擬鵝觀草屬四倍體物種的分子細(xì)胞遺傳學(xué)研究.pdf

1、1980年，Askell Love根據(jù)染色體組分析的結(jié)論建立了以St染色體組為特征的擬鵝觀草屬Pseudoroegneria A.L6ve。擬鵝觀草屬物種為多年生，簇生或叢生草本，長花藥，異花授粉。全世界約15～20種，主要分布于中東、高加索、中亞、中國西部以及北美西部。擬鵝觀草屬是小麥族極為重要的染色體組供體屬，由它的st染色體組組合成多個異源多倍體屬，因此，擬鵝觀草屬在小麥族系統(tǒng)演化上具有重要地位。 Love建立了擬鵝觀草屬

2、后，基于染色體組分析的結(jié)果，一些分類群先后被不同學(xué)者劃入或劃出擬鵝觀草屬，還有一些擬鵝觀草屬分類群有待作進(jìn)一步的處理。因此，擬鵝觀草屬物種及其相關(guān)屬物種，特別是一些四倍體物種間還存在一定的爭議，它們的系統(tǒng)地位、物種界限、種間(內(nèi))親緣關(guān)系還有待進(jìn)一步研究。這些爭議主要表現(xiàn)在：(1)鵝觀草屬無芒類群Roegneria alashanica、R.elytrigioides、R.magnicaespes和R.grandis有可能是中國分布的擬

3、鵝觀草屬物種；(2)具有：E<'e>St染色體組的Pseudoroegneria geniculata ssp.scythica、Elytngia caespitosa、Et.caespitosa ssp.nodosa和Et.intermedia的系統(tǒng)關(guān)系有待進(jìn)一步探討，擬鵝觀草屬P.geniculata、P.geniculatassp.scythica和P.geniculata ssp.pruinifera的系統(tǒng)關(guān)系還不清楚；(3)具

4、有PSt染色體組物種已經(jīng)被劃出擬鵝觀草屬，歸入杜威草屬，但這些物種的屬間關(guān)系、種間關(guān)系以及母本來源還不夠清楚；(4)st染色體組在擬鵝觀草屬內(nèi)及其相關(guān)屬間存在一定程度的分化。 本文通過C-帶分析、基因組原位雜交分析、染色體組分析、ITS序列分析和trnL-F序列分析對擬鵝觀草屬四倍體物種進(jìn)行了研究，目的在于：(1)探討鵝觀草屬無芒類群物種的種間關(guān)系以及它們與擬鵝觀草屬物種的屬間關(guān)系；(2)研究Pseudoroegneria物種的

5、系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系；(3)探討.Pseudoroegneria、Elytrigia和Douglasdeweya的屬間關(guān)系；(4)揭示Pseudoroegneria物種st染色體組的分化。研究結(jié)果如下： 1.對Pseudoroegneria的11個分類群、Roegneria的5個物種、Elytrigia的2個分類群和.Douglasdeweya的2個物種進(jìn)行了帶型分析。結(jié)果表明：(1)具有St染色體組的Pseudoroegneria二倍

6、體和四倍體物種都具有強(qiáng)的末端帶，二倍體物種具有更強(qiáng)的末端帶。(2)P.geniculata ssp.scythica、Et.caespitosa和Et.caespitosa ssp.nodosa的帶型有相似性，但也存在較大差異；P geniculata ssp.pruinifera 的染色體具有多而強(qiáng)的中間帶或著絲點(diǎn)帶。(3)R．elytrigioides的染色體表現(xiàn)出強(qiáng)的末端帶，與具有St染色體組的Pseudoroegneria二倍體

7、和四倍體物種的帶型相似；R．a(chǎn)lashanica和JR．magnicaespes的末端帶少而較弱、著絲點(diǎn)帶較弱、中間帶多而較弱；R．grandis和R．ciliaris的帶型有相似性，但R．grandis表現(xiàn)出多而強(qiáng)的末端帶。(4)D．wangii和D．deweyi的帶型表現(xiàn)出一定的差異，它們可能是兩個獨(dú)立的種。 2．分別選用P．spicata(st)、P．1ibanotica(st)、P．stipifolia(st)、R．ci

8、liaris(StY)、A．CI"istatum(P)、Lo．elongatum(E<'e>)和Lo．bessarabicum(E<'b>)作探針，P．strigosa(st)、鮭精DNA和Lo．elongatum(E<'e>)作封阻，用基因組原位雜交(GISH)技術(shù)來探討R．a(chǎn)lashanica、R．elytrigioides、R．magnicaespes、R．grandis、P．geniculata、P．geniculata ssp

9、．scythica和P．geniculata ssp．pruinifera的染色體組組成。結(jié)果表明：(1)R．a(chǎn)lashanica具有一組st染色體組，．另一組未知，但不是E、P或Y染色體組；(2)R．magnicaespes具有一組st染色體組，另一組未知，但不是Y染色體組；(3)R．elytrigioides具有兩組St染色體組；(4)R．grandis和P．geniculata都具有一組St染色體組，另一組染色體組與st都有一定程

10、度的同源性；(5)P．geniculata ssp．scythica和P．geniculata ssp．pruinifera的染色體組組成分別為EEStSt和EEEEStSt。 3．分別選用鵝觀草屬物種R．a(chǎn)lashanica(St-)、R．elytrigioides(StSt)、R．magnicaespes(St-)和R．grandis(STY)，擬鵝觀草屬物種P．geniculata(StSt)、P．geniculata s

11、sp．scythica(E。St)、P．geniculata ssp．pruinifera(---)、P．cognata(st)、P．肋anotica(st)、P．spicata(st)、P．strigosa(StSt)和P．tauri(st)，杜威草屬物種D．wangii(PSt)和D．deweyi(PSt)、披堿草屬物種Elymus wawawaiensis(HSt)，花鱗草屬物種Anthosachne scabra vat．sca

12、bra(StWY)，猬草屬物種Hystrixpatula(HSt)進(jìn)行屬間和屬內(nèi)物種間雜種的創(chuàng)制。對11個雜交組合進(jìn)行了染色體組分析，對花粉育性和結(jié)實(shí)率進(jìn)行了調(diào)查。結(jié)果表明：(1)R．a(chǎn)lashanica具有一組St染色體組，另一組染色體組與H染色體組沒有同源性；(2)R．grandis具有一組st染色體組，其Y染色體組與st染色體組有同源性。(3)St染色體組在各物種間表現(xiàn)出一定程度的分化。 4．對Pseudoroegneri

13、a的17份材料(st或StSt)、Roegneria的7份材料(StY或StSt)，Elytrigia的4份材料(E<'e>St或E<'b>E<'e>St)、Lophopyrum的4份材料(E<'b>、E<'e>或E<'b>E<'e>E<'x>StSt)、Douglasdeweya的3份材料(StP)、Agropyron的5份材料(P)、Australopyrum的2份材料(W)、Hordeum的2份材料(H)、Psathyrostac

14、hys的2份材料(Ns)進(jìn)行系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系研究。對其ITS序列進(jìn)行了簡約分析，構(gòu)建了嚴(yán)格一致系統(tǒng)樹。結(jié)果表明：(1)St染色體組在Pseudoroegneria二倍體物種間表現(xiàn)出分化，Pseudoroegneria多倍體與二倍體物種親緣關(guān)系近；(2)R．a(chǎn)lashanica、R．etytrigioides和R．magnicaespes與四倍體物種P．geniculata有近的親緣關(guān)系；(3)StY染色體組與st染色體組有同源性，st染色體

15、組與Y染色體組可能有相同的起源；(4)P．geniculata ssp．scythica和P．geniculata ssp．pruinifera處理為P．geniculata的亞種不合適，P．geniculata ssp．scythica、P．geniculata ssp．pruinifera、Et．caespitosa、Et．caespitosa ssp．nodosa、Et．intermedia和Lo．ponticum應(yīng)該被組合到Tr

16、ichopyrum中；(5)E<'b>、E<'e>與st染色體組之間有近的親緣關(guān)系：(6)D．wangii和D．deweyi的P染色體組來自于Agropyron二倍體物種，將StP染色體組的物種從Pseudoroegneria劃入Douglasdeweya是合理的。 5．對Pseudoroegneria的16份材料(St或StSt)、Roegneria的7份材料(StY或StSt)，Elytrigia的3份材料(E<'e>St或

17、E<'b>E<'e>St)、Lophopyrum的4份材料(E<'b>、E<'e>或E<'e>E<'e>)、Douglasdeweya的3份材料(PSt)、Agropyron的4份材料(P)、Australopyrum的1份材料(w)、Hordeum的2份材料(H)、Psathyrostachys的2份材料(Ns)進(jìn)行系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系研究。對其trnL-F序列進(jìn)行了簡約分析，構(gòu)建了嚴(yán)格一致系統(tǒng)樹。結(jié)果表明：(1)Pseudoroegneri

18、a、Roegneria、Elytrigia、Lophopyrum和Douglasdeweya物種聚成一支，它們的trnL-F序列同源性很高，具有較近的親緣關(guān)系；(2)Pseudoroegneria是多倍體物種st染色體組的母本供體；(3)D．wangii和D．deweyi的母本來自于Pseudoroegneria二倍體物種，父本來自于Agropyron二倍體物種；(4)Agropyron和Australopyrum物種聚成一支，它們的t