西藏青稞品种的遗传多样性分析及其改良

摘要

作物的遗传多样性是作物遗传改良的基础，对作物种质资源的收集、保存、评价和利用具有重大的意义。大麦(barley)系禾本科大麦属的一年生或越年生草本植物，有栽培价值的只有普通大麦(H. vulgare，L．)一个种，有皮大麦和裸大麦两种栽培类型，裸大麦也称青稞，是我国青藏高原地区主要的粮食作物，对该地区的农业生产有着举足轻重的作用。随着产业结构的调整和人们生活水平的提高，青稞以其广泛的用途和优越的品质发挥着越来越大的作用，研究西藏青稞的遗传多样性及其遗传改良对青稞生产的稳步发展具有十分重要的意义。 本研究选用不同来源的56份大麦(青稞)品种为试验材料。按地区分类，其中国外品种7份(以色列2份、澳大利亚3份、日本1份、捷克1份)，中国农科院品种资源所18份，西藏地区31份。采用基于内含子切接点引物或长随机引物进行的PCR方法和高低分子量麦谷蛋白的分子标记进行遗传多样性研究，同时结合表型农艺性状的田间调查，将分子水平与表型结合进行大麦遗传多样性分析。主要研究结果与讨论如下： 1.利用基于内含子切接点引物和长随机引物的PCR分子标记技术，对西藏丰要农区青稞品种进行了遗传多样性分析。选用的5条引物共扩增出稳定清晰的条带39条，其中26条(66.7％)为多态性条带，参试材料表现出了丰富的差异。根据实验结果，应用相关软件进行分析，并结合这些品种的主要表型性状进行分析，结果表明，西藏主要农区青稞品种间有一定的遗传差异，但总体遗传差异较小，遗传基础相对狭窄；聚类结果与各品种的实际生产利用情况较为接近，可以反映出这些青稞品种较为明显的区域特征。表明利用分子标记技术可以很好的揭示品种间的遗传进化关系。在DNA水平上可以将西藏青稞品种分成四大类。 2.蛋白质水平是大麦重要的品质指标。目前研究表明醇溶蛋白和麦谷蛋白是对大麦品质影响最大的两类蛋白。本研究对参试的56份大麦材料麦谷蛋白的分析表明，参试材料间在高分子量麦谷蛋白区表现一致，没有差异，但在低分子量麦谷蛋白区存在一定的差异；用数据处理软件对试验结果进行聚类分析发现，蛋白质遗传相似系数差异较大，但是平均遗传相似系数较小。根据聚类分析结果，在麦谷蛋白水平上可将参试材料划分为三个类群。 3.本研究对不同来源的大麦品种的表型农艺性状进行了准确的田间调查，并对西藏青稞与其他来源大麦的主要农艺性状进行了比较研究。结果表明：西藏青稞与其他来源的大麦品种间在株型、分蘖、成穗数、株高、穗长，千粒重等6个主要农艺性状上均存在较大差异，一些重要性状有互补性，表明可以利用其他来源的大麦材料对西藏青稞的主要问题进行改良。根据田间调查结果，通过软件分析，可以将这些大麦品种划分为三类，国外引进材料大多聚在在第一大类中，西藏青稞主要集中在第三大类中，第二类中品资所材料和西藏青稞各占有一定的比例。 4.根据以上设想和西藏青稞的育种目标，从参试材料中筛选出1324、西引2号等材料与西藏的青稞品种进行杂交。对亲本和F1后代群体的株高、分蘖、成穗数、株高、穗长、千粒重、光合效率等7个主要农艺性状进行系统的调查和分析发现，杂交后代群体与其相对应的亲本间存在明显的差异，杂交后代具有较强的杂种优势。

目录

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声明

第一章文献综述

1.1大麦研究概况

1.1.1大麦起源与分类研究

1.1.2大麦综合利用

1.1.3大麦的多样性研究

1.1.4大麦育种研究进展

1.1.5大麦杂种优势利用研究

1.2青稞研究概述

1.2.1青稞品质改良现状

1.2.2青稞育种中存在的问题

1.2.3西藏发展优质青稞的对策

1.2.4优质青稞的栽培和田间管理

1.3本研究的目的与思路

1.3.1青稞改良的意义

1.3.2本研究的目的

第二章西藏主要农区青稞品种的遗传多样性分析

2.1材料与方法

2.1.1试验材料

2.1.2青稞基因组DNA的提取

2.1.3DNA浓度测定

2.1.4PCR扩增与产物检测

2.1.5遗传多样性分析

2.2.结果与分析

2.2.1PCR扩增的多态性

2.2.2青稞品种的遗传相似性分析

2.2.3青稞品种的聚类分析

2.3讨论

2.3.1本实验PCR方法的特点及与RAPD标记的比较

2.3.2西藏青稞主栽品种的遗传多样性及改良

第三章不同来源大麦品种麦谷蛋白遗传多样性分析

3.1材料与方法

3.1.1试验材料

3.1.2试验方法

3.1.3遗传多样性分析

3.2结果与分析

3.2.1麦谷蛋白的多态性

3.2.2麦谷蛋白的遗传多样性

3.2.3麦谷蛋白的聚类分析

3.3讨论

第四章不同地区大麦品种农艺性状比较与西藏青稞品种改良

4.1材料与方法

4.1.1试验材料

4.1.2田间调查与统计分析方法

4.1.3大麦的杂交

4.1.4大麦的杂交方法

4.2结果与分析

4.2.1西藏青稞品种的主要特点

4.2.2西藏青稞的改良

4.3供试材料田间主要农艺性状的聚类分析

4.4讨论

4.4.1利用其他材料改良青稞的可行性

4.4.2西藏青稞改良的策略

4.4.3关于亲本选配

第五章结论与讨论

5.1实验结论

5.1.1DNA水平的研究结果

5.1.2麦谷蛋白水平的研究结果

5.1.3田间农艺性状及青稞改良的研究结果

5.2讨论

5.2.1关于分子标记分析

5.2.2关于大麦麦谷蛋白研究

5.2.3关于聚类分析和青稞改良

参考文献

致谢

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