种子性状对植物种群繁殖更新具有重要影响,了解黑沙蒿(Artemisiaordosica)种子性状对氮沉降及降水变化的响应,可为预测未来气候变化背景下荒漠植物群落演替方向提供理论基础。该研究以宁夏毛乌素沙地连续8年(2015–2022)的野外氮、水控制实验(自然降雨、增水20%、增水40%和0、20、60 kg N·hm^(–2)·a^(–1)全因子交互)平台为依托,测定了氮、水添加对黑沙蒿种子形态、生理和化学性状的影响;采用培养皿萌发实验并通过观测萌发种子数量计算各萌发指标,探究了各处理种子在两种培养温度下(25℃/15℃、20℃/10℃)的萌发特性。结果表明:(1)氮、水添加及其交互作用均显著改变了黑沙蒿种子质量、长度、宽度、曲率、体积、形状系数等形态性状,增水使种子变小,氮添加使种子变大,增水20%削弱了氮添加对种子变大的作用,增水40%时,氮添加使种子变小;(2)常温(25℃/15℃)下种子萌发率总体高于低温(20℃/10℃),低温下,种子萌发性状受亲本氮、水添加影响更大,且仅增水20%、40%处理下,种子萌发率更高;(3)氮、水添加处理下,种子长、宽、质量等形态大小性状调节扩散和幼苗建立功能,种子形状系数、2 h吸水率、萌发率和萌发速率共同调节种子萌发时间,单独增水或氮添加使黑沙蒿种子只倾向于单一功能(扩散建立或萌发)的变异,而同时增水与氮添加使黑沙蒿种子两类功能均发生变异。研究结果表明,黑沙蒿种群繁殖更新策略在全球气候变化中有较大的可塑性,可通过种子性状变异改变在氮沉降及降雨增多情形下的种子扩散建立与萌发功能策略。
【目的】分析玫瑰及其近缘种之间的遗传多样性并构建指纹图谱,为玫瑰种质资源鉴定与开发利用奠定基础。【方法】在玫瑰的传统品种、杂交繁育品种和国内外引进品种中各选择1种,取其鲜嫩叶片进行转录组测序;基于测序得到的玫瑰转录组数据,使用MISA在reads覆盖的基因组数据中查找玫瑰的SSR位点,并根据SSR位点两端的保守序列使用Primer 3.0设计引物。选取10种玫瑰的DNA作为试验材料,筛选设计、合成后的引物。以48份玫瑰及其近缘种的DNA作为试验材料,利用筛选出的峰值较好的引物进行TP-M13-SSR PCR,并对其扩增产物进行毛细管电泳检测,应用GeneMarker 2.2.0(SoftGenetics,USA)读取毛细管电泳数据并用Excel进行整理;使用POPGEN VERSION 1.32计算筛选引物的观测杂合度、期望杂合度、Nei’s遗传多样性指数、观测等位基因数、有效等位基因数、Shannon信息指数,并用CERVUS version 3.0计算多态性信息含量。利用Powermarker计算玫瑰及其近缘种各种质之间的遗传距离;采用NTSYSpc 2.10e计算每2个种质之间的遗传相似性系数,并绘制UPGMA聚类树状图。最后采用引物与基因型组合的方式构建玫瑰及其近缘种的指纹图谱。【结果】基于玫瑰样品转录组测序数据,使用MISA共检测出48796个SSR位点,分布于139712条Unigene中,碱基重复类型数量最多的为二核苷酸重复和三核苷酸重复,分别为20628和12828个。使用Primer 3.0以SSR位点两端的保守序列为依据初步设计并合成了144对引物;以10个玫瑰品种的DNA作为模板筛选引物,共筛选出峰值较好的28对引物。以48份玫瑰及其近缘种的DNA为试验材料,28对引物在48份试验材料中均能扩增出峰型良好、多态性高的DNA片段;28对引物的观测杂合度、期望杂合度、Nei’s遗传多样性指数、观测等位基因数、有效等位基因数、Shannon信息指数和多态性信息含量的平均值分别为0.4101,0.7505,0.7011,4.607个,3.5116个,1.3442和0.6526。大多数供试样品间的遗传距离为0.6000~0.8000;聚类分析结果显示,在遗传相似系数为0.571时,48份玫瑰及其近缘种被分为两类。运用核心引物法筛选出的4对核心引物可将48份试验材料全部区分开,并构建了其指纹图谱。【结论】开发并筛选出28对多态性较好的SSR引物,可用于后续玫瑰的遗传多样性分析、遗传图谱构建、遗传稳定性鉴定等方面。
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