斑茅种质资源遗传多样性及生物质能潜力评估

论文摘要

斑茅（Erianthus arundinaceum （Retz） Jeswiet.）又名大密、笆茅、大巴茅,是蔗茅属多年生、密丛高大草本,秆直立具有分蘖力强、抗旱性强、根系发达等特性,是优良的固土护坡植物,还可以作为编席、造纸的原材料及燃料。斑茅在甘蔗育种中有较为特殊的育种价值和应用潜力,近年来国内外陆续开展了相关研究,而斑茅作为能源植物的开发利用还未见研究。在我国南方大面积的荒山荒坡、盐碱地、沿海滩涂地上种植斑茅作为能源草开发,可以缓解能源供给紧张,并且对改善我国生态环境等也具有重要意义,还不会出现与传统农业和畜牧业争地的情况。本文应用SRAP分子标记对来自四川岷江流域、青衣江流域和沱江流域的12个野生斑茅居群的遗传多样性进行分析,了解其遗传多样性水平及分化情况；对野生斑茅的物候期、叶片、茎杆、株高、分蘖数、花序、小穗、生物产量等二十几个农艺性状进行系统的研究,了解其形态学和生产力,从而初步筛选出农艺性状表现优秀的斑茅种质；对初步筛选出的优异种质进行水分、灰分、纤维素、半纤维素、木质素和热值的测定,了解其作为能源植物的开发价值,研究结果如下：1采用SRAP方法分析,对来自四川岷江流域、青衣江流域和沱江流域的12个野生斑茅自然居群遗传多样性及群体遗传结构进行了分析。获得下述结果：（1）18对SRAP引物组合共扩增出205条可统计条带,其中多态性条带153条,占74.63%,平均每对引物扩增出8.5条多态带。（2）斑茅具有较高的遗传多样性,多态条带比率PPB（%）为74.63%,Nei’s基因多样性（h）为0.2278,Shannon’s信息指数（I）为0.3454。（3）遗传分化指数Gst（0.2129）表明斑茅居群出现了一定程度的遗传分化,遗传变异主要存在于居群内部。（4）从斑茅12个居群的遗传距离和聚类分析发现,各居群间的遗传距离与地理距离之间有一定的相关性。通过对斑茅遗传多样性和遗传结构的分析提出了对该物种开发利用建议。2为了揭示不同斑茅种质形态学特征多样性和变异程度,确定适合作为能源植物开发的斑茅种质,本试验对斑茅种质资源的11个形态学特征进行了变异性研究。结果表明：不同斑茅种质资源的形态学特征存在广泛的变异,其中：茎粗变异幅度最大,变异范围为8.86-37.36,变异系数高达49.66%；其次为旗叶长和倒二叶宽,两者变异系数分别为45.10%和44.20%；斑茅形态学特征间存在明显相关性,斑茅种质的株高越高,茎秆粗壮,茎节数越多,花序数量多,反之亦然；聚类分析表明,不同斑茅种质资源可划分为3大类,源自不同地区的斑茅材料,形态相似的材料基本聚为一类。3本试验对20份斑茅种质资源生产性能进行评价。结果表明：物候期的观测结果显示,斑茅3月中旬返青,11月初进入完熟期,生育期较长,生长速度较快；不同材料的单株之间存在一定的差异,鲜草产量为1.64kg/株-4.92kg/株,单株平均产量为3.37kg/株,干草产量为0.34kg/株-0.94kg/株,平均为0.68kg/株；纤维素和半纤维素含量较高,木质素以及灰分含量较低,而且其能值变异范围在19.32-16.66kJ/g,能值较高,从化学成分及能值上看斑茅很适合做能源植物；对斑茅材料生产性能的综合评价为表现较好

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 文献综述
• 1 研究背景
• 2 文献综述
• 2.1 遗传多样性的研究方法
• 2.1.1 形态学标记
• 2.1.2 细胞学标记
• 2.1.3 生化标记
• 2.1.4 分子标记
• 2.2 斑茅种质资源遗传多样性研究进展
• 2.2.1 斑茅的分布与分类
• 2.2.2 遗传多样性研究进展
• 2.3 斑茅研究与利用前景展望
• 3 本项研究的目的和意义
• 第二章 斑茅自然居群遗传结构和多样性的SRAP分析
• 1 前言
• 2 材料和方法
• 2.1 供试材料
• 2.2 基因组DNA的提取
• 2.3 SRAP-PCR反应
• 2.4 电泳检测
• 2.5 数据统计及分析
• 3 结果与分析
• 3.1 引物筛选
• 3.2 斑茅的遗传多样性
• 3.3 野生斑茅居群的遗传结构
• 3.4 斑茅居群间的遗传距离和聚类分析
• 4 讨论
• 4.1 斑茅的遗传多样性
• 4.2 斑茅的遗传结构和聚类分析
• 4.3 野生斑茅遗传多样性的保护策略与开发利用
• 第三章 斑茅种质资源形态性状的变异研究
• 1 前言
• 2 材料和方法
• 2.1 供试材料
• 2.2 试验地概况
• 2.3 试验设计
• 2.4 观测项目及测定方法
• 2.4.1 营养器官性状
• 2.4.2 穗部性状
• 2.5 数据分析
• 3 结果与分析
• 3.1 斑茅形态性状变异分析
• 3.2 斑茅形态学特征的相关分析
• 3.2.1 营养器官的相关性
• 3.2.2 生殖器官的相关性
• 3.3 斑茅形态学特征的聚类分析
• 4 讨论
• 4.1 不同种质资源的形态特征存在广泛的变异
• 4.2 各形态性状之间显着相关
• 4.3 聚类结果与形态相似性有关
• 第四章 斑茅种质资源生产性能与生物质能潜力评价
• 1 前言
• 2 材料和方法
• 2.1 供试材料
• 2.2 试验地概况
• 2.3 试验设计
• 2.4 观测项目及测定方法
• 2.5 数据处理
• 3 结果与分析
• 3.1 物候期分析
• 3.2 生长速度分析
• 3.3 斑茅单株产量分析
• 3.4 斑茅化学成分及能值的分析
• 4 讨论
• 4.1 斑茅的物候和生长动态
• 4.2 斑茅的生产性能
• 4.3 斑茅的化学成分及能值
• 第五章 结论
• 1 野生斑茅居群斑茅基于SRAP标记的遗传多样性
• 2 野生斑茅种质形态多样性;
• 3 斑茅的生物学特性
• 4 斑茅的化学成分及能值
• 参考文献
• 致谢
• 学习期间发表的文章