[01616684]沙生牧草沙鞭种质资源的综合研究

《沙生牧草沙鞭种质资源的综合研究》课题是2019年度青海省科技计划应用基础项目,于2019年1月1日批准立项（批准文号2019-ZJ-7011）。沙鞭是禾本科、沙鞭属的一种多年生草本植物,主要分布于青海省柴达木盆地、内蒙古高原及其毗邻沙区,是这些地区极端沙地环境下分布的关键或唯一草本物种,不仅具有重要的生态价值,而且也是重要的优势牧草;是野生牧草利用、极端环境植物基因资源最具潜在价值的研究对象之一。本项目在全面野外调查基础上,首先通过统计学分析手段,对沙鞭表型性状遗传多样性进行研究;然后应用染色体核型和AFLP分子标记技术,从染色体和DNA水平上探讨它的种质资源遗传多样性和遗传结构。此外,检测分析沙鞭种子萌发期的发芽率、发芽势和萌发抗旱指数以及苗期的相对含水量、丙二醛含量、叶绿素含量和超氧化物歧化酶活性等抗旱生理指标,然后综合利用隶属函数等方法评定沙鞭种质资源的抗旱适应性;以期筛选青海省乃至我国中西部沙漠地区高抗逆性的沙鞭种质资源。研究结果表明,沙鞭具有较高的表型多样性和遗传多样性,居群间表型变异大于居群内,并且居群间的遗传分化高,但遗传变异却主要存在于居群内;染色体数目为2n=46,生境不同染色体全长和着丝粒位置存在差异;依据表型性状和分子数据,可将沙鞭居群以阴山-贺兰山为界分化为两个集群,经度、纬度、等温性、温度日偏差和最冷月最低温度等地理气候因子是沙鞭表型性状发生变异的主要因子;沙鞭居群的地理距离与遗传距离之间显著正相关,并且遗传多样性与地理气候因子间也存在一定的相关性。通过对沙鞭种子萌发期抗旱指数、抗旱活力指数及6个抗旱生理指标平均耐旱隶属函数值的综合分析,发现分布于内蒙古苏尼特右旗的沙鞭居群（P7）抗旱性最佳。采用隶属函数法对沙鞭居群幼苗期丙二醛、叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量以及SOD和POD活性等6个生理指标的综合评价,发现分布于内蒙古正镶白旗的沙鞭居群（P17）耐旱隶属函数值最小,说明其抗旱性最低;同时,基于6个生理指标和采样地地理气候因子的冗余分析,发现年平均温度（bio1）、温度日偏差（bio2）、最暖月最低温（bio5）和最冷月最低温（bio6）是沙鞭生理指标的主要限制因子;而上述4个气候因子与分布于内蒙古阿拉善右旗沙鞭居群（P16）幼苗的POD活性呈显著正相关,耐旱隶属函数值最高,表明该居群具有最强的抗旱性。本研究的创新之处主要表现在：本项目综合利用表型性状、染色体核型和AFLP分子标记3种不同类型的标记方法来共同研究沙鞭种质资源的遗传多样性及其空间分布格局,同时采用隶属函数法综合评定沙鞭种质资源的抗旱适应性,并结合近年来开发的多种群体遗传学分析范式,研究结果将更加全面、深入和可靠。