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金苦荞(Fagopyrum tatari-cymosum Chen),原名多苦荞,是多年生金荞麦与一年生苦荞种间交所得的双二倍体杂种后代,是一个新种作物,具有一定的多年生特性,可以播种一次,收获2次种子,与一年生苦荞相比,籽粒大、品质优、抗旱耐瘠薄性强、再生能力强。因此,金苦荞具有极大发展潜力和研究利用价值。特别是金苦荞来源于抗旱耐瘠薄性极强的多年生野生金荞麦种类,其抗旱性缺乏研究。本研究以84份金苦荞(F.tatari-cymosum Chen)为主要研究材料,以6份栽培苦荞(F.tataricum Gaertn.)、5份野生苦荞(F.tataricum Gaertn.)、5份米苦荞(F.tataricum Gaertn.)、5份甜荞(F.esculentum Moench)、1个金荞麦(F.cymosum Meissn.)为对照,合计106份种质,研究了其农艺性状、抗旱性表现及其分子标记,所得主要结果如下:(1)农艺性状评价:对106份荞麦种质的亩产、株高、单株粒重、主茎分枝数共4个农艺性状进行了考察。产量上,金苦荞平均亩产79.80Kg(变异范围是7.53-136,变异系数0.23),高于栽培苦荞平均亩产72.77Kg(变异范围是55.3-83.45,变异系数0.15)、野苦荞平均亩产22.60Kg(变异范围是10.62-35.89,变异系数0.47)、米苦荞平均亩产23.90Kg(变异范围是18.90-27.30,变异系数0.13),但是低于甜荞平均亩产136.89Kg(变异范围是126.05-164.60,变异系数0.12);株高上,金苦荞平均为88.17cm(变异范围是11-122,变异系数为0.16),高于常规栽培苦荞平均株高为74.98 cm(变异范围是68.60-83.2,变异系数为0.07)、野苦荞平均株高为66.22 cm(变异范围是43.80-83.50,变异系数为0.27),米苦荞平均株高为65.62 cm(变异范围是59.70-69.30,变异系数为0.06)、甜荞平均株高为77.92(变异范围是69.81-83.90,变异系数为0.07);单株粒重上,金苦荞平均单株粒重7.59g变异范围是2.62-12.68,变异系数0.35),高于栽培苦荞平均单株粒重5.71g(变异范围是4.45-8.22,变异系数0.24)、野苦荞平均单株粒重3.55g(变异范围是2.10-5.69,变异系数0.38)、米苦荞平均单株粒重2.80g(变异范围是2.02-3.42,变异系数0.21),但是低于甜荞平均单株粒重9.30g(变异范围是6.53-11.61,变异系数0.21)。相关分析显示,金苦荞中亩产与主茎分支数(r=0.415**)和单株粒数(r=0.234**)有极显著正相关,野苦荞中亩产与主茎分支数(r=0.897*)有显著正相关。其他类型荞麦中,这些农艺性状之间无显著相关性。(2)发芽期抗旱性鉴定:设置PEG浓度梯度为0%、5%、10%、15%、20%、25%,在温度25℃,湿度70%-85%之间,光照和黑暗各12小时的条件下进行4个荞麦品种的发芽模拟抗旱试验,测量发芽率、发芽势、根长等抗旱指标,发现20%PEG处理时最适合抗旱性鉴定,而且芽长、根长指标反应敏感,可以作为抗旱性鉴定考察指标。以0%、10%和20%PEG三个处理对106个荞麦材料进行发芽期抗旱性鉴定,发现金苦荞在发芽势、发芽率、根长、芽长指标上10%、20%PEG胁迫下表现出比对照显著下降,发芽势、发芽率、根长、芽长指标上20%PEG胁迫下比10%PEG胁迫有显著下降。金苦荞在发芽势、根长、芽长指标上10%、20%PEG下表现出比对照显著下降,发芽势、根长、芽长、主茎粗指标上20%PEG胁迫下比10%PEG胁迫有显著下降。10%、20%PEG胁迫下,栽培苦荞在发芽率、芽长、根长指标上表现出比对照显著下降,芽长、根长指标上20%PEG胁迫下比10%PEG胁迫有显著下降。野生苦荞在根长、发芽势、发芽率指标上20%PEG胁迫下表现出比对照显著下降,20%PEG胁迫下比10%PEG胁迫在发芽率、发芽势指标上有显著下降,10%PEG处理仅在根长指标上与对照组有显著性差异。甜荞在发芽势、芽长指标上20%PEG胁迫下表现出比对照组和10%PEG处理时显著下降,10%PEG处理时与对照组无显著性差异。米苦荞根长指标上10%、20%PEG胁迫下表现出比对照显著下降,20%PEG处理与10%PEG处理时无显著差异。(3)盆栽苗期干旱胁迫:楼顶搭建简易的遮雨棚,正常盆栽荞麦种子发芽长出第三片真叶,设置对照(80%含水量),轻度干旱胁迫(50%含水量),重度干旱胁迫(25%含水量)处理水平,做干旱处理,测定三个生理生化指标。结果显示,金苦荞、栽培苦荞、薄壳苦荞、野生苦荞、甜荞个类型荞麦均表现为平均POD含量、MDA含量胁迫组比对照组均显著升高,重胁迫比轻度胁迫有显著差异,可溶性蛋白含量胁迫组比对照组显著下降,重胁迫组与轻胁迫组有显著差异。(4)抗旱性综合评价:根据D值和CDC值将各个品种(系)进行聚类分析,在欧式距离为10处可以将全部品种(系)划分为3类。第Ⅰ类为高抗旱性种质,包括18份材料,以金苦荞为主,其中,15份金苦荞(TC2、TC3、TC7等)、1份甜荞(E3)、1份野苦荞(WT2)、1份栽培苦荞(CT3),占供试种质的16.98%;第II类为中间型,有53份材料,其中,金苦荞42份(TC5、TC6、TC25等)、常规栽培苦荞2份(CT1、CT5)、野苦荞3份(WT3、WT4、WT5)、米苦荞4份(RT1、RT2、RT4、RT5)、甜荞2份(E1、E4),占供试种质的50.00%。第Ⅲ类为敏感种质,共35份,其中金苦荞27份(TC1、TC14、TC17等)、常规栽培苦荞3份(CT2、CT4、CT6)、野苦荞1份(WT1)、米苦荞1份(RT3)、甜荞2份(E2、E5)、红心金荞1份,占供试种质的33.02%,此类也可大致分为3个亚类B1、B2、B3,其中B3为高度敏感材料,TC37、TC84、TC22、TC56。通过主成分分析,综合D值和CDC值,将106份荞麦种质抗旱性大致分为5类,筛选出抗旱性强的前5个品种均是金苦荞即TC3、TC5、TC8、TC40、TC55。(4)SSR分子标记:80对引物用作本实验引物的初筛,结果65对引物(81.25%)有明显的扩增条带,其中25对引物的扩增条带表现出明显的多态性,多态率为31.25%,共获得84个多态性谱带。其中,与农艺性状关联的引物5对,与抗旱性相关联标记13对。根据25对引物扩增多态性结果,利用ntsys软件对106份收集到的荞麦种质进行聚类分析,发现当遗传系数为0.6时,可将106份荞麦资源分为2大类,I类主要是甜荞,II类包含金苦荞和各类苦荞。