我國野生披堿草屬牧草遺傳多樣性研究 版權(quán)信息
- ISBN:9787511639530
- 條形碼:9787511639530 ; 978-7-5116-3953-0
- 裝幀:一般膠版紙
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我國野生披堿草屬牧草遺傳多樣性研究 內(nèi)容簡介
本專著是以我國12個(gè)省(區(qū))的12種披堿草屬牧草的105個(gè)野生居群為對(duì)象,對(duì)披堿草屬牧草進(jìn)行形態(tài)學(xué)多樣性、染色體多樣性、ISSR分子標(biāo)記和ITS基因序列多樣性等方面研究,對(duì)研究結(jié)果進(jìn)行深入分析討論的基礎(chǔ)上探討和揭示披堿草屬牧草的遺傳多樣性。
我國野生披堿草屬牧草遺傳多樣性研究 目錄
我國野生披堿草屬牧草遺傳多樣性研究 節(jié)選
**章披堿草屬牧草概述 **節(jié)披堿草屬牧草的重要性及其種類多樣性 一、披堿草屬牧草的重要性 披堿草屬牧草(Elymus L)為禾本科(Gramineae)小麥族(Triticeae)中重要的一個(gè)屬,遺傳和物種多樣性較為豐富的類群之一。自20世紀(jì)70年代以來,在我國北方溫帶干旱地區(qū)廣泛種植,面積逐年擴(kuò)大。肥披堿草(Elymus excelsus)、披堿草(Edahuricus)、老芒麥(Esibiricus)已在東北、華北、西北等地馴化栽培,并成為這些地區(qū)建立人工草地的主要牧草。披堿草屬牧草適應(yīng)性強(qiáng)、品質(zhì)優(yōu)良、草產(chǎn)量及種子產(chǎn)量高,抗寒耐牧性較強(qiáng),不少種類是放牧和刈割兼用的野生優(yōu)良牧草。該屬中的許多野生種,均含有抗普通栽培小麥和大麥的一些病蟲害和抗逆的基因,如抗大麥黃矮病、抗小麥花葉病、抗大麥銹病等,并且這些基因能通過現(xiàn)代遺傳和生物技術(shù)的方法從野生種類中轉(zhuǎn)移到栽培小麥和大麥的遺傳背景中來。因此,作為豐富麥類作物和牧草遺傳多樣性的基因資源庫,具有重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。目前加強(qiáng)牧草種質(zhì)資源的有效保護(hù)和合理利用逐漸得到重視,在我國批準(zhǔn)的國家重點(diǎn)保護(hù)野生植物名錄中禾本科有15種,其中短芒披堿草(Elymus breviaristatus)、無芒披堿草(Esubmuticus)和毛披堿草(Evillifer)均屬于國家二級(jí)保護(hù)植物,開展披堿草屬牧草種質(zhì)資源保存和創(chuàng)新對(duì)保護(hù)珍稀、瀕危生物資源,保護(hù)生物多樣性有著積極的作用和意義。 披堿草屬牧草種質(zhì)資源是披堿草屬牧草及近緣作物新品種選育、遺傳理論研究、生物技術(shù)研究和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要物質(zhì)基礎(chǔ),世界上許多國家十分重視對(duì)該屬牧草種質(zhì)資源的廣泛收集、交換、研究和開發(fā)利用,國內(nèi)外新選育出的披堿草屬牧草新品種在改良和草業(yè)生產(chǎn)方面都發(fā)揮著重要作用。披堿草屬牧草也是人類在研究多倍體物種形成途徑和進(jìn)化機(jī)制時(shí)比較好的研究材料。 二、披堿草屬牧草的分類學(xué)研究 自1753年林奈建立披堿草屬(Elymus L)以來,其分屬界限發(fā)生過多次大的變動(dòng),不同的分屬界限存在很大差異。按照歷史上不同分類學(xué)家的處理,披堿草屬曾經(jīng)包含了冰草屬(Agropyron)、猬草屬(Hystrix)、帶芒草屬(Taeniatherum)、鵝觀草屬(Roegneria)、賴草屬(Leymus)和偃麥草屬(Elytrigia)。Nevski 將該屬處理為只包含20~30個(gè)物種的小屬,三本較大的歐亞植物志著作——《蘇聯(lián)禾本科》《中國主要植物圖說——禾本科》和《歐洲植物志》均一致同意 Nevski 的處理。不同時(shí)期學(xué)者對(duì)該屬形態(tài)特征的界定范圍存在較大分歧,關(guān)于披堿草屬的分類系統(tǒng),目前爭議是將鵝觀草屬、猬草屬和披堿草屬合并為1個(gè)屬,即披堿草屬(廣義),還是將其劃分為3個(gè)獨(dú)立的屬。Bentham和Nevski等的北美和歐洲的一些學(xué)者,特別是Dewey和Lve以染色體組為分類依據(jù),認(rèn)為形態(tài)特征在披堿草屬的界定上不太重要,他們不考慮每一穗節(jié)的小穗數(shù)量而支持廣義的披堿草屬分類方法,把鵝觀草屬、猬草屬歸于披堿草屬之中。有不少學(xué)者,特別是我國的禾草學(xué)家則主張將鵝觀草屬、猬草屬從披堿草屬中獨(dú)立出來,這種分類系統(tǒng)主要依據(jù)穗部的形態(tài)特征。《中國植物志》記載我國有13個(gè)種,包括12個(gè)野生種(含1變種)和1個(gè)引進(jìn)種;《中國禾草屬志》記載的披堿草屬不含鵝觀草屬、冰草屬以及猬草屬等,全世界共含有150多個(gè)種,其中我國有12種;《中國飼用植物》則認(rèn)為我國披堿草屬牧草有13種,與《中國植物志》相同。按照廣義的披堿草屬概念,英文版《中國植物志》(Flora of China)記載的披堿草屬植物約170種,并載入了在中國分布的88種,其中包括《中國植物志》中鵝觀草屬植物59種,是目前國際上*為通用的概念;而根據(jù)狹義的披堿草屬概念,我國僅有12個(gè)物種。 三、我國野生披堿草屬牧草 1種類及其分布 披堿草屬牧草廣泛分布在南、北半球溫帶地區(qū),在我國主要分布于西南及北方山地。披堿草屬內(nèi)各種間形態(tài)差異較大,根據(jù)狹義的披堿草屬概念,我國有12個(gè)野生種(含1變種),種名及其分布如下: (1)黑紫披堿草[Elymus atratus(Nevski)Hand-Mazz],分布于四川、青海、甘肅、新疆維吾爾自治區(qū)(全書簡稱新疆)、西藏自治區(qū)(全書簡稱西藏)等省區(qū),多生于草原上。 (2)短芒披堿草[Elymus breviaristatus (Keng)Keng f],分布于四川、青海等省,生于山坡上。 (3)圓柱披堿草[Elymus cylindricus(Franch)Handa],分布于內(nèi)蒙古自治區(qū)(全書簡稱內(nèi)蒙古)、河北、四川、青海、新疆等省區(qū),生于草原化草甸、河谷草甸、山坡、林緣草甸、田野和路旁。 (4)披堿草(Elymus dahuricus Turcz),分布于東北、華北、西北各省區(qū),生于河谷草甸、沼澤化草甸、芨芨草鹽化草甸。 (5)青紫披堿草(Elymus dahuricus Turczvarvioleus CPWang etHLYang),分布于內(nèi)蒙古大青山、青海等地,生于山溝、山坡、草地以及溝谷草甸。 (6)肥披堿草(Elymus excelsus Turcz),分布于東北、內(nèi)蒙古、甘肅、四川、青海、新疆,生于森林草原和草原帶的山地草甸和草甸草原中。 (7)垂穗披堿草(Elymus nutans Griseb),分布于內(nèi)蒙古、河北、寧夏回族自治區(qū)(全書簡稱寧夏)、陜西、甘肅、青海、四川、新疆和西藏等省區(qū),生于河邊濕地、沙地、林下、林緣和草甸中。 (8)紫芒披堿草(Elymus purpuraristatus CPWang etHLYang),分布于內(nèi)蒙古大青山、蠻汗山,生于山溝、山坡草地。 (9)老芒麥(Elymus sibiricus L),分布于東北、華北、甘肅、新疆、青海、西藏南部、華東、西南,生于森林草原的河谷草甸、山地草甸化草原、疏林、灌叢和林間空地。 (10)無芒披堿草[Elymus submuticus (Keng)Keng f],特產(chǎn)于四川省,生于山坡。 (11)麥薲草[Elymus tangutorum (Nevski)Hand-Mazz],分布于內(nèi)蒙古、山西、甘肅、青海、四川、新疆、西藏等省區(qū),生于山坡、草地。 (12)毛披堿草(Elymus villifer CPWang etHLYang),產(chǎn)內(nèi)蒙古大青山,生于山地溝谷草甸。 2老芒麥和垂穗披堿草種質(zhì)資源 (1)老芒麥種質(zhì)資源。 老芒麥(Elymus sibiricus L)是禾本科(Gramineae)小麥族(Triticeae)披堿草屬(Elymus L)多年生草本,是該屬模式種,別名西伯利亞野麥草、垂穗大麥草、西伯利亞披堿草。老芒麥?zhǔn)潜卑肭驕貛У貐^(qū)分布較廣的一種野生牧草,是歐亞大陸的廣布種,是草甸草原和草甸群落中的重要成員之一。 我國*早于20世紀(jì)50年代開始在吉林馴化,至20世紀(jì)60年代在生產(chǎn)上陸續(xù)推廣應(yīng)用。截至2013年,我國通過全國草品種審定委員會(huì)審定登記的老芒麥品種有以下8個(gè),分別是川草1號(hào)老芒麥、川草2號(hào)老芒麥、吉林老芒麥、農(nóng)牧老芒麥、青牧1號(hào)老芒麥、阿壩老芒麥、同德老芒麥以及康巴老芒麥。 老芒麥耐寒耐低溫能力強(qiáng),在-40~-30℃的低溫以及海拔4 000m以上的高原地區(qū)能安全越冬,在海拔5 200m以上的喜馬拉雅山區(qū)也有一定的分布;抗旱性較強(qiáng),在年降水量400~600mm的地區(qū)可旱作栽培,但在干旱地區(qū)種植則要有灌溉條件。對(duì)土壤的適應(yīng)性較廣,在瘠薄、弱酸、微堿或含腐殖質(zhì)較高的土壤中均生長良好。粗蛋白質(zhì)含量高、植株無味,適口性好,馬、牛、羊均喜食。 (2)垂穗披堿草種質(zhì)資源。 垂穗披堿草(Elymus nutans Griseb)是禾本科(Gramineae)小麥族(Triticeae)披堿草屬(Elymus L)多年生草本,又名彎穗草、鉤頭草。垂穗披堿草是草甸草原和草甸群落中的重要成分,在海拔2 500~4 000m的青藏高原高寒濕潤地區(qū)常作為建群種。 垂穗披堿草從20世紀(jì)60年代開始在我國西北地區(qū)種植,并逐步進(jìn)行試種、栽培以及研究,截至2009年,我國通過全國草品種審定委員會(huì)審定登記的垂穗披堿草品種有甘南垂穗披堿草、康巴垂穗披堿草以及阿壩垂穗披堿草。 垂穗披堿草具有較強(qiáng)的低溫生長及抗寒能力,抗旱性強(qiáng),粗蛋白質(zhì)含量高、適口性好,能適應(yīng)各種不同類型的土壤,具有廣泛的生長可塑性,在平原、高原、平灘以及山地陽坡、溝谷、半陰坡山麓地帶到灌叢草甸和高山草甸均能生長,目前在我國西北高寒、濕潤地區(qū)栽培居多。開花期前垂穗披堿草質(zhì)地柔軟,無剛毛、刺毛,無異味,牛、馬、羊所喜食。 (3)二者差異性。 老芒麥和垂穗披堿草是披堿草屬中重要的兩種多年生牧草,具有披堿草屬牧草的優(yōu)點(diǎn),但又各有優(yōu)勢(shì),它們?cè)谏a(chǎn)中都主要用于建立人工草地。老芒麥飼用價(jià)值較大,粗蛋白質(zhì)含量比垂穗披堿草高,分蘗能力也高于垂穗披堿草。然而,垂穗披堿草抗旱性高于老芒麥,侵占性強(qiáng),已成為水土保持,改善生態(tài)環(huán)境條件必不可少的優(yōu)良野生牧草,抗寒能力強(qiáng)于老芒麥,對(duì)高海拔地區(qū)的自然條件適應(yīng)能力特好,耐牧耐踐踏能力也高于老芒麥。 老芒麥和垂穗披堿草是我國常見的兩種穗下垂型披堿草屬牧草,在形態(tài)上較為相似,二者的生態(tài)幅都比較寬。在長期適應(yīng)自然環(huán)境的過程中,不同地區(qū)以及不同生境材料的遺傳特征均會(huì)發(fā)生變異,尤其是表型性狀*容易受環(huán)境的影響,從而使得在分類學(xué)上鑒定時(shí)存在一定的困難。按照傳統(tǒng)的分類學(xué)方法,對(duì)它們的識(shí)別和鑒定主要是通過花序的形態(tài)、穗軸上小穗的著生數(shù)目、穎先端有無具芒以及所具芒的形態(tài)來進(jìn)行的,然而在實(shí)際野外調(diào)查中,尤其在高海拔地區(qū)以及某些特殊的小生境中,兩個(gè)種在形態(tài)上的交叉現(xiàn)象比較嚴(yán)重,將它們準(zhǔn)確分類往往較困難,因此常常存在著對(duì)老芒麥和垂穗披堿草錯(cuò)誤鑒定的現(xiàn)象。 第二節(jié)我國野生披堿草屬牧草種質(zhì)資源的搜集 披堿草屬牧草種質(zhì)資源是重要的禾本科小麥族牧草,具有重要的飼用與生態(tài)價(jià)值,我國野生披堿草屬牧草種質(zhì)資源相當(dāng)豐富,然而對(duì)它們尚未充分搜集、保存和評(píng)價(jià)利用。在2006年時(shí),以入國家長期庫保存為例,入庫 10 個(gè)種,保存份數(shù)才有 173 份,其中老芒麥*多,有 92 份,其次為披堿草 32 份、圓柱披堿草 16 份、垂穗披堿草 13 份、麥薲草 10 份,其他種只有幾份;入國家牧草中期庫保存的披堿草屬牧草種類數(shù)還不如國家長期庫多。 因此,2006—2008年期間,在國家自然科技資源共享平臺(tái)“牧草植物種質(zhì)資源標(biāo)準(zhǔn)化整理、整合及共享試點(diǎn)(2005DKA21007)”項(xiàng)目的資助下,項(xiàng)目組人員分別對(duì)新疆、四川、青海、內(nèi)蒙古、東北等地區(qū)的披堿草屬牧草種質(zhì)資通過路線式及點(diǎn)、線、面相結(jié)合的方式進(jìn)行考察和采集,共采集到211份披堿草屬牧草種質(zhì)資源,基本涵蓋了披堿草屬牧草種質(zhì)資源的分布地區(qū)。 經(jīng)植物分類學(xué)鑒定,隸屬于《中國植物志》中記載的12種,詳見表1;名錄見附表1-12。其中,黑紫披堿草3份,短芒披堿草4份,圓柱披堿草18份,披堿草34份,青紫披堿草2份,肥披堿草19份,垂穗披堿草51份,紫芒披堿草1份,老芒麥66份,無芒披堿草1份,麥薲草10份,毛披堿草2份。 表1我國野生披堿草屬牧草種質(zhì)資源的采集情況 中名學(xué)名采集情況采集地區(qū)采集種子 (份數(shù))資料來源 黑紫披堿草Elymus atratus已采到新疆、青海3中國植物志 短芒披堿草Ebreviaristatus已采到青海、四川4中國植物志 圓柱披堿草Ecylindricus已采到青海、甘肅、四川、內(nèi)蒙古、新疆18中國植物志 披堿草Edahuricus已采到新疆、青海、河北、內(nèi)蒙古、山西34中國植物志 青紫披堿草Edahuricus var violeus已采到四川、內(nèi)蒙古2中國植物志 肥披堿草Eexcelsus已采到黑龍江、內(nèi)蒙古、吉林19中國植物志 垂穗披堿草Enutans已采到四川、青海、內(nèi)蒙古、新疆、甘肅、西藏51中國植物志 紫芒披堿草Epurpuraristatus已采到內(nèi)蒙古1中國植物志 老芒麥Esibiricus已采到內(nèi)蒙古、新疆、青海、四川、黑龍江、吉林、陜西、山西、河北66中國植物志 無芒披堿草Esubmuticus已采到四川1中國植物志 麥薲草Etangutorum已采到內(nèi)蒙古、青海、四川10中國植物志 毛披堿草Evillifer已采到內(nèi)蒙古2中國植物志 合計(jì)211 ……
我國野生披堿草屬牧草遺傳多樣性研究 作者簡介
德英(1978-),女(達(dá)斡爾族),內(nèi)蒙古呼倫貝爾市人,副研究員,主要從事牧草資源與育種研究,主持完成項(xiàng)目4項(xiàng),參加20余項(xiàng),完成獲發(fā)明專利1項(xiàng)和實(shí)用新型專利3項(xiàng);第五完成人審定登記育成品種1個(gè);主編著作2部,第3主著2部;作者發(fā)表論文12篇,獲國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)1項(xiàng)(二級(jí)證書)。
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