高寒地区天然豆科牧草——青藏扁蓿豆的引种驯化

扁蓿豆是青藏高原草甸化草原和草原化草甸草场上唯一的优良豆科野生种,通过对野生青藏扁蓿豆种子进行引种驯化研究发现,青藏扁蓿豆具有良好的生产能力,驯化3年后其干草产量达到7716kg/hm2,种子产量达到225.0kg/hm2,自然越冬率达96.3%,粗蛋白质含量达19.3%,粗脂肪含量达5.1%,种植青藏扁蓿豆的地块,土壤全N、全P等成分有明显提高。在高寒地区建立人工草地和天然草场改良时,选取青藏扁蓿豆作为多年生豆科牧草草种,不仅能提高高寒草地牧草的蛋白质含量,改善牧草适口性,而且能改良土壤结构,提高土壤肥力。

不同处理方法对青藏扁蓿豆种子发芽率的影响

分别采用热水浸泡处理、磨擦种皮结合热水浸泡处理及98%浓硫酸处理青藏扁蓿豆种子,结果表明以磨擦种皮结合60℃热水浸泡30min处理对提高青藏扁蓿豆种子发芽率具有明显的效果,可达到74%,比对照提高3.3倍;其次是磨破种皮后用室温自来水浸泡处理;单纯用热水浸种处理的效果较差。

青藏扁蓿豆根瘤菌接种效果试验

对青藏扁蓿豆进行了根瘤菌接种试验，结果表明：青藏扁蓿豆的结瘤率接种比对照平均提高52．9％。接种使青藏扁蓿豆的干草产量提高59．6％-6．2％。

西宁地区青藏扁蓿豆地上生物量观察研究

青藏扁蓿豆在西宁地区生长良好,但播种当年不能形成种子,返青至成熟约需≥10℃积温3 520.8℃,生育期约167d,生长第二年地上生物量鲜草可达18 661.8 kg/hm2,干草达4 911 kg/hm2,种子产量为487.43 kg/hm2,叶、细枝丰富,茎叶比为1∶0.77。

基于转录组测序的青藏扁蓿豆EST-SSR标记开发与验证

青藏扁蓿豆(Medicago archiducis-nicolai)广泛分布于青藏高原及其毗邻地区,对高海拔极端环境具有极强的适应性。本研究利用高通量转录组测序数据,对青藏扁蓿豆的EST-SSR标记进行了开发。结果发现,随机选取的477对引物中,350对可在青藏扁蓿豆中有效扩增,其中346对引物在扁蓿豆(M.ruthenica)中可实现跨物种扩增。利用其中64对独立遗传且符合哈迪–温伯格平衡的标记引物对青藏扁蓿豆和扁蓿豆野生群体的遗传多样性和群体遗传结构分析发现,两个物种存在明显的种间和种内的遗传分化,且提示种内群体间的遗传分化与地理隔离或环境选择有关。本研究所开发的EST-SSR标记为今后进一步评价青藏扁蓿豆和扁蓿豆的遗传多样性以及解释其适应极端环境的遗传机制提供了重要的研究工具。

基于GBS-seq的青藏扁蓿豆SNP标记开发

开发青藏扁蓿豆(Medicago archiducis-nicolai)单核苷酸多态性标记(single nucleotide polymorphism,SNP),并开展遗传多样性初步分析,为青藏扁蓿豆种质资源的评价与利用提供理论支持。以5个青藏扁蓿豆群体共80份材料进行GBS(genotyping-by-sequencing)测序,采用GATK软件开发SNP标记,并以此进行遗传结构和遗传多样性的初步分析。测序产生的序列数据量为60.79 Gb,过滤后共获得12796个SNP位点,且SNP突变类型存在明显的转换型偏差现象。不同地理来源青藏扁蓿豆群体观测杂合度(H_(O))为0.18768-0.30436,期望杂合度(H_(E))为0.20197-0.36434,遗传多样性指数(Pi)为0.17832-0.24134;祁连(QLCD)群体具有相对最高的遗传多样性水平。遗传结构分析表明5个群体分为2组,且群体遗传距离与地理距离之间存在极显著的正相关性。SNP标记适用于青藏扁蓿豆遗传多样性分析。