地黃種質(zhì)遺傳關(guān)系及根際土壤微生物多樣性研究.pdf

1、地黃(Rehmanniaglutinosa)為玄參科(Scrophulariaceae)多年生草本植物，其膨大的塊根可以加工成鮮地黃、生地(黃)和熟地(黃)三種方式入藥，是一種大宗常用傳統(tǒng)滋補(bǔ)中藥。地黃藥材全部來源于人工栽培，在長期的人工栽培歷史中，形成了眾多的栽培品種或者變種。目前文獻(xiàn)報(bào)道的地黃栽培品種就達(dá)50多個(gè)，然而只有少數(shù)品種的形態(tài)和農(nóng)藝性狀有比較詳細(xì)的描述，多數(shù)是品種混雜，遺傳關(guān)系不清楚。本研究根據(jù)地黃的來源、栽培品種、田問變

2、異以及部分種子繁殖材料，建立了地黃種質(zhì)資源圃。對(duì)所有材料從外觀性狀(葉型、葉色、葉緣、根重、根皮顏色、花冠和花藥顏色，及植株形態(tài)等)方面作了研究分析；同時(shí)，應(yīng)用RAPD、AFLP及rDNA-ITS等分子標(biāo)記分析方法，對(duì)收集到的地黃種質(zhì)從遺傳物質(zhì)的變異方面進(jìn)行了深入研究。結(jié)果表明，89份地黃種質(zhì)樣本經(jīng)過分子標(biāo)記的遺傳相似性聚類、外觀形狀分析和ITS序列比較，剔除重復(fù)后鑒定出二十一類共48份種質(zhì)。其中種質(zhì)2、20、39、50、53、71、8

3、2、86等既具有特異的基因型，又具有明顯的表型性狀，是挖掘地黃種質(zhì)優(yōu)異基因需要特別關(guān)注的新材料，也是根據(jù)遺傳關(guān)系選擇雜交育種工作需要考慮的“遠(yuǎn)緣”親本。8對(duì)AFLP引物擴(kuò)增出1019條帶，10條RAPD引物擴(kuò)增出了118條帶，應(yīng)用UPGMA和SHAN方法對(duì)這兩組數(shù)據(jù)建立了地黃的遺傳距離樹狀圖。對(duì)根據(jù)AFLP-RAPD建立的遺傳關(guān)系圖上差異較大的種質(zhì)進(jìn)行了rDNA-ITS序列比較分析，參考GENBANK數(shù)據(jù)庫地黃ITS序列和測定序列，應(yīng)用

4、Mega3.1軟件建立了部分地黃種質(zhì)進(jìn)化樹。地黃ITS1+5.8S+ITS2序列長度為611～613bp，其中有22個(gè)位點(diǎn)存在地黃屬植物進(jìn)化相關(guān)的堿基變化信息，C-T顛換是地黃ITS序列變異的主要堿基變化。 另外，生產(chǎn)實(shí)踐表明，地黃種植生產(chǎn)中存在嚴(yán)重的連作障礙問題。我們推測，地黃連作問題可能和根系對(duì)土壤的微生物生態(tài)變遷有關(guān)。因此，本研究測定了地黃根際土壤和非根際土壤的土壤微生物生物碳(SMBC)、基礎(chǔ)呼吸、代謝商和土壤pH值等基

5、本理化數(shù)據(jù)，同時(shí)，采用基于Biolog唯一碳源利用的群落水平生理刨面(CLPP)和磷脂脂肪酸(PLFA)法，研究了地黃根際土壤微生物的群落功能和結(jié)構(gòu)變化。地黃種植地田間調(diào)查表明，連作問題不僅在2年生田間發(fā)生，5年輪作田也存在。地黃根際土壤SMBC無明顯變化，但是基礎(chǔ)呼吸和代謝商顯著高于非根際土壤；相反，基于Biolog碳源培養(yǎng)分析的地黃根際土壤微生物的AWCD和Shannon指數(shù)均有顯著的下降，同時(shí)，AWCD和SMBC具有隨季節(jié)變化的相

6、似特征，在地黃生長發(fā)育的旺季高，而在收獲季節(jié)低。應(yīng)用主成分分析法對(duì)不同處理土壤樣品在Biolog生態(tài)盤上的31種不同的碳源的代謝生理進(jìn)行分析表明，主成分一(PCI)和主成分二(PC2)能夠有效的區(qū)分不同處理的土壤，可以反映地黃根際土壤微生物群落的功能變化。主成分共解釋了81.47％的變異，其中PCI為67.42％，PC2為14.05％。在所有33種PLFAs中，有18種PLFAs占88-90％的豐度，是地黃根際生態(tài)系統(tǒng)的主要成分。所有測