中国境内稗(Echinochloa crus-galli)形态变异及其遗传和地理背景分析

摘要

采集了浙江、福建、江苏、湖南、湖北、四川、重庆、黑龙江、河南9个省的稗(Echinochloa crus-galli(L.)P.Beauv.)及其变种的33份种子,分别播种在相同的环境下,获得33个种群,测定了种群的16个形态性状,筛选出重复性好的9条ISSR引物,从33个种群中扩增出了109个位点。基于这些形态性状和ISSR位点信息,对33个种群先进行主成分分析,在此基础上再进行模糊均值聚类分析,探讨了它们的形态和遗传变化特点,及其与形态—遗传—地理背景三者之间的关系。主要结论如下:(1)33个种群可以鉴别出形态性状相对一致的4组,能够识别出西来稗(E.crus-galli var.zelayensis(Kunth)Farw.)、无芒稗(E.crus-galli var.mitis(Pursh)Peterm.)、细叶旱稗(E.crus-galli var.praticola Ohwi);(2)基于109个位点信息对33个种群进行聚类分析得到了6组,部分组与形态聚类分组有一定的对应性;(3)33个稗草种群的遗传分化受地理背景因素的影响(r=0.684,n=33,P<0.001);形态变异也有较明显的遗传背景因素(r=0.425,n=33,P<0.02)。在相对一致的稻田生境中,可能存在着形态上的趋同适应,使遗传上分化的组间在形态上又往往有交叉过渡,致使稗原变种(E.crus-galli var.crus-galli)、西来稗、无芒稗、短芒稗(E.crus-galli var.breviseta(D9ll)Podp.)在形态上难以区别;(4)基于遗传和形态数据分析,发现细叶旱稗无论在形态上,还是遗传上,均形成了明显的一组,推测与该种长期适应于干旱生境有关,建议将细叶旱稗提升为种的水平,并将其命名为Echinochloa praticola(Ohwi)Guo S L,Lu Y L,Yin L P&Zou M Y。