武汉植物园在高羊茅耐高温功能性状和遗传多样性研究中取得进展

高羊茅耐热性和遗传背景间的关系

植物功能性状主要包括生理和表型性状，在适应逆境胁迫中呈现较大遗传多样性。植物丰富的功能性状多样性为培育极端耐逆新品系提供了材料基础。高羊茅（Festuca arundinacea）又名苇状羊茅，隶属禾本科，是主要的冷季型牧草和草坪草，在我国北部及长江流域气候过渡区广泛建植应用。高羊茅地上部最适宜生长温度是15-24 ℃，高温胁迫已成为高羊茅在我国南方地区发展的主要限制因子。

中国科学院武汉植物园博士孙小艳在研究员傅金民的指导下，以课题组收集的来源于不同生境的100份高羊茅种质为试验材料，进行温室和培养箱两轮高温，构建耐高温功能性状数据库，结果表明100份高羊茅种质耐热功能性状呈现很高的多样性，其中相对生长速率PRGR在栽培种质群体中的变异系数达64.22%（P<0.001），而在非洲、亚洲和美洲野生群体中的变异系数均高于50%（P<0.05）。相对蒸腾速率PRET在亚洲、欧洲和非洲群体中也呈现较高的多样性，其变异系数均高于46.19%。通过因子分析（FA）和主成分分析（PCA）构建了2个回归数学模型F=0.54×F1+0.28×F2+0.18×F3（培养箱试验）和F=0.65×F1+0.35×F2（温室试验），并鉴定出耐热高羊茅种质5份。利用SSR分析标记技术对其进行遗传多样性分析，结果表明相对于其它群体，非洲群体呈现最高的遗传多样性，其中Nei’s gene diversity 为0.2640)，PIC 为0.2112。该研究还对高羊茅遗传关系和其耐热性进行相关分析，发现耐热能力接近的材料其遗传关系也较近。

该研究获得国家自然科学基金(Grant #: 31470363; 31201653)和美国农业部农业研究院 (USDA-ARS)的支持。研究结果以Comparative study of diversity based on heat tolerant-related morpho-physiological traits and molecular markers in tall fescue accessions为题，在国际期刊Scientific Reports上在线发表（doi: 10.1038/srep18213）。