摘要
老芒麦(Elymus sibiricus L.)是一种多年生、冷季型、自花授粉的异源四倍体禾本科牧草，具有适口性好、粗蛋白含量高、适应性强等优良特性。中国老芒麦种质资源丰富，近年来老芒麦被广泛应用于青藏高原及中国北方地区退化草地改良和草地畜牧业发展。然而，老芒麦的落粒性对种子产量造成严重损失，制约着优质老芒麦的推广利用。目前，中国有8个老芒麦育成品种，但落粒依旧是其亟待解决的育种问题之一。为了进一步揭示老芒麦落粒机理并培育低落粒老芒麦优异新种质，本研究在老芒麦资源收集和评价基础上，从离层解剖结构、水解酶活性等方面研究了老芒麦落粒的组织学和生化机理，并利用杂交育种结合分子标记技术创制了老芒麦新种质，为老芒麦低落粒品种选育奠定基础。主要试验结果如下： 1．对28份老芒麦种质落粒性和其他14个农艺性状进行观测，并利用隶属函数法对其农艺性状进行综合评价。结果表明：各供试老芒麦种质在盛花期后31d时落粒率显著增加并达最大值，在ZhN02、HZ03和LQ05群体内各单株间落粒率存在较大变异。两年观测数据表明XH09的落粒率最高，其次为XH03、LQ03和LQ04，落粒率最低的种质为ZhN03，MQ01次之。相关分析表明落粒率与旗叶宽和茎节数呈显著负相关，与倒二叶宽呈极显著负相关。其余各观测性状变异性分析表明，分蘖数在所有评价指标中变异性最大，变异系数为17.07%。15个农艺性状聚类结果和隶属函数分析结果均表明，ZhN03在28份种质中综合农艺性状最优。 2．分别测定9份老芒麦栽培种和6份野生种质在小花梗断裂时承受的最大拉力即BTS(breaking tensile strength)值，并对其小花梗离区进行组织解剖学和细胞壁水解酶活性变化分析。结果表明：野生种质的落粒性比栽培品种高，其中PI655199平均BTS值最高(144.51gf)，而LQ04最低(47.17gf)；抽穗后14d离区开始出现降解，高落粒种质离区降解程度高、断裂面表现光滑、离区木质素含量更低；纤维素酶和多聚半乳糖醛酸酶和老芒麦离区水解相关，但在老芒麦不同发育时期，这两种酶活性变化大。 3．以在落粒性和其他农艺性状上存在显著差异的老芒麦为亲本进行杂交育种，通过9对EST-SSR分子标记对其F1真实性进行检测，同时对F1群体和亲本群体做群体结构和遗传多样性分析。结果表明：基于杂种和亲本DNA指纹图谱从5个不同的杂交组合中鉴定出15个真实的F1单株；老芒麦亲本和杂交种群体的平均多态性比率为70.51%。
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