无芒雀麦抗旱性及遗传多样性研究
【摘要】:本论文以来自国内外12个地区的无芒雀麦为研究对象,对其进行了抗旱性和遗传多样性分析。抗旱性研究分为两个阶段:种子萌发期和苗期。种子萌发期抗旱性研究采用PEG-6000(聚乙二醇)模拟干旱胁迫环境,苗期试验采用连续干旱法,遗传多样性采取随机扩增多态性DNA(RAPD)分析。主要结果如下:
(1)种子萌发期抗旱性鉴定选取了7项指标,相对发芽率、相对发芽势、相对发芽指数、相对活力指数、抗旱指数、发芽动态图及半致死胁迫浓度。随着PEG浓度的增加,各指标均呈下降的趋势。在这7项指标中,相对发芽率、相对发芽势、抗旱指数、发芽动态图及半致死胁迫浓度这5项指标结果几乎一致,反映了它们均为无芒雀麦萌发期抗旱性鉴定较好的指标。
(2)苗期选用了3个具有代表性的指标,即叶片相对含水量、丙二醛含量、细胞膜透性。结果表明,随干旱时间的延长,各材料的叶片相对含水量都有不同程度的下降,丙二醛含量、相对电导率均增加。
(3)本文对12份材料的半致死胁迫浓度进行了计算,得出了三次多项式模型:Y=b0+b1x+b2x2+b3x3,与大多数人在牧草抗旱性研究上常用的两种模型,即一元直线方程:Y=b0+b1x;二次多项式模型:Y=b0+b1x+b2x2相比,三次多项式模型的拟合度最好。该模型为反“乙”字形的曲线,根据此方程算出其半致死胁迫浓度,此结果与萌发期的发芽动态、相对发芽率和相对发芽势及抗旱指数完全一致,这个模型可以在其它牧草的抗旱性研究中推广应用。
(4)对无芒雀麦种子萌发期抗旱性进行综合评价,采用模糊数学隶属函数法,可把12份材料按抗旱性强弱分为三个等级,其中抗旱性较强材料为1号、2号、8号、7号材料,它们分别来自江苏(JS)、波兰(BL)、新疆(XJ3)和前苏联(QSL)。对无芒雀麦苗期抗旱性进行综合评价:抗旱性较强材料为2号、9号、8号、7号材料,其中9号来自加拿大(JND)。综合其结果,2号、8号和7号材料抗旱性较强,这3份材料可以作为进一步选育抗旱性品种的材料。
(5)用RAPD分子标记对无芒雀麦的12个种群进行遗传多样性分析。结果表明:无芒雀麦的多态性条带百分率为87.36%, Shannon信息指数(Ⅰ*)为0.2933, Nei’s基因多样性指数(H)为0.1843,有较高的遗传多样性。种群间遗传分化系数(Gst)为0.2735,说明无芒雀麦的遗传分化主要发生在种群内(72.65%),并且根据遗传分化系数可以确定其为异交种,且在异交种中其遗传分化的程度高。聚类结果显示,种群间的遗传距离与地理距离没有显著相关性,这可能与人类的广泛栽培加大了种群间的基因交流有关。
【关键词】:无芒雀麦 种子萌发期 苗期 抗旱性 遗传多样性 【学位授予单位】:内蒙古师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:S543.8
【目录】:
- 中文摘要4-6
- ABSTRACT6-10
- 1 前言10-21
- 1.1 牧草抗旱性研究概述10-15
- 1.1.1 牧草抗旱性机理10-11
- 1.1.2 抗旱性鉴定方法11-12
- 1.1.3 抗旱性鉴定指标12-14
- 1.1.4 植物抗旱能力的评价14-15
- 1.2 植物遗传多样性研究概述15-18
- 1.2.1 遗传多样性的研究方法15-18
- 1.3 无芒雀麦研究现状18-20
- 1.3.1 植物学特性研究18-19
- 1.3.2 抗逆性研究19-20
- 1.3.3 遗传多样性研究20
- 1.4 本研究的目的和意义20-21
- 2 无芒雀麦的抗旱性研究21-47
- 2.1 试验材料与方法21-24
- 2.1.1 试验材料21
- 2.1.2 研究内容与方法21-24
- 2.1.3 数据统计与分析24
- 2.2 结果与分析24-45
- 2.2.1 无芒雀麦萌发期抗旱性比较24-41
- 2.2.2 无芒雀麦苗期抗旱性比较41-45
- 2.3 小结45-47
- 2.3.1 种子萌发期抗旱性比较45-46
- 2.3.2 苗期抗旱性比较46-47
- 3 无芒雀麦的RAPD研究47-55
- 3.1 试验材料47
- 3.2 研究内容与方法47-49
- 3.2.1 取样方法47
- 3.2.2 基因组DNA的提取47
- 3.2.3 基因组DNA浓度和质量的检测47-48
- 3.2.4 引物的筛选与扩增48
- 3.2.5 扩增产物的检测与数据处理48-49
- 3.3 结果与分析49-52
- 3.3.1 RAPD引物多态性分析(PPB)49
- 3.3.2 无芒雀麦种群遗传多样性的RAPD分析49-50
- 3.3.3 无芒雀麦种群间的遗传分化50-51
- 3.3.4 无芒雀麦种群间的遗传距离和聚类分析51-52
- 3.4 小结52-55
- 4 讨论与结论55-59
- 4.1 讨论55-57
- 4.1.1 12份无芒雀麦材料种子萌发期的抗旱性研究55
- 4.1.2 12份无芒雀麦材料苗期的抗旱性研究55-56
- 4.1.3 种子萌发期和苗期抗旱性比较56
- 4.1.4 12份无芒雀麦材料遗传多样性的RAPD分析56-57
- 4.2 结论57-59
- 4.2.1 种子萌发抗旱性57-58
- 4.2.2 苗期抗旱性58
- 4.2.3 遗传多样性的RAPD分析58-59
- 参考文献59-66
- 致谢66-67
- 硕士期间发表论文67-68
- 附图68-69
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