内蒙古野生扁蓿豆种质资源的鉴定与评价

论文摘要

扁蓿豆（Medicago ruthenica L.）是一种多年生豆科（Leguminosae）牧草,其营养价值高,适口性好,抗寒、抗旱性强,耐瘠薄土壤,是非常适合北方地区开发利用的优异牧草资源。扁蓿豆生态幅广,在各种不同的生境中形成了多种生态型,具有选育抗旱、抗寒栽培牧草新品种的潜力。本文以收集自内蒙古28份扁蓿豆野生种质材料为研究对象,从形态及生物学特性、抗旱性研究以及种子贮藏蛋白等方面进行了鉴定与评价,为野生扁蓿豆种质资源的种质创新、新品种选育、开发和利用提供科学基础和理论依据。主要研究结果如下:1.扁蓿豆野生种质材料具有丰富的形态及生物学特性变异,无论营养器官性状、种子性状还是生产性状都存在着广泛的遗传分化。根据主成分分析,株高、茎叶比、种子长、千粒重、生物量、株丛直径、叶面积和枝条长等8个主要特征是确定优异种质和材料性状分化的主要指标。物候期观测表明,扁蓿豆野生种质材料均在4月下旬,5月初返青,在试验地气候条件下均能正常完成生育期,但不同种质材料的生育期明显有差异;干鲜比分析表明,大部分材料的干鲜比在0.30～0.40之间;茎叶比分析表明,大部分种质茎叶比在1.0～2.0之间;综合分析表明,性能表现较好的种质材料有MR-1、MR-7、MR-9、MR-13、MR-19和MR-23,建议在育种和生产中优先利用。2.在干旱胁迫下,供试扁蓿豆种质资源的相对含水量均明显下降,而细胞质膜透性、脯氨酸和丙二醛含量明显上升。经抗旱隶属函数值法综合分析表明:MR-16和MR-21抗旱性强,平均隶属函数值分别达到0.9071和0.7437;MR-1抗旱性弱,平均隶属函数值为0.3145,其余材料抗旱性较强。在对大批量野生扁蓿豆材料进行抗旱性鉴定时,叶片的相对含水量、细胞质膜透性、脯氨酸含量和丙二醛含量可作为鉴定指标,能够在一定程度上反映材料对干旱胁迫的适应能力。3.用十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶电泳对28份野生扁蓿豆种质进行种子贮藏蛋白电泳分析。28份材料共分离出30条谱带,多态性位点比例为P=83.33%,等位基因数na=1.8667,有效等位基因数ne=1.1983,Nei’s基因多样性h=0.1548,Shannon多样性指数I=0.2744,表明材料间变异程度较高,遗传分化大,最大水平上反映了供试扁蓿豆种质材料间的变异,这可能与扁蓿豆种质的繁育方式和生存环境有关。聚类分析可将28份扁蓿豆材料分为六类,地理来源相同的材料能够部分的聚在一起,呈现出一定的地域性规律。总体结果表明,扁蓿豆种质材料形态结构、生理特性和遗传变异所表现出的适应性是比较一致的,相互之间存在着紧密的关联;地理来源相同的种质资源能部分聚在一起,说明扁蓿豆牧草趋同性适应的特征。这些研究结果表明,扁蓿豆种质材料形态多变性、生理功能统一性及遗传稳定性的特征,为科学地利用和保护扁蓿豆种质资源提供理论依据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 扁蓿豆的研究进展
• 1.1.1 扁蓿豆的分布和分类
• 1.1.2 扁蓿豆的生物学特征
• 1.1.3 扁蓿豆的主要农艺性状
• 1.1.4 扁蓿豆的抗逆性研究
• 1.1.4.1 抗旱性研究
• 1.1.4.2 抗寒性研究
• 1.1.4.3 耐盐性研究
• 1.1.5 扁蓿豆的细胞学和遗传多样性研究
• 1.1.6 扁蓿豆的收集、保存与推广利用
• 1.1.6.1 扁蓿豆的收集与保存
• 1.1.6.2 扁蓿豆种质资源的创新与利用
• 1.2 牧草抗旱性研究进展
• 1.2.1 牧草抗旱性研究的概述
• 1.2.2 牧草抗旱性鉴定方法与鉴定指标研究进展
• 1.2.2.1 抗旱性鉴定方法
• 1.2.2.2 抗旱性的鉴定指标
• 1.3 研究的目的意义及技术路线
• 1.3.1 本研究的目的及意义
• 1.3.2 研究技术路线
• 第二章 扁蓿豆种质资源形态及生物学特性研究
• 2.1 材料与方法
• 2.1.1 试验地点、试验材料和试验设计
• 2.1.1.1 试验地概况
• 2.1.1.2 试验材料
• 2.1.1.3 试验方法
• 2.1.2 研究内容与方法
• 2.1.2.1 扁蓿豆形态生物学特性鉴定项目及记载标准
• 2.1.2.2 扁蓿豆种质材料主要性状观察原始数据
• 2.1.3 数据统计分析
• 2.2 结果与分析
• 2.2.1 扁蓿豆不同种质材料物候期观测
• 2.2.2 扁蓿豆种质资源的形态及生物学特性变异
• 2.2.3 扁蓿豆种质资源形态及生物学特性的主成分分析
• 2.2.4 扁蓿豆种质资源形态及生物学特性的聚类分析
• 2.3 讨论与结论
• 2.3.1 扁蓿豆种质资源的形态及生物学特性变异
• 2.3.2 扁蓿豆种质材料不同形态及生物学性状变异的主成份分析
• 2.3.3 扁蓿豆种质材料不同形态及生物学性状变异的聚类分析
• 第三章 扁蓿豆种质资源抗旱性研究
• 3.1 试验材料与方法
• 3.1.1 试验材料
• 3.1.2 研究内容与方法
• 3.1.2.1 种子预处理
• 3.1.2.2 干旱胁迫
• 3.1.2.3 测定指标与方法
• 3.1.2.4 隶属函数分析
• 3.1.3 数据统计与分析
• 3.2 结果与分析
• 3.2.1 干旱胁迫对扁蓿豆幼苗相对含水量的影响
• 3.2.2 干旱胁迫对扁蓿豆幼苗细胞膜透性的影响
• 3.2.3 干旱胁迫对扁蓿豆幼苗脯氨酸含量的影响
• 3.2.4 干旱胁迫下扁蓿豆幼苗丙二醛含量的变化
• 3.2.5 扁蓿豆种质材料苗期抗旱性的综合评价
• 3.3 讨论与结论
• 3.3.1 相对含水量对扁蓿豆抗旱性的影响
• 3.3.2 细胞质膜透性对扁蓿豆抗旱性的影响
• 3.3.3 脯氨酸含量对扁蓿豆抗旱性的影响
• 3.3.4 丙二醛（MDA）对扁蓿豆抗旱性的影响
• 3.3.5 扁蓿豆种质苗期抗旱性的综合评价
• 第四章 扁蓿豆种质资源种子贮藏蛋白的研究
• 4.1 试验材料与方法
• 4.1.1 试验材料与药品
• 4.1.1.1 植物材料
• 4.1.1.2 主要试剂
• 4.1.1.3 主要仪器设备
• 4.1.1.4 缓冲液及主要试剂的配制
• 4.1.2 研究内容与方法
• 4.1.2.1 种子贮藏蛋白的提取
• 4.1.2.2 种子贮藏蛋白电泳方法
• 4.1.2.3 种子贮藏蛋白电泳操作步骤
• 4.1.3 种子贮藏蛋白电泳数据统计分析
• 4.1.3.1 相对迁移率（Rf）的计算
• 4.1.3.2 遗传参数的计算
• 4.2 结果与分析
• 4.2.1 扁蓿豆种质材料种子贮藏蛋白谱带的多态性分析
• 4.2.2 种子贮藏蛋白遗传参数分析
• 4.2.3 材料间的遗传距离和聚类分析
• 4.3 讨论与结论
• 4.3.1 种子贮藏蛋白电泳技术
• 4.3.2 扁蓿豆不同材料遗传变异和遗传结构
• 4.3.3 聚类分析结果
• 第五章 全文结论
• 参考文献
• 附表
• 致谢
• 作者简历