羊草遺傳多樣性分析和賴草屬的分子系統(tǒng)發(fā)育.pdf

1、羊草(Leymus chinensis(Triin.)Tzvel.或Aneurolepidium chinense Trin.)，隸屬禾本科(Gramineae)，大麥族(Hordeae)，小麥亞族(Triticieae)，賴草屬(Leymus)，兼具重要的生態(tài)價值和經(jīng)濟價值。面向國家重大需求，本論文選擇羊草作為主要研究對象，開展了兩方面的研究工作，即我國羊草種質資源的遺傳多樣性評價和賴草屬物種的系統(tǒng)發(fā)育分析。
　　 羊草是一種

2、多年生根莖型禾草，根據(jù)葉色可以劃分為黃綠型和灰綠型兩種生態(tài)型。其分布范圍橫穿亞歐草原的東部，包括朝鮮和蒙古的西部，以及西伯利亞的西北部，集中分布于我國的東北部。羊草是我國典型草原植物群落中的優(yōu)勢種。它可以在多種土壤和氣候條件下正常生長，如松嫩平原、內蒙古草原和黃土高原。從另一個角度講，不同類型的生境也造就了羊草豐富的遺傳多樣性。
　　 自上世紀90年代中期開始，我們陸續(xù)從我國東北部6個省市收集了293份羊草種質，包括205份灰綠

3、型羊草和88份黃綠型羊草。經(jīng)過連續(xù)3年的觀測記錄，通過37個重要農藝性狀，對293份羊草的遺傳多樣性進行了評估。依據(jù)10個質量性狀和27個數(shù)量性狀，統(tǒng)計了羊草不同性狀和不同地域羊草的Shannon遺傳多樣性指數(shù)，同時還使用了主成分分析和通徑分析做了相關統(tǒng)計。
　　 結果顯示：
　　 (1)與黃綠型羊草相比，灰綠型羊草具有更高的遺傳變異(P＜0.05)。結合這兩個趨異型羊草的分布范圍，可以得出兩種類型羊草之間存在穩(wěn)定的遺傳

4、差異；
　　 (2)通徑分析顯示，羊草營養(yǎng)生長性狀和遺傳多樣性兩者的組合效應可以解釋羊草生殖特性中20.6％的遺傳變異；
　　 (3)在124-128(Ω)E這一區(qū)域，羊草的遺傳多樣性指數(shù)最高(H=2.252)，表明這一地區(qū)具有最豐富的羊草種質資源。
　　 賴草屬(Leymus Hochst.)是一個異源多倍體屬，約有34個物種，該屬未知基因組的起源一直爭論不休。其倍性范圍從四倍體(2n=4x=28)、八倍體(2

5、n=8x=56)一直到十二倍體(2n=12x=84)。新麥草屬(Psathyrostachys Nevski)只含有Ns一個基因組，約有9個物種。這兩個屬都是多年生牧草，具有抗旱、抗病和耐鹽堿等生物學特性。
　　 應用核糖體ITS(Internal Transcribed Spacer)序列和葉綠體trnL-F序列，我們對13個賴草屬物種、小麥族18個屬(40份二倍體材料)、以及Elymuscalifornicus和Bromus

6、 catharticus，共計57份材料進行了系統(tǒng)發(fā)生分析。ITS序列分析表明，賴草屬分別與新麥草屬和小麥族中一個未知屬在進化上具有緊密的關系。ITS譜系樹表明賴草屬內部存在大量的分化，以及賴草屬物種具有多次起源的特征。trnL-F序列分析表明，賴草屬物種的母本，部分來自Ns基因組，部分來自Xm基因組，這可能與賴草屬物種的地理分布有關，分布于亞歐大陸的物種其母本是新麥草屬，而分布于北美的大部分物種其母本是Xm基因組。trnL-F序列分析

7、還表明，E.californicus和賴草屬未知的基因組具有緊密的關系。
　　 以上研究結果表明：
　　 (1)從分子層面證明，賴草屬的未知基因組并非來自薄冰草屬，或是一個修正的新麥草基因組，其基因組組成應是NsNsXmXm；
　　 (2)賴草屬物種的母本，部分來自Ns基因組，部分來自Xm基因組，這可能與賴草屬物種的地理分布有關；
　　 (3)E.californicus的母本是Xm基因組，父本是Ns基因