山東苔草屬種質(zhì)資源遺傳多樣性分析及抗旱性研究.pdf

1、本研究在廣泛收集山東省野生苔草種質(zhì)資源的基礎(chǔ)上，利用ISSR分子標(biāo)記技術(shù)對28份苔草屬種質(zhì)資源進(jìn)行遺傳多樣性分析;在初步干旱脅迫實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選取青綠苔草（Carex breviculmis）、披針葉苔草(C.lanceolata)、白穎苔草(C.duriuscula)、低矮苔草（C.humilis）4種苔草屬植物為試材，采用盆栽自然干旱的方法，對其在干旱脅迫下的外部形態(tài)特征和內(nèi)部生理生化特性進(jìn)行了觀測研究，并采用隸屬函數(shù)法對4種苔草屬

2、植物的抗旱適應(yīng)性進(jìn)行初步的綜合評價。研究結(jié)果如下:
　　1、苔草屬種質(zhì)資源的遺傳多樣性分析
　　(1)采用L16(45)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，對影響ISSR-PCR反應(yīng)的Taq DNA聚合酶、Mg2+、dNTPs、引物及模板DNA以及退火溫度、循環(huán)次數(shù)等因素進(jìn)行優(yōu)化試驗(yàn)。建立了苔草屬植物的最優(yōu)ISSR-PCR反應(yīng)體系，即25μL反應(yīng)體積中，含TaqDNA聚合酶1.5 U，Mg2+1.5 mmol·L-1，DNA模板150 ng，引物

3、0.24μmol·L-1，dNTPs0.25 mmol·L-1。苔草屬植物的最佳擴(kuò)增程序，即:94℃預(yù)變性3min;94℃變性30 s，退火45 s，72℃延伸1.5 min，38個循環(huán);72℃延伸7min;4℃保存。
　　(2)利用優(yōu)化好的苔草ISSR反應(yīng)體系和反應(yīng)程序，從17條ISSR隨機(jī)引物中篩選出10條能擴(kuò)增出清晰的特異性條帶的引物，對采集于山東省境內(nèi)的28份苔草屬植物材料進(jìn)行遺傳多樣性分析;10條引物共擴(kuò)增出189條帶，

4、多態(tài)位點(diǎn)百分率為100％，分子量大小介于250-3000 bp之間;不同引物的擴(kuò)增條帶數(shù)范圍為15-23條，平均每條引物擴(kuò)增出18.9條帶。28份苔草屬植物的有效等位基因數(shù)(Ne)為1.3351，Nei's基因多樣性(h)為0.2306，Shannon信息指數(shù)(I)為0.3801，多態(tài)性信息量PIC值平均值為0.9132，說明28份苔草屬植物的遺傳多樣性豐富。
　　(3)利用遺傳相似系數(shù)分析28份苔草屬植物間的遺傳關(guān)系?？芍┰?/p>

5、材料間的遺傳相似系數(shù)值在0.656～0.958之間，平均值為0.761。其中，翼果苔草（昆崳山）和翼果苔草（徂徠山）間的相似系數(shù)最大，值為0.958，遺傳關(guān)系最近;低矮苔草（泰山）和翼果苔草（昆崳山）間的相似系數(shù)最小，值為0.656，遺傳關(guān)系最遠(yuǎn)。
　　(4)每條引物的多態(tài)性信息含量(PIC)在0.8739(UBC818)和0.9398(UBC847)之間，平均值為0.9132，說明所選的引物具有高度多態(tài)性，均可作為遺傳標(biāo)記應(yīng)用于

6、苔草屬種質(zhì)資源的鑒別和分子育種研究。
　　(5)利用UPGMA聚類法對苔草屬植物聚類結(jié)果與傳統(tǒng)的聚類結(jié)果基本相符，與生態(tài)環(huán)境和地域也有一定的相關(guān)性。主成分的分析結(jié)果與聚類分析基本一致，從不同的層面和方向顯示了不同種類間的遺傳關(guān)系。
　　2、4種苔草屬植物的抗旱性研究
　　(1)干旱脅迫下，4種苔草屬植物的生長受到抑制，隨著脅迫時間的延長，苔草屬植物的質(zhì)量呈下降趨勢，并且不同種類對干旱脅迫的敏感性不同。其中，白穎苔草首先

7、出現(xiàn)枯黃死亡并且受傷害程度最嚴(yán)重，青綠苔草相對較輕，披針苔草和低矮苔草介于兩者之間。
　　(2)隨著土壤含水量的下降，4種苔草屬植物的葉片相對含水量均呈下降的趨勢，其中白穎苔草葉片相對含水量下降幅度最大，在干旱脅迫第15d時，下降68.32％，青綠苔草葉片相對含水量下降幅度最小，下降了38.55％。
　　(3)干旱脅迫下，4種苔草屬植物活性氧積累，發(fā)生膜脂過氧化作用，丙二醛積累。隨著干旱時間的延長，丙二醛含量呈現(xiàn)升高的趨勢，

8、其中，披針苔草增加的幅度最小，白穎苔草增加的幅度最大。苔草屬植物的抗氧化酶保護(hù)機(jī)制啟動，白穎苔草葉片的SOD活性呈現(xiàn)先上升后下降的變化趨勢，其余3種苔草屬植物葉片SOD活性呈現(xiàn)上升的趨勢。CAT酶活性總體呈現(xiàn)增加的趨勢，SOD和CAT二者共同作用清除活性氧，降低對膜系統(tǒng)的傷害。
　　(4)隨著干旱脅迫時間的延長，葉片游離脯氨酸含量呈現(xiàn)逐漸升高的趨勢，并且白穎苔草上升幅度最大，不同種類間達(dá)到顯著差異。
　　(5)隨干旱脅迫4種