西南區(qū)野生狗牙根種質(zhì)資源遺傳多樣性與坪用價值研究.pdf

1、狗牙根(Cynodondactylon)是禾本科狗牙根屬的重要植物，是世界著名的暖季型草坪草之一。我國南方地區(qū)有豐富的野生狗牙根資源，極具開發(fā)利用潛力。 試驗在全面調(diào)查我國南方地區(qū)野生狗牙根種群生態(tài)分布的基礎(chǔ)上，從西南區(qū)收集的300余份野生狗牙根種源中篩選典型材料50份作試驗材料，系統(tǒng)地研究野生狗牙根種質(zhì)資源的遺傳基礎(chǔ)及其差異，從種群生態(tài)與形態(tài)學(xué)水平、組織解剖學(xué)水平及DNA水平揭示其遺傳多樣性，并采用“景觀—性能—應(yīng)用適合度”的

2、草坪綜合評價體系對西南地區(qū)野生狗牙根坪用性狀進(jìn)行了評價，旨在探明種源材料的遺傳關(guān)系，為狗牙根野生種質(zhì)資源的有效保護(hù)、開發(fā)利用和核心種質(zhì)的構(gòu)建提供理論依據(jù)；進(jìn)一步篩選優(yōu)異草坪草新品系或育種中間材料，為狗牙根的品種選育和開發(fā)利用奠定基礎(chǔ)。研究結(jié)果表明： (1)在本次研究區(qū)域內(nèi)，野生狗牙根分布于海拔146～3080m間；對土壤要求不嚴(yán)，在黃棕壤、棕壤、黃壤、紅壤、紫色土、黑土等多種土壤都有分布。其分布特征以零星分布為主，在群落中稀以優(yōu)

3、勢種出現(xiàn)。群落生境可以分為：高原山地型(高山、高原)、低山丘陵型(丘陵坡地、丘陵、低山)和河灘草地型(河灘、水壩)。野生狗牙根材料在15個形態(tài)特征上出現(xiàn)較大變異，其中葉色、直立枝葉長、匍匐枝葉長、匍匐莖粗和節(jié)間長以及花藥和柱頭顏色的變異都達(dá)到20％以上。相關(guān)分析表明，海拔越高，營養(yǎng)枝高度越低、葉片越短，葉色更深；緯度越高，匍匐莖葉趨向變窄、節(jié)間長減短?；ㄋ庮伾椭^顏色與其他性狀無明顯相關(guān)性。聚類分析表明，供試材料明顯可分為3大形態(tài)類型

4、，四川汶川的矮細(xì)型狗牙根(Sau02011、Sau9933、Sau9934)和來自藏南河谷的狗牙根(XZ3、XZ4、XZ5)分別各自成類，其他材料聚為一大類。 (2)對葉表微形態(tài)的掃描電鏡(ScanningElectronMicroscopy,SEM)研究顯示：供試材料的葉表面有3種類型的單細(xì)胞結(jié)構(gòu)表皮毛(長硬毛、錐形短刺毛和麥粒狀刺毛)，以前兩種為主，稀麥粒狀刺毛。在表皮毛和氣孔器14個指標(biāo)性狀中，變異程度大小順序為長硬毛密度

5、＞長硬毛毛長＞長硬毛直徑＞短刺毛密度＞短刺毛長＞短刺毛直徑＞下孔寬＞上孔寬＞上孔密度＞上孔長＞下孔密度＞下孔長＞上保胞長＞下保胞長，表皮毛的變異大于氣孔器的變異。相關(guān)分析表明，表皮毛性狀與氣孔器性狀無明顯相關(guān)。葉表面微形態(tài)性狀與地理緯度也無明顯相關(guān)性；葉上表面氣孔長度與地理經(jīng)度和海拔高度都呈顯著負(fù)相關(guān)；上表面氣孔密度也與海拔高度呈顯著負(fù)相關(guān)，但與地理經(jīng)度呈顯著正相關(guān)。經(jīng)主成分和聚類分析，16份不同的狗牙根材料大致分為4類，聚類結(jié)果與地理

6、來源有一定關(guān)系。 (3)應(yīng)用RAPD標(biāo)記對50份野生狗牙根遺傳多樣性進(jìn)行檢測，結(jié)果表明：17個RAPD引物共產(chǎn)生133條擴(kuò)增條帶，多態(tài)性條帶79條，多態(tài)性條帶比率59.4％；擴(kuò)增條帶變幅4-14條，每個多態(tài)性引物平均能產(chǎn)生4.6條多態(tài)性帶。野生狗牙根材料的遺傳相似系數(shù)(GS)變化范圍為0.52～0.86。聚類分析表明，利用RAPD標(biāo)記可將供試材料完全區(qū)分開，50份野生狗牙根分為6大類。依據(jù)RAPD遺傳相似系數(shù)(GS)劃分的類群同

7、形態(tài)特征與地理分布有一定關(guān)系。 (4)應(yīng)用ISSR標(biāo)記對50份野生狗牙根遺傳多樣性進(jìn)行檢測，結(jié)果表明：12個ISSR引物共產(chǎn)生85條擴(kuò)增條帶，多態(tài)性條帶58條，多態(tài)性條帶比率68.2％：擴(kuò)增條帶變幅5-10條，每個多態(tài)性引物平均能產(chǎn)生4.8條多態(tài)性帶。野生狗牙根材料的遺傳相似系數(shù)(GS)變化范圍為0.73～0.96。運用ISSR標(biāo)記能夠揭示西南地區(qū)野生狗牙根較大的遺傳多樣性。聚類分析表明，利用ISSR標(biāo)記也可將供試材料完全區(qū)分開

8、，50份野生狗牙根分為5大類。依據(jù)ISSR遺傳相似系數(shù)(GS)劃分的類群同地理分布也有一定關(guān)系。相對RAPD而言，ISSR標(biāo)記在狗牙根上的擴(kuò)增潛力較低，72個引物中僅12個引物產(chǎn)生清晰多態(tài)性條帶；但單位引物平均產(chǎn)生多態(tài)性條帶較RAPD更多。 (5)應(yīng)用RAMP標(biāo)記對50份野生狗牙根遺傳多樣性進(jìn)行檢測，結(jié)果表明：12個RAMP引物組合共產(chǎn)生75條擴(kuò)增條帶，多態(tài)性條帶57條，多態(tài)性條帶比率76％；擴(kuò)增條帶變幅3-11條，每個多態(tài)性引

9、物平均能產(chǎn)生4.8條多態(tài)性帶。野生狗牙根材料的遺傳相似系數(shù)(GS)變化范圍為0.61～0.97。聚類分析表明，利用RAMP標(biāo)記可將供試材料完全區(qū)分開，50份野生狗牙根分為5大類。依據(jù)RAMP遺傳相似系數(shù)(GS)劃分的類群同地理分布有一定關(guān)系，越靠近四川盆周山區(qū)和邊緣地帶，類型變化越豐富；云南、貴州西藏的類型較單一。據(jù)此認(rèn)為，西南地區(qū)野生狗牙根種源材料確實在分子水平上存在較大差異。RAMP標(biāo)記揭示狗牙根遺傳差異時與ISSR標(biāo)記相似，也具有

10、擴(kuò)增潛力較低而單位引物產(chǎn)生更多多態(tài)性條帶的特點?；谌N分子標(biāo)記的聚類結(jié)果不完全相同，但所反映的西南區(qū)野生狗牙根遺傳資源的分布格局基本一致，均能用于狗牙根種質(zhì)資源的遺傳多樣性分析。 (6)應(yīng)用“景觀—性能—應(yīng)用適合度”的草坪綜合評價體系對西南地區(qū)野生狗牙根坪用性狀進(jìn)行了評價，結(jié)果表明：Sau02011、Sau02012、Sau02045宜作觀賞草坪用；Sau02014、Ly97021、Sau9918宜作運動場草坪用；Ly9702

11、1、Sau9918、Sau02037宜作游憩草坪用；Sau02040、Ly97021、Sau02046、Sau0098宜作水保草坪用。從總體使用性能來看，Sau02014、Ly97021、Sau9918、Sau02046、Sau02012、Sau02040、Sau02045、Sau9942、Sau02011評分均高于對照Tifway，適應(yīng)性強，是品種選育的優(yōu)良材料。另外，西南地區(qū)野生材料中，Sau9934、Sau02011是株叢最低的材