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生物多样性是人类赖以生存和持续发展的物质基础。遗传多样性是生物多样性的核心,既是物种进化过程中适应环境的结果,也是维持种群未来生存的潜力所在,因此,探讨遗传多样性形成与维持机制,对于生物资源的保护与利用,恢复受损生态系统的功能与服务等均具有十分重要的理论和实践意义。短花针茅(Stipa breviflora)属于禾本科针茅属,是荒漠草原的建群种,具有很高的饲用和生态价值。本项研究利用Illumin测序技术对放牧条件和无放牧条件下的短花针茅进行转录组测序,在对测序结果进行验证的基础上,挖掘与放牧相关的基因;然后,基于上述基因,开发SSR引物,并以放牧与无放牧群体为对象,探讨放牧对短花针茅种群遗传多样性与遗传分化的影响,其结果不仅丰富了对草原植物遗传多样性的认识,而且也有助于合理保护和开发草地资源。本项研究的主要结果如下:1.转录组测序共获得111018个Unigenes。其中,与放牧显著相关基因共113条,包括上调的有64条,下调的有49条。在GO功能分类中“催化活性”和“结合”富集DEGs最多的GO条目分别达到22732条和24708条,在KEGG pathway注释结果中,有63044条Unigenes被注释到21种代谢通路中。2.随机选取转录组数据库中的4个基因:水杨酸结合蛋白、多酚氧化酶、莽草酸酯-O-羟基肉桂酰转移酶和吲哚3甘油磷酸合酶进行q RT-PCR检测,结果表明,4个基因的上下调趋势与转录组测序结果相符,说明转录组测序结果可靠。3.分析转录组测序数据发现,放牧导致植物防御基因活跃,氧化酶基因和水杨酸通路关键酶基因上调;与激素有关的基因表达呈现出明显的改变,茉莉酸、脱落酸的表达量增高,乙烯、细胞分裂素表达量下降;此外,与糖代谢和脂代谢有关的基因表达量也发生了明显的变化。表明在放牧过程中,食草动物对植株直接的采食与践踏等损害作用,激发了植物的自我保护代谢过程。4.从筛选出的与放牧相关的差异表达基因中开发SSR引物,结果表明有9个与放牧有关的基因具有SSR多态性。5.利用SSR分子标记进行遗传多样性分析后发现,放牧样地的等位基因数和丰富度均高于无放牧样地,放牧样地与无放牧样地被明显地划分为两个类群。表明放牧活动的直接作用会通过改变短花针茅的基因序列增加其遗传多样性,促进群体遗传结构的分化。上述结果深化了放牧对植物遗传多样性影响机制的认识。