鹽脅迫是典型的非生物脅迫之一,嚴重制約植物的生長發育及農作物產量。多年生黑麥草(Lolium perenne L.)是一種廣泛應用于溫帶地區的草坪草兼牧草,可以作為鹽堿地開發先鋒植物。不同生境來源的多年生黑麥草種質材料蘊涵豐富的形態、生理和物候性狀變異,這些功能性狀變異為選育優質耐鹽多年生黑麥草提供了可能。
在中國科學院植物種質創新與特色農業重點實驗室草坪種質資源學學科組傅金民研究員的指導下,胡濤博士以來源于21個國家的75份多年生黑麥草為材料,采用NaCl進行水培篩選,建立了耐鹽性狀數據庫;通過因子分析(FA)和主成份分析(PCA)構建了回歸數學模型F=0.49×F1+0.303×F2+0.0.207×F3,并鑒定出耐鹽多年生黑麥草種質8份。本研究對7個功能性狀的多態性進行分析,發現來源歐洲地區及野生型的多年生黑麥草功能性狀平均標準偏差和變異系數都最大,多態性最豐富,而在亞洲地區,多年生黑麥草功能性狀的平均標準偏差和變異系數都最小,多態性較低。通過判別分析方法用功能性狀指標對75個多年生黑麥草進行聚類分析,得到了與分子標記聚類相似的結果:來源相同地區的多年生黑麥草多聚類在同一組或亞組內。本研究還對多年生黑麥草遺傳關系和其耐鹽性進行相關分析,發現耐鹽能力接近的材料其遺傳關系也較近,野生多年生黑麥草耐鹽能力高于栽培品種。
該研究獲得中國科學院知識創新工程(No.KSCX2-YW-N-068)和國家自然科學基金(No.31071822)的支持。研究結果以“Leaf functional traits variation associated with salt tolerance in perennial ryegrass” 為題,在植物學國際期刊Plant Biology上在線發表(DOI: 10.1111/plb.12012)。
多年生黑麥草耐鹽性和遺傳背景間的關系