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《新疆农业大学》 2010年
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新疆草坪用野生偃麦草种质资源评价

李培英  
【摘要】: 偃麦草(Elytrigia repens (L.) Nevski)隶属禾本科偃麦草属,多年生草本,具发达的根茎,侵占性强,抗寒、耐踏、耐荫、耐湿、较耐旱,轻度盐渍化土壤亦能生长,且具较高营养价值,是一种具有潜在开发价值的优良草坪草、牧草资源。新疆是偃麦草资源的一个主要分布区,本文在对新疆野生偃麦草资源调查收集的基础上,以采集的39份野生偃麦草和5份引进偃麦草为供试材料,对其形态特征、抗旱性(包括种子萌发期、幼苗期抗旱评价及其生理响应)、坪用性、遗传差异(包括同工酶和DNA分子水平)等进行评价,筛选抗旱性好及坪用性优的优良居群,进而了解不同居群在分子水平的遗传差异程度,为资源有效保护与开发利用、品种选育工作中亲本的选配提供科学依据。 主要研究结果包括: (1)对41份偃麦草种质资源的16个形态性状指标分析表明,偃麦草种内各形态指标存在较大的变异,变异系数介于4.88%-33.30%,其中叶层高度、旗叶长变异较大,而种子和颖片形态变异非常小。在相关分析结合主成分分析基础上,筛选出小穗数、百粒重、穗下第一节间长、叶长、叶层高度5个指标作为形态分异主要性状指标,将供试偃麦草材料划分为4大类,即高大型、偏高大型、特殊型、低矮型,其中特殊型、低矮型有望通过系统选育的方法,获得坪用性好的优良株系。 (2)种子萌发期PEG模拟干旱胁迫结果表明,胁迫降低了偃麦草种质资源的发芽率、发芽势、发芽指数、发芽活力指数,抑制了胚芽和胚根的生长发育。采用隶属函数法,以相对发芽率、相对发芽势、相对胚芽长、相对胚根长、相对种子活力、相对发芽指数、萌发抗旱指数、胁迫指数为综合评价指标,得出29份偃麦草材料的抗旱能力由强到弱的次序为E39 E14 E11 E13 E16 E03 E07 E25 E34 E42 E09 E29 E17 E31 E21 E26 E06 E10 E12 E27 E38 E08 E01 E04 E41 E19 E37 E02 E24。 (3)采用隶属函数法,以水分饱和亏缺、水分散失率、相对电导率、可溶性糖、土壤含水量为指标,对20份处于幼苗期的偃麦草材料进行抗旱性评价,其抗旱能力的次序为E01﹥E14﹥E13﹥E15﹥E17﹥E20﹥E09﹥E16﹥E19﹥E08﹥E18﹥E12﹥E07﹥E04﹥E10﹥E03﹥E06﹥E11﹥E02﹥E05,其中来自乌鲁木齐市永丰乡的2份材料E01与E13表现出较强的抗旱性,可为抗旱新品系选育提供材料。 (4)依据苗期抗旱筛选,并结合田间观测结果,对4份抗旱能力不同的偃麦草材料E01、E05、E16、E22进行抗旱生理响应研究。结果表明干旱胁迫过程中偃麦草叶片水分饱和亏缺、电导率、丙二醛含量、脯氨酸含量呈现上升趋势,SOD活性及可溶性蛋白含量呈现先升高后降低趋势,而POD活性则表现降低趋势。与其他材料相比,抗旱性强的材料E01水分饱和亏缺值上升慢、增加率低,SOD酶活性峰值出现时间晚但峰值最高,可溶性蛋白含量变化小,脯氨酸积累少,MDA积累慢、含量低。 (5)利用灰色关联分析的方法,以密度、盖度、抗旱性、出苗时间、成坪时间为指标对20份偃麦草材料的幼坪成坪性能进行评价表明,E11、E18与理想材料的关联度最大,其建坪性能最优,可以作为进一步选育优良草坪草的亲本材料利用;参照“景观-性能-应用适合度”与“外观-生态-使用”综合评价体系对偃麦草坪用性能进行评价表明,E18坪用性能最高,材料E04、E08、E09位于其后,也具有一定的育种价值。综合幼坪成坪性能与成坪坪用价值分析,认为E18、E04、E08可作为草坪用育种材料的首选。 (6)对32份材料进行POD和EST同工酶分析表明:2种同工酶共出现16条酶带,其中10条酶带出现的频率较高,说明其种内分异较小,具有一定的同源性。以2种同工酶谱为基础,依据Jaccard相似系数,采用UPGMA方法将32份偃麦草材料划分为4大类,其中第一大类材料均来自新疆阿勒泰地区,表现出遗传特征与地域环境之间存在一定的相关性。 (7)对32份偃麦草材料进行RAPD扩增表明,18条引物共扩增出264条带,多态性条带比例为93.7%,说明供试材料之间在DNA分子水平上多态性较高,表现出较丰富的遗传变异;以RAPD扩增结果进行聚类分析,在相似系数为0.373处,可将供试偃麦草种质资源划分为5大类群,且归类具有一定的地域相关性。 (8)通过对新疆野生偃麦草资源形态特征、抗旱性、坪用性、分子水平遗传差异进行研究,发现居群间在不同性状上存在较大的变异,在遗传上存在丰富的遗传变异,有开发利用的潜能。筛选出的强抗旱居群和优坪用性居群,可为偃麦草新品系的选育奠定物质基础。
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