
• 1.3.3 聚类分析
• 2.结果与分析
• 2.1 不连续电泳系统优化结果
• 2.2 POD等位酶多样性
• 2.2.1 酶谱分析
• 2.2.2 POD等位酶遗传多样性分析
• 2.2.3 酶谱聚类分析
• 3.讨论
• 3.1 酶谱表型计算引起的差异
• 3.2 酶型与倍性之间的关系
• 第四章 贵州野生匍匐剪股颖遗传多样性的ISSR分析
• 1 材料与方法
• 1.1 供试材料
• 1.2 剪股颖ISSR反应体系的建立
• 1.3 引物筛选、扩增及检测
• 1.4 数据统计与分析
• 2 结果与分析
• 2.1 ISSR-PCR扩增结果
• 2.2 贵州野生匍匐剪股颖遗传距离及聚类分析
• 3 讨论
• 3.1 匍匐剪股颖野生居群的遗传多样性
• 3.2 混合取样法对群体遗传学统计量的影响
• 3.3 匍匐剪股颖野生居群保护
• 第五章 贵州野生匍匐剪股颖越夏生理动态研究
• 1.材料和方法
• 1.1 试验地概况
• 1.2 试验材料
• 1.3 匍匐剪股颖越夏形态及生理变化研究
• 1.3.1 形态变化观察
• 1.3.2 叶绿素含量测定
• 1.3.3 电导率测定
• 1.3.4 游离脯氨酸含量的测定
• 1.4 试验数据处理
• 2.结果与分析
• 2.1 形态变化
• 2.2 叶绿素含量变化
• 2.3 细胞膜相对透性变化
• 2.4 游离脯氨酸含量的变化
• 2.5 各项指标的综合评价
• 3 结论
• 4 讨论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文