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武漢植物園在高羊茅耐高溫功能性狀和遺傳多樣性研究中取得進展

文章作者:www.utbltn.icu發布時間:2020-01-02瀏覽次數:1515

高羊茅耐熱性與遺傳背景的關系

植物功能性狀主要包括生理和表型性狀,并且在適應脅迫方面表現出大的遺傳多樣性。植物豐富的功能特性為極端耐力的新菌株的開發提供了物質基礎。高羊茅(Festuca arundinacea),也被稱為莎草般的羊茅,是一個草地家庭,是主要的冷季牧場和草坪草。它廣泛應用于長江北部和長江流域氣候過渡帶。高羊茅上部的最佳生長溫度為15-24°C。高溫脅迫已成為中國南方高羊茅發展的主要限制因素。

在傅金民研究員的指導下,中國科學院武漢植物園孫曉燕博士以研究組從不同生境采集的100株高羊茅種質為實驗材料,在溫室內進行了兩輪高溫培養。建立了耐高溫功能性狀數據庫。結果表明,100株高羊茅種質具有耐熱功能。栽培種質群體中prgr的變異系數為64.22%(P<;0.001),非洲、亞洲和美洲野生群體中prgr的變異系數大于50%(P<;0.05)。相對蒸騰速率pret在亞洲、歐洲和非洲種群中也表現出較高的多樣性,其變異系數大于46.19%。通過因子分析(FA)和主成分分析(PCA),構建了兩個回歸數學模型F=0.54*F1+0.28*F2+0.18*F3(孵化器試驗)和F=0.65*F1+0.35*F2(溫室試驗)。鑒定出5種高羊茅耐熱種質。利用SSR標記分析了非洲種群的遺傳多樣性。結果表明,與其他種群相比,非洲種群遺傳多樣性最高,NEI基因多樣性為0.2640,PIC基因多樣性為0.2112。分析了高羊茅的遺傳關系和耐熱性。結果表明,耐熱性相近的材料的遺傳關系也很密切。

該研究得到了國家自然科學基金(Grant#:)和美國農業部農業研究所(USDA-ARS)的支持。該研究結果在國際科學報告雜志(doi: 10.1038/srep)上發表,該研究基于對高羊茅種質中耐熱性相關的形態生理特征和分子標記的多樣性的比較研究。

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