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沙芥属植物是集药用、饲用、保健、防风固沙为一体的多功能沙生蔬菜,属于十字花科二年生草本植物,是蒙古高原沙地特有属,包括沙芥和斧翅沙芥(斧形类型、宽翅类型、距果类型和齿冠类型)两个种,其中沙芥为中国的特有种。本论文通过研究沙芥属植物叶片的营养成分、子叶叶表皮超微结构、遗传多样性及亲缘关系的SSR和SRAP分析以及沙芥属与十字花科部分属植物亲缘关系的SRAP分析,以利揭示属内种间、居群间和居群内多态性的差异,为该属种间的分类及其抗逆机理研究提供形态学依据,为沙芥种质资源评价和保护提供科学依据。其主要研究结果如下:1.在种质资源的考察和搜集中获得了4份新的种质,丰富了沙芥属的种质资源。2.沙芥和斧翅沙芥叶片在维生素、氨基酸等营养成分含量上存在较大差异。3.采用扫描电镜观察和定量描述了沙芥和斧翅沙芥(斧形类型、宽翅类型和距果类型)的子叶表皮的微形态特征,并发现斧翅沙芥也同沙芥具有禾本科所特有的旱生结构特征——泡状细胞,且沙芥属植物在子叶叶表皮上存在丰富的多样性。4.确定了适于沙芥属DNA提取的方法——改良CTAB法,,并建立、优化了沙芥种SSR和SRAP反应体系(10μL)。(1) SSR反应体系:Mg2+、dNTPs和引物的最适浓度分别为1.5mmol/L、0.2 mmol/L、0.2μmol/L,Taq酶0.2U,模板DNA 20～30 ng。(2) SRAP反应体系:Mg2+、dNTPs和引物的最适浓度分别为1.5mmol/L、0.2 mmol/L、0.2μmol/L,Taq酶0.3U,模板DNA 70ng,两种标记体系均稳定可靠,且这两种标记的反应体系均可用于斧翅沙芥种。5.油菜EST-SSR引物在沙芥属中的通用性研究结果表明:EST-SSR引物在沙芥和斧翅沙芥中的扩增转移成功率分别为1.96%,1.5%。6.沙芥7个居群遗传多样性SSR和SRAP分析(1)沙芥7个居群遗传多样性SSR分析在沙芥7个居群中,10对引物共扩增出40位点,多态性位点百分率为90%,多态性位点比率为40.00%～62.50%;Nei’s基因多样性变化范围为0.1230～0.2109,Shannon多态指数的变化范围为0.1872～0.3162;沙芥种居群遗传分化71.63%存在于居群内,28.36 %存在于居群间。(2)沙芥7个居群遗传多样性SRAP分析以14对引物对沙芥7个居群进行遗传多样性SRAP分析的结果表明: 14对引物共扩增出138个位点,多态性位点百分率为92.7%,居群多态性位点比率变化范围为56.20%～71.53%;Nei’s基因多样性变化范围为0.2036～0.2338,Shannon多样性指数的变化范围0.2999～0.3589;沙芥居群的遗传分化70.82%存在于居群内,29.18%存在于居群间。SSR和SRAP对沙芥7个居群遗传多样性分析的结果均表明,沙芥居群的遗传多样水平较低。7.沙芥属植物遗传多样性及其亲缘关系的SSR和SRAP分析(2)沙芥属植物遗传多样性及其亲缘关系的SSR分析在沙芥属植物中8对引物共扩增出45个位点,多态性位点百分率为90%,多态性位点比率变化范围为43.90%～65.85 %;Nei’s基因多样性变化范围为0.1370～0.1918,Shannon多态性指数的变化范围为0.2173～0.2957;沙芥属植物遗传分化75.18 %存在于沙芥种内和斧翅沙芥种各类型内,24.82%存在于种间和斧翅沙芥种内类型间。(2)斧翅沙芥种内不同类型的遗传多样性SRAP分析在斧翅沙芥种内不同类型中,19对引物共扩增出157位点,多态性位点百分率为90%,多态性位点比率为61.15%～76.43%;Nei’s基因多样性变化范围为0.1966～0.2513,Shannon多态性指数的变化范围为0.3017～0.33792;斧翅沙芥种遗传分化80.18%存在于类型内,19.82%存在于类型间。SSR分析均表明沙芥种的遗传多样水平要低于斧翅沙芥种,斧翅沙芥种内特殊类型的遗传多样性水平最高,其次是宽翅类型、距果类型、齿冠类型,遗传多样性水平最小的是斧形类型。8.沙芥属与十字花科部分属植物亲缘关系的SRAP分析表明沙芥属与供试的芸薹属、萝卜属、大青属、诸葛菜属、拟南芥属的亲缘关系均较远。