黄芪种质资源抗旱性与多样性研究

发布时间：2020-01-26 16:27

【摘要】：我国野生黄芪种质资源匮乏,且黄芪人工选育工作严重滞后,品种资源是制约黄芪产业发展的主要瓶颈。干旱是其生长的主要限制因子。开展黄芪种质资源抗旱性和多样性研究,对于建立优质高产、抗逆性强的黄芪种质资源库,加强黄芪良种选育,促进黄芪开发利用具有重要意义。本研究以黄芪的基源植物蒙古黄芪和膜荚黄芪为材料,以收集的12个种源黄芪种子质量研究为前提,利用聚乙二醇模拟干旱胁迫和盆栽控水的方法,采用形态指标与生理生化指标,在黄芪生长的三个关键期—种子萌发期、苗期、返青期,运用综合抗旱系数、权重隶属函数值、主成分分析、聚类分析等分析方法,对黄芪种质资源的抗旱性进行全面评价;利用大田实验结合实验室分析,从农艺性状、分子标记、化学成分特征等方面,对黄芪种质资源的多样性进行系统研究,主要结果如下:1.黄芪种源间种子质量单项指标的差异很大,种子活力与经度和纬度呈显著负相关性,种子的吸水率与年均降水量呈显著正相关,发芽势和发芽率与年均降雨量和年均气温均呈显著正相关。综合评价指标权重隶属函数值D由大到小的次序为WD(文登)、HY(浑源)、LQ,(陇芪1号)、WC(武川)、TY(太原)、LQ2(陇芪2号)、YL(榆林)、YY(沂源)、LX(陇西)、GY(固阳)、CF(赤峰)、ALH(阿里河)。2.种子萌发期筛选出的抗旱性鉴定指标为发芽指数、发芽率、发芽势、胚根长和苗十重,12个黄芪种源可聚为2大类群,TY、GY、LX、HY为一类,其余种源为一类。3.苗期筛选出的抗旱性鉴定指标为株高、根干重、根冠比、SOD酶活性、蒸腾速率和净光合速率,12个种源黄芪聚为三类,HY、GY、WC、LQ,、CF为一类,属于抗旱类型;YL、TY、ALH、LX、LQ2为一类,属于抗旱中等类型;WD和YY为一类,属于干旱敏感类型。蒙古黄芪种源的抗旱性大于膜荚黄芪种源。4.干旱胁迫延迟了黄芪的返青期,抑制了黄芪植株的返青能力和活力。筛选出的抗旱性鉴定指标为根冠比、主根粗、生物量、相对含水量、根瘤数等。抗旱性聚类可将12个黄芪种源聚为三类,WC、LQ2、ALH、WD为一类,属于干旱敏感类型;GY和HY为一类,属于抗旱较强的类型;其余种源为一类,包含的类型较为复杂。用D值进行综合评价,YL、LX、GY、HY抗旱性较强。通过种子萌发期、苗期、返青期三个时期的抗旱性鉴定,HY和GY均聚在一个类群中,D值排序也在前列,这两个种源可作为抗旱性育种的首选资源。5.黄芪种质资源的农艺性状具有丰富的变异类型,这些变异主要受种源地年均气温和年均降雨量的影响。农艺性状表现出较高的遗传多样性,主成分分析筛选出的农艺性状鉴定指标为根粗、茎粗、根体积、生物量和主根长。农艺性状聚类形成三大类群:WD和YY两个膜荚黄芪种源为一类,ALH单独为一类,其余种源为一类。用D值进行综合评价,WD、YY、HY、WC位于前列。6.通过HPLC指纹图谱聚类,将12个黄芪种源分为四种化学类型:ALH、LX、LQ2各自单独成为一种化学型,其余9个黄芪种源聚为一种化学型。各种源的毛蕊异黄酮葡萄糖苷、芒柄花苷、毛蕊异黄酮、芒柄花素和黄芪甲苷5种活性成分含量各不相同,差异比较显著。毛蕊异黄酮葡萄糖苷与大部分农艺性状呈显著正相关关系,与根鲜重呈直线相关性。根据活性成分聚类:ALH单独为一类,GY、WD、LQ2为一类,其余8个种源为一类。ALH表现出独特的化学成分和活性含量特征。7.通过ISSR分子标记分析,各种源的基因多样性和遗传变异程度较大,具有较高的遗传分化,遗传变异主要来自于种源内部。根据分子标记指纹图谱,12个黄芪种源聚为三个主要类群:YY和WD为一类,WC单独形成一类,其余9个种源成为一类。WC种源具有独特的遗传背景,是下一步种质资源选育的重点考察对象。遗传标记、化学成分特征、活性成分含量和农艺性状多样性分析显示,HY、YL、CF、TY、LQ1均聚在一个类群,具有极其相近的亲缘关系。通过抗旱性与多样性分析,明确了亲缘关系,建立了黄芪种质资源的评价体系,为进一步选育抗旱高产、活性成分含量高的黄芪品种奠定了基础,提供了理论支撑,明确了具体方向。
【图文】：

种源,地理分布,种子,情况

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抗旱性,种源种子,萌发期,聚类图

逦第Ｈ章黄巧种质资源抗旱性研巧逡逑分析，结果如图３．邋１．２。１２个黄巧种源在欧式距离为１０处，可归为２个类群。第１类群，包逡逑括ＴＹ、ＧＹ、ＬＸ、ＨＹ邋（浑源）４个种源，占供试材料的巧％，，ＧＹ的抗旱性较强，ＴＹ的抗旱性最逡逑低。第２类群包括ＬＱ，、ＷＣ、ＹＬ邋ＣＦ、ＬＱｚ、ＡＬＦＫ邋ＹＹ、ＷＤ邋８个种源，又分成３个分支，ＷＣ、逡逑ＬＱ，为１个分支，Ｃ值和Ｄ值均位于前列，属于抗旱类型；ＣＦ、化为１个分支，抗早性较强；逡逑ＬＱｚ、ＡＬＨ、ＹＹ、ＷＤ为１个分支，ＬＱｓ的抗旱性排序第三，化Ｈ、ＹＹ和ＷＤ的抗旱性排序中等偏逡逑低，属于抗旱混合类型。逡逑０逦５逦１０逦１５逦２０逦之邋Ｓ逡逑１逦Ｉ逦Ｉ逦Ｉ逦寒逦Ｉ逡逑ＷＤ逦＊邋逡逑ＹＹ逦逡逑ＡＬＨ逦ｊ逦１逦逦逡逑ＬＱ２逦■逦Ｉ邋—逦—逦■—逡逑ＣＦ逦Ｉ逦］逦１逡逑ＶＬ逦＾逡逑ＷＣ逦Ｉ逦１逦逡逑ＬＱ１逦逦逡逑ＨＹ逦■－１逦１逡逑ＬＸ逦逦＊逦逦１逡逑ＧＹ逦逦＾逦逦逡逑ＴＹ逦ｉ逦逦逦逦逦逡逑图３N２邋口个黄巧种源种子萌发期抗旱性聚类图逡逑Ｆｉｇ．邋３．１．２邋Ｄｅｎｄｒｏｇｒａｍ邋0打邋ｄｒｏｕｇｈｔ邋ｒ＊ｅｓｉｓｔａｎｃｅ邋ｏｆ邋１２邋Ａ邋阿７幻打如幻打口［幻化逦口／７＾／Ａ逡逑ｓｅｅｄ邋ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ逡逑３．邋１．３讨论逡逑３．邋１．３．邋１个体水平鉴定逡逑种子萌发期是对水分胁迫最为敏感的时期之一，干旱是影响种子质量和萌发的重要因逡逑素ｆ２２＾。由于ＰＥＧ－６０００溶液具有既可ｔｙｊ刘向渗透势
【学位授予单位】：内蒙古大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S567.239

【参考文献】