论文部分内容阅读
本研究通过形态学分类和分子鉴定方法对甘草属杂交区三种药用甘草及其种间杂交类型进行分类学研究,为药用甘草种质资源利用和杂交物种形成研究奠定基础。形态分类学对采集自新疆、甘肃的9个不同甘草属杂交区的344份植物样本的形态性状进行数值分类分析,揭示不同杂交区的亲本种及杂交类型的形态特征;分子鉴定以形态学鉴定提取的具有典型形态特征的106份野外杂交区样本、甘草标本室标本和引种栽培区样本,计134份植物标本,依据甘草属质体父系遗传规律,通过核基因ITS和cpDNA基因序列分析,进行亲本种、杂交类型及杂交渐渗种的基因型分析,确定亲本种及杂交类型的基因组成;最后结合形态学分类和分子鉴定结果阐明甘草属杂交区物种组成,主要结论如下:1.数值分类结果表明:LeI(果荚膨胀度)、ULF(小叶数上限)、LLF(小叶数下限)、LeG(果荚被腺体毛)、CLL(复叶长)、LePS(每荚含种子数)、CRL(复叶轴长)、LM(小叶叶缘)、EL/EW(果穗长/果穗宽)、EL(果穗长)、LL/LW(小叶长/小叶宽)、LW(小叶宽),这12个分类性状是甘草属杂交类型与其亲本种的重要分类性状。叶片和果相关性状、果荚和复叶相关性状的相关系数皆为1,表明叶片与果性状相伴发生,具有很高的相关性,是甘草属形态学分类的重要依据。9个自然杂交区可分为3种类型:胀果甘草与光果甘草的种间杂交区;胀果甘草与乌拉尔甘草的种间杂交区;胀果甘草、光果甘草及乌拉尔甘草的混合杂交区。杂交区具有不同的种间镶嵌式的形态特征,与该杂交区类型有关系。2.测序结果表明:核基因ITS序列主要存在3种单倍型,片段长度为720bp,共存在4处变异位点;叶绿体基因:rbcL序列存在2种单倍型,片段长度为160bp,存在2处变异位点;matK序列存在2种单倍型,片段长度为148bp,存在6处变异位点;trnH-psbA序列存在4种单倍型,片段长度为235bp,存在3处变异位点;trnV-ndhC序列存在2种单倍型,片段长度为870bp,存在1处变异位点。哈密杂交区存在三种药用甘草的种间基因渐渗,且部分样本trnH-psbA序列中的第165个碱基由C突变为A,这种突变在其他地区均没有出现,推测为哈密地区的三种药用甘草多次杂交和基因交融、渐渗等导致的碱基突变。3.结合形态学和分子鉴定,对形态学分类中存在的疑难种进行了修订,确定甘草属杂交区中:新疆阿拉尔、库尔勒、焉耆、哈密、鄯善、和田、吐鲁番、博湖和甘肃民勤、瓜州10个甘草属杂交区均分布有胀果甘草,其中阿拉尔、哈密分布有无基因渐渗的纯胀果甘草,其他杂交区为含胀果甘草成分的杂交或渐渗种;新疆阿拉尔、库尔勒、焉耆、哈密、鄯善、叶城、吐鲁番和甘肃瓜州8个甘草属杂交区均分布光果甘草,其中仅新疆阿拉尔分布有无基因渐渗的纯光果甘草,其他地区为含光果甘草成分的杂交或渐渗种;乌拉尔甘草在调查的杂交区均有分布,其中新疆乌鲁木齐和甘肃民勤、张掖、酒泉地区为纯种乌拉尔甘草,其他杂交区为含乌拉尔甘草成分的杂交或渐渗种。本研究发现甘草属杂交区的134份甘草属植物样本中共有16种单倍型,包括无基因渐渗的亲本种、渐渗亲本种、种间杂交类型和杂交渐渗种、隐性杂交种。通过分子鉴定与形态分类学结合,弥补了形态鉴定的不足,理清了形态分类难以辨别的渐渗种和隐性杂交种的基因组成,对各甘草属杂交区的物种组成进行了修正。