川西北高原野生垂穗披碱草遗传多样性研究

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1、我国野生植物种质资源的开发和利用越来越多的受到重视，遗传多样性的研究作为种质资源利用的一个重要内容，其中形态多样性是最传统和常用的方法。植物的形态多样性是遗传多样性最重要的体现，是蕴藏在植物种质资源中遗传信息的综合体现。一个物种的遗传多样性越高，对环境变化的适应能力就越强，越容易扩展其分布范围和开拓新的环境。不管生长在自然条件还是人工栽培条件下，植物均因其环境的影响而发生变异。变异的大小取决于植物本身的特性和外界干预的强度。植物群体遗传结构的变异和因此带来的群体遗传多样性是遗传学研究的重要领域【9．111。形态学标记是指那些在植物的生长发育过程中，用肉眼能观察到的形

2、态特征，是基因的表现型。由于表型和基因型之间存在着基因表达、调控、个体发育等复杂的中间环节，如何根据表型上的差异来反映基因型上的差异就成为用形态学检测遗传变异的关键所在【7J。形态标记具有直观有效、测量简单等特点，是长期以来作物种质资源评价、育种后代选择和遗传多样性研究最基本标记。在许多场合，利用形态性状来估测变异是最现实的方法，尤其是当要求在短期内对变异性有所了解或在其他生化方法无法开展时，形态学手段不失为一种有价值的选择【121。但形态标记也存在明显的不足，一是可利用的标记数目有限，不能满足大量品种或种质材料差异的鉴别；二是易受环境因素影响，即使单基因控制的性状

3、标记也时常因环境条件的改变而发生一定程度的变异【13】o通常采用的表型性状有两类，一是符合盂德尔遗传规律的单基因性状，如质量性状、稀有突变等；另一类是由多基因决定的数量性状，如大多数形态性状、生活史性状【12】。形态学结合野外调查、标本采集、移栽和子代测定等手段，采用严密的数量遗传学分析方法，就可以在短期内对所研究物种的遗传变异水平有一个基本的认识。此外，形态学标记结合主成分分析，也是种质遗传多样性评价和优良种质筛选的一种重要手段【7J。20世纪80年代以来，分子生物学技术的快速发展为遗传多样性检测提供了更直接、更精确的方法，即直接检澳WJDNA本身的序列变化。DN

4、A分子标记方法已经广泛应用于生物学领域的研究，成为目前为止最有效的遗传分析方法【7,vt-lsl。当前应用广泛的分子标记技术有RAPD(随机扩增多态性)、SSR(简单序列重复)、ISSR(简单序列重复间区)、AFLP(扩增片段长度多态性)等。分子标记的检测方法依据的原理不同，检测的位点也不同，在技术上各有优缺点。同一研究用不同的检测方法，可能得到不2完全一致的结果，因此应该根据各研究所要解决的问题，采取适宜的方法，对种质资源进行深入的研究阴。本课题采用的分子标记分析手段为RAPD(随机扩增多态性)的方法进行。2川西北野生垂穗披碱草及近缘种遗传多样性研究进展2．1垂穗

5、披碱草的形态特征及地理分布垂穗披碱草(ElymusnutansGriseb)，是禾本科(Poaceae)d,麦族(Triticeae)披碱草属(ElymusL．)多年生根茎疏丛型草本植物【171。披碱草属植物的多数物种为草原和草甸的重要组成部分，许多种类是饲用价值较高的优良牧草，有些种类还具有麦类作物所缺乏的优质、高产、抗病、抗虫、抗旱、耐盐碱等优异基因，可以通过远缘杂交、染色体工程和基因工程技术等现代遗传和生物技术的方法从野生种类中转移到栽培小麦和大麦的遗传背景中去。因此，为丰富小麦和大麦遗传多样性的基因资料库，披碱草属植物作为麦类作物的野生近缘种遗传资源，具有重

6、要的经济利用价值。作为今后麦类作物远缘杂交的对象是包括垂穗披碱草在内的披碱草属植物利用的热点和发展方向【18。2¨。垂穗披碱草在我国主要分布于西北、西南、华北各省(区)，在青藏高原海拔2500～-4000米的湿地常作为建群种。目前我国西北高寒、湿润地区栽培较多，具有广泛的生长可塑性和极强的抗寒性和抗旱性。从滩地、沟谷、阴坡山麓地带到灌丛草甸和高山草甸均能生长。该草在开花期前为质地柔软、无刺毛、刚毛、无异味的优质牧草[2’22彩】，是草甸草原和草甸群落中的重要成分，能形成优势种和建群种，其抗寒能力强、粗蛋白含量高、适口性好，可用于建植人工草地和放牧草地，是川西北高寒地

7、区退化草地补播和改良用主要草种。川西北高原草地中野生垂穗披碱草种质资源非常丰富，生态类型较多【211。川西北的甘孜和阿坝两州分布有大量的野生垂穗披碱草资源。甘孜藏族自治州位于四川省西部，青藏高原东南缘，属横断山北段川西高山高原区，青藏高原的一部分。其地势由西北向东南倾斜，北高南低，中部突出，东南缘深切，地面平均海拔3500米。甘孜州所处地理纬度属于亚热带气候区，但由于地势强烈抬升，地形复杂，深处内陆，绝大部分区域已失去亚热带气候特征，形成大陆性高原山地型季风气候，与青藏高原气候相似。其气候主要特征为：气候类型繁多，水平垂直差异极大；光能丰富，降水偏少，热量不足；