菵草不同生态型的遗传多样性研究

本文以华东地区（安徽省、江西省、江苏省、山东省、浙江省和上海市）的麦田和油菜田优势种杂草菵草为研究对象,选取12种生态型研究其生长特性、光合特性、结实特性、抗逆特性及营养学特性,采用ISSR分子标记技术研究了遗传多样性,并测定了不同生态型的Actin基因序列。 研究发现,不同生态型菵草的种群增长均符合Logistic生长曲线,在叶龄、株高、千粒重方面差异较小,但种群增长速度、种群饱和值、平均穗长和穗重差异较大;来源于同一地区的不同生态型相比较,采集于非耕地的生态型分蘖能力更强,而且光合作用光能转换效率（以PSⅡ最大光化学量子产量计）均高于采集于麦田或油菜田的生态型;来源于不同地区的生态型之间,与耐寒能力相关的超氧化物歧化酶（SOD）活性具有显著性差异,而且与纬度相关。 本文系统测定了不同生态型菵草种子的总糖、可溶性糖、还原糖、粗蛋白、游离氨基酸以及脂溶性成分的含量,利用液相色谱、气质联用等方法定量测定了氨基酸和脂溶性成分的种类及含量。发现不同生态型菵草的种子脂溶性物质含量高于小麦、玉米等常见饲料原料,并含有D-α-生育酚、菜籽甾醇、芸苔甾醇、β-谷甾醇等重要的动物饲料添加剂成分,可作为精饲料加工利用;而且不同生态型种子所含营养成分的种类及含量均无显著差异,表明不同菵草生态型种子的品质是稳定的。 本文选取12个生态型共48个样品应用ISSR分子标记技术研究不同生态型的遗传多样性,用筛选出的9条引物进行PCR扩增,共扩增出51条重复性高、清晰的条带,扩增片断分子量从200 bp至2200 bp不等,平均每条引物扩增出5.6条条带,其中多态性条带为43条,有效条带百分率（P）84.31%。在物种水平上,菵草基因多样性指数（H）为0.193,Shannon多样性指数（I）为0.3761,遗传分化系数（GST）为0.214,基因流（Nm）为0.5107。实验结果发现了与生态型密切相关的特异性条带,而且不同生态型之间遗传距离UPGMA结果与地理分布相关性较高。结果表明,用ISSR引物进行PCR扩增可以清晰、有效地分辨出每个样品的基因型,说明ISSR标记适用于菵草的遗传多样性研究。 本文还测定了12个生态型共12个样品的Actin基因序列（登录号JF411409-JF411420）,不同生态型的Actin基因同源性为97%99%,Blast比较发现GENE BANK数据库中尚无Beckmannia属植物Actin基因序列,Actin序列与Beckmannia syzigachne最为接近的物种是Avena nuda（登录号AF234528）,MEGA 4作系统进化树发现不同生态型之间系统发育关系与地理分布相关性较高。