野生狗牙根分子遗传多样性及优异种质筛选

摘要

狗牙根(CynodondactylonL.Pers.)，属于禾本科(Gramineae)狗牙根属(Cynodon)。广泛分布于东西半球热带、亚热带甚至温带地区。在欧亚大陆、印尼、马来西亚和印度等地均有分布。在我国，狗牙根主要分布于黄河流域及其以南地区，此外新疆、吉林、青海、甘肃、河北等地均有分布。狗牙根植株低矮，繁殖能力强、抗旱、耐践踏、质地纤细、色泽好，是优良的暖季性草坪草，被广泛地用于运动场草坪、观赏草坪、机场草坪、水土保持、护坡护堤等诸多领域。试验以栽培品种为对照，从DNA分子标记等方面进行系统的遗传多样性研究和优异种质筛选。主要结果如下：
　　 1.利用SRAP分子标记技术，对采自中国西南五省区的44份野生普通狗牙根(Cdactylon)及8份非洲狗牙根(C.transvalensis)材料进行遗传多样性研究。结果表明：18对引物组合共得到扩增总条带236条，多态性条带数206条，平均每对引物扩增出11.4条带，多态性位点百分率为87.29％，材料间的遗传相似系数范围在0.569到0.929之间，平均GS值为0.723。聚类分析结果表明，52份材料可聚为5类；基于Shannon多样性指数估算了8个狗牙根生态地理类群内和类群间的遗传分化，类群内的遗传变异占总变异的63.81％，类群间的遗传变异占总变异的36.19％，表明这些种源材料遗传差异较大，各生态地理类群间的遗传分化与其所处的生态地理环境具有一定的相关性。
　　 2.以采自中国西南五省区的55份野生普通狗牙根(Cdactylon)和8份非洲狗牙根(C.transvalensis)材料，利用SSR标记技术进行群体遗传结构的研究。结果表明，在6个地理类群中：(1)18对引物组合共获得353条清晰可辨的总条带，多态性条带数267条，平均每对引物扩增出19.61条带，多态性位点百分率为75.10％，材料间的遗传相似系数(GS)范围在0.687到0.904之间，平均GS值为0.788，变幅为0.217，说明供试材料具有比较丰富的遗传多样性。(2)UPGMA聚类分析结果表明，GS=0.81时，63份材料可聚为7类，大部分来自相同或相似生态地理环境的材料聚为一类，表明供试材料的聚类和其生态地理环境间有一定的相关性。(3)基于Shannon多样性指数估算了7个狗牙根生态地理类群内和类群间的遗传分化，类群内的遗传变异占总变异的66.57％，类群间的遗传变异占总变异的33.43％。(4)对各生态地理类群基于Nei氏无偏估计的遗传一致度的聚类分析表明，各生态地理类群间的遗传分化与其所处的生态地理环境具有一定的相关性。上述结果为保护和利用野生狗牙根资源提供了科学依据。
　　 3.利用AFLP标记对采自中国西南五省区的51份野生普通狗牙根(Cdactylon)和8份非洲狗牙根(C.transvalensis)为材料进行遗传多样性分析。获得结果如下：11对引物共扩增出670个条带，其中多态性条带有663条，多态性条带比率为98.74％，材料间的遗传相似系数(GS)范围在0.64～0.96之间，平均GS值为0.78;基于Shannon多样性指数估算了7个狗牙根生态地理类群内和类群间的遗传分化，类群内的遗传变异占总变异的51.68％，类群间的遗传变异占总变异的48.32％；聚类分析和主成分分析显示，可将供试材料分成5大类，分类结果与材料的地理分布大致相符，呈现出一定的地域性分布规律。由此可见，丰富的地理生态条件造就了狗牙根资源丰富的遗传多样性和明显的地域性分布规律。对制定科学的资源保护策略、促进其开发利用以及新品种的选育具有重要的意义。
　　 5.在遗传多样性研究基础上，对初步筛选表现较好的五个野生狗牙根品系以“南京”和“Tifway”作为对照品种，分别在雅安、眉山、成都、重庆和黔南五个试验点进行了周期3年的区域性试验研究，观测指标有草坪密度、质地、均一性、色泽、成坪密度以及抗性等。经试验观察以及Excel2007和SPSS12.0软件对试验数据进行的分析表明，材料Sau9926的绿色期长、成坪速度较快、密度较高、抗逆性强，具有良好的坪用特性。在五个试验点的平均绿色期天数为295d，成坪天数为45d左右，密度为200枝/100cm2左右。从五份狗牙根新品系及两份对照品种的质地、色泽、密度、抗逆性、成坪速度和绿色期等方面综合分析，Sau9926的综合表现最佳，优于两个对照品种。

目录

文摘

英文文摘

第一章 文献综述

1 草坪发展概况和草坪草种质资源研究现状

1.1 草坪业发展概况

1.2 草坪草种质资源研究意义

1.3 草坪草种质资源研究概况

2 草坪草遗传多样性及研究方法

2.1 遗传多样性的研究意义

2.2 遗传多样性的研究方法

3 狗牙根种质资源遗传多样性及育种研究进展

3.1 狗牙根的分布与分类

3.2 狗牙根种质资源的遗传多样性研究进展

3.3 狗牙根育种概况

4 我国狗牙根种质资源研究和利用前景展望

5 研究背景和目的意义

5.1 研究背景

5.2 研究目的及意义

第二章 野生狗牙根种质资源遗传多样性的SRAP研究

1 前言

2 材料和方法

2.1 试验材料

2.2 研究方法

3 结果与分析

3.1 SRAP多态性分析

3.2 遗传相似性分析

3.3 聚类分析

3.4 供试狗牙根材料的主成分分析

3.5 生态地理类群的遗传多样性指数

3.6 生态地理类群的聚类分析

4 讨论

4.1 SRAP标记检测狗牙根遗传多样性的有效性

4.2 野生狗牙根种质的遗传多样性

4.3 供试种质间及其地理类群间的遗传关系

4.4 野生狗牙根种质资源的保护和开发利用

第三章 野生狗牙根种质资源遗传多样性的SSR研究

1 前言

2 材料和方法

2.1 试验材料

2.2 研究方法

3 结果与分析

3.1 SSR多态性分析

3.2 遗传相似性分析

3.3 聚类分析

3.4 供试狗牙根材料的主成分分析

3.5 生态地理类群的遗传多样性指数

3.6 生态地理类群的聚类分析

4 讨论

4.1 SSR标记在野生狗牙根种质中的可靠性和供试材料的遗传多样性

4.2 供试种质间及其地理类群间的遗传关系

4.3 野生狗牙根资源的保护与开发利用

第四章 野生狗牙根种质资源遗传多样性的AFLP研究

1 前言

2 材料与方法

2.1 供试材料

2.2 试验方法

3 结果与分析

3.1 供试材料AFLP扩增产物的多态性分析

3.2 供试材料的遗传相似性分析

3.3 供试材料基于NEI-LI(D1CE)遗传相似系数的聚类分析

3.4 供试狗牙根材料的主成分分析

3.5 生态地理类群的遗传多样性指数

4 讨论

4.1 AFLP标记对狗牙根遗传多样性研究的有效性

4.2 聚类分析、主成分分析在狗牙根遗传多样性研究中的优势

4.3 狗牙根种质遗传变异与地理来源的相关性分析

第五章 SRAP、SSR、AFLP三种分子标记的相关性分析

1 SRAP、SSR、AFLP三种标记揭示的遗传多样性比较

2 三种标记的标记效率比较分析

3 三种标记之间的相关性分析

第六章 狗牙根品种（系）在西南区的生态适应性研究

1 前言

2 试验材料与方法

2.1 试验材料

2.2 试验地概况

2.3 试验设计

2.4 观测指标及方法

2.5 统计分析

3 结果与分析

3.1 绿期

3.2 成坪速度

3.3 狗牙根品种（系）对生态环境的适应性

3.4 狗牙根草坪的综合评定

3.5 狗牙根适应性指标的相关性分析

4 结论

5 讨论

5.1 野生狗牙根的分布及形态多样性

5.2 野生狗牙根资源的开发利用前景

第七章 结论

参考文献：

博士期间发表论文目录

博士期间参加科研项目

附图

致谢