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目前,一年生耕作模式问题愈加严重,粮食安全与环境生态安全矛盾愈加突出,而多年生作物在水土保持、水肥利用率、生物多样性保护等方面的优势使其备受关注。但研究发现,多年生性状并非由单一基因控制,多年生研究者们迫切希望找一种模式作物诠释作物多年生机制。本研究以四倍体玉米(Twf9、3-6)与四倍体多年生大刍草(9475)杂交所获得的杂种F1代Aw9群体和DL群体为研究对象,通过基因组原位杂交和分子标记技术,从形态学、细胞学和分子水平上研究一年生与多年现象可能的遗传机理。主要研究结果如下：1、对杂种F1进行一年生、多年生性状调查,结果发现Aw9群体(共15株)均为一年生；DL群体(共30株)出现一年生植株与多年生植株的分离,24株为多年生,6株为一年生,分离比例为4：1。2、对3-6及杂种F1的细胞学鉴定表明：3-6植株40条染色体主要来源于玉米,只在第3号、第4号、第7号中的一条染色体和第19号的两条染色体上存在玉米和四倍体多年生大刍草染色体易位现象。Aw9群体染色体数目变幅为38-43,其中9株材料为40条染色体,占群体比例为60%,Aw9植株40条染色体由20条玉米染色体和20条四倍体多年生大刍草染色体组成,且未发生染色体易位现象。DL群体染色体数目变幅为40-42,仅DL-35为42条,其余29株均为40条染色体,占群体比例为96.7%。DL多年生植株染色体全为40条,由20条玉米染色体和20条四倍体多年生大刍草染色体组成,来自3-6的第3号、第4号、第7号、第19号染色体出现染色体易位。DL一年生植株中,5株为40条染色体,由20条玉米染色体和20条四倍体多年生大刍草染色体组成,来自3-6的第7号、第10号、第12号、第19号染色体出现染色体易位现象；一年生群体中的DL-35(2n=42)染色体由22条玉米染色体和20条四倍体多年生大刍草染色体组成,且仅在来自3-6的第19号染色体出现染色体易位现象。3、对杂种F1一年生群体与多年生群体表型性状进行比较分析,结果表明：Aw9在叶宽上极显著高于DL一年生植株,在叶片数和雄穗主穗长上显著低于DL一年生植株。DL一年生与DL多年生之间,仅在叶宽和主茎分枝数上,DL多年生显著高于DL一年生植株,推断DL多年生特性可能与叶宽和主茎分枝数正相关。第一年DL多年生植株在株高和叶片数上极显著高于第二年DL多年生植株,在分蘖数上极显著低于第二年DL多年生植株。4、利用64对AFLP引物对一年生植株(3-6、AW9、DL-一年生)与多年生植株(9475、DL多年生)基因组进行AFLP分析,结果表明：(1)64对AFLP引物共扩增出5963条清晰条带。其中,亲本3-6和9475共有带726个,3-6特异带457个,9475特异带317个。在亲本特有带、总条带的遗传率上,DL群体对9475的遗传率均高于3-6,说明雌雄配子结合过程中,更倾向继承9475的遗传物质。DL一年生群体与多年生群体相比,DL一年生在对亲本特有带、总条带的传递率和杂种F1新增条带率上均高于DL多年生,说明DL一年生对亲本遗传物质不仅高度继承,而且也产生较丰富的变异。(2)一年生植株与多年生植株对比,一年生植株特有条带有23条,占一年生植株总条带数的0.64%；多年生植株特有条带有19条,占多年生植株总条带数的0.81%。说明一年生植株与多年生植株主要遗传物质相似,植株出现一年生与多年生性状可能与这42条差异片段的遗传物质相关。