论文部分内容阅读
目前全世界已知含StH基因组的小麦族物种约有20种,主要分布于全球温带和暖温带地区,从欧亚大陆(包括中国、俄罗斯、伊朗、朝鲜、日本等地区)到北美洲(美国、加拿大、墨西哥等地区)均有分布,生长在草原、山谷、林下、草地边缘等环境中。许多物种,如老芒麦、加拿大披碱草、偃麦草等,是具有重要经济价值的牧草,在我国北方、西部高原以及国外牧场广泛种植。小麦族中含StH基因组的植物具有相同的基因组组成,却表现出不同的形态特征。一些在分类学上作为重要分类指标的性状,如颖、外稃、每穗轴节着生小穗数等存在着明显差别和较大的变异。从每节着生小穗数看,一些物种为单小穗(如Elymus caninus, Elymus lanceolatus, Elytrigia repens),一些物种为双小穗(如Elymus. sibiricus, Hystrix patula, Sitanion hystrix),一些物种每节着生3-4枚小穗(女(?) Elymus canadensis)。由于存在巨大的形态差异,这些具StH基因组组成的物种历史上曾被归于不同的属中,并且作为属的模式种来处理,如老芒麦(Elymus sibiricus)是披碱草属(Elymus)的模式种;瓶刷草(Sitanion hystrix)是裂颖草属(Sitanion)的模式种;猬草(Hystrix patula)是猬草属(Hystrix)的模式种;偃麦草(Elytrigia repens)是偃麦草属(Elytrigia)的模式种。具相同StH基因组组成的物种在形态上和地理分布上差异较大。为探讨小麦族StH基因组的变异,本研究拟采用基因组原位杂交技术(GISH),用含St基因组的拟鹅观草属和含H基因组的大麦属物种作为探针和封阻,对不同地理分布和形态特征的小麦族StH基因组进行分析,探讨小麦族StH基因组变异和分化。麦宾草(Elymus tangutorum (Nevski) Hand.-Mazz.)为小麦族披碱草属六倍体物种,有的学者将其包含在Elymus dahuricus复合群中,有的学者将其组合到了一个新建立的弯穗草属(Campeiostachys Drobov.)中。关于麦宾草的基因组组成目前存在争议,有的报道为StYH基因组,有的报道为StHH基因组。为了明确麦宾草的基因组组成,本研究采用基因组原位杂交技术,探讨麦宾草的基因组组成,为正确进行分类和系统处理奠定基础。主要研究结果如下:1、用Hordeum chilense (2n=2x=14,H基因组)作探针,Pseudoroegneria strigosa ssp. aegilopoides (2n=2x=14, St基因组)作封阻,与Elymus canadensis、Elymus wawawaiensis、Elymus caninus、Elymus multisetus、Elymus elymoides ssp. brevifolius、 Elymus elymoides ssp. elymoides等6个物种进行GISH分析,结果显示:14条染色体出现荧光杂交信号,表明这6个物种含有一组来自大麦属的H基因组。用Pseudoroegneria strigosa ssp. aegilopoides作探针,Hordeum chilense作封阻,与Elymus caninus、Elymus multisetus、Elymus virgensis等3个物种进行GISH分析,结果显示:14条染色体出现荧光杂交信号,表明这3个物种含有一组来自拟鹅观草属的St基因组。结果证实了这些披碱草属物种含有StH基因组。2、用H. chilense做探针,不同地理分布的披碱草属物种GISH结果存在差异,分布于北美洲的5种披碱草属物种出现荧光信号的14条染色体末端无杂交信号,而分布于中亚地区E. caninus14条染色体整条出现荧光信号,表明欧亚与北美洲分布的披碱草属物种StH基因组存在变异和分化。3、用H. chilense做探针,P. strigosa ssp. aegilopoides做封阻,对4种具有不同地理分布的麦宾草居群进行GISH分析,14条染色体出现荧光信号,表明麦宾草含有一组来自大麦属的H基因组;用P. strigosa ssp. aegilopoides做探针,H. chilense做封阻,麦宾草14条染色体出现荧光杂交信号,表明麦宾草含有一组来自拟鹅观草属的St基因组;用Roegneria japonensis (2n=4x=28, StY基因组)做探针,H. chilense做封阻,麦宾草28条染色体出现荧光杂交信号,表明麦宾草含有鹅观草属的StY基因组。因此,麦宾草的基因组组成为StYH,其St基因组来自于拟鹅观草属,H基因组来自大麦属,Y基因组与鹅观草属的Y基因组同源。