利用SCoT标记分析不同秋眠型苜蓿的遗传多样性

用L₁₆(4⁵)正交实验设计研究模板DNA、dNTPs、Mg²⁺、Taq酶和引物5个因素的浓度对SCoT扩增迁移率重现率的影响。结果表明,在20 μL反应体系中,2.5 ng/μL DNA、1.00 mmol/L Mg²⁺、1.20 U Taq酶、0.40 mmol/L dNTPs和0.30 μmol/L浓度的引物最为稳定,重现率达到100%。利用最优反应体系从50条引物中筛选出13条扩增效果好的引物,将它们分别扩增34个苜蓿品种,共检测到103个SCoT标记,其中92个位点具有多态性。聚类分析表明,从安徽和江苏两地收集的野生南苜蓿和栽培苜蓿的遗传距离最远,单独聚为一类;其余32个品种苜蓿在相似系数0.757附近分为3个亚群,秋眠型苜蓿品种主要分布在第Ⅱ亚群中,半秋眠型在3个亚群中都有分布,而非秋眠型苜蓿分布在第一和第二亚群中,表明SCoT标记的聚类结果在一定程度上能够反映苜蓿的秋眠型,但并不完全一致。     

中国苜蓿审定品种秋眠性研究

以美国９个秋眠性标准对照品种为对照，按美国Ｂａｒｎｅｓ（１９９１）方法对中国２３个苜蓿国家审定品种进行了秋眠性评定，并统计了中国苜蓿秋眠性与等位酶ＬＡＰ、ＰＥＲ和ＦＥＳＴ的等痊基因频率及７个形态特征的遗传相关系数。     

中国苜蓿审定品种秋眠性研究

以美国9个秋眠性标准对照品种为对照,按美国Barnes(1991)方法对中国23个苜蓿国家审定品种进行了秋眠性评定,并统计了中国苜蓿秋眠性与等位酶LAP、PER和FEST的等位基因频率及7个形态特征的遗传相关系数,分析证明中国苜蓿国家审定品种中大部分为秋眠性品种,其秋眠等级为1～3,个别为极秋眠性品种,只有新疆大叶苜蓿为半秋眠品种,其秋眠等级为4～5.同时,还分析讨论了中国苜蓿秋眠性的遗传来源.     

苜蓿秋眠性研究进展

苜蓿Medicago sativa的秋眠性实质上是在秋季日照变短和温度降低时植株所表现出的一种适应性生长特性,这种生长特性与植物的抗寒性和生产性能相关.早在20世纪20年代,美国就发现了这一现象,但直至20世纪70年代末期,随着秋眠性测定方法的发明和分类标准的制订,才使它在苜蓿生产中发挥着越来越重要的作用,在许多国家秋眠性已成为栽培选择品种时的首要指标.概述了秋眠性的概念及发展史、测定方法、有关生理生化研究进展及其在国内外的应用.     

苜蓿秋眠性研究进展及应用

苜蓿的秋眠性是苜蓿重要的生长特性,与苜蓿的生产性能、越冬存活率有密切的关系.秋眠性是划分苜蓿品种的第一指标,对指导苜蓿生产和育种具有重要意义.文章论述了苜蓿秋眠性的测定方法、生化研究及应用的研究进展.     

45个苜蓿品种秋眠级初步评定

以美国11个苜蓿秋眠性标准品种为对照,依据Teuber等方法连续两年(2013年和2014年)在内蒙古西部干旱地区评定国内和国外引进的共45个苜蓿品种的秋眠级,建立了11个标准品种秋眠级与秋季再生株高的回归关系。结果表明,苜蓿秋季刈割后第21天的再生自然株高与原秋眠级存在真实的线性回归关系,R²分别为0.9643和0.9867。相关性分析表明,11个标准对照品种的实际秋眠级与原秋眠级之间相关系数为0.994,存在极显著正相关;13个已知原秋眠级的引进品种的实际秋眠级与原秋眠级之间的相关系数为0.969,存在显著正相关。聚类分析表明,21个国内苜蓿品种中90%的为秋眠和极秋眠类型,其中渝苜1号、甘农5号和凉苜1号实际秋眠级评定结果分别为6.8,7.4和8.5,属于非秋眠类型,国外引进品种秋眠类型多样性高,各种类型均有分布。     

利用SSR和EST-SSR技术研究不同秋眠级苜蓿遗传多样性

用SSR和EST-SSR两种分子标记方法相结合,对25份不同秋眠等级苜蓿材料进行遗传多样性分析.结果表明:筛选出的7对SSR引物和10对EST-SSR引物经PCR扩增后获得175条多态性带,在此基础上构建了25份苜蓿材料的SSR和EST-SSR DNA指纹图谱;采用类平均法(UPGMA)Nei氏遗传距离进行聚类,将25份材料聚成4个复合组,表明供试苜蓿材料具有较高的异质性和较丰富的遗传背景.     

不同秋眠等级苜蓿品种幼苗的抗冻性研究

对不同秋眠等级苜蓿品种幼苗的抗冻性进行研究,在4个冷冻温度下检验3个不同秋眠等级苜蓿品种4个苗龄幼苗的存活率,并计算品种半致死温度。结果表明秋眠等级、苗龄和冷冻温度之间的交互作用对苜蓿幼苗抗冻性有显著影响。随着冷冻温度的降低,幼苗存活率降低。在接近品种半致死温度的胁迫温度下(-6℃和-9℃),苜蓿的苗龄对抗冻性有显著影响。-9℃下苜蓿品种间幼苗存活率均有显著差异,能够较好地进行区分。苜蓿品种半致死温度的排序为秋眠品种53Q60(-6.79℃)>中度秋眠品种Tango(-7.51℃)>不秋眠品种CUF101(-8.10℃)。建立了三个苜蓿品种在给定的冷冻温度下幼苗致死率的预测模型。在室内冷冻筛选育种时,本研究中不同秋眠等级苜蓿品种幼苗的半致死温度可以为选择胁迫温度提供参考依据,缩短筛选周期。     

盐分含量对不同秋眠性苜蓿出苗与生长的影响

对非秋眠及半秋眠性芷蓿,在土壤含盐量０－０．８％范围内的出苗,成活情况及株高,根长,鲜重等进行观测的结果表明,芷蓿的面指标均随含盐量的增加而下降,多数苜蓿品种以０．３％－０．４５的土壤含盐量为生长临值,超过临界值后对苜蓿原出苗与生长均不利。     

贵州地区不同秋眠级苜蓿品种根系发育能力研究

从根系发育角度对美国11个秋眠级标准对照苜蓿品种在贵州地区的适应性进行研究。结果表明,苜蓿随着秋眠级升高,根颈直径呈先减小后增大的趋势,最大的是UC-1887(FD10),为1.439 cm;主根长度呈先增长后减小的趋势,最长的是Pierce(FD8),为59.75 cm;侧根数逐步减少,最多的是Vernal(FD2),为19.33;最少的为Pierce(FD8),为12.25。主根直径、主根体积、主根生物量、侧根体积、侧根生物量及根系体积、根系生物量都呈增大的趋势,苜蓿第1年根系主要集中在0~20 cm土层,根系体积所占比例为77.82%～92.35%,根系生物量所占比例为75.14%～90.96%。通过聚类分析及不同秋眠级苜蓿品种的综合表现,在贵州地区,苜蓿根系发育能力较强的秋眠级为7～10。     

不同秋眠级数苜蓿品种根颈变化特征分析

对秋眠级数分别为2,3,4和6的休眠和半休眠苜蓿品种生长前3年的根颈特性进行了连续研究.结果表明,不同休眠类型苜蓿品种间根颈特性差异明显,苜蓿根颈入土深度随着秋眠级数的降低而增加,其中,苜蓿播种后至第1次刈割是苜蓿根颈人土速率最大的时期.在温度较高的夏季,根颈增粗较快,而地上产草量较低.秋眠型苜蓿的二级根颈早于半秋眠类型苜蓿发生,在数量上多于半秋眠类型苜蓿.二级根颈主要产生于生长第2年及以后的第2和3茬生长期,在种植第1年及第1茬生长期并无二级根颈发生.品种间根颈分枝直径和根颈分枝数差异极显著.根颈直径、分枝数、分枝直径与苜蓿休眠性的关系未呈现规律性.     

不同光周期条件下PhyB和ABA对不同苜蓿品种的秋眠性调控

短日照和低温是导致苜蓿秋眠的主要环境因子。本研究检测了3个不同秋眠型苜蓿在8,12和16 h光照光周期条件下叶片和顶芽中PhyB和ABA的含量,并探讨其对秋眠的影响机制。结果表明,1)和非秋眠苜蓿相比,秋眠苜蓿叶片中PhyB含量高,PhyB作为绿色植物主要光受体可能通过光周期调控或参与了苜蓿的秋眠;并且3个品种均是在8 h光照下PhyB合成量高,暗示长暗期利于其合成。2)和12,16 h光照相比,8 h处理顶芽和第一展开叶中ABA含量最高,显然短日照利于ABA的合成;8 h光照处理时,秋眠型苜蓿品种Vernal ABA含量分别比半秋眠型CW5 0 2和非秋眠型CUF1 0 1高2.1 2和2.0 3倍,1 2 h光照处理ABA含量Vernal比CW5 0 2和CUF1 0 1分别高3 6.2 4%和46.46%,但16 h光照处理ABA含量并不表现上述规律,说明8和12 h光照程度不同地为苜蓿创造了逆境效应,ABA可能是调控或诱导秋眠的激素。3)8 h光照下苜蓿秋眠特征明显,生长严重受抑,不开花;12 h光照下苜蓿秋眠特征比8 h光照处理轻,生长受抑但抑制程度低于8 h光照处理,不开花;16 h光照下3个品种生长、开花正常。可能是PhyB含量多寡程度不同地调控了光周期反应,进而影响了ABA合成,而ABA在不同光周期诱导下通过合成量不同调控了不同秋眠基因表达,诱发了秋眠。     

中亚热带区不同秋眠级紫花苜蓿品种生产性能比较

为评价不同秋眠强度紫花苜蓿品种在福建中亚热带生产性能,选择秋眠级数(FD)3、5、7、9.5的紫花苜蓿品种在福建延平、福建建阳进行品种比较试验,测定越夏率、年度产草量、产草量季节动态、营养成分,结果表明:秋眠级数为7的阿瑞博表现最优,越夏率为67%,在延平、建阳年度鲜草产量分别为4 7931kg/hm2、62 505kg/hm2,干草产量分别为12 373.2kg/hm2、13 344.8kg/hm2,初花期粗蛋白含量28.0%。秋眠级数为3的苜蓿王初花期粗蛋白含量最高(33.4%),但越夏率和产草量最低。秋眠级数为9.5的萨兰多在秋季保持较高的产草量,但越夏率和春夏季产草量均低于阿瑞博。选择春季生长迅速,耐旱、耐热的非秋眠品种是中亚热带区紫花苜蓿生产的关键。     

北京地区不同秋眠型苜蓿叶片光合色素的比较研究

以美国4个不同秋眠型标准秋眠级紫花苜蓿Medicago sativa品种为材料,对其秋季刈割后生育期植株叶片的光合色素进行测定。结果表明：4种秋眠型苜蓿的叶绿素、类胡萝卜素在整个秋季生育期均呈现先增加达到峰值后减少的规律。FD5的叶绿素含量高于其它秋眠型,说明半秋眠型较适应北京气候。 4种秋眠型苜蓿叶绿素a/b含量在整个秋季生育期波动不大,且叶绿素a/b的变化规律与叶绿素含量相似。不同秋眠型苜蓿类胡萝卜素含量为FD5＞FD1＞FD11＞FD8。4种秋眠型苜蓿叶片光合色素吸收光谱基本相同,差别是FD1和FD5在440 nm处光密度值较FD8和FD11低。     

外源ABA对不同秋眠型苜蓿品种植物激素含量的影响

选择第3生长年的苜蓿90株,采用2因素3水平试验设计方法,随机分为9个处理组,每组5个重复,每个重复1盆,每盆2株,分别用0,20和80 mg/L外源ABA处理3个不同秋眠级别的苜蓿品种CUF101、CW502和Ver-nal,试验期35 d。通过酶联免疫吸附测定法,观测外源ABA处理的不同秋眠级别苜蓿激素含量变化,并探讨激素调控对苜蓿生长和秋眠的影响。结果表明,1)无论是非秋眠型苜蓿CUF101,半秋眠型苜蓿CW502,还是秋眠型苜蓿Vernal,其顶芽和第1展开叶中ABA含量均随外源ABA喷施浓度水平的提高而增加,IAA、GA3含量则表现出与ABA相反的递减趋势;2)在同一环境因素影响下随着苜蓿秋眠性增强,内源ABA合成量呈递增趋势,而IAA、GA3合成量呈递减趋势,秋眠型苜蓿更易受外源ABA影响促进内源ABA的累积;3)短日照适温环境中随着苜蓿秋眠级别的升高和ABA/IAA、ABA/GA3、ABA/ZR值的降低,株高增长变化呈递增趋势。本试验认为,虽然短日照适温环境只能促使苜蓿轻度休眠,但内源ABA累积量随秋眠级别降低而增加,也为进一步探讨苜蓿秋眠调控机理、人为调控苜蓿休眠以及提高苜蓿的抗寒力提供了理论依据。     

种子萌发期紫花苜蓿秋眠级与耐热性的关系

为了探明高温胁迫对不同秋眠级紫花苜蓿种子萌发的影响,在25和35℃条件下,对14个不同秋眠级紫花苜蓿品种种子进行萌发试验,以发芽率、发芽指数、活力指数、胚根鲜重和发芽势为指标,结合协方差分析、模糊隶属函数和聚类分析统计方法,对各紫花苜蓿品种萌发期耐热性进行分析和综合评价。结果表明：高温胁迫对不同秋眠级紫花苜蓿的种子萌发有影响,高秋眠级品种赛迪10的耐热最强,其发芽指数、活力指数、胚根鲜重、发芽势和发芽率在14个参试品种中最高,分别为67.78、66.70、0.98g、99.33%和92.89%;聚类分析的结果表明,14个品种萌发期耐热性可划分为3类,耐热性较强的品种为标秆、WL903、1075、三得利、赛迪10和赛阔,耐热性较弱的品种为Power、猎人河和阿尔冈金,其余品种耐热性一般;在种子萌发阶段,高秋眠级类型的紫花苜蓿品种表现较强的耐热性,低秋眠级类型的品种耐热性较弱。种子活力指数可作为评价紫花苜蓿萌发期耐热性强弱的有效指标。     

紫花苜蓿耐盐种质资源的遗传多样性分析

利用RAPD技术分析了25个紫花苜蓿耐盐品种的遗传结构和遗传多样性。结果表明,30条引物在25个紫花苜蓿耐盐品种单株DNA间的多态性位点比率(P)为81.52%,在各品种混合DNA间的多态性位点比率为61.65%,说明采用单株DNA样品比采用混合DNA样品能更好地揭示紫花苜蓿品种内和品种间的遗传变异水平。基因分化系数(Gst)主要反应品种间变异占总变异的比例,中国18个耐盐紫花苜蓿品种和美国7个耐盐紫花苜蓿品种的基因分化系数分别为0.271和0.152,表明中国耐盐紫花苜蓿种质资源品种间基因交流机会比美国品种间交流机会多。紫花苜蓿作为典型的异交植物,其生物群体的遗传结构与其繁育体系具有直接的联系。依据遗传距离(GD)分析结果,25份材料从遗传结构上可以分为9个组群,其中图牧1号和图牧2号遗传距离最小(GD=0.148),捷达和图牧1号遗传距离最大(GD=0.786)。紫花苜蓿耐盐种质遗传多样性分析为紫花苜蓿耐盐核心种质库构建和耐盐新品种选育提供了理论依据。     

不同秋眠等级苜蓿根系性状对越冬的影响

筛选适宜黑龙江省西部地区种植的苜蓿品种,探究苜蓿越冬率与根系性状及产量之间的相关性,为建立苜蓿人工草地提供优良品种。以国内外8个不同秋眠等级苜蓿品种为材料,采用随机区组设计,测定苜蓿产量、越冬率和根系性状(根颈直径、体积、入土深度、根长、主根直径、根尖数量、侧根直径、侧根位置、侧根数量、根系生物量)指标,通过主成分分析和隶属函数评价筛选出最佳品种。公农2号、草原3号和肇东苜蓿的越冬率均大于95%,越冬率与根系生物量呈显著负相关(P<0.05),相关系数为0.762;越冬率与根颈直径、入土深度呈显著正相关(P<0.05),相关系数分别为0.797和0.756,与侧根位置呈显著负相关(0.712;P<0.05)。越冬率与产量呈极显著正相关(0.956;P<0.01),其中肇东苜蓿、草原3号和公农2号产量较高,分别为12746.73、11921.24、11416.77 kg·hm^-2,显著高于其他品种(P<0.05)。经主成分分析选出根颈直径、体积、入土深度、根长、主根直径、侧根直径、侧根数量和越冬率作为鉴定苜蓿耐寒性的重要指标,应用隶属函...