【摘 要】
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扁蓿豆（Medicago ruthenica L.）是一种重要的多年生豆科牧草,广泛分布在我国北方的高山草原,典型草原,荒漠化草原等地。扁蓿豆适口性好、抗逆性强,营养价值高,是一种优质的蛋白质饲草。同时,在植被恢复工作中,扁蓿豆也发挥着至关重要的作用。但是由于扁蓿豆花期长,裂荚率高,导致扁蓿豆的种子产量严重损失,限制其推广利用。本研究以呼和浩特市沙尔沁牧草资源重点野外科学观测试验站种植的50份扁蓿
【基金项目】
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国家自然科学基金青年基金项目（31601998）； 内蒙古自治区自然科学基金项目扁蓿豆抗裂荚基因挖掘与新品种培育（2020ZD14）；
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扁蓿豆（Medicago ruthenica L.）是一种重要的多年生豆科牧草,广泛分布在我国北方的高山草原,典型草原,荒漠化草原等地。扁蓿豆适口性好、抗逆性强,营养价值高,是一种优质的蛋白质饲草。同时,在植被恢复工作中,扁蓿豆也发挥着至关重要的作用。但是由于扁蓿豆花期长,裂荚率高,导致扁蓿豆的种子产量严重损失,限制其推广利用。本研究以呼和浩特市沙尔沁牧草资源重点野外科学观测试验站种植的50份扁蓿豆种质材料为研究对象,采用主成分分析和聚类分析等方法,对其荚果的表型性状进行遗传多样性分析;同时观测其荚果的形态发育规律,最终筛选出3份抗裂荚材料和3份易裂荚材料,并以抗裂荚材料和易裂荚材料之间的比对作为切入点,对其腹缝线结构的变化进行观察对比,综合分析裂荚原因。主要研究结果如下:1.50份扁蓿豆材料荚果形态发育规律表明:扁蓿豆种子在盛花期30d后达到成熟,可在30d～35d内收获以减少损失。2.对抗裂荚扁蓿豆A8-24-14后代真假杂种鉴定表明:共有两对引物可用于扁蓿豆杂交后代真假杂种的鉴定,进过SSR分子标记鉴定认为126个杂交后代中共有115个后代为真杂种,其后代异交率为88.09%。3.50份扁蓿豆材料荚果的表型多样性分析研究表明:扁蓿豆荚果8个表型性状多样性较为丰富,其变异系数范围在13.34%～140.73%,多样性指数范围在0.09～1.15,数量性状的多样性指数高于质量性状;相关分析显示,荚果形状和荚果厚、荚果颜色的相关关系显著。主成分分析表明,扁蓿豆荚果表型差异主要是由荚果的长、宽、厚、颜色和单荚种子数量等性状造成的,聚类分析表明,50份扁蓿豆材料分为4类,荚果形态相似的扁蓿豆聚到了一类。4.扁蓿豆裂荚的形态学和生理学研究表明:不同裂荚特性荚果的宽厚比不存在显著性差异,荚果的颜色与裂荚特性无相关性。抗裂荚与易裂荚种质材料裂荚区多聚半乳糖醛酸酶和纤维素酶活性存在显著性差异。在荚果成熟时,易裂荚扁蓿豆的荚果裂荚区的酶活性较高,内细胞团被多聚半乳糖醛酸酶和纤维素酶裂解,荚果裂开。反之抗裂荚扁蓿豆荚果裂荚区的两种酶活性较低时,内细胞团难以裂解,抑制荚果裂开5.扁蓿豆裂荚的解剖结构对比表明:扁蓿豆裂荚区的离层结构已经退化,易裂荚和抗裂荚种质材料均不存在离层。在易裂荚种质材料中内细胞团随发育时期的变化逐渐裂解,最终荚果裂开,而抗裂荚种质材料荚果内细胞团紧密连接抑制了荚果的开裂。本研究初步明确了裂荚与各影响因素之间的关系,为进一步研究扁蓿豆裂荚机制奠定理论基础,为培育新品种扁蓿豆提供了理论支持。
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