披碱草属植物分类和遗传多样性的研究现状

披碱草属Elymus是小麦、大麦的近缘属,同时蕴藏着丰富的优良基因,是改良小麦、大麦和黑麦的最有前途的植物.披碱草属植物也是草原和草甸的重要组成成分,具有极高的饲用价值和重要的水土保持功能,我国具有丰富的披碱草属资源,但对其的研究和利用却十分匮乏.现从国内外分类系统的不统一和遗传多样性方面进行阐述,为充分开发利用我国丰富的披碱草属植物资源提供信息.     

小麦族披碱草属系统演化研究进展

披碱草属为禾本科小麦族一个多年生属,大多是草原和草甸的重要组成成分,具有极高的饲用价值和重要的水土保持功能。本文从分类概况和系统发育两个方面对披碱草属植物的起源和进化研究情况进行了综述,为进一步研究利用我国丰富的披碱草属植物资源提供信息。     

披碱草属种质资源研究进展

披碱草属Elymus牧草分布广泛,种类繁多,广义的披碱草属包括近150个种,而在我国,则比较接受狭义披碱草属的概念,即有12余种.披碱草属牧草为中生-旱中生多年生优良牧草,是草原和草甸的重要组成部分,饲用价值极高.该属是禾本科小麦族中非常重要的一个类群,它具有麦类作物所缺乏的抗病、抗虫、抗旱、耐盐等优良抗逆基因,是现代麦类育种的重要种质资源.在前人研究的基础上,对国内外披碱草属种质资源的系统学分类、分布情况、遗传多样性研究进行了总结和探讨,以期为披碱草属资源的进一步研究利用提供参考依据.     

披碱草属植物抗逆性研究现状和存在的问题

披碱草属是禾本科小麦族重要的经济属,主要分布在海拔2000～5200 m的地区。属内绝大多数种是优良牧草,饲用价值极高,该属部分种具有耐盐、抗旱、耐寒等优良抗性,适应性广,遗传多样性丰富,因此不仅是生态恢复的重要物种,也能为其他牧草和麦类作物提供优异的基因资源。按照狭义上的分类标准,该属在全世界共有30余种,我国有13种,主要有老芒麦、披碱草、垂穗披碱草、短芒披碱草、圆柱披碱草等。近年来,由于全球变化和人类活动引起非生物胁迫的加剧,越来越多的研究开始关注披碱草属非生物胁迫抗性,包括耐盐性、抗旱性、低温胁迫抗性、重金属胁迫及复合胁迫抗性,其中大多数研究来自中国学者。目前绝大多数关于披碱草属抗逆性的研究主要集中在通过电解质外渗率、叶绿素、脯氨酸等渗透调节物质和抗氧化酶活性等生理指标评价属内不同种,和/或不同品种/种质的抗性方面,然而这些研究采用了不同的分析方法和评价体系,导致得出的结果不尽相同。此外,除了冷胁迫外,目前关于该属植物的抗逆机制却极少涉及。因此,综述了近年来在披碱草属植物抗逆性方面的研究进展,并提出存在的问题及今后研究的方向,旨在为进一步挖掘和利用其优良遗传资源奠定基础。     

披碱草属植物抗逆性研究现状和存在的问题

披碱草属是禾本科小麦族重要的经济属,主要分布在海拔2000～5200 m的地区。属内绝大多数种是优良牧草,饲用价值极高,该属部分种具有耐盐、抗旱、耐寒等优良抗性,适应性广,遗传多样性丰富,因此不仅是生态恢复的重要物种,也能为其他牧草和麦类作物提供优异的基因资源。按照狭义上的分类标准,该属在全世界共有30余种,我国有13种,主要有老芒麦、披碱草、垂穗披碱草、短芒披碱草、圆柱披碱草等。近年来,由于全球变化和人类活动引起非生物胁迫的加剧,越来越多的研究开始关注披碱草属非生物胁迫抗性,包括耐盐性、抗旱性、低温胁迫抗性、重金属胁迫及复合胁迫抗性,其中大多数研究来自中国学者。目前绝大多数关于披碱草属抗逆性的研究主要集中在通过电解质外渗率、叶绿素、脯氨酸等渗透调节物质和抗氧化酶活性等生理指标评价属内不同种,和/或不同品种/种质的抗性方面,然而这些研究采用了不同的分析方法和评价体系,导致得出的结果不尽相同。此外,除了冷胁迫外,目前关于该属植物的抗逆机制却极少涉及。因此,综述了近年来在披碱草属植物抗逆性方面的研究进展,并提出存在的问题及今后研究的方向,旨在为进一步挖掘和利用其优良遗传资源奠定基础。     

我国垂穗披碱草遗传育种研究进展

垂穗披碱草是禾本科披碱草属优良牧草,在青藏高原生态修复和草牧业发展中具有重要作用.虽然我国野生垂穗披碱草种质资源十分丰富,但育成品种不足严重制约其大面积推广和利用.本文从种质遗传多样性评价、常规育种策略和分子育种方面综述了我国垂穗披碱草的育种研究进展,以期为加快培育垂穗披碱草新品种提供参考.     

披碱草属分类的研究及其存在的问题

披碱草属(Elymus L.)是禾本科、小麦族的一个经济属,其属内绝大多数种是优良牧草,饲用价值极高,有些种类具有耐寒、耐旱、耐碱等特性,是农牧业良种繁育、牧草利用的重要基因资源;但该属同时又是分类学上的一个疑难属,其属中的存疑问题较多,尤其是属的界限、属下类群的划分、以及类群演化关系上仍存在颇多争议。本文详细总结了国内外诸多学者的研究成果,分析了披碱草属分类学研究中存在争议的原因,主要是披碱草属地理分布高度重叠,生态适应相似;加之,分类标准的不同,采用的研究方法差异较大,以什么性状作为鉴别特征等方面不同学者存在不同的认识。     

偃麦草属种质资源在普通小麦育种中的应用现状简介

小麦作为我国最主要的粮食作物之一,其品质和产量的稳步提高对国家粮食安全起着极其重要的作用。偃麦草属作为小麦属的近缘属,具有很多普通小麦本身所不具备的遗传特性。控制这些特性的基因对改良普通小麦的抗性和品质等方面具有重要作用。本研究就偃麦草属种质资源在普通小麦远缘杂交育种中的应用现状进行了总结,涉及利用偃麦草属创制育种材料的研究和偃麦草属在改良小麦特性育种方面的应用。在后者中,分别从偃麦草属中的一些物种在小麦抗病、提高小麦抗逆境性能和改良小麦谷蛋白品质育种等方面进行了简介。结果表明,引入偃麦草属中的一些种的新的抗病基因,如抗条锈病的基因,抗黄矮病的基因以及抗赤霉病的基因等,发现其后代出现有优良的抗相关病的突变体,而且通过偃麦草与普通小麦的杂交及回交转育工作,获得了抗旱和耐胁迫的品质比较优良的小麦品种,偃麦草属在改良小麦谷蛋白品质方面有一初步介绍。     

不同来源SSR标记在我国披碱草属植物的通用性和效率评价

ＳＳＲ 引物序列常用于近缘物种的遗传学研究,但存在很大的盲目性和分析结果的不可预见性。本研究采用我国９种披碱草属植物,利用不同来源微卫星引物进行遗传学分析,结果显示,披碱草属的６个和小麦的５个微卫星引物在我国９种披碱草属植物具有稳定的扩增效果和较好的遗传学分析功能;相对而言,位点ＥＣＧＡ２２、ＥＣＧＡ１１４、ＥＡＧＡ５１和ＷＭＳ４３遗传信息含量较高,对构建披碱草属植物高密度的微卫星种（品种）指纹是很好的选择;披碱草属植物的引物所检测到的等位基因数目与测序开发引物时预期的等位基因数目相差较少、遗传多样性指数较高和更接近研究材料的基因流,预示着亲缘关系更近的引物遗传分析的效率更高。     

我国披碱草属牧草种质资源的收集与保存

着重介绍了我国披碱草属植物的重要性及其植物多样性,生态生物学特性,披碱草属牧草种质资源收集与保存的方法和策略。     

海拔高度对披碱草属植物形态特征的可塑性

海拔是影响植物生物进化和亲缘关系的重要因素,为了探明海拔对披碱草属植物表型特征的影响,本试验对不同海拔(3098~4203 m)的3种披碱草属植物:六倍体垂穗披碱草(Elymus nutans)、四倍体的昆仑披碱草(Elymus burchan-buddae)和老芒麦(E. sibiricus),27个种群810个体的13个表型性状进行测定,结果表明,垂穗披碱草的变异系数范围为8.8%~59.1%,昆仑披碱草为8.2%~53.7%,老芒麦为7.6%~56.7%,外稃长是3种披碱草变异系数最小的表型性状。聚类分析可以看出形态上相似的种群海拔来源基本相同,而且聚为一类的多数种群具有相似的生境。相关分析表明:海拔和供试材料的多个表型性状之间存在着明显的相关性(P<0.01)。本研究表明,海拔对披碱草属植物形态特征具有较强的可塑性,不同披碱草属植物的形态特征对海拔变化的反应不同,四倍体披碱草属植物对海拔的变化反应更加敏感。因此,部分形态特征可以用于披碱草属植物在海拔梯度上的演化规律的分析。     

中国喀喇昆仑山禾本科植物资源及其评价

对中国喀喇昆仑山地区禾本科野生植物资源进行调查研究,结果表明该地区禾本科植物有18属,79种,4亚种,2变种;其中54%~59%为植物群落中的建群种或优势种;97.7%的种类为优良牧草,是该地区野生动物和家畜生存的重要食物来源;作物近缘种有赖草属(Leymus)和披碱草属(Elymus)植物约22种;防风固沙植物资源有芨芨草属(Achnatherum)、拂子茅属(Calamagrostis)、赖草属等约14种;水土保持植物资源有早熟禾属(Poa)、碱茅属(Puccinellia)等约26种;高海拔地区和北方冷季型草坪草资源有早熟禾属、羊茅属(Festuca)、(艹洽)草属(Koeleria)等约9种。     

披碱草属植物遗传多样性研究进展

综述了近年来国内外关于披碱草属(Elymus L.)植物遗传多样性的研究现状和存在的问题,同时讨论了其作为重要种质资源的应用前景。     

披碱草属植物遗传多样性研究进展

综述了近年来国内外关于披碱草属（Elymus L）植物遗传多样性的研究现状和存在的问题，同时讨论了其作为重要种质资源的应用前景。     

基于SSR标记的小麦族St、H、Y基因组六倍体物种遗传变异及种间亲缘关系研究

小麦族含有St、H、Y基因组的物种是禾本科小麦族最大的一个类群,它们不仅包含许多优良的牧草资源,还含有许多优异的抗逆基因资源,是牧草和麦类作物育种重要的基因库,具有重要的经济和生态价值。然而该类群物种的种属界限及系统关系一直存在争议,特别是六倍体物种间的亲缘关系争议较大,相关的研究还较少,其限制了该类群物种种质资源的进一步开发利用。研究小麦族St、H、Y基因组六倍体物种种间亲缘关系可为该类群物种的遗传多样性、种属关系及系统演化关系等提供重要参考。系统收集具有StHY、StStY、StStH、StHH基因组组成的六倍体物种25个,选用具有高通用性的SSR分子标记对其种间遗传变异、分化及亲缘关系进行分析。研究结果表明:1)27对SSR引物在46份供试材料中扩增出条带共229条,其中多态性条带213条,比率为93.01%;2)Dice遗传相似系数表明供试材料间的系数变异为0.479~0.981,平均值为0.670;StHY、StStY、StStH和StHH不同基因组组成物种内的相似系数变化分别为0.544~0.981、0.509~0.899、0.530~0.843和0.550~0.827,平均值分别为0.722、0.700、0.663、0.677;其揭示了供试物种之间存在丰富的遗传变异和不同程度的种间分化;3)聚类分析结果表明,不同基因组组成的物种间亲缘关系相对较远,相同基因组组成物种基本上能聚在一起且表现出不同程度的分化类型,其中StHY物种间分化最为显著,并与其形态特征表现出一定的一致性; 4)进一步明确了国产的披碱草属六倍体物种均为StHY基因组组成。研究结果揭示了供试的不同基因组组成的六倍体物种之间具有丰富的遗传多样性和明显的种间分化,其中StHY物种可明显分化成3种类型;相同或相似基因组组成的物种间表现出了较近的亲缘关系,研究结果支持基于基因组组成的分类体系对该类群物种分类地位的划分。     

老芒麦种质资源的研究进展

我国有着极其丰富的老芒麦(Elymus sibiricus)种质资源,这对于今后研究老芒麦种质资源具有非常重要的作用。目前国内外对老芒麦种质资源的研究主要集中在其系统分类和遗传多样性方面,而老芒麦种质资源的育种和遗传完整性方面的研究还不够深入,尤其是遗传完整性方面还未见报道。本研究主要综述了老芒麦种质资源的植物学和生物学特征、遗传多样性、育种等国内外的研究进展,并提出了老芒麦种质资源研究中存在的主要问题,为老芒麦种质资源的进一步研究提供参考依据。