鹅观草表型性状变异与生境间的相关性

根据鹅观草(2n=6x=42)资源的地理分布特点,采用T检验、变异系数、主成分分析、相关分析和聚类分析法对来自四川、新疆、宁夏、内蒙古、甘肃和山西的40个居群进行表型多样性分析。结果表明,表型性状无论在居群内还是居群间均表现出显著差异(p<0.01)。主成分分析显示,株高、穗长、旗叶长、旗叶宽、小穗数、小花数穗下第一节间长和穗轴第一节长等8个性状是引起鹅观草表型性状变异的最主要因素;这8个表型性状与海拔高度、年平均温度和纬度的相关程度较高。聚类分析结果表明,以遗传距离18.72为分界线可将40个居群分为三类,第一类只包括1个居群,其株高、穗长和穗下第一节间长为40个居群中最高、最长的植株;第二类包含20个居群,具有植株矮小、穗短、叶片窄小、小穗数少等特点;第三类包含19个居群,该类植株与第二类植物相比较,具有植株高大、叶片较长、较宽、小穗数和小花数较多、穗下节间长等特点。

鹅观草种质资源醇溶蛋白遗传多样性研究

以8个地理类群的90份鹅观草野生种质材料为研究对象,采用A-PAGE(酸性聚丙烯酰胺)凝胶电泳技术进行蛋白质水平遗传多样性检测.研究结果表明,来源于不同居群的鹅观草共分离出26条谱带,每个材料可以分离出5～26条迁移率不同的谱带,平均谱带数为16.39条,其中平均多态性谱带为12.65条,多态性比例为77.22%;基于供试材料醇溶蛋白每个位点谱带出现的频率,分别计算了地理类群内多样性指数(0.345)和总多样性指数(0.471),类群间的遗传分化系数为26.8%,表明鹅观草变异的73.2%来源于类群内;90份供试材料醇溶蛋白的Jaccard遗传相似系数变异范围为0.1333～1.000,平均遗传相似系数为0.3957;利用种子醇溶蛋白可将90份材料分为12类,鹅观草种质资源之间的亲缘关系呈现出一定的地域性规律;不同地理类群间的遗传多样性指数从高到低的排列顺序依次为云南>四川>内蒙古>新疆>山西>甘肃>宁夏>河北.因此在进行鹅观草种质资源收集和原地保护时,建议对云南和四川地区的鹅观草种质资源应给予极大关注.

甘南高寒草甸球花蓼和鹅观草资源利用权衡与共存状态

为深入了解高寒草甸植物群落共存及多样性维持机制,2006年6月在2种施氮处理与施磷处理水平下,研究鹅观草(Roegneria kamoji)和球花蓼(Polygonumsphaerostachyum)的净光合速率、光合水分利用效率与光合氮素利用效率变化情况,调查其在水分梯度下的分布模式。结果表明,球花蓼具有较高的光合氮素利用效率,并对土壤水分的变化反应敏感;鹅观草具有较高的光合水分利用效率,并对土壤氮素水平的变化反应敏感。同时,鹅观草多出现在较干旱位置而球花蓼更多的出现在湿润位置。分析得出:球花蓼和鹅观草在资源利用方面存在权衡(trade-off)关系,这有助于它们共存于群落中;球花蓼与鹅观草共存状态受到土壤水分和氮素的影响,一旦土壤水分、氮素发生变化,其共存状态也会随之变化。

7个鹅观草居群的形态学和细胞遗传学研究

鹅观草广泛分布于我国各地及日本和朝鲜等地,具有丰富的遗传变异,种内变异类型丰富,一些居群间存在明显的生殖隔离。本研究利用人工杂交、形态学、繁育学及染色体组分析方法对来自四川雅安、四川宜宾新文、四川宜宾翠屏山、青海、新疆、浙江及山东的7个鹅观草居群进行了遗传分化研究。结果显示:(1)不同居群在株高、穗长、外稃长等表型性状存在差异,各居群间杂种F1表型性状普遍优于两亲本居群,但是颖宽个别性状劣于亲本。(2)各居群间杂种F1染色体配对水平总体较高,但也存在差异;二价体数目变异范围为19.77~20.91,单价体数目变异范围为0.18~2.46,还有低频率的三价体、四价体出现。(3)杂种F1的育性为78.9%~89.67%,自然结实率43.05%~77.98%,其中浙江与四川宜宾翠屏山居群的杂种F1的自然结实率最低(43.05%)。以上结果表明,7个鹅观草居群间存在一定程度的分化,且与各居群的地理分布呈正相关;四川宜宾与浙江居群之间存在一定的生殖隔离,遗传变异较大。

鹅观草不同居群赤霉病抗性评价及抗病种质鉴定

小麦是全球最重要的粮食作物之一,提高小麦产量和品质对保障粮食安全和人体健康具有重要意义。赤霉病(FHB,Fusarium head blight)严重威胁小麦的高产、稳产和优质。小麦野生近缘种中存在许多赤霉病抗性资源,发掘野生近缘种中的抗病基因是小麦抗赤霉病育种中的一条重要且有效的途径。本研究采用孢子喷雾法和单花滴注法对来自国内外的31份鹅观草(Roegneria kamoji Ohwi)种质资源进行了两年两点的田间抗赤霉病鉴定。结果表明:鹅观草抗侵入性中等,抗扩展性优异,整体抗性表现良好,抗病能力存在多样性,个别居群同时具有优异的抗侵入和抗扩展能力。在31个不同居群的资源材料中,有4个居群抗病(R,占12.90%)、22个居群中抗(MR,占70.97%)和5个居群中感(MS,占16.13%)。4个抗病居群:88-89 282(新疆阿勒泰)、Pr 87-88 353(四川雅安)、Pr 87-88 352(四川雅安)和88-89 304(日本京都),两年两点间平均严重差异度都在1级以内,是优异的抗赤霉病资源,可转育到栽培小麦用以抗赤霉病品种选育。

鹅观草种子萌发及出苗特性

在实验室和温室条件下研究不同温度、光照、水势、盐分对鹅观草种子萌发以及埋土深度对鹅观草出苗的影响。结果表明,鹅观草种子萌发的昼/夜温度范围为20℃/10℃~35℃/25℃,最适昼/夜温度为25℃/15℃;黑暗条件下,鹅观草种子萌发率较光照下略有提高,说明鹅观草萌发不需要光照;鹅观草种子对水势胁迫较敏感,水势从0下降至-0.8 MPa时,发芽率从93%直线下降至0;鹅观草种子对盐分胁迫具有一定耐受性,当NaCl浓度≤50 mmol/L时,种子均能保持80%以上的萌发率。50%萌发抑制率时的水势和NaCl浓度分别约为-0.4 MPa和100 mmol/L。埋土深度为0.5 cm时,鹅观草出苗率最高,埋土深度≥3 cm时出苗率显著下降。表明鹅观草种子萌发具有较强的环境适应性,通过耕作将其种子带入4 cm以下土层,可有效抑制鹅观草的危害。

川渝地区野生鹅观草遗传多样性的ISAP分析

中国的西南地区具有丰富的牧草资源,其中野生鹅观草分布较为广泛,特别是在川渝地区。为了解川渝地区野生鹅观草遗传多样性及群体结构,为鹅观草种质资源搜集、评价及育种利用提供理论依据。本试验采用新型ISAP分子标记技术对80份来自于川渝地区野生鹅观草进行遗传多样性分析,结果表明20对引物共扩增出102条清晰可识别条带,多态性条带占93.14%。每个ISAP位点的PIC均值为0.255。聚类分析发现在GS为0.815处可将80份野生鹅观草种质资源分为3大类,材料间的聚类与地理来源呈一定的相关性。本研究结果将为今后鹅观草及小麦族类作物的遗传育种工作提供材料及理论基础。