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扁蓿豆种质资源遗传多样性机理的研究

李志勇

  扁蓿豆是一种很重要的豆科牧草,在畜牧业中发挥着重要的作用。为揭示扁蓿豆种质资源的遗传多样性水平及遗传结构,并为该种质资源制定有效的保护措施提供科学依据。本研究以7个地理类群的59个扁蓿豆居群为研究对象,从表型性状、叶片解剖结构、种子贮藏蛋白、ISSR分子标记及AFLP分子标记等方面进行了综合评价和分析。进一步探讨了各类群与环境生态因子的相关性。主要研究结果如下: 1、28个表型性状和9个叶片解剖结构特征的变异系数的差异均较大,其中叶面积、株高、单枝花序数、花序的种子数、花序的结荚数、千粒重、茎色和生长习性等是引起扁蓿豆种质表型变异的主要性状;栅栏组织厚度、海绵组织厚度、维管束直径及叶片厚度基本可以代表叶片解剖结构大部分的变异信息。栅栏组织厚度、海绵组织厚度及叶片厚度与生态因子中的年降水量呈显著正相关(P<0.05),表明这3个性状随降水量的变化发生变异,它们与扁蓿豆种质资源的抗旱特性有关,为扁蓿豆抗旱结构的特征之一。 2、种子贮藏蛋白电泳检测结果表明,不同居群间和地理类群间均有明显的多态性。供试的基因多样性h=0.1548,Shannon多样性指数I=0.2744,表明居群间变异程度较高,遗传分化大。内蒙古和西藏地区扁蓿豆种质资源遗传多样性较丰富,北京地区扁蓿豆种质资源的遗传差异较小。聚类分析可把59个居群扁蓿豆种质资源分为10类。 3、选用18个ISSR引物对59个居群进行分析,共检测出143条谱带,平均每个引物的总扩增带数为7.94条,多态性条带的比例为80.41%。居群间基因多样性指数为0.3297,基因分化系数为0.8349,内蒙古和西藏地区扁蓿豆种质资源遗传多样性较丰富,北京地区种质资源的遗传差异较小。聚类分析可把59个居群扁蓿豆种质资源分为8类,与种子贮藏蛋白的分析结果一致。 4、利用EcoRI/MseI酶切组合和4对选择性引物,对49个居群进行AFLP扩增,总扩增条带数目为36条,多态性达100%。地区间的遗传变异小于居群间的遗传变异。聚类分析和主成分分析显示供试居群可分为8类,来源地相同的部分居群聚在了一起,但也有相互交叉现象。 5、三种遗传标记水平反映出的遗传变异程度和遗传多样性水平不同。种子贮藏蛋白标记反映出的居群间遗传差异最大。采用表型性状、叶片解剖结构特征、种子贮藏蛋白、ISSR及AFLP标记等研究方法对供试扁蓿豆种质资源进行综合评价的效果较好,尤其以种子贮藏蛋白和ISSR检测评价方法为佳。 综合以上研究结果表明:⑴扁蓿豆种质资源在居群内和居群间均具有十分丰富的遗传多样性,且居群内的遗传多样性高于居群间,表明其遗传变异主要来源居群内。⑵不同地理类群间的扁蓿豆种质资源的遗传多样性的差异较大,来源于内蒙古地区的遗传多样性高于其他地区。⑶不同的遗传标记方法的聚类结果不同,但部分来自相同或相似生态地理环境的居群均可以聚为一类,说明地理来源相同的居群的亲缘关系较近。⑷采用表型性状、叶片解剖结构特征、种子贮藏蛋白、ISSR及AFLP标记等方法对扁蓿豆种质资源进行综合评价的效果较好。这将为扁蓿豆种质资源的收集、保护和利用提供依据。……   
[关键词]:扁蓿豆;表型性状;叶片解剖结构;种子贮藏蛋白;DNA分子标记
[文献类型]:博士论文
[文献出处]:中国农业科学院2011年