野生鴨茅種質(zhì)資源遺傳多樣性及優(yōu)異種質(zhì)篩選.pdf

1、本文以應(yīng)用廣泛的寶興鴨茅(DactylisglomerataL.CV.Baoxing)和引進(jìn)品種安巴鴨茅(DactylisglomerataL.CV.Anba)為對(duì)照，對(duì)收集到的35份野生鴨茅種質(zhì)資源從形態(tài)學(xué)、生長(zhǎng)發(fā)育、農(nóng)藝性狀、光合生理和AFLP分子標(biāo)記等方面進(jìn)行遺傳多樣性和種質(zhì)資源的篩選研究。主要研究結(jié)果如下： 1、野生鴨茅種質(zhì)資源具有豐富的形態(tài)多樣性。在19個(gè)重要形態(tài)學(xué)特征中，種子千粒重變異最大，變幅為0.28～1.12g

2、，變異系數(shù)為42.9％；旗葉長(zhǎng)度和花序形狀次之，變異系數(shù)分別為30.8％和30.2％；而株高、莖粗等變異較小，分別為13.3％、12.9％。各性狀間存在廣泛聯(lián)系，葉片窄長(zhǎng)，莖稈粗壯的鴨茅，旗葉長(zhǎng)，花序直立、緊縮，生殖器官發(fā)達(dá)，結(jié)種性能好；聚類結(jié)果可將供試?guó)喢﹦澐譃?個(gè)類群，其中花序下垂的聚于一類，而花序直立的分居另兩類。從形態(tài)學(xué)特征及相關(guān)農(nóng)藝性狀分析，花序直立的鴨茅更具開(kāi)發(fā)利用潛力。 2、生長(zhǎng)發(fā)育特性多樣性表現(xiàn)為：早熟型在拔節(jié)期

3、前后進(jìn)入生長(zhǎng)高峰期，日均增長(zhǎng)速度最快為1.93cm/d，生育期為249天，其中營(yíng)養(yǎng)、生殖生長(zhǎng)期分別為199天，50天；緩慢生長(zhǎng)型在整個(gè)生長(zhǎng)期間的生長(zhǎng)速度都極為緩慢，在試驗(yàn)區(qū)只有營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)，而無(wú)生殖生長(zhǎng)；晚熟型在孕穗期生長(zhǎng)速度最快，生育期為289天，營(yíng)養(yǎng)、生殖生長(zhǎng)分別需251天和38天；中熟型介于早、晚熟型之間，由此表明，早熟型具有營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期比中、晚熟型短，而生殖生長(zhǎng)期比中、晚熟型長(zhǎng)的特點(diǎn)，早熟型開(kāi)花～成熟期要比中、晚熟型分別長(zhǎng)9和13天；

4、晚熟型成熟期株高顯著(p＜0.05)高于早、中熟型。 3、依據(jù)不同生長(zhǎng)期的分蘗速度和分蘗總數(shù)，可將供試?guó)喢┓痔Y能力劃分為極強(qiáng)型、較強(qiáng)型和中等型3個(gè)類群。其中，極強(qiáng)型分蘗高峰期為春季(3～4月)，高峰期分蘗數(shù)為63.92個(gè).株-1，分蘗持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，分蘗總數(shù)高達(dá)204.13個(gè).株-1，不同時(shí)期分蘗數(shù)顯著高于其它兩類(p＜0.05)；中等型的分蘗高峰期亦為春季(3-4月)，高峰期分蘗數(shù)為23.52個(gè).株-1，總分蘗數(shù)為62.65個(gè).株

5、-1；較強(qiáng)型的分蘗高峰期在播種當(dāng)年的冬季和翌年早春，高峰期分蘗數(shù)為32.74個(gè).株-1，分蘗持續(xù)時(shí)間較短，總分蘗數(shù)為104.12個(gè).株-1；結(jié)合生長(zhǎng)特性分析，早熟型鴨茅分蘗能力強(qiáng)，而中熟型、晚熟型和緩慢生長(zhǎng)型分蘗能力中等。 4、不同來(lái)源鴨茅單株牧草產(chǎn)量及產(chǎn)量性狀存在極顯著差異。寶興鴨茅的頭茬干物質(zhì)產(chǎn)量和株高最高，79-9分蘗數(shù)最多；02-116的再生草干物質(zhì)產(chǎn)量和株高最高，90-70的分蘗數(shù)最多；02-116的干物質(zhì)總產(chǎn)量最高，

6、為118.02g.株-1，比對(duì)照品種寶興和安巴分別高5％和57％，是產(chǎn)量最低者01032(10.29g.株-1)的11.5倍；方差分析顯示，產(chǎn)量較高的材料間差異極顯著(p＜0.01)，而產(chǎn)量較低者間差異不顯著(p＞0.05)；回歸分析表明，單株牧草產(chǎn)量受株高和分蘗數(shù)的共同影響，頭茬產(chǎn)量中，株高貢獻(xiàn)率大于分蘗數(shù)，而再生草產(chǎn)量中，分蘗數(shù)的貢獻(xiàn)率比株高大；牧草產(chǎn)量及性狀的聚類結(jié)果呈明顯的兩類群分化，即高產(chǎn)型和低產(chǎn)型。高產(chǎn)型中，91-7等6種源

7、的產(chǎn)量最高，研究及開(kāi)發(fā)價(jià)值較大。 5、鴨茅種子產(chǎn)量性狀變異豐富，選擇潛力大。寶興鴨茅和02-105種子產(chǎn)量最高，分別為29.9g.株-1、27.2g.株-1，是產(chǎn)量最低90-70(0.52g.株-1)的57.5倍；逐步回歸分析表明，生殖枝數(shù).株-1和千粒重是鴨茅種子產(chǎn)量的決定性因素；依據(jù)對(duì)種子產(chǎn)量性狀的聚類分析，可將供試?guó)喢┑姆N子生產(chǎn)能力劃分為強(qiáng)、較強(qiáng)、中等和差4個(gè)類群，其中寶興鴨茅和02-105為強(qiáng)類群，01-101等6種源為

8、較強(qiáng)類群，02-109等18種源為中等類群，02-111為差類群；種子實(shí)際與理論產(chǎn)量百分比在10.34％84.19％之間，其中，實(shí)際與理論產(chǎn)量接近的占供試材料的29.63％；差距中等和較大的分別占37.04％、33.33％；綜合評(píng)價(jià)表明，02-116等5種源的牧草及種子產(chǎn)量都較高，具有較大的開(kāi)發(fā)、利用價(jià)值。 6、在夏季逆境脅迫下，鴨茅細(xì)胞膜透性增加，葉綠體損傷不斷增加，膜脂過(guò)氧化加劇。從5月～6月，葉片電導(dǎo)率增長(zhǎng)率為234.7％

9、，7月較6月有所下降，8月時(shí)，增長(zhǎng)率為181.0％；葉綠素a、b及總?cè)~綠素含量在整個(gè)夏季持續(xù)下降；MDA從5～8月積累升高；SOD酶從5～7月顯著上升，到8月時(shí)，除02-115等6份材料略有上升外，其余皆為下降；耐熱生理指標(biāo)與環(huán)境溫度因子相關(guān)性顯著，其中，葉綠素與氣溫、地溫皆呈極顯著(P＜0.01)負(fù)相關(guān)；電導(dǎo)率、SOD酶活性與地面平均和最高溫度呈顯著(P＜0.05)正相關(guān)；四項(xiàng)生理指標(biāo)與田間越夏率相關(guān)關(guān)系顯著(P＜0.05)，表明它們

10、皆能在一定程度上反應(yīng)鴨茅耐熱性能的大小；綜合鑒定結(jié)果為，02-103等3種源耐熱性相對(duì)較好。 7、不同野生鴨茅對(duì)銹病存在一定的抗性差異。在嚴(yán)重感病期間，葉片發(fā)病率為23.33％～98.33％，病情指數(shù)為6.60～63.54，平均嚴(yán)重程度為0.50～5.08，反應(yīng)指數(shù)為2.08～4.00，總體表現(xiàn)為中度偏重發(fā)生，對(duì)銹病的抗性在中度抗病(MR)到高度感病(HR)之間。其中，02-115等9份材料感病較輕，表現(xiàn)為中度抗病型(MR)，其

11、余材料介于中度～高度感病型(MS～HS)之間；莖桿發(fā)病率為0～100％，病情指數(shù)為0～62.50，平均嚴(yán)重程度為0～5.00，反應(yīng)指數(shù)為1.00～4.00，從輕度到重度皆有發(fā)生，其中02-107等5種源感病較輕，介于中度～高度抗病型(MR～HR)之間，其余材料表現(xiàn)為中度～高度感病(MS～HS)；綜合分析表明，02-106等4份材料無(wú)論是葉片還是莖桿都表現(xiàn)為中度抗病(MR)，具較好抗病育種材料。 8、鴨茅種質(zhì)資源光合特性的遺傳變異

12、程度較大，主要為種源間變異大于種源內(nèi)變異。在分蘗—拔節(jié)—抽穗三個(gè)生育期中，光合速率種源內(nèi)變異系數(shù)分別為9.0％、10.9％和15.0％，而種源間分別為13.0％、12.1％和12.7％；方差分析表明，生育期相近的不同鴨茅，其光合速率及相關(guān)因子差異極顯著(P＜0.01)。隨生育期延長(zhǎng)，各光合參數(shù)的變化趨勢(shì)不同，光合速率持續(xù)下降，蒸騰速率先急劇下降，然后趨于平穩(wěn)；相關(guān)分析表明，光合速率與氣孔導(dǎo)度關(guān)系較為密切，其次為蒸騰速率。光合速率與產(chǎn)量的

13、二維排序分析顯示，在一定條件下，光合速率高可能對(duì)產(chǎn)量具有促進(jìn)作用。光合速率與產(chǎn)量的相關(guān)分析顯示，鴨茅光合速率與產(chǎn)量相關(guān)不顯著(P＞0.05)，但與產(chǎn)量性狀中的葉片寬度相關(guān)性較好，因而通過(guò)選擇適宜葉形，可能是提高鴨茅光合利用效率的途徑之一。 9、應(yīng)用擴(kuò)增片段長(zhǎng)度多態(tài)性(AFLP)技術(shù)，從64個(gè)引物對(duì)中篩選出9個(gè)，分別對(duì)37份鴨茅種質(zhì)基因組DNA進(jìn)行擴(kuò)增，共得到400條清晰條帶，其中多態(tài)性帶336條，平均多態(tài)位點(diǎn)水平為84.0％，表

14、現(xiàn)出較高的多態(tài)性；利用NTSYS-pc軟件計(jì)算種質(zhì)間的遺傳距離，變化范圍為0.0692～0.4214，平均值為0.230；用UPGMA方法進(jìn)行聚類分析，在遺傳相似系數(shù)為0.81水平上，37份鴨茅可分為8個(gè)類群，能將二倍體和四倍體及其性狀分別與之相近的種質(zhì)彼此分開(kāi)，而且還能將一些具有較特殊性狀的種源如02-115、02-116、90-130等加以區(qū)分；用EIGEN方法進(jìn)行主成分分析，建立種質(zhì)間相互關(guān)系的二維圖，各種質(zhì)在二維圖中的分布與UP

15、GMA聚類基本吻合；從分子水平分析，鴨茅遺傳變異與染色體倍性和地理分布密切相關(guān)。 綜合上述研究結(jié)果可以看出，野生鴨茅在形態(tài)學(xué)、農(nóng)藝學(xué)、DNA分子水平的遺傳多樣性豐富，而各類性狀的遺傳變異程度主要呈兩類趨勢(shì)分化，一類與四倍體鴨茅相近，另一類與二倍體鴨茅相近，AFLP分子標(biāo)記結(jié)果也能將二倍體和四倍體鴨茅及與之性狀相近的種源彼此分開(kāi)，由此表明，野生鴨茅的遺傳變異可能主要由染色體的變異引起，同時(shí)也為從表型上簡(jiǎn)單、快捷鑒定四倍體和二倍體鴨