加拿大披碱草与老芒麦亲缘关系及抗性生理研究

摘要

本研究以具有优良抗性的加拿大披碱草(Elymus canadensis L.)及披碱草属模式种老芒麦(Elymus sibiricus L.)为试验材料，通过SSR分子标记试验，分析了二者之间的遗传距离及二者与普通小麦间的亲缘关系，为将牧草优良抗性基因导入小麦提供理论依据。同时盆栽模拟不同干旱程度及设置不同盐分梯度胁迫，研究了加拿大披碱草及老芒麦在逆境胁迫下生理生化指标的变化，以期揭示二者抗性机理。主要研究结果有：
　　1.加拿大披碱草及老芒麦遗传距离及与普通小麦的亲缘关系从小麦7个染色体组的21条染色体上共筛选了46对引物,通过SSR检测结果可知，小麦引物可很好的应用于披碱草属植物亲缘关系的检测。SSR检测结果显示，老芒麦与加拿大披碱草遗传相似系数仅为0.56，地理远缘造成二者亲缘关系较远。加拿大披碱草与普通小麦的遗传相似系数达到0.75。研究还发现，老芒麦与加拿大披碱草杂交F1代呈现出倾向母本加拿大披碱草遗传趋势，与母本遗传相似系数为0.85。F1代与普通小麦的遗传相似系数为0.76，高于其与父本老芒麦的遗传相似系数0.72。
　　2.加拿大披碱草及老芒麦抗旱生理特性在干旱胁迫下，加拿大披碱草及老芒麦的最初反应均为丙二醛含量增加，破坏了细胞膜功能及结构，电导率随之增加。清除过氧化物的超氧化物歧化酶活性增加，叶绿素降解。脯氨酸及可溶性糖等一些可溶性的有机物质作为渗透调节物质进行调节，避免牧草脱水。干旱胁迫对加拿大披碱草及老芒麦的光合特性亦有显著影响。干旱胁迫抑制了光合作用。随着干旱胁迫加剧，二者净光合速率（Pn）直线下降，叶片蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)下降，水分利用效率（WUE）上升。Gs下降及WUE的上升表明二者光合速率降低是由非气孔因素引起的。
　　3.加拿大披碱草及老芒麦耐盐生理特性在最低盐浓度胁迫下老芒麦首先表现出丙二醛含量的增加。接着是超氧化物歧化酶活性增加，脯氨酸的含量变化最少。老芒麦在最低盐浓度胁迫下的原初伤害是细胞膜受损，产生伤害物质，随之产生清除过氧化物的酶系统。紧接着牧草代谢失调，叶绿素发生降解，膜透性增加。脯氨酸等一些可溶性的有机物质作为渗透调节物质进行调节，避免牧草脱水。加拿大披碱草在最低盐浓度胁迫下电导率的变化率最大，其次是丙二醛含量，脯氨酸的含量变化最少。此时加拿大披碱草电导率比较敏感，在盐胁迫下牧草的原初伤害是细胞膜受损，膜透性增加，产生伤害物质。紧接着牧草代谢失调，叶绿素降解，抵御逆境的抗氧化酶系活性提高，脯氨酸及可溶性糖等一些可溶性有机物质作为渗透调节物质进行调节。随着盐浓度的增加，盐胁迫时间的延长，加拿大披碱草及老芒麦种子的发芽率，发芽指数下降，二者与盐浓度呈显著负相关；相对盐害率上升，与盐浓度呈显著正相关。碱性盐碳酸钠胁迫下二者各项生理指标变化幅度较大，根及叶片盐害率较中性盐氯化钠胁迫严重。当盐浓度相同，胁迫时间相等时，二者根受伤害程度要显著小于叶片。表明在受到逆境胁迫时，根可以比叶片更迅速的感知胁迫条件，并快速做出反应，平衡渗透调节以抵御胁迫，以维持植株存活及生长。

目录

封面

中文摘要

英文摘要

目录

1 引言

1.1 研究目的及意义

1.2 国内外研究进展

2 加拿大披碱草与老芒麦亲缘关系的研究

2.1 材料与方法

2.2 结果与分析

2.3 讨论

2.4 小结

3 加拿大批碱草与老芒麦抗旱生理特性研究

3.1 材料与方法

3.2 结果与分析

3.3 讨论

3.4 小结

4 加拿大披碱草与老芒麦耐盐生理特性研究

4.1 材料与方法

4.2 结果与分析

4.3 讨论

4.4 小结

5 结论

致谢

参考文献

附图

作 者 简 介