摘要
羊草（Leymuschinensis）又称“禾草之王”，主要分布于中国东北，是优质的本土种质资源，研究和应用前景广阔，对提高畜牧业生产力、恢复生态及增强种业自主性有重要意义。本实验调查201份羊草自然资源，对羊草抽穗期、开花期及穗长、穗重、小穗数进行观测与测定，分析不同性状间相关性及遗传变异。基于全基因组重测序对羊草群体进行群体结构分析。对羊草表型性状进行全基因组关联分析，筛选到单核苷酸多态性位点（SNP）显著关联位点和候选基因;克隆羊草种子产量相关同源基因，侵染羊草愈伤组织，获得羊草阳性转基因植株。主要结果如下: 1.羊草自然群体表型分析表明，羊草三个穗部性状有较大差异，两个物候期差异较小。观测的性状遵循显著的正态分布规律，揭示了羊草群体内部有广泛表型变异。三个穗部性状间相关性显著;开花期与抽穗期显著相关。穗长遗传力最高，为79％，表明遗传因素在穗长变异中起主导作用。 2.对201份羊草自然资源进行全基因组重测序分析，以“Lc6-5”羊草为参考基因组，经序列比对和群体变异检测，获得52,345,325个高品质SNP位点，平均分布在14条染色体上。群体结构分析将该群体分为两个亚群，源自内蒙古自治区、黑龙江省和吉林省。 3.以P＜10-5为筛选阈值，用一般线性模型对羊草群体农艺性状和物候期进行全基因组关联分析，鉴定到245个显著关联SNP位点。在显著关联SNP位点周围各200kb区域内，发现712个候选基因。对这些基因进行功能解读，筛选出IsoflavonereductasehomologA622（Lc3Ns025114）、Anthocyanidin3-O-glucosyltransferase（Lc2Ns005818）和Calmodulin-likeprotein（Lc3Xm076968）等候选基因，可能参与调控羊草种子发育。 4.为探究种子产量相关基因，克隆羊草LcCaB60（Calmodulin-bindingprotein60B）和LcNAC2（NACdomain-containingprotein2）基因，通过农杆菌介导法转化羊草愈伤组织。诱导扩繁实验中，观察到“北1号”地块种子诱导率最高，幼穗中“LC-4”诱导率最高。由于羊草基因组的复杂性，遗传转化假阳性率高达70％,本实验最终获得少量羊草阳性转基因植株。 本实验基于羊草全基因组关联分析，定位和筛选到一批显著SNP相关位点和候选基因，并成功获得羊草产量性状转基因植株，为后续基因功能研究，加速羊草高产育种提供帮助。
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