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萱草属部分种和栽培品种资源调查及亲缘关系研究

黎海利  
【摘要】: 我国萱草资源丰富,但对该属植物的开发利用及育种工作相对落后。为揭示萱草种质资源遗传背景,促进我国萱草种质创新,本研究对我国北方部分野生萱草种质资源进行调查,并对野生种及大量栽培品种进行比较形态学研究,利用ISSR和AFLP分子标记揭示萱草种质资源的遗传多样性和亲缘关系,为我国萱草的育种工作提供参考。 1对萱草(Hemerocallis fulva)、北黄花菜(H. lilioasphodelus)、小黄花菜(H. minor)、大苞萱草(H. middendorffi)等采用样方调查法进行野外调查,结果表明野生萱草的生境属微酸性环境;萱草生长于半阴,大苞萱草生长于荫庇的林下,而北黄花菜和小黄花菜则生长于光照较强的环境;萱草主要伴生种共有65种,北黄花菜主要伴生植物共计23种,小黄花菜主要伴生植物共37种,大苞萱草伴生的植物种类较少。利用重要值、生态位宽、生态位重叠、多样性指数等对萱草生长的群落特征的研究结果表明,各萱草野生种在群落中均处于优势种或与其他物种共同组成亚优势种;萱草、北黄花菜、小黄花菜生态位宽度值较大,对环境的适应性较强,而大苞萱草对环境的适应性较差;萱草与其伴生物种间的生态位重叠程度较高,与其他伴生种间对环境的竞争激烈。表明对野生萱草利用开发的同时应进行必要的保护,研究结果为萱草的引种栽培和园林配置提供了参考。 2采用相关分析、形态多样性指数计算、主成分分析、聚类分析进行萱草种质的比较形态学研究,结果表明萱草形态性状的变异系数均较大,其中最大的为花葶直径和苞片长度,达55%以上,其余性状的变异系数也超过20%,说明萱草种质资源形态上具有丰富的变异,为萱草的选择育种提供了理论基础。形态性状相关分析表明萱草的形态性状间未出现负相关关系。性状平均多样性指数为1.15,其中数量性状的多样性指数为1.71,质量性状多样性指数仅为0.58。对19个性状进行主成分分析表明供试材料性状的主要变异来源于花部性状、株高等。经过聚类分析将90个供试材料分为5类2组,每一类在形态上均具有一定的相似性,这为萱草的品种分类及新品种选育提供了依据。 3利用正交设计方案建立萱草ISSR标记的PCR反应体系。并用10条引物对90份萱草种质进行ISSR分析,结果共获条带255条,其中多态性条带为237条,占总扩增带数的92.2%,说明供试萱草各基因型之间的遗传多态性较为丰富。供试材料间的相似性系数在0.4008-0.8987之间,均值为0.6360;供试材料间的遗传距离在0.1013-0.5992之间,均值为0.3640。ISSR指纹的指纹图谱聚类分析将供试材料分为4类4组,北黄花菜和小黄花菜不被聚到一类。 4 7对引物对萱草进行AFLP分析扩增出条带380条,平均多态性达93.39%。供试材料间的遗传相似系数在0.4000-0.9067之间,均值为0.6440;各供试材料的遗传距离在0.0033-0.6000之间,均值为0.3560。AFLP指纹图谱的聚类分析可将供试材料分为4类2组,北黄花菜与小黄花菜分别在不同的类中,说明二者亲缘关系较远,因此本研究不支持将小黄花菜处理为北黄花菜的亚种,这与形态性状聚类及ISSR研究结果一致。 以上研究为种质资源保护利用、基因库的建立、萱草品种分类、植物学研究、新品种选育等系列研究奠定了理论基础,同时为萱草建立遗传连锁图谱、分子标记辅助育种和重要基因的图位克隆提供可能,为萱草育种和应用提供理论参考。


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