“高寒牧草垂穗披碱草多样性形成机制及种质鉴定”研究成果达到国际先进水平

　　西北高原所“农作物与牧草种质创新与育种”学科组开展的“高寒牧草垂穗披碱草多样性形成机制及种质鉴定”研究于2018年4月20日经专家评价达到国际先进水平。

　　该研究选用不同地理来源的垂穗披碱草种质及其近缘物种,利用叶绿体基因matK、rbcL、rpoA和trnH-psbA对多个垂穗披碱草种质和多个同域分布的近缘物种进行联合分析，结果揭示部分垂穗披碱草种质与达乌力披碱草、中华鹅观草、缘毛鹅观草和光穗鹅观草具有相同单倍型；部分垂穗披碱草种质与老芒麦具有相同单倍型。推测垂穗披碱草与其同域分布这些近缘种之间通过种间杂交产生了叶绿体捕获。同时，线粒体基因片段nad1和nad4分析揭示垂穗披碱草种质具有高度线粒体单倍型变异特性。

　　利用多个基因组SSR位点对多个垂穗披碱草种质，进行垂穗披碱草及同域分布近缘种系统学分析。结果揭示，垂穗披碱草与其同域分布的近缘物种达乌力披碱草、糙毛以礼草以及唐古特披碱草等物种间存在广泛的种间杂交基因渗透。进一步利用SSR标记对同域分布的垂穗披碱草和达乌力披碱草种群遗传结构分析揭示，两个种群间存在基因流，而且基因流的方向为单向，即从达乌力披碱草流向垂穗披碱草。

　　利用分子原位杂交技术，在分子细胞学水平上揭示垂穗披碱草种质中某些染色体变异类型与生态适应性相关联；某些染色体片段有可能来自近缘物种间杂交基因渗透。

　　利用简化基因组高通量测序技术开发出了垂穗披碱草基因组SSR标记14个，可用于对不同来源垂穗披碱草种质的鉴定。

　　通过花粉染色鉴定揭示垂穗披碱草与同域分布的达乌力披碱草相比，花粉发育呈现高度败育特性，不同种质间结实率变异率较高。对多个垂穗披碱草种质品质测定揭示垂穗披碱草的可溶性糖和粗蛋白存在广泛的变异。并初步筛选出了结实性较好、品质较优的垂穗披碱草种质19份。

　　图1 STRUCTURE混合模型不同种群基因流分析的群体结构分组(K=2)。 

　　1-19为垂穗披碱草，20-30为达乌力披碱草 

 图 2 垂穗披碱草中易位类型2来源的可能性推测