寧夏小麥野生近緣屬物種的考察收集與評(píng)價(jià)

龍姣卉，李清峰

（寧夏大學(xué)農(nóng)學(xué)院，寧夏銀川 750021）

近年來(lái)，白粉病、條銹病、葉銹病和赤霉病等主要流行病害對(duì)小麥產(chǎn)量和品質(zhì)的影響日漸增大，同時(shí)長(zhǎng)期以來(lái)小麥基因選擇主要依賴(lài)于初級(jí)基因庫(kù)內(nèi)的遺傳變異，導(dǎo)致遺傳背景逐漸單一、遺傳選擇狹窄，因此迫切需要拓寬小麥基因庫(kù)，引入新的基因源以豐富小麥分子育種的基因多樣性[1-4]。小麥野生近緣種分布廣泛且種類(lèi)多樣，遺傳多樣性豐富，具有抗病蟲(chóng)害、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)良特性，是小麥遺傳改良的重要基因源，對(duì)小麥的遺傳改良具有重要意義[5]。

寧夏是國(guó)內(nèi)較早開(kāi)展小麥族野生種調(diào)查的省份之一，小麥野生近緣植物豐富[6]。對(duì)寧夏小麥野生近緣種進(jìn)行調(diào)查收集與初步鑒定，不僅有益于初步了解其在寧夏的種類(lèi)和分布，而且可通過(guò)進(jìn)一步鑒定保存的樣本明確其染色體組成并挖掘優(yōu)異性狀基因，為后續(xù)寧夏小麥分子育種工作奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 調(diào)查取樣

2021 年和2022 年的6—9 月，在寧夏銀川市、中衛(wèi)市、固原市等地區(qū)進(jìn)行考察取樣。對(duì)搜尋到的不同物種設(shè)置調(diào)查采樣點(diǎn)，分布于相同生態(tài)環(huán)境條件下的同一物種根據(jù)其表現(xiàn)型不同分別采樣。將取樣單位設(shè)置為一個(gè)天然居群，居群內(nèi)根據(jù)類(lèi)型、分布等進(jìn)行單株取樣，收集一定數(shù)量的單穗，并在每個(gè)采集點(diǎn)收集至少20粒種子，以便后續(xù)進(jìn)一步鑒定[7]。

1.2 原始資料記錄及形態(tài)學(xué)鑒定

對(duì)小麥野生近緣屬物種的地理位置、所處環(huán)境、居群分布狀況等的記錄有助于進(jìn)一步了解所考察材料的生理特性。形態(tài)學(xué)是基于植物外部形態(tài)最古老、最基礎(chǔ)、最直觀的植物分類(lèi)鑒定方法，一般用于植物形態(tài)的初步分析。在小麥族中，形態(tài)學(xué)鑒定主要考察對(duì)象為植株和穗部，通過(guò)考察相應(yīng)性狀對(duì)收集植物進(jìn)行鑒定分析[8]。本研究對(duì)所收集資源的種屬劃分參考《中國(guó)植物志》 和中國(guó)數(shù)字植物標(biāo)本館網(wǎng)站（https://www.cvh.ac.cn/index.php）。

2 結(jié)果與分析

2.1 寧夏小麥野生近緣植物分類(lèi)和原始資料記錄

以居群為單位根據(jù)表現(xiàn)型劃分為一種，在寧夏銀川市、中衛(wèi)市和固原市共收集到小麥野生近緣植物4 屬18 種，結(jié)合前人調(diào)查結(jié)果，對(duì)收集到的植物材料進(jìn)行分類(lèi)整理，基本信息見(jiàn)表1[6-7]。

表1 寧夏小麥族野生植物分布情況

2.2 寧夏小麥野生近緣植物的形態(tài)學(xué)鑒定

對(duì)收集到的植物材料進(jìn)行形態(tài)學(xué)鑒定，選取同一居群內(nèi)3株長(zhǎng)勢(shì)相近的植株進(jìn)行表型性狀測(cè)定并記錄，結(jié)果取平均值，測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表2。從表中數(shù)據(jù)可得，黑麥株高最高，冰草株高最低；披堿草2 旗葉最長(zhǎng)，冰草旗葉最短；披堿草2 和披堿草10 旗葉最寬，賴(lài)草3、披堿草5～7 及9 旗葉最窄；披堿草10 穗下莖和穗長(zhǎng)最長(zhǎng)，冰草穗下莖和穗長(zhǎng)最短；賴(lài)草2小穗數(shù)最多，披堿草11小穗數(shù)最少；除冰草穗型為橢圓外，其他植物穗型均為紡錘；黑麥為長(zhǎng)芒，賴(lài)草3 和披堿草3 為無(wú)芒，其余植物為短芒；除冰草、披堿草5、7 及13為居中株型，其余植物均為緊湊型。

表2 寧夏小麥野生近緣植物性狀調(diào)查記載

3 結(jié)論與討論

3.1 收集材料的可利用性

1）披堿草屬植物大量分布在銀川市、中衛(wèi)市河流附近和固原市山上，且生長(zhǎng)繁茂，叢生分布，種群多樣，說(shuō)明其環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、植株生物量大，可在寧夏北部、中部和南部作為優(yōu)勢(shì)牧草加以利用。2）冰草小穗數(shù)在所有收集材料中位居第二，結(jié)合其特性可在小麥穗部改良中加以利用。3）在對(duì)部分收集材料進(jìn)行田間種植試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，黑麥植株高大，根系發(fā)達(dá)，且在小麥白粉病和銹病發(fā)病期均未感染病害，環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)。結(jié)合其收集于寧夏南部高海拔山區(qū)判斷黑麥具有較強(qiáng)的抗逆性和抗病性，可繼續(xù)進(jìn)行田間種植試驗(yàn)并挖掘相關(guān)優(yōu)良抗逆抗病基因，為進(jìn)一步提高小麥抗逆性奠定基礎(chǔ)。

3.2 收集材料的分布狀況

1）根據(jù)《寧夏植物志》記載，黑麥分布于固原市高海拔地區(qū)，本次研究是在原州區(qū)張易鎮(zhèn)附近山中偶然發(fā)現(xiàn)，該居群較小，生長(zhǎng)狀況較為一致，沒(méi)有出現(xiàn)明顯的性狀分化。2）冰草居群較小但分布集中，生長(zhǎng)狀況基本一致，僅有兩三株離水源較遠(yuǎn)的植株矮小，莖稈細(xì)瘦，株型及穗部均未出現(xiàn)明顯分化。3）在銀川市西夏區(qū)京銀橋附近收集到了大量賴(lài)草屬和披堿草屬的材料，由于該地區(qū)靠近水源、氣候適宜、沒(méi)有人工干預(yù)，居群分布密集且性狀差異明顯。披堿草1～4分布于京銀橋旁和宏圖街沿途，距離河道較遠(yuǎn)，居群分散，錯(cuò)落分布。披堿草5 和披堿草6 采集于中衛(wèi)市黃河邊，兩地間有一定距離。披堿草7～9 采集于同一座山上的不同位置，該山體土壤呈磚紅色，調(diào)查收集到的3種披堿草穗部呈紫色，猜測(cè)是海拔和土壤等因素導(dǎo)致3個(gè)居群的穗部顏色和生育時(shí)期各不相同。披堿草10和披堿草11收集于公園附近的小路邊。披堿草12和披堿草13收集于田邊離水源較近的位置。

3.3 寧夏野生小麥族資源的保護(hù)與整理鑒定現(xiàn)狀

寧夏是較早收集小麥野生近緣種的省份，近年來(lái)仍持續(xù)調(diào)查和保護(hù)小麥野生近緣植物。小麥野生近緣植物的生存狀況主要受生物學(xué)特性、環(huán)境條件和人為干預(yù)3種因素的影響[7]。目前寧夏部分地區(qū)已經(jīng)開(kāi)展了小麥野生資源的保護(hù)工作，寧夏農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)站在銀川市賀蘭山拜寺口和吳忠市鹽池縣大水坑建立了2 個(gè)原生境保護(hù)點(diǎn)，對(duì)小麥野生種進(jìn)行圍封保護(hù)，并逐年對(duì)固定樣方進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，保護(hù)區(qū)內(nèi)植被恢復(fù)良好，群落中伴生種相對(duì)豐富，有助于開(kāi)發(fā)利用小麥近緣種[9-11]。

3.4 小結(jié)

小麥野生近緣植物遺傳多樣性豐富，是小麥遺傳改良中的重要基因源。本文結(jié)合前人資料和本次調(diào)查結(jié)果，深入認(rèn)識(shí)了近年來(lái)寧夏小麥野生近緣種的種類(lèi)、分布和生理特性，期待今后可結(jié)合田間種植試驗(yàn)篩選出具有優(yōu)良性狀且能應(yīng)用于小麥遺傳改良的物種，挖掘、鑒定、評(píng)價(jià)和定位優(yōu)異基因，以擴(kuò)大寧夏小麥基因庫(kù)，鞏固小麥育種的遺傳基礎(chǔ)。