结缕草属种质资源EST-SSR遗传多样性分析

本研究以43份不同来源的结缕草属种质为材料,利用表达序列标签-简单重复序列(Expressed Sequence Tag-Simple sequence repeat,EST-SSR)引物对其进行遗传多样性分析。结果表明:从125对EST-SSR引物中筛选出30对能稳定扩增、条带清晰的引物;共检测到124个标记,平均每对引物检测到4个,多态性标记有108个,多态性位点百分率为88.60%;种质间遗传相似性系数为0.530~0.864,平均为0.711;共检测到104个观察等位基因,平均每对引物检测到3个;有效等位基因数范围为0~5,平均为3;Shannon信息指数变化范围为0~1.593,平均为0.940。Nei’s基因多样性指数范围为0~0.793,平均为0.541;在遗传相似性系数为0.800时,利用非加权组平均法(Unweighted pair-group method with arithmetic means,UPGMA)法将43份种质划分为4个类群,聚类结果与种质地理位置有一定的关联,但联系不紧密。本研究结果表明43份种质的遗传多样性处于上等水平,EST-SSR标记能有效地评价结缕草属种质的遗传差异,为结缕草属种质资源的鉴定评价及分子标记辅助育种提供参考依据。

‘桂南’狗牙根的选育

中国野生狗牙根(Cynodon dactylon)种质资源非常丰富,但育成品种较少。为选育更多优良狗牙根新品种以供草坪建植应用,中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所自2000年起开展了狗牙根新品种的选育研究,从国内外收集的狗牙根种质资源中筛选出坪用性状优良的种质,经过连续多次单株选择和扩繁、坪用价值系统评价、品种比较试验、区域试验及生产性试验,选育出坪用性状优良的狗牙根新品种‘桂南’狗牙根,于2020年审定通过。‘桂南’狗牙根具有质地细腻、草坪密度大、均一性好、绿色期长、成坪速度快等特点。适于在我国长江中下游及以南地区作为景观绿化和水土保持草坪建植。本研究对‘桂南’狗牙根的选育过程、品种特征特性、栽培技术要点等进行总结,为‘桂南’狗牙根新品种的推广利用提供科学依据。

植物拒盐机制的研究进展

旨在为探索植物拒盐的内在机制、拒盐植物筛选及拒盐作物育种提供新思路。综述了植物如何通过组织结构适应、信号通路和转运蛋白基因调控等拒盐途径应对盐胁迫,阐明了内皮层凯氏带、根系内外皮层木栓化、中柱鞘和木质部薄壁细胞等在植物拒盐过程中的关键作用,明确组织结构在植物拒盐中存在物种差异性。SOS通路、NHX、HAK和HKT等转运蛋白在植物拒盐过程中起重要的调控作用,SOS通路、NHX、HAK普遍存在于根系各类细胞中,主要负责Na+排除、转运及液泡储存,HKT基因主要在木质部薄壁组织中表达,推测其在木质部薄壁细胞盐分区隔化中起作用。

475份狗牙根种质资源形态多样性的研究

对475份狗牙根种源的17个植物学特征进行研究。采用多种分析方法研究其形态多样性,为优良品种选育提供理论依据及参考。结果表明,1)不同种源形态性状具有广泛的变异性。狗牙根在高度(草层高度)、营养器官长度(叶片长度和节间长度)等方面变异较大;其次为生殖器官长(花序长);狗牙根在质地(叶宽)、节间直径及小穗数方面的变异较小;在穗枝数方面的变异幅度最小。2)不同种源形态性状间存在显著或极显著的相关性。狗牙根愈高,其叶片越宽大,匍匐枝越发达,花序愈长,穗枝数及小穗数愈多,叶毛也越多。3)欧氏距离21.50处可将475份狗牙根分为两大类群,即高大型和低矮型。

华南地区野生狗牙根植物学形态特征变异研究

对96份华南地区野生狗牙根种源的11个植物学特征进行研究。结果表明,1)狗牙根的植物形态学特征存在广泛变异,其变异系数排序为:叶毛(129.78%)>草层高度(38.18%)>叶长(37.61%)>密度(32.41%)>节间长(21.80%)>花序长(18.44%)>小穗数(15.08%)>节间直径(14.49%)>叶宽(14.05%)>穗枝数(9.45%)>叶色(7.64%)。2)狗牙根植物形态学特征间存在明显相关性,营养器官表现为叶片宽大,茎杆粗壮高大,叶色浅且多毛的狗牙根,花序长、穗枝数及小穗数多;反之,草层低矮的狗牙根,质地(叶宽)好,密度大,叶色深。3)随着纬度的增加,华南地区狗牙根种源的叶色变深,节间变粗,而穗枝数及小穗数明显变少,随着经度的增加,节间明显变粗,草层变高,花序变长,而小穗数变少。4)聚类分析可将华南地区狗牙根分为3个形态类型。

热带牧草种质资源收集、保存与创新利用研究进展

我国拥有丰富的牧草种质资源,但我国牧草种质资源的研究水平还比较低.通过对热带牧草种质资源收集、保存与创新利用进行了系统的概括和归纳,简要评述了我国牧草种质资源研究中存在的问题并展望其应用前景。以期为促进我国热带牧草种质资源的收集和利用提供参考。

暖季型草坪草狗牙根对酸铝胁迫的生理响应

本研究将前期研究筛选出的5份耐铝及5份铝敏感狗牙根[Cynodon dactylon(Linn.)Pers.]种植于酸铝土壤上,通过测定叶绿素、电导率、丙二醛、过氧化物酶、超氧化物歧化酶、游离脯氨酸、可溶性总糖含量等7个生理指标,研究其对酸铝胁迫的生理响应情况,结果表明:酸铝胁迫引起狗牙根叶绿素和可溶性糖含量降低,铝敏感种质降低幅度较大;电导率、丙二醛、过氧化物酶、超氧化物歧化酶及脯氨酸含量增加,耐铝种质增加幅度较大,说明狗牙根可以通过增加抗氧化酶的活性来降低所受酸铝胁迫的危害。

狗牙根种质资源研究与改良进展

狗牙根(Cynodon dactylon(L.) Pers)既是应用最广泛的暖季型草坪草,也是优质牧草。我国拥有丰富的狗牙根种质资源,分布遍及黄河流域以南的广大地区,但我国的狗牙根种质资源评价与改良工作水平还很低。通过对狗牙根种质资源的分布、生物学特征、抗逆性、遗传多样性及育种等方面的研究进展进行系统概括和归纳,简要评述了狗牙根种质资源研究中存在的问题并展望其应用前景,以期为狗牙根种质资源的开发利用提供基础资料。

铝胁迫对狗牙根种质资源营养元素吸收的影响

铝胁迫处理下营养元素的吸收、运输和分布是铝毒害的基础。采用水培法研究狗牙根种质资源在铝胁迫处理下对铝的吸收和运输,以及铝胁迫对氮、磷、钾、钙等元素的吸收和运输的影响。结果表明:铝胁迫处理显著增加了狗牙根植株体内的铝含量,且铝主要集中在根系;铝胁迫处理抑制了狗牙根对N、P、K、Ca的吸收,地上部分N、P、K、Ca的含量平均减少了25.00%、33.67%、29.29%、25.82%,根系N、P、K、Ca的含量平均减少了28.69%、14.58%、26.28%、27.07%。这说明铝胁迫后,P、K主要分布在根系,向地上部分的运输减少;铝胁迫后可以转运更多的Ca到地上部。

41份结缕草属种质资源耐盐性评价

本研究旨在筛选耐盐种质,为培育适宜中国盐碱土种植的结缕草新品种提供优良亲本。采用土培法对来自华东地区的41份结缕草属(Zoysia)种质的耐盐性差异进行评价。处理60 d后发现20 g/L的NaCl胁迫下结缕草种源间的生长存在显著差异,其中相对根系干重、相对地上部干重、相对全株干重的变异系数分别为44.86%、31.09%和31.51%。采用隶属函数值的综合评价方法对供试材料的耐盐性划分为5个等级,处于1~3级的(耐盐型)共14个;处于第4级的(中间型)共13个;处于第5级的(敏盐型)共14个。其中,沟叶结缕草最耐盐,中华结缕草处于中间型。筛选出最耐盐的5份种质是依次是Z36、Z35、Z09、Z22和Z05,最敏盐的5份种质依次是Z03、Z31、Z13、Z29和Z43。

反义CCoAOMT基因调控烟草木质素的生物合成

[目的]研究木质素的生物合成及调控,降低木质素的含量或改变其组分。[方法]用农杆菌介导法将苎麻反义CCoAOMT基因导入烟草,采用PCR及Southern印迹对获得的转基因植株进行分子检测,并测定移栽3个月转基因植株Klason木质素及纤维素含量。[结果]转基因烟草与野生型对照相比木质素平均含量降低了16.8%,纤维素平均含量升高了15.2%,并且植株生长正常。[结论]抑制植物CCoAOMT表达是反向调控转基因植物木质素生物合成的有效途径。

狗牙根SRAP-PCR反应体系的优化

本研究以狗牙根幼叶为为试材,采用单因子试验和正交设计试验2种方法,对SRAP-PCR反应体系进行优化试验,结果表明狗牙根25μLSRAP-PCR最佳反应体系为:1.5mmol/LMg2+、0.25mmol/LdNTP、0.4μmol/L引物、1.5UTaq酶和80ng模板DNA,最佳退火温度为50.6℃。运用该体系对30份狗牙根种质进行验证,电泳结果显示扩增条带清晰、多态性高,证明该体系稳定可靠,这一优化体系的建立为今后利用SRAP标记技术对狗牙根进行分子生物学研究提供了帮助。

基因工程在牧草育种中的应用进展

目前,国外在利用基因工程技术进行牧草育种研究方面已经取得重大进展,而国内利用该技术进行相关领域的研究还相对滞后。本文从品质改良、抗病虫害、抗逆性、抗除草剂等方面综述了近年来国内外牧草基因工程育种的研究进展,简要评述了牧草基因工程育种研究中存在的问题并展望了其应用前景。

苎麻COMT基因的克隆及序列分析

利用RT-PCR法结合cDNA末端快速扩增(RACE)法从苎麻中克隆了与木质素合成相关的COMT基因的全长cDNA序列。所获得的COMT基因全长1318bp,包含一个开放阅读框1098bp,编码365个氨基酸。序列相似性检索结果表明,苎麻COMT全长cDNA与杨树COMT基因的序列同源性达82%,其编码的氨基酸序列与杏的COMT氨基酸序列同源性最高,达93%。同时还检索到该氨基酸序列包含一个O-甲基转移酶的保守结构。

结缕草属植物种质资源遗传变异研究

利用SRAP标记技术研究45份结缕草属植物的遗传变异情况。从100对引物中筛选出13对扩增带型清晰、多态性较好的引物对其进行扩增,共扩增出113条条带,平均每对引物扩增出8.69条条带,多态性条带数为96条,多态性条带所占比例为84.16%,遗传相似性范围为0.54~0.96,平均为0.75。基于UPMAG(unweighted pair-group method with arithmetic means)法,在遗传相似性系数为0.74时,可将45份结缕草属种质分为4个类群,生态地理条件相似的种质优先聚在一起。本研究结果说明结缕草属植物种质间遗传变异比较广泛,为结缕草属植物种质资源的开发利用及新品种选育奠定了良好基础。

11个坪用狗牙根品种比较试验

2011~2014年对11个狗牙根品种(系)进行品种比较试验,连续3年对其密度、均一性、颜色、质地、绿色期、抗旱性、耐热性、抗寒性、抗病性、抗虫性、杂草危害程度、成坪速度、草坪质量综合评分,结果表明:品种V-1质量综合评分最高,为7.6,明显高于对照品种Tifway(6.8)、Tifgreen(7.0)和南京狗牙根(7.0)。品种V-1在均一性、绿色期、抗旱性、抗寒性、抗病性、杂草危害程度及成坪速度等方面均明显优于对照品种Tifway、Tifgreen和南京狗牙根,颜色、耐热性、抗虫性与对照品种Tifway、Tifgreen和南京狗牙根表现相当;密度高于Tifway,略低于Tifgreen和南京狗牙根;质地略低于Tifway、Tifgreen和南京狗牙根。

狗牙根种质资源营养价值评价

测定了91份狗牙根种质营养期干物质、粗蛋白、粗脂肪、粗纤维、粗灰分、无氮浸出物、钙和磷含量等8个营养成分指标,并以粗蛋白、粗脂肪、粗纤维和无氮浸出物作为判断指标,应用层次分析法对其营养价值进行评价,可将91份种质分为高营养型、低营养型和普通营养型3类。旨在为狗牙根作为饲草的应用价值提供理论依据。

海南弯穗狗牙根种质资源形态多样性研究

为选育优良品种并对选育工作提供理论依据及参考,观测了采自海南不同地区的19份弯穗狗牙根(Cynodon arcuatus J. S. Presl ex Presl)种质的19个形态指标,并运用多种分析方法研究其形态多样性。结果表明:不同种源形态性状具有广泛的变异性。其中,叶毛、草层高度、花药颜色、直立枝和匍匐枝的叶长变异最大,其次为小穗数、花序长、草层密度、直立枝及匍匐枝叶宽、节间长、节间直径和穗枝数;而在茎色、叶色、小穗颜色和柱头颜色方面的变异幅度最小;不同种源形态性状间存在着显著或极显著的相关性。狗牙根种源草层越高大,其叶片越长,草层越密,匍匐枝越粗;在欧氏距离8.24处可将19份种质分为3类,即细叶型、普通型和宽叶型。

狗牙根ISSR-PCR反应体系的优化

利用正交设计试验,对影响ISSR-PCR的Mg2+、dNTPs、引物、TaqDNA聚合酶和模板DNA5个因素进行优化试验。结果表明:25μLISSR-PCR反应体系中各因素的最佳条件为Mg2+2.5mmol/L、dNTPs0.25mmol/L、引物0.2μmol/L、TaqDNA聚合酶1.0U,模板DNA40ng。通过对狗牙根ISSR-PCR最佳反应体系进行梯度退火试验,得到引物UBC881的最佳退火温度为50.5℃。该体系在24个狗牙根种质中获得较好的扩增结果,该优化体系为今后利用ISSR技术进行狗牙根属种质资源的遗传多样性分析奠定了技术基础。

耐铝性不同的狗牙根在酸性土壤上的生长差异

本研究将前期研究筛选出的5份耐铝及5份铝敏感狗牙根[Cynodon dactylon(L)Pers.]种植于酸性土壤上,通过测定叶色、株高、分枝数及坪用质量等指标,研究其在酸性土壤上的生长差异。结果表明:在酸性土壤上生长28 d后,除相对株高外,耐铝种质和铝敏感种质均存在显著或极显著差异,耐铝种质生长受抑制程度较小,而敏铝种质受抑制程度较大;耐铝种质在酸性土壤上可以保持较高的生长速率。本研究结果将为后续开展狗牙根的耐铝机理研究及耐铝品种的培育提供可靠的材料。