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《四川农业大学》 2004年
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拟鹅观草属植物的生物系统学研究

丁春邦  
【摘要】:拟鹅观草属Pseudoroegneria (Nevski) A.Lve是Lve于1980年根据染色体组成建立的一个禾本科Poaceae小麦族Triticeae多年生小属,染色体组为St。其St染色体组是小麦族中一半以上物种的染色体组供体,因此拟鹅观草属在小麦族的系统与进化、物种亲缘关系等方面的研究有极为重要的地位。目前,全世界约15—20种,主要分布于中东、高加索、中亚、中国西部以及北美西部。据报道,在中国分布的有3种1亚种,但在《中国植物志》和各地方植物志中都未记载这个属。近年来,在小麦族的系统分类研究中,发现分布于新疆库车的大丛鹅观草Roegneria magnicaespes和宁夏银川的阿拉善鹅观草R.alashanica以及西藏昌都的昌都鹅观草P.elytrigioides (R.elytrigioides)很可能也是在中国分布的拟鹅观草属物种。本属植物特别耐干旱,是优良的牧草,同时也是麦类作物遗传育种重要的种质资源材料。 拟鹅观草属是小麦族的一个重要多年生属。然而,自Lve(1980)建立该属以来,还没有学者对该属植物的起源、系统地位、物种界限、种间(内)亲缘关系等问题进行过比较全面的研究。因此,系统地进行拟鹅观草属物种的生物系统学研究以及拟鹅观草属植物在我国的地理分布,对研究我国的披碱草属Elymus L.、偃麦草属Elytrigia Desv.、鹅观草属Roegneria C.Koch.、仲彬草属Kengyilia Yen et Yang和猬草属Hystrix Moench物种的起源和演化具有重要意义,同时将会填补我国在禾本科小麦族研究中的一个空白,对植物多样性、麦 四川农业大学博士论文 类作物遗传育种以及资源的合理开发利用都将具有十分重要的理论和实践意 义。本研究从形态学、细胞学、醇溶蛋白生化标记以及DNA分子标记对拟鹅观 草属9种2亚种和鹅观草属2种植物进行了研究。主要结果如下: 1.对拟鹅观草属尸seudoroegneria7种2亚种和鹅观草属RoegneriaZ种共 H个分类群的核型进行了研究,核型公式如下:尸sPicata,Zn二Zx二14二12m (Zsat)+Zsm;P srrig口sa,Zn= Zx=14=1 Zm+Zsm(Zsat);P szrigosa ssP.aegilopoides, Zn=Zx=14二12m(Zsat)+Zsm;P stiPlfolia,Zn=Zx=14=12m(Zsat)+Zsm(Zsat);P /jbanotiea,Zn=Zx=14=1 Om+4sm(4sat):P geniculara,Zn=4x=28=ZOm+ssm(Zsat); P geniculata ssP.scylhica,Zn=4x=28=24:刀(Zsat)+4sm;P gracilli脚a, Zn一4x=28=24m(Zsar)+4sm;昌都鹅观草pe勺,zrigsosdes,Zn=4x二28=22m+6sm (4sat);阿拉善鹅观草R.alashanica,Zn一4x一25一22m+6sm(Zsat);大丛鹅观草 夕.n,心nieae护es,Zn=4x一28=22m+6sm。其中后7个类群的核型为首次报道。 R. alashanica和R.m心nicae毕es的核型与p.e勺夕trigioides和p geniculata的核型 相似,均为ZA型。 2.利用酸性聚丙烯酞胺凝胶电泳(A一以GE)对拟鹅观草属9种1亚种和 鹅观草属5种共27份材料进行了醇溶蛋白遗传分析,结果表明:27份材料共 分离出26条带纹,多态性高达100%,这可能与该属植物广泛的地理分布和异 花授粉特性有关;拟鹅观草属植物具有较丰富的醇溶蛋白多态性,种间和种内 不同居群间均存在明显的醇溶蛋白遗传变异,种间变异大于种内变异,醇溶蛋 白图谱可以作为鉴定拟鹅观草属植物的指纹图谱:R.alashanica和R. magnicaesPes与拟鹅观草属的物种聚类在一起,与拟鹅观草属的亲缘关系较近, 而与鹅观草属的亲缘关系较远;醇溶蛋白图谱的聚类结果与形态学、细胞学和 细胞遗传学的研究结果基本一致。醇溶蛋白资料可以运用于拟鹅观草属植物种 间、种内遗传差异及系统关系研究。 3.利用随机扩增多态性DNA(RAPD)标一记技术,分析了拟鹅观草属9 种2亚种和鹅观草属6种共43份材料。35个引物产生的379条谱带中,364 四川农业大学博十论文 条(96.04%)表现出多态性,每个引物可扩增出6一14条多态性带,平均10.40 条,表明拟鹅观草属植物具有丰富的遗传多样性。利用379个RAPD标记,计 算材料间Jaccard遗传相似性系数(GS),在NTsys一Pc软件中利用uPGMA进 行聚类。结果表明:拟鹅观草属植物的种间和种内不同居群间均存在明显的 RAPD遗传变异,种间变异大于种内变异;阿拉善鹅观草R.alashanica和大丛 鹅观草R.magnicaesPes与拟鹅观草属的物种聚类在一起,它们与拟鹅观草属的 亲缘关系较近,而与鹅观草属的亲缘关系较远;2份拟鹅观草属植物P. geniculata ssp.scythica单独聚在一起,与本研究的其余35份拟鹅观草属材料间 存在着明显的遗传差异;RAPD分子标记可以将拟鹅观草属的物种分开,在聚 类时,同种的不同居群材料首先聚在一起,然后再与其它物种聚类,且形态相 似、地理分布相同或相近的物种聚类在一起:RAPD结果与形态学、细胞学和 醇溶蛋白分析的结果基本一致。因此,RAPD技术可作为拟鹅观草属植物系统 学研究的一种有效方法。 4.对拟鹅观草属9种2亚种和鹅观草属6种共43份材料进行了RAMP分 析,探讨了鹅观草属的阿拉善鹅观草R.alashanica和大丛鹅观草尺 m“gnicaesPes与拟鹅观草属物种的关系以及拟鹅观草属内的种间关系。33个引 物组合产生的318条DNA扩增片段中,294条(92 .45%)具有多态性,每个引 物组合产生5一14条多态性带,平均8.91条。利用318个RAMP
【学位授予单位】:四川农业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:Q949

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