甜高粱种质资源的遗传多样性与高光效种质生理机制的研究

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1、分类号：S330学校代码：10758密级：公开学号：09010002博士学位论文甜高粱种质资源的遗传多样性与高光效种质生理机制的研究StudyonGeneticDiversityandPhysiologicalMechanismofHighPhotosyntheticEfficiencyofSweetSorghumGermplasm研究生姓名冯国郡导师姓名及职称章建新教授合作导师姓名及职称学位门类级别农学博士专业名称作物遗传育种研究方向甜高粱遗传育种所在学院农学院新疆·乌鲁木齐二○一三年五月独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研

2、究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得新疆农业大学或其他教育单位的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名﹕时间﹕年月日关于学位论文使用授权的说明本人完全了解新疆农业大学有关保留、使用学位论文的规定，即﹕新疆农业大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文，允许论文被查阅和借阅。本人授权新疆农业大学将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索

3、，可以公布(包括刊登)论文的全部或部分内容。(保密的学位论文在解密后应遵守此协议)研究生签名﹕时间﹕年月日导师签名﹕时间﹕年月日本文是新疆维吾尔自治区自然科学基金项目“新疆甜高粱种质资源遗传多样性研究”（项目编号：2010211A60）国家现代高粱产业技术体系项目（项目编号：CARS-06-03）的部分研究成果课题主持人：冯国郡研究员（新疆农业科学院生物质能源研究所）甜高粱种质资源的遗传多样性与高光效种质生理机制的研究摘要本研究对72份甜高粱种质资源从表型和分子水平上进行遗传多样性评价，并对其光合生理生化特性、高光效种质的生理机制等进行研究，以期为甜高粱新品种选育

4、和栽培生理提供理论依据和参考指标，主要结果如下：1、表型性状分析表明，14个质量性状中粒色的遗传多样性指数最高为1.6333，幼苗色和结实形式的遗传多样性指数最低为0，平均为0.7460；10个数量性状中穗长、茎粗、锤度、单穗粒重、单株杆重、出汁率、千粒重、株高、穗重、生育期都存在较大的变异，变异系数幅度为7.85％-53.01％，各性状多样性指数均较大，平均2.0061；穗长的多样性指数最大，为2.1383，生育期多样性指数最小，为1.7331,表明新疆现有甜高粱资源拥有丰富的表型遗传多样性。聚类分析将72份资源划分为四大类。相关分析结果表明选育高产高糖甜高粱品

5、种时，注意选择植株高大、节数多，茎杆粗壮的品种，同时也要兼顾生育期和锤度，而籽粒性状和籽粒产量与产量关系不大，无需过多关注。2、从50对SSR引物中筛选20对条带清晰、重复性良好的引物。共检测到91个等位基因，每对引物可检测到的等位基因数目为2-5个，平均为3.45个。多态性信息量(PIC)的变动范围为0.2859-0.6652，平均为0.5057。72份甜高粱种质间的遗传相似系数变化范围为0.2001-1.000，平均值为0.5599。UPGMA聚类分析将72份材料划分为A、B两大群，A群包括69份材料，而A群又被分成从Ⅰ到Ⅺ共11个亚群，B群包括3份材料，农艺

6、性状近似的大多被聚到同一类群。3、甜高粱生物产量与灌浆期净光合速率(Pn)达极显著相关(R=0.933)，与PEP羧化酶活性(PEP)、叶面积指数(LAI)达显著相关(R=0.775，0.743)，与其他性状未达到显著相关；含糖锤度与Pn、蒸腾速率(Tr)、PEP、LAI达显著相关(R=0.685,0.679,0.747,0.691)，与其他性状未达到显著相关；籽粒产量与各性状间的相关性均未达到显著水平。筛选出“LT05”、“LT02”、“新高粱3号”、“MN-94”为高产、高糖、高光效甜高粱种质。可以将甜高粱灌浆期叶片Pn作为选择高光效种质的一个有效指标。4、甜

7、高粱种质Pn、Tr、Gs、胞间CO2浓度(Ci)呈极显著差异，变异系数在29.98%-66.21%间；相关分析表明，生物产量与抽穗期Pn、Gs达极显著相关，与Tr达显著相关。早中晚熟高光效种质基本表现出Chla、Chlb、Chl、氮含量(LNCa)、总蛋白含量(TP)、PEP、LAI显著高于低光效对照。抽穗期净光合速率与Chl呈极显著相关，与Chla、Chlb呈显著相关。新疆甜高粱种质具有丰富的光I合生理多样性。除继续将抽穗期叶片Pn作为选择指标外,Gs、Tr、Chl、Chla、Chlb、PEP、LNCa、TP可作为甜高粱高光效育种的生理生化指标。5、新高粱3号与

8、TLF-1