本专著是以我国12个省（区）的12种披碱草属牧草的105个野生居群为对象，对披碱草属牧草进行形态学多样性、染色体多样性、ISSR分子标记和ITS基因序列多样性等方面研究，对研究结果进行深入分析讨论的基础上探讨和揭示披碱草属牧草的遗传多样性。
前言
披碱草属（Elymus L）是禾本科（Gramineae）小麦族（Triticeae）重要的一个属，按《中国植物志》记载，我国有12个野生种，多数是草原和草甸的重要组成成分，具有较高的饲用价值。
因地域辽阔，自然环境极其复杂，我国披碱草属牧草种质资源非常丰富，是我国发展草地畜牧业的重要物质基础，具有广阔的研究和利用前景。近年来，我国基本完成了一些重点与典型地区的披碱草属牧草种质资源考察和部分种质的采集工作，基本摸清了这些地区的披碱草属牧草种质资源现状与家底，但因起步晚、物力、财力和人力的不足，收集的种质很多未能及时进行相应的鉴定、评价、筛选等深入研究，尤其对披碱草属牧草种质资源遗传多样性、种质创新、基因挖掘等研究乏力。所以，在继续搜集我国披碱草属牧草种质资源的情况下，一方面应逐步开展披碱草属牧草种内的系统鉴定和筛选；另一方面应重点加强其遗传多样性、遗传分化机理等方面的深入研究，为合理保护、高效利用提供依据。
笔者在同一试验条件下，对我国105份野生披碱草属牧草进行了穗部多样性研究，针对属内的重点草种老芒麦(Esibiricus)和垂穗披碱草(Enutans)进行了形态学多样性和主要农艺性状研究；对我国野生12种披碱草属牧草进行了染色体核型分析，同时进行了RAPD遗传多样性分析；对老芒麦种质进行了染色体核型分析；老芒麦和垂穗披碱草进行了ISSR和ITS序列分析。获得主要结果如下：
（1）我国野生披碱草属牧草居群的遗传多样性主要集中在居群内部（7211％），居群间的遗传变异较小（2789％），我国西北部是野生披碱草属牧草的分布中心，也是披碱草属牧草的遗传多样性中心。穗部性状指标的平均变异系数为3122％，最大的颖芒长的变异系数为58932%，其次为旗叶与穗基部长度的变异系数为56683%，最小的外稃长为14908%。居群总多样性指数最高的为小穗长（2054）；其次是穗长(2049)，最低的为小花数(1404)，居群内多样性指数最高的为旗叶与穗基部长（1648）；其次是小穗数（1638），最低的为小花数（0671）。
（2）老芒麦和垂穗披碱草种间差异显著，二者在种内也有显著差异，且种间的差异大于种内，表现出较为丰富的表型多样性。老芒麦表型分化的主要指标有12个，垂穗披碱草表型分化的主要指标有11个，分化的主要指标中有9个相同，株高和小穗数是老芒麦和垂穗披碱草最主要的两个表型分化指标。
（3）老芒麦生育期差异大于垂穗披碱草，在整个生长期内，老芒麦从分蘖期到孕穗期株高变化幅度最大，而垂穗披碱草株高变化幅度最大是从分蘖期到开花期；老芒麦和垂穗披碱草叶面积指标变化最快的时期都是分蘖期到拔节期。在完熟期，来自高海拔地区的老芒麦株高都大于低海拔地区，高纬度地区的垂穗披碱草植株都矮于来自低纬度地区的；高纬度地区的老芒麦叶面积大于来自低纬度地区，而高海拔地区的垂穗披碱草叶面积大于来自低海拔地区。老芒麦中以晚熟材料居多，而垂穗披碱草以早熟材料居多，晚熟材料表现为植株较矮，叶面积较大，分蘖数较多；而早熟型材料则表现为植株高大，叶面积较小，分蘖数较少。
（4）垂穗披碱草的鲜干比大于老芒麦，所有供试材料中ES018和EN004的鲜干比最大，营养较丰富；来自高海拔地区的老芒麦单穗重都比较小；通过综合比较，ES010、ES011、ES014、ES021、ES024、EN010、EN011、EN015的穗茎干重、分蘖数以及单穗重等表现最好，在生产中可优先利用。ES031可作为培育早熟品种的原始材料深入研究。
（5）我国12种野生披碱草属牧草核型分析，结果表明它们染色体基数为7，数目分别2n=28、2n=42和2n=56，其中老芒麦为四倍体，2n=4x=28，无芒披碱草为八倍体，2n=8x=56，其余10种均为六倍体。染色体主要由中部着丝粒(m)和近中着丝粒(sm)染色体组成。平均臂比介于1317～1511。其核型类型分 2B、2A、1B、1A 四种类型。核型进化由高到低依次为：2B［老芒麦、披碱草（Elymusdahuricus）、青紫披碱草（Edahuricus varvioleus）］ >2A［无芒披碱草（Esubmuticus）、黑紫披碱草（Eatratus）、肥披碱草（Eexcelsus）、毛披碱草（Evillifer）］ >1B［垂穗披碱草、麦薲草（Etangutorum）、圆柱披碱草（Ecylindricus）、紫芒披碱草（Epurpuraristatus）］ >1A［短芒披碱草（Ebreviaristatus）］ 。
我国12种野生披碱草属牧草的核型似近系数(λ)范围为0994～0863，其中披碱草与青紫披碱草的核型似近系数最大，亲缘关系十分密切。聚类分析可分为两类，第一类老芒麦；第二类分为两组，第一组为披碱草、青紫披碱草、黑紫披碱草、肥披碱草、无芒披碱草、毛披碱草和短芒披碱草，第二组为垂穗披碱草、麦薲草、圆柱披碱草和紫芒披碱草。根据核型似近系数进行的聚类分析，能够体现披碱草属种间的亲缘关系。其聚类结果明显地按照核型类型分类，且与形态分类部分吻合。
（6）4份老芒麦染色体核型公式均不同，类型包括1B和2B，染色体组绝对长度变异范围13444～3850m，相对长度变异范围10975%～4040%，平均相对长度变异范围为7143%，核型不对称系数变异范围为60140%～58390%；相互间的核型似近系数范围是0994～0913，平均为0955，即同一物种染色体同源性较高。
（7）30条有效引物对我国野生12种披碱草属牧草种间材料进行RAPD分析，其遗传一致性变异范围为07514～04859；披碱草和青紫披碱草的亲缘关系最近。利用遗传一致性进行聚类分析，可分为两类，即：第一类为老芒麦；第二类分为两组，第一组为短芒披碱草、无芒披碱草、垂穗披碱草和黑紫披碱草；第二组为披碱草、青紫披碱草、肥披碱草、麦宾草、圆柱披碱草、紫芒披碱草和毛披碱草。聚类结果与形态分类基本一致。
（8）老芒麦和垂穗披碱草ISSR-PCR反应最优化体系为：25 L反应体系中，25 L 10buffer（不含Mg2 ），TaqDNA聚合酶10 U，Mg2 20mmol/L，模板DNA 30～120 ng，NTPs 025mmol/L，引物025 mol/L；最佳扩增程序为：94℃预变性2min，94℃变性1min，51℃退火1min（根据引物而定），72℃延伸15min，共41个循环，72℃后延伸10min，扩增完后4℃保存。
12条引物对31份老芒麦和19份垂穗披碱草进行扩增，共检测出111条谱带，有107条多态性谱带，多态性比例达到了9640%，50份材料总的有效等位基因数Ne为1552，Neis基因多样性指数为0304，Shannon指数为0459，31份老芒麦的ISSR多态性片段比例为9279%，有效等位基因数Ne为1442，Neis基因多样性指数为0273，Shannon指数为0424，19份垂穗披碱草的多态性为8468%，有效等位基因数Ne、Neis基因多样性指数和Shannon指数分别为1433、0263、0403，不同老芒麦材料间的遗传差异大于垂穗披碱草。
（9）老芒麦和垂穗披碱草进行ITS多序列比对，发现4个有明显种性变异的位点，分别是100位碱基垂穗披碱草为T，老芒麦为C；195位碱基垂穗披碱草为A，老芒麦为G；438位碱基垂穗披碱草为A，老芒麦为C；547位碱基垂穗披碱草为A，老芒麦为C。
此项研究受到中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金（中国农业科学院草原研究所）资助项目（2008-Z-1）、国家自然科技资源共享平台牧草植物种质资源标准化整理、整合及共享试点（2005DKA21007）、中国农业科学院草原研究所草遗传资源与育种创新团队的资助。
虽然笔者在本书撰写过程中认真严谨，但由于水平有限，书中难免有不足之处，敬请读者批评指正！
德英2018年10月
德英（1978-），女（达斡尔族），内蒙古呼伦贝尔市人，副研究员，主要从事牧草资源与育种研究，主持完成项目4项，参加20余项，第一完成获发明专利1项和实用新型专利3项；第五完成人审定登记育成品种1个；第一主编著作2部，第3主著2部；第一作者发表论文12篇，获国家科技进步二等奖1项（二级证书）。
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