燕麦属(Avena L.)隶属于禾本科,早熟禾亚科,燕麦族,全世界约有29个种,含有6种染色体组成类型(A、C、AB、AC、CC和AACCDD)。燕麦是重要的粮饲兼用作物,具有很高的营养和经济价值。燕麦籽粒中的膳食纤维β-葡聚糖有助于降低胆固醇含量及低密度血脂含量,并对预防和治疗糖尿病及心脑血管疾病有重要功用。低β-葡聚糖含量的品种常用作饲料,而高β-葡聚糖含量的品种可用于保健食品和药物开发。目前燕麦属不同倍性以及不同基因组成物种的β-葡聚糖含量并不清楚,为更好地了解并利用燕麦β-葡聚糖,本研究测定了来自世界各地的112份燕麦种质的β-葡聚糖含量,克隆了编码β-葡聚糖合成的CSLH基因片段,并将获得的基因片段进行系统发育分析,以期为客观认识燕麦属物种的起源和进化并澄清个别种的分类提供一定的参考。主要研究结果如下：1.对来自世界各地的112个居群燕麦材料进行β-葡聚糖含量测定,结果表明不同居群间β-葡聚糖含量差异显著,最低含量仅1.15%,最高含量达到8.37%,所有材料β-葡聚糖含量平均值为4.31%。β-葡聚糖含量超过7%的居群有CN25849、N25859、CN25897,含量低于2%的居群是PI258663和CN21405。本研究中β-葡聚糖平均含量超过5.7%的物种仅有3个,即A. atlantica、A. barbata和A. sterilis,平均含量低于2%的有2个物种,分别是A. sativa和A. ventricosa,其中A.是Avena的简写。不同倍性的燕麦物种中,β-葡聚糖含量的极值物种均存在于二倍体中,其中二倍体As基因组平均含量最高,二倍体Cv基因组平均含量最低。这些物种或居群可用于开发高β-葡聚糖含量产品和选育低β-葡聚糖含量饲用品种。2.所有居群克隆后共得到334条CSLH基因序列,通过比较后选取最具代表性的86条序列进行分析,序列比对结果发现CSLH基因序列在燕麦中具有丰富的变异度。不同物种间、同一物种不同居群间,甚至同一居群不同克隆间的CSLH基因序列均有显著差异。二倍体物种只有1种拷贝类型,几乎所有多倍体物种都不是单拷贝,而是含有2种或2种以上的拷贝类型。分别选择10个高β-葡聚糖含量和低β-葡聚糖含量的居群,将其外显子翻译成氨基酸序列,再进行序列比对和系统进化树的构建,结果表明不同居群间氨基酸残基变幅为350～353,β-葡聚糖高含量和低含量的材料在基因序列和氨基酸序列上都有较明显差异,差异在DNA序列上表现在第435bp处,在氨基酸序列上从第145个氨基酸处开始出现明显差异,氨基酸序列在高含量材料中为"VLLARA",在低含量材料中为"VL-ARP"。我们可以将该与β-葡聚糖含量密切相关的差异片段克隆或开发相关分子标记以进行专用β-葡聚糖含量材料的分子育种。3.为了解二倍体物种的种间关系,将所有二倍体序列进行系统进化分析,结果表明二倍体As基因组物种的不同居群分散在各分支,而其他A基因组二倍体仅单独聚在一个分支,表明二倍体As基因组是A基因组中进化最快的类型,同时也导致A基因组二倍体种间关系判定变得困难。所有C基因组二倍体居群交错的聚在一起,说明它们之间关系都很近。4.为了解燕麦属多倍体物种各基因组的起源和进化,分别将不同的多倍体物种序列和二倍体物种序列合并后进行系统进化分析,结果表明AB基因组四倍体A.agadiriana在系统进化树中总是单独聚为一支,并不与其他三个AB基因组四倍体聚在一起,表明A. agadiriana与其他三个AABB四倍体有差异。不同六倍体物种分别与不同的二倍体A基因组物种聚为小支,如A. sativa与A. hirtula、A. wiestii, A. fatua与A.damascena, A.sativa ssp.nuda与A. strigosa,因此推测这些二倍体物种可能分别是不同六倍体物种的A基因组来源。本研究中未发现某个二倍体C基因组物种与AC基因组四倍体物种或ACD基因组六倍体物种单独聚为一亚支,表明三个C基因组二倍体物种都有可能是多倍体物种中C基因组的供体。将所有86条CSLH基因序列合并聚类后分析并结合前人研究结论发现,一个包含四倍体A. agadiriana、A. insularis、A. murphyi、 A. maroccana和多个六倍体物种的亚支,可能为D基因组的分支,但该假设还需要更多的证据来证实。