论文摘要
苜蓿的根蘖性状是指在水平侧根的不定位置有根蘖芽发生从而形成远离母株的独立枝条,使植株水平发展的特性。本文系统研究了苜蓿根蘖性状发生、表现的规律及其生理和遗传机制,在对根蘖型苜蓿在不同生态条件下生长发育的展开多年定点调查基础上,系统地分析了苜蓿根蘖性状与土壤类型、生长年限等因子的关系,进一步明确了根蘖型苜蓿的干旱适应性。在对根蘖性状的形态发生和表现过程做出形态划分的基础上,从内源激素和等位酶角度对根蘖性状发生和表达的生理、遗传机制进行了系统研究,主要研究结论如下:1.对内蒙古镶黄旗三年生苜蓿材料根系类型进行调查,筛选出Travois、Ladak、Teton、新疆大叶苜蓿分别作为根蘖型、侧根型、根茎型及轴根型苜蓿的典型试验材料;比较根蘖类型与其他根系类型苜蓿在遗传特性、产量及营养特性方面的差异,表明根蘖型苜蓿是进行抗逆、优质、高产聚合育种的优异遗传资源;通过层次分析法(AHP)确立不同根系类型苜蓿品种苗期的抗旱性排序依次为:Travois(根蘖型)>新疆大叶(轴根型)>Ladak(侧根型)>Teton(根茎型),表明根蘖型苜蓿有较强的干旱适应性。2.苜蓿整个生长周期内对根蘖苜蓿根系的调查表明,根蘖性状发生及表现可划分为五个时期:根蘖节时期,根蘖芽时期,根蘖枝条时期,根蘖株丛时期和二级根蘖时期。前两个时期为根蘖发生时期,后三个时期为根蘖表现时期。对根蘖性状发生的解剖学研究表明根蘖芽起源于根部木栓形成层分生组织;秋季刈割后根蘖植株根部可溶性糖含量减少,根蘖芽萌发前后,可溶性蛋白含量呈现显著变化,表明营养物质的动态变化影响根蘖性状的发生及表现。3.对内蒙和北京两地不同生境下同一份根蘖品种根蘖性状发生和表现做多年定点调查,结果表明两地根蘖发生率无明显差异,但内蒙地区平均根蘖幅度较北京地区更高;边际效应影响根蘖表现,但不影响根蘖发生;播种后第1年便有根蘖性状发生,第3年是根蘖发生的高峰期,第5年后趋于稳定。4.根蘖植株中根颈直径、根颈入土深度及根颈分枝数变异较大,与根蘖地上部分表现性状无显著相关性,且在根蘖性状发生程度较高的植株中,根颈直径有减小的趋势;根蘖性状的发生与10~20cm土层中三级根的数量有关,其性状的表现则与0~10cm土层中根系总量相关,表明根蘖苜蓿不同土层中不同根系的功能有所差异。土壤水分含量与一级根数量呈正相关,与根蘖性状的表现呈负相关,土壤容重与10-20cm土层中三级根数量呈显著负相关。5.内源激素的测定和与根蘖性状表现的相关分析表明:根蘖苜蓿根部膨大无芽处的GA和ABA含量显著高于膨大有芽处(P≤0.01),表明GA和ABA抑制了根蘖芽的发生;GA、IAA、ABA含量与根蘖性状表现有关,具体体现在GA含量高的苜蓿根蘖丛数多,根蘖幅度小,IAA含量高的苜蓿根蘖丛数少,根蘖幅度大,而ABA含量则与根蘖幅度和根蘖株丛数均呈负相关。ABA与0-20cm土层中的一级根数量呈显著正相关,且ABA在镶黄旗地区苜蓿根系组织中的含量明显高于北京地区相应材料,干旱诱导了根蘖苜蓿根部ABA的产生,而根蘖苜蓿由于其根蘖特性,根部ABA的积累量小于其它两种材料,表明其受到的干旱胁迫较小。6.对根蘖、非根蘖及黄花苜蓿种群等位基因频率的分析表明,根蘖型与非根蘖型苜蓿群体等位基因频率的差异主要是在LAP-298.0和LAP-296.0上。其中LAP-298.0在根蘖苜蓿群体中的频率为6%,而在非根蘖型苜蓿中则为0,在黄花苜蓿种群中LAP-298.0的频率为10%,该基因可看着与根蘖性状相关的标记基因。基因频率的研究首次验证了黄花苜蓿的基因渗入对根蘖性状的发生起到重要作用。
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摘要ABSTRACT1 绪论1.1 研究目的和意义1.2 研究综述1.2.1 苜蓿根系类型的划分及根蘖性状的起源1.2.2 苜蓿根蘖性状的发生机制1.2.2.1 根蘖性状形态发生1.2.2.2 根蘖发生的生态可塑性1.2.2.3 苜蓿根蘖性状的遗传规律1.2.2.4 根蘖性状生态可塑性的内源激素调节机制1.2.3 苜蓿根蘖性状与抗逆性的关系1.2.3.1 根蘖性状与抗寒性的关系1.2.3.2 根蘖性状与耐牧性的关系1.2.3.3 根蘖性状与抗旱性的关系1.2.4 根蘖型苜蓿育种研究进展1.2.4.1 根蘖型苜蓿品种培育进展1.2.4.2 根蘖型苜蓿选育方法应用进展1.2.5 根蘖苜蓿研究展望1.3 研究目标、主要内容和技术路线1.3.1 研究目标1.3.2 主要内容1.3.3 技术路线2 不同根系类型苜蓿干旱适应性研究2.1 材料与方法2.1.1 材料来源2.1.2 试验地概况2.1.3 试验方法2.1.4 测定项目2.1.4.1 遗传性状测定项目2.1.4.2 农艺性状测定项目2.1.4.3 抗旱性测定项目2.1.5 分析方法2.2 结果与分析2.2.1 不同苜蓿品种根系类型调查2.2.2 根蘖类型与其他根系类型苜蓿材料遗传性状比较2.2.3 根蘖类型与其他根系类型苜蓿材料农艺性状比较2.2.4 根蘖型苜蓿材料抗旱性鉴定评价2.2.4.1 综合评价层次结构设计2.2.4.2 判断矩阵的构造及一致性检验2.2.4.3 层次分析模型的应用2.3 小结与讨论3 苜蓿根蘖性状发生表现的形态生理过程研究3.1 材料与方法3.1.1 试验材料3.1.2 试验方法3.1.2.1 苜蓿水平根显微切片制作法3.1.2.2 根部营养物质测定方法3.2 结果与分析3.2.1 根蘖植株个体发育模式3.2.2 根蘖性状发生不同时期显微结构研究3.2.3 根蘖性状发生及表现期间根部营养物质动态变化3.2.3.1 根蘖植株根部可溶性糖变化3.2.3.2 根蘖植株根部淀粉变化3.2.3.3 根蘖植株根部蛋白质变化3.3 小结与讨论4 不同生态环境对苜蓿根蘖性状发生及表现的影响4.1 材料与方法4.1.1 试验材料4.1.2 试验方法4.1.3 调查指标4.1.3.1 根蘖发生率统计4.1.3.2 根蘖幅度测定4.1.3.3 根蘖株丛数统计4.1.3.4 根蘖枝条数统计4.2 结果与分析4.2.1 不同生态环境对苜蓿根蘖性状发生和表现的影响4.2.1.1 不同生态环境对苜蓿根蘖发生率的影响4.2.1.2 不同生态环境对苜蓿性状表现的影响4.2.2 生长年限对根蘖性状发生及表现的影响4.2.3 边际效应对根蘖性状发生和表现的影响4.3 结论与讨论5. 根蘖性状发生及表现的内源激素调节机制研究5.1 材料与方法5.1.1 试验材料5.1.2 试验方法5.1.2.1 根蘖型苜蓿根系调查法5.1.2.2 土壤物理性质测定方法5.1.2.3 高效液相色谱法测定内源激素含量5.2 结果与分析5.3 结论与讨论6. 苜蓿根蘖性状发生的的等位基因酶研究6.1 材料与方法6.1.1 试验材料6.1.2 试验方法6.1.2.1 复合淀粉浓度及配方筛选6.1.2.2 缓冲液及染色液的配制6.1.2.3 制样及电泳6.1.2.4 酶谱的统计分析6.2 结果分析6.2.1 水平淀粉凝胶电泳技术系统的建立6.2.1.1 提取液的筛选6.2.1.2 混和淀粉配比的筛选6.2.1.3 电泳凝胶缓冲液系统与酶系统的选择6.2.2 根蘖与非根蘖苜蓿基因型频率比较6.2.3 根蘖苜蓿与非根蘖苜蓿等位基因频率比较6.3 小结与讨论7 结论参考文献个人简介导师简介致谢
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