小麥族含StH基因組物種的生化標(biāo)記和ITS序列分析.pdf

1、小麥族多年生屬植物含有Ns、H、P、St、Y、W、E等20多個(gè)基本基因組，這些基因組的二倍體供體通過天然雜交形成了大量含有不同基因組組成的多倍體物種，如StP、StY、StH、StYW、StYP等，進(jìn)而形成了大約70％～75％的小麥族多倍體物種。其中，具有StH基因組多倍體物種約35種。由于形態(tài)上差異較大，在小麥族分類歷史上，對(duì)它們的分類處理存在很大的分歧，曾被歸在披堿草屬（ElymusL.）、猬草屬（HystrixMoench）、裂穎

2、草屬（SitanionRaf）和偃麥草屬（ElytrigiaDesv.）等不同的屬中，且許多物種還作為屬的模式種處理，如：老芒麥（ElymussibiricusL.）是披堿草屬的模式種；猬草（HystrixpatulaMoench）是猬草屬的模式種；瓶刷草(Sitanionhystrix(Nutt.)J.G.Smith)是裂穎草屬的模式種；偃麥草(Elytrigiarepens(L.)Nevski)是偃麥草屬的模式種。細(xì)胞學(xué)上，具有St

3、H基因組的物種有四倍體和六倍體，其St基因組來源于擬鵝觀草屬（PseudoroegenriaA.L(?)ve），H基因組來源于大麥屬(HordeumL.)，二倍體的擬鵝觀草屬植物(St)和二倍體的大麥屬植物(H)經(jīng)異源多倍化形成小麥族具有StH基因組物種。StH基因組分布于全球溫帶和暖溫帶地區(qū)，生長在草原、山谷、林下、草地邊緣等環(huán)境中。這些物種多為草原和草甸的優(yōu)良牧草，具有較高的經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益，同時(shí)還具有抗寒、抗旱、耐鹽堿等特性，以及具

4、有麥類作物缺乏的優(yōu)良抗病蟲害和抗逆基因，是牧草遺傳育種和麥類作物遺傳改良重要的基因資源。
　　 本研究利用高分子量谷蛋白電泳、醇溶蛋白電泳和ITS序列的系統(tǒng)發(fā)育分析探討小麥族含StH基因組物種的遺傳多樣性、系統(tǒng)親緣關(guān)系以及StH基因組物種的變異和分化，旨在為StH基因組物種種質(zhì)資源保護(hù)和利用提供理論依據(jù)。其主要結(jié)果如下：
　　 1.高分子谷蛋白分析的結(jié)果表明：小麥族含StH基因組物種以及二倍體供體物種中具有豐富的高分子量

5、谷蛋白變異。在擬鵝觀草屬和大麥屬物種都檢測到一個(gè)HMW-GS亞基。在16份披堿草(StH)中檢測到21個(gè)HMW-GS亞基類型。19份供試材料共分離出24條帶紋，沒有19份材料共有帶，即19份材料的多態(tài)性達(dá)100％，表明供試材料的高分子谷蛋白具有豐富的遺傳多樣性。
　　 2.醇溶蛋白電泳分析的結(jié)果表明：小麥族StH基因組物種種間和種內(nèi)存在豐富的遺傳變異。31份披堿草物種共分離出62條帶紋。每份材料可分離出11～23條帶紋，多態(tài)性高

6、達(dá)100％。醇溶蛋白的遺傳相似系數(shù)變化范圍為0.111～0.647，平均值為0.379，變幅為0.536。對(duì)所有材料進(jìn)行聚類分析發(fā)現(xiàn)，在GS值為0.642的水平上供試材料可以聚為四類。2份來自不同地理分布的Et.repens單獨(dú)聚為第Ⅰ支。在第Ⅱ支中，2份來自四川的E.tangutorum聚在一支。在第Ⅲ支中，E.wawawaiensis，E.virginicus和H.patula聚在一起。第Ⅳ支比較復(fù)雜，明顯分為ⅣA、ⅣB兩個(gè)亞支。E

7、.canadensis,E.lanceolatus,E.caninus,E.trachycaulus,E.glaucus和E.mutabilis聚在一起，形成ⅣA亞支。E.sibiricus，E.confusus，E.transhycanus，E.elymoides，E.multisetus聚為ⅣB亞支。物種內(nèi)不同居群聚在一起，遺傳系數(shù)較大，親緣關(guān)系較近。形態(tài)相似，地理分布相同的物種具有一定的親緣關(guān)系，種間的遺傳變異大于種內(nèi)不同居群間的

8、遺傳變異，并且存在一定程度的地理分化。
　　 3.ITS序列分析的結(jié)果表明：H.patula與同樣分布于北美洲的E.canadensis和E.virginicus聚在一起，表明這三者的親緣關(guān)系較近，E.hystrix具有與Elymus一致的StH基因組組成，支持將H.patula處理為E.hystrix。E.glaucus、E.wawawaiensis和E.trachycaulus聚在一起，表現(xiàn)出較近的親緣關(guān)系。E.caninu

9、s與E.lanceolatus，根據(jù)ITS序列建立的ML樹，此二物種聚類在一起，具有很高的支持率(BS=91％)，表明二者親緣關(guān)系較近。E.tangutorum與E.mutabilis形成一支，表明二者親緣關(guān)系較近。Et.repens與其他含StH基因組的披堿草屬物種聚類關(guān)系較遠(yuǎn)，其單獨(dú)與P.spicata和尸.strigosa聚在一亞支，表明：擬鵝觀草屬(St)可能是Et.repens的一個(gè)供體屬，且Et.repens的基因組組成與披