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本研究以MT-1象草新品系、摩特矮象草、华南象草、N51和桂牧一号为研究材料,采用无性系植物种群生态学中的构件理论和实验无性系的定量分析方法,以及SRAP(相关序列扩增多态性)新型分子标记技术和外稃的电镜扫描技术,对象草新品系MT-1及其近缘品种进行深入研究,结果表明:
1.连续2年内分5次刈割,各象草品种(品系)营养生长期构件生物量都以茎秆构件>叶构件>枯叶构件和叶鞘构件,而在生殖生长期是以茎秆构件>枯叶构件>叶构件>叶鞘构件;对于同一构件而言,各品种茎秆构件、枯叶构件生物量都以生殖生长期>营养生长期,叶片构件和叶鞘构件的生物量,都以营养生长期>生殖生长期。
2.各品种(品系)间比较,叶片构件和叶鞘构件对株丛生物量的贡献率以摩特矮象草最大。就叶片构件而言,摩特矮象草为34.64%>桂牧一号(23.57%)>N51(18.41%)>MT-1象草(18.00%)>华南象草(14.50%);叶鞘构件的排序为:摩特矮象草(11.32%)>桂牧一号(7.42%)>N51(6.89%)>华南象草(6.42%)>MT-1象草(6.34%)。而枯死叶构件和茎秆构件都以华南象草最大,各品种(品系)间枯死叶构件的排序为:华南象草(13.42%)>MT-1象草(12.62%)>摩特矮象草(12.39%)>桂牧一号(10.08%)>N51(9.16%);茎秆构件为:华南象草(61.02%)>MT-1象草(59.14%)>N51(56.02%)>桂牧一号(52.48%)>摩特矮象草(37.04%)。显著性检验表明,摩特矮象草的叶构件与MT-1象草、桂牧一号、N51差异显著,叶鞘构件与MT-1象草差异显著;枯死叶构件各品种间差异皆不显著,而茎秆构件以摩特矮象草同其余4个品种间差异显著,并与华南象草、MT-1象草、N51之间达极显著差异。
3.品种(品系)内比较,MT-1象草、摩特矮象草、华南象草、N51、桂牧一号的叶构件和叶鞘构件贡献率均以营养生长期远大于生殖生长期,各品种两者之和分别为生殖生长期的3.17倍、3.17倍、3.49倍、2.38倍、2.48倍,差异显著;而对于枯死叶构件和茎秆构件在各品种内各次刈割间差异不显著。
4.年刈割次数影响着各品种(品系)的株丛总产量和平均日增重量。本研究中各品种株丛总产量和平均日增重量都以年刈割2次大于年刈割3次,以对摩特矮象草影响最大,MT-1象草次之。各品种(品系)2年间株丛总产量排序为:华南象草(5247.71g)>N51(5207.31g)>桂牧一号(5185.25g)>MT-1象草(4759.10g)>摩特矮象草(2882.56g)。
5.不同时期各品种构件生物量及株丛生物量与丛径、分蘖数之间均呈显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)的幂函数或指数函数异速增长规律,或为线性的同速增长规律。
6.采用62对SRAP引物组合,在MT-1象草、摩特矮象草、华南象草、N51、桂牧一号5个品种(品系)内扩增的条带总数分别为1158、1142、1175、1132和1158条,多态性条带依次为444、400、397、429和417个,平均每对引物分别扩增条带数为18.7、18.4、19.0、18.3、18.7条带,多态位点百分率分别为38.30%、35.00%、33.80%、37.90%和36.00%。5个品种(品系)间共扩增出92条特意性条带,其中MT-1象草6条、摩特矮象草8条、华南象草18条、N51为15条、桂牧一号最多,为45条。
7.Shannon多样性指数的分析结果表明,MT-1象草的遗传多样性水平最高,华南象草最低,其中,MT-1象草为1.8068、N51为1.7750、桂牧一号1.7546、摩特矮象草1.6962、华南象草1.6582,显著性检验,各品种(品系)间差异不显著。
8.UPGMA聚类图中,若以结合线值0.135为标准,5个品种(品系),被分成3个分支:MT-1象草和摩特矮象草为一支,bootstrap值为100%;华南象草和N51聚为一支,bootstrap值81%,桂牧一号单独成支。当以结合线值0.075为标准时,各象草品种(品系)被分成了5支,即5个品种(品系)的各个样本都恰好归为一类,并得到bootstrap 100%的支持率,表现出极高的可信度。
9.在电镜下分别放大50倍、400倍、800倍、2500倍,对外稃的表皮细胞、毛被以及乳突分别进行比较观察:在5个品种(品系)间,共有7种表皮细胞形态、11种毛被类型、4中乳突类型。根据这些外稃表皮形态及附属物的差异,可以对MT-1象草及其近缘品种比较鉴定并加以区分。
研究结果说明:在MT-1象草新品系及其近缘品种间,无论是表型性状还是遗传基础都存在一定的差异,为MT-1象草新品种的选育提供了坚实的理论基础。