本專著是以我國12個�。▍^(qū)）的12種披堿草屬牧草的105個野生居群為對象，對披堿草屬牧草進行形態(tài)學多樣性、染色體多樣性、ISSR分子標記和ITS基因序列多樣性等方面研究，對研究結(jié)果進行深入分析討論的基礎上探討和揭示披堿草屬牧草的遺傳多樣性。
前言
披堿草屬（Elymus L）是禾本科（Gramineae）小麥族（Triticeae）重要的一個屬，按《中國植物志》記載，我國有12個野生種，多數(shù)是草原和草甸的重要組成成分，具有較高的飼用價值。
因地域遼闊，自然環(huán)境極其復雜，我國披堿草屬牧草種質(zhì)資源非常豐富，是我國發(fā)展草地畜牧業(yè)的重要物質(zhì)基礎，具有廣闊的研究和利用前景。近年來，我國基本完成了一些重點與典型地區(qū)的披堿草屬牧草種質(zhì)資源考察和部分種質(zhì)的采集工作，基本摸清了這些地區(qū)的披堿草屬牧草種質(zhì)資源現(xiàn)狀與家底，但因起步晚、物力、財力和人力的不足，收集的種質(zhì)很多未能及時進行相應的鑒定、評價、篩選等深入研究，尤其對披堿草屬牧草種質(zhì)資源遺傳多樣性、種質(zhì)創(chuàng)新、基因挖掘等研究乏力。所以，在繼續(xù)搜集我國披堿草屬牧草種質(zhì)資源的情況下，一方面應逐步開展披堿草屬牧草種內(nèi)的系統(tǒng)鑒定和篩選；另一方面應重點加強其遺傳多樣性、遺傳分化機理等方面的深入研究，為合理保護、高效利用提供依據(jù)。
筆者在同一試驗條件下，對我國105份野生披堿草屬牧草進行了穗部多樣性研究，針對屬內(nèi)的重點草種老芒麥(Esibiricus)和垂穗披堿草(Enutans)進行了形態(tài)學多樣性和主要農(nóng)藝性狀研究；對我國野生12種披堿草屬牧草進行了染色體核型分析，同時進行了RAPD遺傳多樣性分析；對老芒麥種質(zhì)進行了染色體核型分析；老芒麥和垂穗披堿草進行了ISSR和ITS序列分析。獲得主要結(jié)果如下：
（1）我國野生披堿草屬牧草居群的遺傳多樣性主要集中在居群內(nèi)部（7211％），居群間的遺傳變異較小（2789％），我國西北部是野生披堿草屬牧草的分布中心，也是披堿草屬牧草的遺傳多樣性中心。穗部性狀指標的平均變異系數(shù)為3122％，最大的穎芒長的變異系數(shù)為58932%，其次為旗葉與穗基部長度的變異系數(shù)為56683%，最小的外稃長為14908%。居群總多樣性指數(shù)最高的為小穗長（2054）；其次是穗長(2049)，最低的為小花數(shù)(1404)，居群內(nèi)多樣性指數(shù)最高的為旗葉與穗基部長（1648）；其次是小穗數(shù)（1638），最低的為小花數(shù)（0671）。
（2）老芒麥和垂穗披堿草種間差異顯著，二者在種內(nèi)也有顯著差異，且種間的差異大于種內(nèi)，表現(xiàn)出較為豐富的表型多樣性。老芒麥表型分化的主要指標有12個，垂穗披堿草表型分化的主要指標有11個，分化的主要指標中有9個相同，株高和小穗數(shù)是老芒麥和垂穗披堿草最主要的兩個表型分化指標。
（3）老芒麥生育期差異大于垂穗披堿草，在整個生長期內(nèi)，老芒麥從分蘗期到孕穗期株高變化幅度最大，而垂穗披堿草株高變化幅度最大是從分蘗期到開花期；老芒麥和垂穗披堿草葉面積指標變化最快的時期都是分蘗期到拔節(jié)期。在完熟期，來自高海拔地區(qū)的老芒麥株高都大于低海拔地區(qū)，高緯度地區(qū)的垂穗披堿草植株都矮于來自低緯度地區(qū)的；高緯度地區(qū)的老芒麥葉面積大于來自低緯度地區(qū)，而高海拔地區(qū)的垂穗披堿草葉面積大于來自低海拔地區(qū)。老芒麥中以晚熟材料居多，而垂穗披堿草以早熟材料居多，晚熟材料表現(xiàn)為植株較矮，葉面積較大，分蘗數(shù)較多；而早熟型材料則表現(xiàn)為植株高大，葉面積較小，分蘗數(shù)較少。
（4）垂穗披堿草的鮮干比大于老芒麥，所有供試材料中ES018和EN004的鮮干比最大，營養(yǎng)較豐富；來自高海拔地區(qū)的老芒麥單穗重都比較��；通過綜合比較，ES010、ES011、ES014、ES021、ES024、EN010、EN011、EN015的穗莖干重、分蘗數(shù)以及單穗重等表現(xiàn)最好，在生產(chǎn)中可優(yōu)先利用。ES031可作為培育早熟品種的原始材料深入研究。
（5）我國12種野生披堿草屬牧草核型分析，結(jié)果表明它們?nèi)旧w基數(shù)為7，數(shù)目分別2n=28、2n=42和2n=56，其中老芒麥為四倍體，2n=4x=28，無芒披堿草為八倍體，2n=8x=56，其余10種均為六倍體。染色體主要由中部著絲粒(m)和近中著絲粒(sm)染色體組成。平均臂比介于1317～1511。其核型類型分 2B、2A、1B、1A 四種類型。核型進化由高到低依次為：2B［老芒麥、披堿草（Elymusdahuricus）、青紫披堿草（Edahuricus varvioleus）］ >2A［無芒披堿草（Esubmuticus）、黑紫披堿草（Eatratus）、肥披堿草（Eexcelsus）、毛披堿草（Evillifer）］ >1B［垂穗披堿草、麥薲草（Etangutorum）、圓柱披堿草（Ecylindricus）、紫芒披堿草（Epurpuraristatus）］ >1A［短芒披堿草（Ebreviaristatus）］ 。
我國12種野生披堿草屬牧草的核型似近系數(shù)(λ)范圍為0994～0863，其中披堿草與青紫披堿草的核型似近系數(shù)最大，親緣關系十分密切。聚類分析可分為兩類，第一類老芒麥；第二類分為兩組，第一組為披堿草、青紫披堿草、黑紫披堿草、肥披堿草、無芒披堿草、毛披堿草和短芒披堿草，第二組為垂穗披堿草、麥薲草、圓柱披堿草和紫芒披堿草。根據(jù)核型似近系數(shù)進行的聚類分析，能夠體現(xiàn)披堿草屬種間的親緣關系。其聚類結(jié)果明顯地按照核型類型分類，且與形態(tài)分類部分吻合。
（6）4份老芒麥染色體核型公式均不同，類型包括1B和2B，染色體組絕對長度變異范圍13444～3850m，相對長度變異范圍10975%～4040%，平均相對長度變異范圍為7143%，核型不對稱系數(shù)變異范圍為60140%～58390%；相互間的核型似近系數(shù)范圍是0994～0913，平均為0955，即同一物種染色體同源性較高。
（7）30條有效引物對我國野生12種披堿草屬牧草種間材料進行RAPD分析，其遺傳一致性變異范圍為07514～04859；披堿草和青紫披堿草的親緣關系最近。利用遺傳一致性進行聚類分析，可分為兩類，即：第一類為老芒麥；第二類分為兩組，第一組為短芒披堿草、無芒披堿草、垂穗披堿草和黑紫披堿草；第二組為披堿草、青紫披堿草、肥披堿草、麥賓草、圓柱披堿草、紫芒披堿草和毛披堿草。聚類結(jié)果與形態(tài)分類基本一致。
（8）老芒麥和垂穗披堿草ISSR-PCR反應最優(yōu)化體系為：25 L反應體系中，25 L 10buffer（不含Mg2 ），TaqDNA聚合酶10 U，Mg2 20mmol/L，模板DNA 30～120 ng，NTPs 025mmol/L，引物025 mol/L；最佳擴增程序為：94℃預變性2min，94℃變性1min，51℃退火1min（根據(jù)引物而定），72℃延伸15min，共41個循環(huán)，72℃后延伸10min，擴增完后4℃保存。
12條引物對31份老芒麥和19份垂穗披堿草進行擴增，共檢測出111條譜帶，有107條多態(tài)性譜帶，多態(tài)性比例達到了9640%，50份材料總的有效等位基因數(shù)Ne為1552，Neis基因多樣性指數(shù)為0304，Shannon指數(shù)為0459，31份老芒麥的ISSR多態(tài)性片段比例為9279%，有效等位基因數(shù)Ne為1442，Neis基因多樣性指數(shù)為0273，Shannon指數(shù)為0424，19份垂穗披堿草的多態(tài)性為8468%，有效等位基因數(shù)Ne、Neis基因多樣性指數(shù)和Shannon指數(shù)分別為1433、0263、0403，不同老芒麥材料間的遺傳差異大于垂穗披堿草。
（9）老芒麥和垂穗披堿草進行ITS多序列比對，發(fā)現(xiàn)4個有明顯種性變異的位點，分別是100位堿基垂穗披堿草為T，老芒麥為C；195位堿基垂穗披堿草為A，老芒麥為G；438位堿基垂穗披堿草為A，老芒麥為C；547位堿基垂穗披堿草為A，老芒麥為C。
此項研究受到中央級公益性科研院所基本科研業(yè)務費專項資金（中國農(nóng)業(yè)科學院草原研究所）資助項目（2008-Z-1）、國家自然科技資源共享平臺牧草植物種質(zhì)資源標準化整理、整合及共享試點（2005DKA21007）、中國農(nóng)業(yè)科學院草原研究所草遺傳資源與育種創(chuàng)新團隊的資助。
雖然筆者在本書撰寫過程中認真嚴謹，但由于水平有限，書中難免有不足之處，敬請讀者批評指正！
德英2018年10月
德英（1978-），女（達斡爾族），內(nèi)蒙古呼倫貝爾市人，副研究員，主要從事牧草資源與育種研究，主持完成項目4項，參加20余項，第一完成獲發(fā)明專利1項和實用新型專利3項；第五完成人審定登記育成品種1個；第一主編著作2部，第3主著2部；第一作者發(fā)表論文12篇，獲國家科技進步二等獎1項（二級證書）。
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