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本研究在广泛收集山东省野生苔草种质资源的基础上,利用ISSR分子标记技术对28份苔草属种质资源进行遗传多样性分析;在初步干旱胁迫实验的基础上,选取青绿苔草(Carex breviculmis)、披针叶苔草(C. lanceolata)、白颖苔草(C. duriuscula)、低矮苔草(C. humilis)4种苔草属植物为试材,采用盆栽自然干旱的方法,对其在干旱胁迫下的外部形态特征和内部生理生化特性进行了观测研究,并采用隶属函数法对4种苔草属植物的抗旱适应性进行初步的综合评价。研究结果如下:1、苔草属种质资源的遗传多样性分析(1)采用L16(45)正交试验设计,对影响ISSR-PCR反应的Taq DNA聚合酶、Mg2+、dNTPs、引物及模板DNA以及退火温度、循环次数等因素进行优化试验。建立了苔草属植物的最优ISSR-PCR反应体系,即25μL反应体积中,含Taq DNA聚合酶1.5U,Mg2+1.5mmol·L-1,DNA模板150ng,引物0.24μmol·L-1,dNTPs0.25mmol·L-1。苔草属植物的最佳扩增程序,即:94℃预变性3min;94℃变性30s,退火45s,72℃延伸1.5min,38个循环;72℃延伸7min;4℃保存。(2)利用优化好的苔草ISSR反应体系和反应程序,从17条ISSR随机引物中筛选出10条能扩增出清晰的特异性条带的引物,对采集于山东省境内的28份苔草属植物材料进行遗传多样性分析;10条引物共扩增出189条带,多态位点百分率为100%,分子量大小介于250-3000bp之间;不同引物的扩增条带数范围为15-23条,平均每条引物扩增出18.9条带。28份苔草属植物的有效等位基因数(Ne)为1.3351,Nei’s基因多样性(h)为0.2306,Shannon信息指数(I)为0.3801,多态性信息量PIC值平均值为0.9132,说明28份苔草属植物的遗传多样性丰富。(3)利用遗传相似系数分析28份苔草属植物间的遗传关系。可知,供试材料间的遗传相似系数值在0.656~0.958之间,平均值为0.761。其中,翼果苔草(昆嵛山)和翼果苔草(徂徕山)间的相似系数最大,值为0.958,遗传关系最近;低矮苔草(泰山)和翼果苔草(昆嵛山)间的相似系数最小,值为0.656,遗传关系最远。(4)每条引物的多态性信息含量(PIC)在0.8739(UBC818)和0.9398(UBC847)之间,平均值为0.9132,说明所选的引物具有高度多态性,均可作为遗传标记应用于苔草属种质资源的鉴别和分子育种研究。(5)利用UPGMA聚类法对苔草属植物聚类结果与传统的聚类结果基本相符,与生态环境和地域也有一定的相关性。主成分的分析结果与聚类分析基本一致,从不同的层面和方向显示了不同种类间的遗传关系。2、4种苔草属植物的抗旱性研究(1)干旱胁迫下,4种苔草属植物的生长受到抑制,随着胁迫时间的延长,苔草属植物的质量呈下降趋势,并且不同种类对干旱胁迫的敏感性不同。其中,白颖苔草首先出现枯黄死亡并且受伤害程度最严重,青绿苔草相对较轻,披针苔草和低矮苔草介于两者之间。(2)随着土壤含水量的下降,4种苔草属植物的叶片相对含水量均呈下降的趋势,其中白颖苔草叶片相对含水量下降幅度最大,在干旱胁迫第15d时,下降68.32%,青绿苔草叶片相对含水量下降幅度最小,下降了38.55%。(3)干旱胁迫下,4种苔草属植物活性氧积累,发生膜脂过氧化作用,丙二醛积累。随着干旱时间的延长,丙二醛含量呈现升高的趋势,其中,披针苔草增加的幅度最小,白颖苔草增加的幅度最大。苔草属植物的抗氧化酶保护机制启动,白颖苔草叶片的SOD活性呈现先上升后下降的变化趋势,其余3种苔草属植物叶片SOD活性呈现上升的趋势。CAT酶活性总体呈现增加的趋势,SOD和CAT二者共同作用清除活性氧,降低对膜系统的伤害。(4)随着干旱胁迫时间的延长,叶片游离脯氨酸含量呈现逐渐升高的趋势,并且白颖苔草上升幅度最大,不同种类间达到显著差异。(5)随干旱胁迫4种苔草属植物叶片的叶绿素含量变化有所不同,青绿苔草、低矮苔草和披针苔草植物叶片中叶绿素含量的变化呈现先上升后下降的趋势,白颖苔草叶片叶绿素含量则呈持续上升的趋势。(6)运用模糊数学的隶属函数法对4种苔草属植物进行抗旱性综合评价。4种苔草属植物的抗旱性由强到弱为披针苔草>低矮苔草>青绿苔草>白颖苔草。