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冰草属植物的收集与遗传多样性研究

孙志民

  由于冰草属(Agropyron Gaertn., P geneome)植物具有极为重要的经济利用价值,因而经过众多科学家的努力,已具备了相对最为完整的形态学和细胞遗传学资料。但是,以居群为对象进行冰草属植物的遗传多样性研究,目前还未见报道。对于异花授粉的冰草属植物来说,以居群为对象进行研究,不仅有利于阐明冰草属种间的系统发育关系,而且对于确定分布的多样性中心,制定异花授粉植物野外考察收集取样及其保存策略、有效利用均有重要的理论指导意义。本文从冰草属植物的分布状况、穗部性状、细胞学、DNA四个层次对分布于我国和国外的冰草属内的5个常见种和1个亚种,包括冰草(A.cristatum<L.>Gaertn.)、沙生冰草(A. desertorum<Fisch.>Schult.)、沙生冰草亚种毛沙生冰草(A. desertorum ssp. pilosiuculum)、根茎冰草(A. michnoiRoshev.)、西伯利亚冰草(A. fragile<Roth>Cand.)和蒙古冰草(A. mongolicumKeng),以居群为对象,进行了遗传多样性研究。主要得到以下结果:1.通过考察,共从新疆北部地区和内蒙古呼伦贝尔盟地区分别采集冰草属植物3个种、27个居群和2个种、21个居群。从种的分布来看,在上述两个地区,冰草均为广为分布种,分别占采集居群总数的81.5%和95.2%。从冰草的倍性水平上看,采自内蒙古呼伦贝尔盟地区的居群主要为二倍体,占采集冰草居群总数的66.7%;而采自新疆北部地区的居群,除一个居群为六倍体外,其余均为四倍体。2.在新疆北部地区首次发现冰草的六倍体自然居群,对于探讨冰草属植物的起源演化有重要价值,因为过去一直认为六倍体冰草仅出现于土耳其东部和伊朗西部交界的一个狭窄地段。3.使用RAPD标记分析了居群内、居群间、种内和种间遗传多样性。应用100个随机引物进行扩增反应,有20个引物产生了有用的可记载的条带。不同分类单位间的多态水平随引物的不同而不同。4.为了优化取样策略,应用RAPD标记对采自新疆的一个居群的30个单株进行了分析。通过聚类,这30个单株被分为12组,即用12株(每一组内各取一株)构成一个新的居群,这个新居群能代表原来30个单株80%的多样性.这一结果建议,在野外收集冰草属植物时,一个采集点应采集多于12个单株.5.RAPD结果显示,居群内的基因多样性指数为h—0.2790,多态位点比例为P—74.14%,表明冰草属植物居群内的遗传多样性水平较高,这与其异花授粉的特性是相符的.6.居群间的基因多样性指数山=0.242匀川\于居群内的基因多样性指数,而且居群间的遗传多样性与材料的地理分布相关;同时证明,分布于我国的冰草与国外的材料有较大的遗传差异.7.对冰草属植物的5个种(每种2个居群)进行了分析.结果显示,与居群内、居群间相比,物种间的基因多样性指数(h=0.ZI 26)最小;同一物种的不同居群基本上被聚为一类,但亦受材料的地理分布影响.8.分析了毛沙生冰草与冰草p、4X)、蒙古冰草及沙生冰草间的亲缘关系.结果显示,毛沙生冰草与蒙古冰草亲缘关系最近,而与沙生冰草亲缘关系较远.这一结果建议,将二倍体的毛沙生冰草作为四倍体沙生冰草的一个亚种处理有待商榷.……   
[关键词]:冰草属;收集;形态学;细胞学;RAPD;遗传多样性
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:中国农业科学院2000年