專 題 討 論

作者 : S. R. Larson, B. L. Waldron, S. B. Monsen, L. St. John, A. J. Palazzo, C. L. McCracken, and R. D. Harrison

出處 : Crop Science 41:1300-1305 (2001)

指導教授 : 王裕文老師

報告學生 : 蔡依真

題目 : AFLP Variation in Agamospermous and

Dioecious Bluegrasses of Western North

America

Bluegrass Bluegrass 是一種多年生的溫帶型草種。在西北美是很常見的牧草。它們對牧草的生產，土壤的安定以及草坪都很重要。

不同種類的 bluegrass 展現了不同的生態學以及在繁殖方面的歧異性。

Poa secunda & Poa fendleriana

Poa secunda Poa secunda complex

big bluegrass ( P.ampla Merr.)

canby bluegrass ( P.canbyi Scribn.)

sandberg bluegrass ( P.sandbergii Vasey.)

外型特徵 : 以缺乏明顯的龍骨瓣來與其他屬草種區別。 以穗形，小穗軸節間長度與同屬的草種區別。

Poa secunda Regenerated by tillering and by seed .

Plants are pollinated by wind or are self-fertile. Poa secunda can also produce viable seed without pollination . (facultative apomixis)

Apomixis obligate apomixis　 　 100 　％ 無融合生殖 facultative apomixis 1 ％ ~ 99 ％ 無融合生殖

Poa fendleriana外型與 Poa secunda 相似，其特性是雌雄異株 (dioecious) 。植株大多是雌蕊，偶爾才有雄蕊或是完全花的情形。

Grasses are regenerated by tillering and by seed. Both sexual and apomictic populations reproduced from seed.

前言 在美西公共牧場，嚴重火災後的重建中發現 : 經費，種子成本，以及能否買到種子都是限制天然物種災後重建的因子。

商業的種子公司可以有效的生產足夠的高品質原生草種種子。

生態學者擔憂這種利用栽培種來重建天然草種會發生一些問題。

生態學者的掛慮利用栽培種的草來重建天然族群的時候，栽培種可能因為缺乏遺傳歧異度，無法去適應多變的天然環境。

又可能因為種植大量的栽培種草基因型，使原來殘餘的天然族群遺傳結構被破壞。

減少或消除天然族群遺傳歧異度

實驗目的利用 AFLP 來分析 Poa secunda 與

Poa fendleriana 族群。

利用 AFLP 分析來觀察 Poa secunda 的天然族群與栽培品種。

材 料Species Form Population Origin

P. Secunda Sandberg bluegrass MHMountain Home, Elmore Co., ID

P. Secunda Sandberg bluegrass YTCYakima Army Training Center, WA

P. Secunda Canby bluegrass cv. CanbarBlue Mountains, Columbia Co., WA

P. Secunda Big bluegrass cv. ShermanMoro, Sherman Co., OR

P. Fendleriana CalienteCaliente, Lincoln Co., NV

實驗步驟 AFLP 步驟：

用 7 對 EcoRI ＋ 3 、MseI ＋ 3引子對進行選擇性 PCR 增殖

實驗步驟與分析以細胞分析儀比較族群內與族群間單株的核內 DNA 含量。

Shannon –Weaver 歧異度指數 Hw = –Σπi ( 1nπi )

HB = –ΣPI ( 1nPI )

GS = ( HB - HAVW ) / HB

此為考慮全部族群基因型頻度的歧異度

HAVW= 1/n Hw

相似度分析利用 Jaccard’s similarity coefficient :

利用 NT-SYS　以 UPGMA　進行分群分析 ( cluster　analysis　)，並繪出樹狀分枝圖。

J = M / ( M+N )

結果與討論

Poa secunda 染色體數 2n=63　和 2n=84　

Poa fendleriana 染色體數 2n=28+1　和 2n=56

Poa secunda 染色體數 2n=63　和 2n=84

Poa fendleriana 染色體數 2n=28+1　和 2n=56

相對 DNA 含量 :

Poa fendleriana 植株的 DNA含量比 Poa secunda 植株大

染色體數目 :

不同物種染色體有不同的大小

大的 Poa fendleriana 染色體比 Poa secunda 染色體含有更多的重複 DNA

Poa secunda 物種內

由表二當中我們可以看出 Sherman 平均的 AFLP 片段數目是高出 Sandberg bluegrass 許多。

但是相對的 DNA 含量卻是 Sherman (2n=63)低 於 Canbar(2n=84) 以及 Sandberg bluegrass 。

AFLP片段數目與染色體數之間的相反關係：

這些多倍體的 bluegrasses是由少許不同的 genome所組合的。

Poa secunda

Poa fendleriana

天然的 bluegrass　族群以 AFLP　分析得到的相似度以及樹狀分析圖中的型態，與觀察異交的小麥草族群和多年生黑麥草族群所得到的結果非常相似。

在多年生黑麥草等的異交草種內的族群差異是相當低的，而在自交草種內的族群差異卻是非常的明顯。

此次參予試驗的兩個天然 Sandberg　bluegrass族群，其採集的距離有 600公里之遠。

經由計算，在這兩個天然 Sandberg　bluegrass族群間的差異相當之低（ Gs　=　0.14　)。

反映出兩族群間有高度的 gene　flow。所以異交可能是 Poa secunda 主要的生殖模式，但是其基因型可能偶爾會因為 facultative　apomixis而固定。

總結知道 Poa secunda 的主要生殖模式可以提供保存草種時的思考方向。

因此， DNA 分析的方法進步，將有效的促進天然草種的利用與保存。像是利用在大規模的復育原生草種。

報告結束謝謝大家