青藏高原一年生野生大麦与欧、美、澳大麦的遗传多样性研究

论文摘要

大麦是世界上最古老的作物之一，是位于小麦、玉米和水稻之后的第四大谷类作物。青藏高原一年生野生大麦在世界大麦起源与进化研究中有重要地位，为我国所独有，是至今尚未充分开发利用的珍贵种质资源。本研究对40份一年生野生大麦，46份欧洲大麦、8份澳洲大麦、81份美洲大麦进行了16种农艺性状考察、籽粒蛋白质测定、旗叶光合速率测定，进行了以SSR为标记的遗传多样性研究，以期为现有的大麦种质资源的合理利用与遗传育种研究提供一些的有价值的信息。主要研究结果如下：1．不同种质资源16种农艺性状方差分析表明，各性状间遗传差异显著或极显著。不同地理来源大麦的一些农艺性状变异系数较大。在六棱大麦中，野生六棱大麦的旗叶面积、芒长的变异系数最大。分别为49％、44％。美洲大麦的单株粒数、单株实粒数、单株穗数的变异系数最大。分别为42％、43％、35％。澳洲大麦的千粒重、单株粒重、主穗小穗数、主穗粒重、主穗长的变异系数最大。分别为33％、60％、36％、55％、50％。在二棱大麦中，野生二棱大麦在单株实粒数、单株粒重、单株穗数、芒长的变异系数最大。分别为46％、51％、38％、46％。欧洲二棱大麦的主穗实粒数、主穗粒重的变异系数最高。分别为21％、32％。美洲大麦的千粒重、主穗密度变异系数最大，分别21％、20％。澳洲大麦的旗叶面积、主穗长变异系数最大分别为74％、20％。2．在所有供试材料中，野生大麦的籽粒蛋白质平均含量最大，为13.52％。而澳洲大麦的蛋白值平均含量最小，为12.22％。新复极差法比较表明，野生大麦蛋白质含量与美洲大麦差异不显著，与欧洲大麦和澳洲大麦差异极显著。美洲大麦蛋白质含量与欧洲大麦、澳洲大麦差异显著。说明中国青藏高原野生大麦蛋白含量总体上高于其它地区，可用于饲料大麦育种。籽粒蛋白质含量变异系数美洲大麦最大，达6.7％，欧洲大麦最小，为4.0％，野生大麦为5.9％。3．不同地域的大麦材料光合速率不同，其中美洲大麦品种平均光合速率最高，为14.59μmol．m-2．s-1。而中国青藏高原野生大麦材料的平均光合速率最低，为13.21μmol．m-2．s-1，但不同地理来源大麦品种的光合速率平均值差异都没有达到显著水平，光合速率变异系数最高的是澳洲大麦，为31％。4．对16种农艺性状数据进行标准化处理，利用欧氏距离、非加权成对算术平均数（UPGMA）法进行聚类分析，结果表明遗传距离6.0左右时，可划分为五大类，在ⅰ、ⅱ、ⅴ类中主要为野生大麦，共有30个材料。在ⅲ类中主要是美洲大麦，在第ⅳ主要是欧洲大麦和澳洲大麦。不同地理来源的大麦品种在遗传距离较小时，可以各自聚为更小一类。5．SSR标记分析表明，42对引物中，有40对在所有大麦材料中可扩增出清晰且有多态性的条带，其中共检测出234个等位基因，每个引物等位基因数为2～11，平均5.57个。在所有材料中每个SSR引物的PIC值为0.157～0.874，平均0.718；其中青藏高原野生大麦PIC值为0.169～0.879，平均0.713；欧洲大麦品种PIC值为0.081～0.867，平均0.691；美洲大麦品种PIC值为0.202～0.868，平均0.709；澳洲大麦品种PIC值为0～0.844，平均0.656。用UPGMA法对175个材料进行聚类分析，在遗传不相似系数为0.51水平上可聚为8类。分析表明一部分野生大麦约30％与其它三类大麦遗传距离较远，另一部分约70％分散分布在其他三类中，这进一步说明了青藏野生大麦丰富的遗传多样性。6．SSR标记和16种农艺性状为标准的聚类图都说明不同地理来源的大麦有明显的地理区域划分。但两图各材料间不能一一对应，没有明显的相关性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 缩略语表
• 1 文献综述
• 1.1 中国青藏高原一年生野生大麦资源概况
• 1.1.1 青藏高原一年生野生大麦分布
• 1.1.2 青藏高原一年生野生大麦的变种鉴定
• 1.1.3 青藏高原一年生野生大麦的不同形态类型
• 1.1.4 青藏高原一年生野生大麦的优良农艺性状资源
• 1.1.5 青藏高原一年生野生大麦的抗病、抗逆资源
• 1.1.6 青藏高原一年生野生大麦的品质资源
• 1.2 大麦起源中心与遗传多样性研究
• 1.2.1 起源中心学说
• 1.2.2 遗传多样性研究
• 1.3 分子标记的种类
• 1.4 本研究的目的及意义
• 2 材料与方法
• 2.1 实验材料
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 农艺性状考察
• 2.2.2 光合作用测定方法
• 2.2.3 蛋白质测定测定方法
• 2.2.4 聚丙烯酰胺凝胶电泳方法
• 2.3 田间试验数据与SSR数据分析
• 3 结果与分析
• 3.1 农艺性状结果分析
• 3.1.1 不同棱型大麦农艺性状比较分析
• 3.1.2 不同地理来源大麦不同棱型农艺性状比较分析
• 3.1.3 不同地理来源大麦蛋白质比较分析
• 3.1.4 不同地理来源大麦光合速率比较分析
• 3.1.5 光合速率（Pn）、蛋白质和多种农艺性状简单相关分析
• 3.1.6 16种农艺性状聚类分析
• 3.2 SSR数据分析
• 3.2.1 SSR引物在不同地理来源大麦等位基因分析
• 3.2.2 SSR引物在不同地理来源大麦中PIC分析
• 3.2.3 不同SSR引物在不同地理来源大麦中的聚类分析
• 4 讨论
• 4.1 各材料农艺性状聚类比较
• 4.2 不同地理来源大麦蛋白质分析
• 4.3 不同地理来源大麦光合速率分析
• 4.4 不同染色体遗传多样性比较分析
• 4.5 不同地理来源大麦间的遗传多样性分析
• 4.6 不同地理来源大麦间SSR聚类分析
• 4.7 SSR聚类结果与16种农艺性状聚类结果比较
• 参考文献
• 致谢