鸭茅种质资源遗传多样性的分子标记及优异种质评价

摘要

鸭茅(Dactylis glomerata L.)是禾本科鸭茅属的重要植物，是世界著名的冷季型优良牧草。鸭茅野生种质资源在温带地区广泛分布，许多优良品种被大量利用。 本文以应用广泛的国产宝兴鸭茅(D.glomerata L.CV Baoxing)和引进品种安巴鸭茅(D.glomerata L.CV Amba)为对照，在以前研究基础上筛选出18份来自国内外的优异鸭茅种质资源从表型、生长发育、牧草生产性能及生态适应性等方面进行进一步种质筛选研究。试验同时利用RAPD、ISSR、SRAP、SSR四种分子标记对收集到的来自全世界四大洲七个国家共45份鸭茅种质资源进行遗传多样性研究。主要研究结果如下： 1、鸭茅种质资源具有丰富的表型性状多样性。在12个重要表型特征中，节间长、旗叶长宽、花序长宽、千粒重变异较大，其次为叶长宽的变异；而株高、茎粗变异最小。鸭茅植物学表型特征各性状间显著相关，鸭茅叶长宽、旗叶长宽及千粒重与其它鸭茅形态指标密切相关，这些性状是衡量鸭茅种质是否具有优异生产性能和品种培育潜力的标志，也可作为种源评价的重要形态指标。将供试鸭茅划分为3个类群的聚类结果显示了鸭茅生殖生长状况差异，不同类群同时反映了鸭茅地理分布的广泛性及对自然生长环境的较高的生态适应性。 2、物候期观测将所有20份优异种质分为早熟型和晚熟型品种(系)，国内三个品种中，“宝兴”、“古蔺”属于早熟品种，“川东”为晚熟品种。所有种质资源中02123生育期最长(247d)，次长的为’YA02-116(244d)，可考虑引进或培育为晚熟鸭茅品种，01821生育期最短(216d)。所有来自国外的种质材料在川西南试验地气候条件下均能正常完成生育期，均能较好的适应本地生态气候条件。除了01821之外，所有引进品种(系)均属晚熟品种。鸭茅动态生长速度分析显示鸭茅在整个生育期内分为缓慢生长阶段、高速生长阶段和快速生长阶段，但在相同生长阶段内植株的不同器官或不同生育型的鸭茅种质的变化规律不同。 3、生产性能状况评估表明不同鸭茅牧草产量差异显著。YA02-116干草产量为所有供试种质中最高，为32342.10kg/hm<'2>，比对照“宝兴”和“Amba”分别高出24.17％和40.34％；02123的干草产量次最高，为30419.10kg/hm<'2>，比对照分别高出16.79％和31.99％，同样具有非常优秀的牧草生产性能。分析同时表明

目录

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第一章文献综述

1植物遗传多样性概述

2植物遗传多样性的研究方法

2.1表型性状标记

2.2细胞学标记

2.3蛋白质标记

2.4 DNA分子标记

3鸭茅种质资源多样性研究进展

3.1鸭茅种质资源生态型分布

3.2鸭茅种质资源表型性状研究

3.3鸭茅种质资源细胞学研究

3.4鸭茅种质资源分子水平研究

4鸭茅种质资源及育种研究

4.1鸭茅种质资源在育种研究中的应用

4.2国外鸭茅育种研究进展

4.3国内鸭茅育种状况

第二章研究目的意义及内容

1研究背景

2研究目的意义

3研究内容

3.1优异鸭茅种质资源表型性状研究

3.2优异鸭茅种质资源生产性能及适应性评价

3.3鸭茅种质资源分子水平遗传多样性研究

4研究技术路线

5研究的特色与创新之处

第三章优异鸭茅种质资源表型多样性研究

1前言

2材料与方法

2.1试验地概况

2.2试验材料

2.3试验方法

3结果与分析

3.1鸭茅种质资源的表型变异

3.2鸭茅种质资源表型特征的相关分析

3.3聚类分析

4结论与讨论

4.1鸭茅种质资源形态多样性

4.2鸭茅种质资源开发前景

附表

第四章鸭茅生产性能及适应性评价

1前言

2材料与方法

2.1试验地概况

2.2供试材料

2.3田间试验设计

2.4观测项目及方法

3结果与分析

3.1物候期及生长速度分析

3.2产量分析

3.3茎叶比

3.4越夏率

3.5牧草产量与表型指标相关分析

4结论与讨论

第五章鸭茅种质资源遗传多样性的RAPD标记研究

1前言

2材料与方法

2.1供试材料

2.2基因组DNA的提取及检测

2.3鸭茅RAPD标记反应体系的建立及优化

2.4鸭茅RAPD标记引物筛选

2.5 RAPD扩增

2.6数据统计与分析

3结果与分析

3.1RAPD标记多态性

3.2遗传相似性分析

3.3聚类分析

3.4主成分（PAC）分析

4讨论

4.1 RAPD标记的发展前景及在鸭茅遗传多样研究中的可行性

4.2鸭茅RAPD标记的遗传多样性分析

4.3鸭茅种质资源保护

第六章鸭茅种质资源遗传多样性的ISSR研究

1前言

2材料与方法

2.1供试材料

2.2鸭茅基因组DNA的提取

2.3鸭茅ISSR反应体系的建立及优化

2.4鸭茅ISSR引物的筛选

2.5 PCR扩增及电泳检测

2.6数据统计与分析

3结果与分析

3.1 ISSR反应体系及PCR扩增与检测分析

3.2鸭茅ISSR扩增产物的多态性

3.3鸭茅ISSR遗传相似性分析

3.4鸭茅ISSR聚类分析

3.5主成分（PAC）分析

4讨论

4.1 ISSR-PCR的扩增多态性分析

4.2鸭茅ISSR标记的遗传多样性

4.3 ISSR研究在鸭茅上的其它应用

第七章鸭茅种质资源遗传多样性的SRAP研究

1前言

2材料与方法

2.1供试材料

2.2鸭茅基因组DNA的提取

2.3鸭茅SRAP反应体系的建立及优化

2.4鸭茅SRAP标记引物的设计和筛选

2.5鸭茅SRAP-PCR扩增产物的检测

2.6数据统计与分析

3结果与分析

3.1 SRAP标记多态性

3.2遗传相似性分析

3.3聚类分析

3.4主成分（PCA）分析

4讨论

4.1鸭茅SRAP标记的扩增多态性及遗传多样性分析

4.2 SRAP在鸭茅遗传多样研究中的应用

4.3国内鸭茅品种遗传基础评估及对育种的建议

4.4 SRAP标记特点及在草种质资源遗传多样研究中的发展前景

第八章鸭茅种质资源遗传多样性的SSR研究

1前言

2材料与方法

2.1供试材料

2.2鸭茅基因组DNA的提取

2.3鸭茅SSR反应体系的建立及优化

2.4用于鸭茅SSR标记的小麦引物的筛选

2.5鸭茅SSR-PCR扩增产物的检测

2.6数据统计与分析

3结果与分析

3.1 SSR标记多态性

3.2遗传相似性分析

3.3聚类分析

3.4主成分（PAC）分析

3.5 SSR与RAPD、ISSR及SRAP标记的相关分析

4讨论

4.1近缘物种SSR引物开发策略探讨

4.2鸭茅SSR标记遗传多样研究的可行性

第九章论文结论与展望

1研究主要结论

2鸭茅研究的展望

参考文献

致谢

研究生在读期间发表的论文

科研项目参与情况