结缕草属植物生殖性状的遗传分析

选用2份生殖性状存在差异的结缕草(Z136)和中华结缕草(Z039)相互杂交,获得正反交F₁分离群体,应用植物数量性状主基因+多基因混合遗传模型分析方法对F₁群体的花序密度、生殖枝高度、花序长度、每穗小穗数、小穗长度、小穗宽度、小穗长度/宽度进行遗传分析,以初步明确这些性状的遗传特性。结果表明,1)在调查的7个性状中,正反交杂交后代中每一个性状的变异范围均超出了双亲的变异范围,不同性状的变异系数差异较大,花序密度的变异系数最大,其次为生殖枝高度和每穗粒数,小穗长度和宽度的变异最小,花序长度的变异居中。2)花序密度、生殖枝高度、小穗长度和小穗长/宽正反交后代的观测值存在显著差异,可能有母体遗传效应,花序长度、每穗粒数和小穗宽度正反交后代间的观测值无显著差异。3)花序密度正反交后代群体的最佳遗传模型为存在2对主基因控制的遗传模型,生殖枝高度、花序长度和小穗宽度正反交后代群体的最佳遗传模型均为A-0模型,即无主基因模型。每穗粒数正交为1对主基因的遗传模型,反交为无主基因模型,小穗长度的正交为无主基因模型,反交为1对主基因模型。小穗长/宽正交的最适遗传模型为B-1模型,即2对主基因的加性-显性-上位性遗传模型,主基因遗传率为42.72%,反交群体的最适遗传模型为B-2模型,即2对主基因的加性-显性遗传模型,主基因遗传率为98.81%。     

结缕草属植物耐盐性SRAP分子标记研究

本研究应用混合集群分析法,通过建立结缕草属植物耐盐性两极端类型材料DNA池对400对SRAP引物组合进行筛选,得到111对多态性引物组合,再以日本结缕草耐盐两极端材料DNA对111对具有特异带的引物组合进行进一步筛选,从中获得22对多态性引物组合,最后用群体各单株对具有耐盐特异带的引物组合进行验证,获得了7个与结缕草属植物耐盐性紧密相关的SRAP分子标记,依据扩增条带的大小分别命名为:Me9-Em4₂₆₀、Me9-Em18₇₂₀、Me13-Em18₅₀₀、Me5-Em20₁₈₀、Me14-Em7₂₂₀、Me6-Em17₆₀₀、Me2-Em18₂₆₀,以上筛选得到的SRAP分子标记将为深入开展结缕草属植物分子标记辅助育种及耐盐基因克隆奠定基础。     

结缕草属植物部分外部性状的遗传分析

选用2份外部性状存在差异的结缕草(‘J36’)和中华结缕草(Z039)相互杂交,获得正反交F₁分离群体,应用植物数量性状主基因+多基因混合遗传模型分析方法对F₁群体的密度、草层高度、叶长、叶宽、叶长/叶宽、节间长度、节间直径和节间长度/节间直径进行遗传分析,以初步明确这些性状的遗传特性。结果表明,1) 在调查的8个性状中,正反交杂交后代中每一个性状的变异范围均超出了双亲的变异范围,不同性状变异系数差异较大,密度的变异系数最大,其次为节间长度/直径、节间长度、叶长/叶宽、草层高度、节间直径、叶长和叶宽。2) 草层高度、叶长、叶宽、叶长/叶宽、节间直径和节间长度/直径的正反交后代的表型值存在显著差异,可能有母体遗传效应,密度和节间长度正反交后代间无显著差异。3) 密度的最佳遗传模型正反交均为B-1模型,即2对主基因的加性-显性-上位性遗传模型,正交的主基因遗传率为93.67%,反交的主基因遗传率为63.22%。草层高度、叶长、叶宽、叶长/叶宽和节间长度正反交后代群体的最佳遗传模型均为A-0模型,即无主基因模型。节间直径的正交为1对主基因的遗传模型,反交为无主基因模型,节间长度的正交为无主基因模型,反交为1对主基因模型。     

结缕草耐盐分离群体的构建

为进一步研究结缕草属(Zoysia Willd.)植物的耐盐性遗传机制,通过结缕草耐盐亲本Z105(Z. japonica)和敏盐亲本Z061(Z. japonica)进行人工杂交,以构建结缕草的耐盐分离群体。首先通过SRAP(Sequence-related amplified polymorphism)分子标记技术对所获得的F₁群体杂种真实性进行鉴定,在此基础上,通过水培法对F₁群体的耐盐性进行鉴定。结果表明:F₁群体164个后代中132个后代为真杂种,这些后代的耐盐性表现出连续性的遗传变异,存在明显的分离现象,成功地构建了结缕草的耐盐性分离群体。这为结缕草耐盐性的遗传分析、遗传图谱的构建和耐盐性遗传标记的QTL定位奠定了良好的基础。     

假俭草抗寒性与体内碳水化合物、脯氨酸、可溶性蛋白含量的关系

为了阐述假俭草(Eremochloa ophiuroides(Munro.)Hack.)的抗寒性与碳水化合物、脯氨酸、可溶性蛋白含量季节动态变化之间的关系,于2008年10月-2009年5月,研究了在自然温度变化过程中,假俭草E126匍匐茎中碳水化合物、脯氨酸、可溶性蛋白的季节性动态变化及其与半致死温度(LT₅₀)变化的关系。结果表明:在越冬前后假俭草E126匍匐茎LT₅₀呈现先降低后升高的季节变化趋势,可溶性总糖、蔗糖、果糖含量,可溶性总糖淀粉比率以及脯氨酸含量伴随田间气温变化均呈现先升高后降低的趋势,可溶性蛋白、淀粉含量则呈现出先降低又升高的趋势。假俭草E126匍匐茎LT₅₀季节变化与可溶性总糖、蔗糖、果糖含量,可溶性总糖淀粉比率季节变化之间存在极显著负相关(P<0.01),而与淀粉含量、脯氨酸含量、可溶性蛋白含量的季节变化间相关性不显著。因此,可溶性总糖含量、蔗糖含量、果糖含量、可溶性总糖淀粉比率对其冬季抗寒性增强有重要作用。     

结缕草属植物种间关系和遗传多样性的SSR标记分析

利用SSR分子标记技术对结缕草属(Zoysia Willd.)5种、1变种共96份种质材料进行遗传多样性分析,结果表明:(1)结缕草属种质间存在丰富的遗传多样性,29对SSR引物共扩增出282条清晰谱带,其中多态性条带272条,多态性比率(PPB)为96.45%,Nei’s基因多样性指数(H)为0.2203,Shannon信息指数(I)为0.3504。(2)应用Nei—Li相似系数法估算了96份材料间的遗传相似系数(GS),范围在0.5922~0.9362,平均为0.7811,在不同种之间,结缕草(Z.japonica Steud.)与中华结缕草(Z.sinica Hance.)、沟叶结缕草(Z.matrella(L.)Merr.)与细叶结缕草(Z.tenuifloia Willd.ex Trin.)中的遗传相似系数较高,大穗结缕草(Z.macrostachya Franch.)Z010、长花结缕草(Z.sinica var.nipponica)Z122与其它结缕草的遗传相似系数均相对较低。结缕草、中华结缕草和沟叶结缕草的种内遗传变异较大,GS分别为0.5922~0.9362,0.6879~0.9078和0.6738~0.8582。(3)通过分子系统聚类法,将96份种源分为6个大类群,其中第一大类主要包括结缕草、中华结缕草和少量沟叶结缕草,占所有材料的90.6%。沟叶结缕草和细叶结缕草聚成一小类,大穗结缕草Z010、长花结缕草Z122、沟叶结缕草(Z.matrella)Z095和结缕草(Z.japonica)Z115聚为一类。从亚群来看,基本上结缕草与中华结缕草交叉相聚,沟叶结缕草与细叶结缕草交叉相聚,沟叶结缕草与结缕草、中华结缕草也有交叉聚类现象。本研究明确了结缕草属植物不同种质间亲缘关系及遗传多样性、部分种质的种类归属,还为其进一步研究与利用提供了分子水平的依据。     

杂交狗牙根诱变后代综合评价

辐射育种是一种获得优良品种的快速有效的植物育种方法。本试验采用9000和11300 rads的⁶⁰Co-γ射线,对8份杂交狗牙根(Cynodon dactylon×C.transvaalensis)的匍匐茎和根状茎进行辐射诱变,从坪用价值、抗寒性和生长速度3个方面对亲本及21个后代进行综合分析与评价,以选育出坪用价值高、生长速度快且抗寒性强的优良狗牙根新种质。结果显示:诱变使狗牙根的坪用性状发生了丰富的不定向的变异,同一亲本通过诱变既可以产生良性变异,也可以产生劣性变异;综合评价结果选育出坪用价值优良的诱变后代3份,分别为C75104M2-1/1,C75502M1和C75103M1-1,其抗寒性半致死温度分别为-0.51,-3.54和-3.67℃,其中C75502M1为坪用价值高且生长速度快的优良诱变后代。     

结缕草属植物杂交后代坪用价值评价

评价密度、叶宽、触感、均一性、叶色、青绿期及锈病抗性七个指标,对结缕草(Zoysia Willd.)属四个种所组成的14个杂交组合中52个杂交后代的坪用价值。结果表明:杂交后代坪用价值得到了明显的改良,共有27个后代的坪用价值综合得分高于双亲或双亲之一,另有25个后代在某一个或某几个性状超过双亲;坪用价值较高的优良杂交后代共有9份,分别为18-1、22-2、31-3、37-1、22-3、40-5、40-8、40-2和18-4,其中18-1表现最优,其坪用价值超过了马尼拉;其它杂交后代坪用价值亦超过了“兰引3号”结缕草。     

结缕草属杂交后代抗寒性评价

以结缕草(Zoysia Willd.)杂交后代为材料,以Z014(马尼拉)、Z129(青岛结缕草)及Z077(“兰引3号”结缕草)为对照,以电解质外渗法和地下茎恢复性生长评价其抗寒性,分析抗寒性、枯萎期及青绿期的回归关系。结果表明:叶片电解质外渗率半致死温度(LT₅₀)的变化范围为-5.78~-8.26℃,其中22-2、40-2和40-8的半致死温度均低于对照;叶片半致死温度由低到高,即抗寒性由强到弱依次为22-2>40-2>40-8>Z077>Z129>Z014>40-5>31-3>18-1>18-4>37-1>22-3;地下茎恢复生长试验结果表明,杂交后代在-6℃时全部致死,在-2℃处理后均可以恢复生长,恢复生长的百分率变异较大(14.7%~100%),其中31-3与40-2超过Z014与Z077,22-2超过Z077;供试材料间叶片和地下茎抗寒性的测定结果一致;回归分析结果表明,叶片的半致死温度、青绿期及枯萎期相关不显著。     

中国假俭草种质资源主要性状变异及其形态类型

对中国59份假俭草的11个重要经济性状进行统计分析,并对其形态类型加以聚类分析。结果表明:1花序密度变异系数高达76.9%,是所测性状中变异范围最大者,叶长次之,变异系数为31.3%,结实率、草层高度以及生殖枝高度变异系数分别为23.0%、18.0%及22.1%,变异范围为25.0%～74.8%、14.3～33.2cm及5.8～17.0cm;百粒重、叶宽、花序长、花序小花数以及节间长度变异幅度相对较小,分别为15.1%、14.6%、12.5%、12.5%及11.4%,其中以节间直径最小,仅为4.7%;2生殖枝高度和花序密度随着纬度的增加,呈显著增高和极显著增加趋势,而其它性状未出现显著变异规律;3节间直径与叶宽呈极显著正相关;草层越高,生殖枝愈高,节间愈长愈粗,而生殖枝愈高,花序愈长,节间愈长,花序密度也愈大,结实率愈高;4在欧氏距离11.2处,可将供试草种分为营养繁殖型和种子繁殖型两大类型,前者花序密度低,结实率低,叶片较长,而后者花序密度高,结实率较高,叶片则较短。