牧草種質資源研究進展

周玉蓉

（甘肅省蘭州新區現代農業發展研究院有限公司，甘肅 蘭州 730000）

牧草種質資源包含所有牧草種類與可遺傳物質的總和，屬于牧草和農作物改良需要的重要材料，也是農業自然資源的關鍵內容，對于草地畜牧業發展具有十分重要的意義。全球草地面積約為總陸地面積的52%，國內草地面積已經達到4億公頃，約為國土面積的41.7%，占農田總面積的4倍左右。我國屬于全球牧草種質資源最為多樣化的國家之一，不單有非常豐富的溫帶、亞熱帶草種，同時也包含了生態價值更高的旱生以及超旱生草種，如沙打旺Astragalusadsurgens、駱駝刺Alhagi sparsifolia、堿茅Puccinellia distans等。

1 牧草種質資源調查、收集現狀

進入新時代，國內針對溫帶、亞熱帶、熱帶和高寒帶地區組織進行了牧草種質資源的全方位調研活動。調查顯示現階段我國已有的牧草資源包含了127個科879屬以及4262種，類型豐富，而其中種植前景較大的包含了173屬972種，豆科有81屬646種。現階段調查研究發現的飼用作物包括了29科204屬8724份，其中有從各個國家引入且進行種植馴化的作物類型13科90屬153種。而在這些作物中，禾本科包含了35屬57種，豆科包含了30屬49種，剩下各種類型的有11科12屬17種。我國甘肅省包含了157種，其中有13科50屬；我國貴州省包含了85科429屬1399種，其中單純的禾本科以及豆科牧草就已經超過了200種。目前野生種子發芽率存在很大程度上的變化，在實際入庫之前需要抽取其中部分進行發芽率測試，異化授粉牧草群表現出更大的復雜性，在其繁殖時可能會因為外部環境的干擾而存在問題，開展一系列牧草種質資源如何有效保護的相關探究討論。研制了7項行業標準，5項技術規范，6套鑒定評價體系，目前已經成功編制了超過30套相關標準規范，對于牧草種質資源的搜集、保管以及利用等有很大程度上的創新和改革。為實現牧草種質資源的共享利用做出極大貢獻。

2 牧草種質資源評價研究進展

牧草不僅是農業和畜牧業的重要生產資料，能夠在很大程度上促進我國畜牧業的持續健康發展，還為生態環境及工業生產提供優異原材料。因此，對優質牧草資源的評價篩選顯得尤為重要。牧草的評價包括適應性、適口性、消化率、營養價值、抗逆性、有害成分含量等。王桃等對高寒草甸區飼用燕麥品種營養價值進行綜合評價研究，結果發現，11個燕麥品種營養價值較高，表現較好，適宜推廣種植。田兵等根據貴州省42類野生牧草營養價值實施灰色關聯度研究，最終得到其中35種具備較高營養的牧草。朱博等對河西走廊灌區的12個紫花苜蓿材料的營養及生產性能進行綜合評價，灰色關聯度評價出適于河西走廊灌溉地區大范圍推廣種植的3份材料。主成分分析法、聚類分析法、灰色關聯法及AHP層次分析法對牧草的綜合評價較為科學。

3 牧草種質資源遺傳多樣性

牧草種質資源屬于已知全部牧草類型和可遺傳物質的稱謂，屬于牧草自身在生長和逐漸演化時，因為基因變異、隔離或者生態遺傳的分化等相關問題，在自然或人工選擇的結果下所逐漸產生的。在其實際的演變中已經蘊含了非常多的自然以及人工選擇狀態下的變異情況，從而出現了很多不同類型的遺傳癥狀，這也屬于牧草育種的關鍵性前提。近年來，有關于生物學方面的研究日益推進，對于遺傳多樣性的相關檢測也有了很大程度的更新，比如說從形態學、細胞水平以及生化水平到現階段的分子水平，具有進一步的發展和前進。然而不同的方法表現出差異性的區別，目前來說并未尋求到能夠真正完全取代的方法。

3.1 形態學水平

針對遺傳變異進行科學有效檢測的方式而言，最為簡單有效的便是從其表型特征進行。形態學檢測方式能夠在相對更短的時間內對可能存在的變異性予以檢測，在很多技術方式不能夠應用的形勢下，這也屬于一種非常好的方法。依靠這一方式對9種差異化形態的苜蓿遺傳變異和親緣關系實施研究。按照表型方面的具體情況來了解到基因型變化，即可得最終結果，這屬于該檢測方式的重點。

3.2 細胞水平

借助于染色體變異來對植物實施分類，這以措施也在很大程度上運用到牧草種質資源的鑒定過程中。張曉紅等相關研究人員選擇了金花菜以及紫花苜蓿染色體實施深入研究，按照細胞學相關理論來對其染色體形態予以深入分析，從而了解到具體的進化情況和親緣關系，最終結果顯示，金花菜屬于二倍體，染色體并不存在隨體，不對稱系數在55%左右，屬于最對稱的一種核型，所以可以知曉金花菜從系統演化方面屬于相對古老的物種之一。然而細胞學標記需要的材料往往難以進行有效培養，同時因為分辨率以及染色體制片這方面還存在一定的技術缺陷，部分物種的染色體結構和數目可能會因為變異而出現差異，對于實際的觀察過程中會影響到最終結果，另外一半染色體變異往往會因為生物有害出現不同程度的表型反應。因此，這部分標記材料更加難以有效獲取，所以，遺傳作圖過程中很容易出現問題，往往難以明確清楚的鑒定其類。

3.3 生化水平

生化標記一般來說是依靠基因表達產物蛋白質當成是遺傳標記，具體結構的豐富性通常來說能夠體現在其DNA的不同組成方面以及生物遺傳多樣性等方面。蛋白質具備更好的標記穩定性，不會因為環境因素而出現變化，因此，蛋白質標記能夠十分普遍的應用到其他作物育種以及遺傳變異等相關研究過程中來。通常來說可以選擇種子膽藏蛋白電泳以及同工酶電泳等措施，這些方法都可以基于蛋白質水平來探討種群遺傳變異，能夠有效處理好很多形態標記以及細胞標記不能夠處理的情況。從1959年開始，研究人員Market以及Moller第一次證實同工酶之后，對該領域的相關研究日益深入。同工酶屬于基因產物，其形成往往因為組成酶蛋白亞基的氨基酸以及各種差異性順序造成的，從1966年開始，第一次借助于同工酶電泳對人類存在的遺傳變異實施研究。這一方式對于國外針對金花菜的相關研究中非常普遍，因為其表現出成本低、操作需求低等優勢，因此，得到了非常普遍的運用。然而這一方法得到的最終結果可能會因為發育情況以及外部環境而受到一定影響，同時可以有效應用的遺傳位點不多，從而對樣品提出了更高的要求。

3.4 分子標記

針對DNA分子標記的相關研究從20世紀80年代開始，遺傳多態性能直接以DNA的形式反應出來，DNA分子標記通常來說會借助于電泳譜帶的方式來反映出不同個體存在的變化，屬于遺傳學、育種學和物種起源等相關學術問題的關鍵性指標。其往往會借助于DNA的方式呈現，不存在上位性效應，也通常不會因為外部環境而受到影響；多態性基本上融入到基因組之內；不會對目標性狀的具體情況帶來影響，和不良性一般不存在關系；也具備大部分分子標記的共同特征。按照DNA多態性檢測方式的差異性，能夠將其標記直接劃分成幾個不同的種類，DNA－DNA雜交的標記，如RFLP標記；PCR以及DNA標化按照具體引物實際情況，能夠將其劃分為隨機引物以及特殊引物兩周類型的標記，例如RAPD標記、ISSR標記等和SSR標記等、STS標記等；PCR以及限制性酶切相融合所得到的DNA標記，例如AFLP標記、CAPS標化；單核昔酸多態性標記如ANP標記。