论文部分内容阅读
燕麦是重要的饲用和粮食作物,主要有带稃型皮燕麦(Avena sativa L.)和裸粒型裸燕麦(Avena nuda L.)两种类型。裸燕麦主要用作粮食作物,皮燕麦用作放牧家畜的冬春饲草。本实验研究以15份燕麦种质为材料,从表型特征和农艺性状、抗旱性、GBS测序技术研究方面进行了遗传多样性鉴定和分析,研究结果如下:以15份燕麦种质为材料,对其物候期、生育期、表型特征和农艺性状进行了测定,并开展了15个主要表型特征和农艺性状测定指标的方差分析、相关分析、主成分分析和聚类分析,结果表明:种质W3、W6、W11生育期90~100 d,W1、W2、W4、W5、W9生育期100~110 d,W8、W10、W12、W13、W14、W15生育期大于110 d,分别为早熟、中熟和晚熟类型,均能在本地正常生长达到种子成熟。种质W14、W15、W2综合农艺性状突出,可在本地区的燕麦育种研究中优先利用。W13单株干草产量最高,具有较大的饲草生产潜力。单株种子重与单株种子数、单株穗数极显著正相关(p<0.01);千粒重与种子长极显著正相关(p<0.01)。对15个主要性状进行主成分分析,5个主成分累计贡献率为85.57%。15份供试燕麦种质材料可聚成5类,聚类结果与种质的地理来源有一定的相关性。对15份燕麦种质材料进行模拟干旱PEG-6000溶液的胁迫处理,测定了发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数等种子萌发指标,研究了干旱胁迫对根和芽的长度和重量的影响,并做出根和芽的生长趋势图。同时又鉴定了相对发芽率、相对发芽势、萌发胁迫指数、活力抗旱指数、相对根长和相对芽长等6项指标,并采用模糊隶属法对不同燕麦种质材料进行综合性评价。结果表明,低浓度PEG-6000促进了燕麦种子的萌发和根的生长,而芽的生长却一直随PEG-6000浓度增加而变小,随着PEG浓度的继续升高,以上所有测定指标抑制作用越来越明显。15份燕麦种质材料的抗旱能力也不同,根据不同的测定指标,筛选出抗旱性较强的燕麦种质材料。15份燕麦种质材料综合抗旱性由强到弱排列为W8>W11>W1>W15>W2>W12>W5>W13>W6>W14>W10>W9>W4>W7>W3。通过使用GBS测序技术对15份燕麦种质材料进行了基因分型。结果表明,测序的原始数据共获得255613544个reads,所有样品得到经过滤后的高质量reads 127806772,平均每份样品的reads数量约为8520451。15燕麦种质材料共获得887345个Marker,过滤得到的Marker标记数量为446045个,供试燕麦材料的多态性标记Marker数量为153702个。将过滤得到的标记,进行SNP识别,共识别出427482个SNP位点,SNP位点数占总标记数量的比率为96%。用过滤后的SNP进行群体进化分析,在系统进化分析中,种质材料W4和W7遗传差异较小,同时这两份种质材料在表型上均表现为植株矮小,结穗能力差甚至不孕穗。来自中国的3份裸燕麦种质W12、W13、W15遗传差异较小,优先聚在一起。材料W5和W9均来自美国,地理距离较近,遗传关系较近,聚为一类;W1和W8均来自加拿大也被聚成同1类。GBS测序技术能准确鉴定燕麦种质资源的遗传差异和亲缘关系,可以作为燕麦种质材料分子鉴定研究的重要手段。本文对15份燕麦种质材料的表型特征和农艺性状、抗旱性和GBS测序技术等研究方面进行了遗传多样性分析,为燕麦优良种质筛选、杂交亲本选配和遗传育种奠定研究基础。研究结果将对燕麦种质资源遗传多样性保存措施的制定、燕麦资源新基因的挖掘、种质创新利用具有重要意义。