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冰草(Agropyron cristatum (L.) Gaertner)为禾本科(Gramineae)小麦族(Triticeae)冰草属(Agropyron Gaertner)的多年生草本植物,是冰草属的模式种。冰草具有很强的适应性,抗旱、抗寒、抗盐碱,可以用作干旱地区的水土保持和园林绿化植物,也可以用于草原、草甸的建设;它具有丰富的营养,适口性好,家畜喜食,具有很高的饲用价值;同时冰草对小麦的白粉病、锈病和黄矮病等一些主要的病害表现出极强的抗性,是小麦进行遗传改良的重要资源。在地理分布上,冰草是欧亚大陆的广布物种,是冰草属中分布范围最为广泛的一个种,按地理位置以及生态环境形成了中亚、东亚、青藏高原以及欧洲四个典型的天然居群,其生境都存在着巨大的差异,丰富了冰草种质资源的遗传多样性。目前,对于冰草的研究主要在冰草的资源开发和利用上,而从居群的角度对冰草进行细胞遗传学的相关研究报道较少,虽然已有前人从形态、细胞、分子和生理生化等方面对冰草进行了一些研究,积累了一定的资料,但是对冰草的倍性仍缺乏系统、全面的研究,不同地理分布或者不同生态环境下的冰草居群染色体核型变异情况如何仍不清楚,以及各居群间的亲缘关系、进化趋势等缺乏研究。本研究选取了中亚、东亚、青藏高原和欧洲地区的冰草共60份,利用火焰干燥法对冰草根尖细胞进行染色体制片,并通过染色体核型分析、进化趋势分析和聚类分析等结果进行研究,为冰草居群核型变异情况、亲缘关系、起源及演化等方面提供细胞学依据。主要结论如下:1、供试的60份冰草中有8份冰草为二倍体(2n=2x=14),50份冰草为四倍体(2n=4x=28),1份冰草为六倍体(2n=6x=42)和1份冰草为非整倍体(2n=4x+1=29)。由此可以看出,冰草倍性以四倍体为主。从居群上看,8份二倍体冰草有7份来自中亚居群,1份来自东亚居群;1份六倍体冰草来自青藏高原居群;1份非整倍体冰草来自欧洲居群;四倍体则在中亚、东亚、青藏高原和欧洲四个居群中均有分布。2、冰草染色体核型分析结果表明,其染色体核型主要由中部着丝点(m)和近中部着丝点染色体(sm)所组成,且中部着丝点染色体是各个冰草核型的主要组成部分。平均臂比、染色体长度比、臂比大于2的比率和核型不对称系数变化范围分别为1.38-1.61、1.32-1.97、0-0.29和57.74%-61.46%。核型类型有1A和2A两种类型。3、核型进化趋势结果表明,欧洲居群的冰草起源最晚,进化程度最高,中亚居群和青藏高原居群起源相对较早,其中中亚居群起源最早,进化上最为原始,推测中亚是冰草的起源中心。4、聚类分析将60份冰草大致聚为三类,CladeⅠ和Clade Ⅱ均包括来自中亚、东亚和青藏高原居群的冰草;Clade Ⅲ包括来自中亚和全部欧洲居群的冰草。核型三维散点图也将60份冰草分为三类,与聚类分析结果一致。表明中亚、东亚和青藏高原居群的冰草亲缘关系较近,欧洲与中亚居群的冰草亲缘关系较近。5、综合染色体倍性、核型、进化趋势和聚类分析的数据,推测冰草的染色体核型变异可能与其分布生境的不同有关,进化和扩散趋势是从中亚向青藏高原、东亚和欧洲地区扩散,为了克服环境变化带来的不利,冰草通过发生染色体结构和数目的变异来增强对新生境的适应性。