Advances in Breeding of Festuca arundinacea Schreb.

In this paper, domestic and foreign advances in breeding situation and conventional breeding methods of Festuca arundinacea Schreb. and the applica- tion of modem biological techniques （ somaclonal variation, somatic cell hybridization, genetic map construction, genetic diversity, gene cloning and expression, ge- netic engineering） in breeding of new varieties of F. arundinacea were summarized, which proposed new ideas for the development of F. arundinacea breeding and provided reference for breeding of new varieties of F. arundinacea.

氧化石墨烯对高羊茅光合固碳特征的影响

为了探究碳纳米材料对草坪植物光合固碳的影响,采用氧化石墨烯(GO)和高羊茅(Festuca arundinacea Schreb)为实验材料,通过向土壤中添加不同质量分数(1%、3%和5%)的GO进行高羊茅培植,分析了固碳相关指标,包括植物生长、光合参数、光合色素含量、糖含量、糖合成酶活性对GO的响应特征.结果表明:1%GO处理对高羊茅的光合固碳特征没有显著影响,而3%和5%处理显著抑制了植物生长,降低了光合参数、光合色素含量、糖含量和糖合成酶活性,且各指标随着GO质量分数的增加而降低.与对照组相比,5%GO处理下高羊茅的地下鲜重、净光合速率、蔗糖含量和蔗糖合成酶活性分别降低了57.9%、35.3%、56.5%和36.1%.由此可知,高浓度GO处理会显著抑制高羊茅的光合作用,阻碍植物生长,降低植物固碳能力.

污泥堆肥对园林植物生长及重金属积累的影响

采用盆栽土培试验的方法,研究了污泥堆肥土地利用对高羊茅（Festuca arundinacea Schreb）和万寿菊（Tageteserecta）生长及重金属积累特性的影响.结果表明,施用污泥堆肥可显著提高土壤中Zn,Cu和Pb重金属的含量.高羊茅和万寿菊在污泥堆肥施用比例分别为0~10%和0~5%时,植物生物量、株高及总氮、总磷的吸收均随污泥堆肥施用比例的增加而增加.2种植物对Zn均表现出比Cu更强的富集能力,其次是Cr,Ni,而对Cd,Pb的富集能力最低.就不同植物对同种重金属吸收而言,高羊茅对Zn,Cu,Cr和Ni的富集能力显著高于万寿菊.综合分析认为,高羊茅和万寿菊在污泥堆肥施用比例分别为10%和5%时,对污泥混配土壤中的重金属尤其是Zn和Cu的去除效果最佳.

根癌农杆菌介导转化获得耐逆性增强的高羊茅转基因植株

为改良草坪型高羊茅(Festuca arundinacea Schreb.)的耐逆性,以成熟种子来源的胚性愈伤组织为受体材料,通过农杆菌介导法将拟南芥(Arabidopsis thaliana)耐逆相关CBF1基因导入4个供试品种的基因组,经GUS染色、PCR检测和Southern杂交分析验证,获得了112株转基因植株,转化频率为0.92%～2.87%,不同品种间存在差异.试验表明,在高盐与高渗胁迫下,转基因植株具有显著生长优势,存活率极显著高于非转化对照植株,经低温、高温、干旱和高盐等逆境胁迫处理后的叶片相对电导率平均较对照植株低25%～30%,证明转基因植株的耐逆性有所增强.考察发现,非胁迫条件下CBF1基因的组成型超表达使转基因植株的生长受到抑制.

抗生素对高羊茅胚性愈伤组织生长与分化的影响

研究了两种常用抗生素对高羊茅胚性愈伤组织生长和分化的影响 ,结果表明 ,头孢霉素明显抑制愈伤组织生长 ,而浓度低于 5 0 0mg L的羧苄青霉素能促进愈伤组织生长 ;两种抗生素对愈伤组织分化均有抑制作用 ,但羧苄青霉素的抑制作用要比头孢霉素小。因此 ,在农杆菌介导高羊茅遗传转化中 ,抑菌剂以选用羧苄青霉素较为合适。

施用污泥堆肥对土壤环境及高羊茅生长的影响

以上海曲阳水质净化厂污泥堆肥为研究对象,采用盆栽和土柱模拟的方法研究了污泥堆肥土地利用对土壤环境和植物生长的影响。结果表明,污泥堆肥和滩涂土混配后可降低土壤pH值,提高土壤养分含量,增加高羊茅生物量,同时也增加了土壤Pb、Cu和Zn3种重金属元素含量,但各混合土壤中重金属含量均远低于土壤环境质量Ⅱ类标准。另外,污泥堆肥混配土壤基本不存在病原菌扩散的风险;土柱淋溶试验表明,污泥堆肥施用比例为10%时,不会导致地下水NO3-N和重金属含量超过地下水Ⅱ类标准。综上,污泥堆肥施用比例只要控制在10%以内,可安全进行土地利用。

农杆菌介导高羊茅遗传转化体系的建立

为建立农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)介导高羊茅(Festuca arundinaceaSchreb.)遗传转化体系,以草坪型高羊茅品种凌志的胚性愈伤组织为受体材料,通过gus基因瞬时表达检测,研究了多种因素对农杆菌介导转化的影响。结果表明,农杆菌介导高羊茅胚性愈伤组织转化的适宜条件为:愈伤组织在含BAP和NAA各0.5mg/L的培养基上预培养3d;菌液浓度OD600值0.7,感染时间15min;农杆菌预培养基和悬浮培养基以及共培养基中添加100μmol/L的乙酰丁香酮;共培养温度23℃,共培养时间3d,共培养基pH值5.2。不同浓度潮霉素筛选效果试验表明,采用低浓度(50mg/L)潮霉素连续筛选,再生获得的转基因植株数最多,因此是最为可取的筛选方式。

高羊茅辐射敏感性和辐照处理对其成熟种子愈伤诱导的影响

无菌培养条件下发芽率、成苗率、苗高和根长的测定结果表明 ,4个高羊茅品种的辐射敏感性差异很大 ,美洲虎 3号和可奇思对辐射比较敏感 ,半致死剂量大约在 1 5 0Gy左右 ,凌志和猎狗 5号的辐射敏感性分别中等和较弱。用低剂量γ射线处理可促进高羊茅成熟种子的愈伤形成 ,而且诱导愈伤中胚性愈伤的比例有一定提高。因此 ,成熟种子辐照处理可作为提高高羊茅组培效率的一种辅助手段。

高羊茅DREB类转录因子基因的分离及鉴定分析

DREB转录因子是植物中特有的与低温、高盐和干旱胁迫相关的反式作用因子。为了分离和鉴定高羊茅(Festuca arundinaceaSchreb.)DREB转录因子基因,我们构建了冷诱导(4℃)的高羊茅cDNA文库,用拟南芥DREB1A基因作探针筛选该文库得到一个DREB类基因FaDREB1。序列分析表明,FaDREB1具有一个651bp的开放阅读框和229bp的3’非编码区,推测的氨基酸序列中含有一个高度保守的EREBP/AP2结构域。酵母单杂交结果表明FaDREB1蛋白能在体外特异结合DRE元件,并具有转录激活功能。Northern杂交结果发现FaDREB1基因受低温的诱导表达,对高盐、干旱和ABA没有反应,说明FaDREB1基因在高羊茅植株对低温的应答反应中起重要作用。

灌溉绿地再生水全盐量对两种草坪草生长影响的研究

城市绿地灌溉是再生水回用的主要途径,但我国目前尚无专门针对再生水绿地灌溉的水质控制标准。取再生水全盐量975～7100mg·L-1,对苗期高羊茅(FestucaarundinaceaSchreb.)和早熟禾(PoapratensisL.)进行水培试验,研究其生物量、光合速率、叶绿素总量、过氧化氢酶活性受再生水全盐量的影响。结果表明,随再生水中全盐量的增加,早熟禾的各项生理指标下降明显,高羊茅的抗逆性有所提高,表现为过氧化氢酶活性有增加的趋势。经数据分析得出再生水灌溉高羊茅、早熟禾,其全盐量应分别低于1900、1400mg·L-1。

高羊茅耐寒突变体的诱发与鉴定

以高羊茅爱瑞3号品种(F estuca arund inacea Schred.cv.A ireaⅢ)为材料,以60Co-r射线照射种子和分化苗。结果表明,在辐射当代选出耐寒突变体ARF 001-12、ARG 001-17和ARG 001-16,经电解质外渗率、自然低温条件下束缚水和叶绿素含量测定,其耐寒性明显优于对照,叶根比小于对照,单株生物量低于对照,可作为新的耐寒种质利用;M0、M1代RAPD分析结果表明,其DNA已发生变异。

施磷对越冬期高羊茅生长、养分吸收及抗寒性的影响

为给华中地区冷季型草坪草养分护理提供依据,在武汉布置试验研究磷肥对冷季型草坪草高羊茅（Festuca arundinaces Schreb.）越冬期生长、养分吸收和抗寒性的影响。结果表明：在氮钾肥基础上增施磷肥（P2O5 5～25 g/m^2）显著促进草坪草生长和品质改善,与对照相比,各施磷处理越冬期分蘖数、株高、叶面积、地上部生物量、叶片叶绿素含量（SPAD）均有显著地提高;显著提高草坪草地上部氮、磷、钾含量,促进养分吸收;叶片脯氨酸（Pro）和丙二醛（MDA）含量随磷肥施用而显著下降,明显降低低温对高羊茅的伤害程度;磷肥的适宜用量范围为10～15 g/m^2,过低或过高用量磷肥均会对草坪草生长、质量及抗寒性产生不良影响。

4种禾本科牧草种子的抗旱性评价

通过对20%PEG处理种子96 h后的胚芽伸长速度、种子吸水速率、种子萌发胁迫指数等3项抗旱性指标的测定,并采用抗旱性综合评价法,评价了狗牙根(1号)、波特鸭茅(2号)、德梅特苇状羊茅(3号)、黑籽雀稗(4号)4种禾本科牧草种子的抗旱性能。用20%PEG处理种子96 h后的胚芽伸长速度评价4种牧草种子的抗旱性,其抗旱性由强至弱的顺序为:3号>2号=4号>1号;用种子吸水速率评价4种牧草种子的抗旱性,抗旱性由强至弱的顺序为:2号>4号>3号>1号;用种子萌发胁迫指数评价4种牧草种子的抗旱性,抗旱性由强至弱的顺序为:3号>1号>4号=2号;用综合评价方法评价4种牧草种子的抗旱性,抗旱性由强至弱的顺序为:3号>2号>4号>1号。

高羊茅CBF转录激活因子基因片段的克隆

根据拟南芥CBF基因序列的保守区设计 1对特异引物 ,采用PCR方法从高羊茅基因组中扩增出 1个DNA片段并克隆到pUCm T载体中。经序列测定和分析 ,该片段长 60 8bp ,与 3个拟南芥CBF基因的核苷酸及其推导氨基酸序列分别具有 81～ 84%和 75～ 79%的同源性 ,而且推导氨基酸序列中包含有同源性更高的AP2DNA结合域以及CBF蛋白的两段特征序列PKK RPAGRxKFxETRHP和DSAWR。这些结果表明 。

农杆菌介导的高羊茅高效遗传转化和转基因植株再生(英文)

用带有质粒pDBA121(含hpt基因和bar基因)的农杆菌EHA 105转化高羊茅(Festucaarundinacea Schreb.)胚性悬浮细胞,建立了可重复的、高效的农杆菌介导的高羊茅遗传转化系统.商业用的除草剂Basta直接用于转化细胞的筛选.基因型、受体材料的类型、培养基成分和筛选剂影响农杆菌介导的转化频率.悬浮细胞的农杆菌转化效率为每克悬浮细胞再生2.85～10.9株转基因植株,大大高于基因枪法的高羊茅转化效率(2～5株).经PCR分析和Southern杂交检测表明,bar基因已整合进入高羊茅基因组,转基因植株Basta喷洒试验表明bar基因已成功地实现高水平的表达.此转化系统的建立为高效地将外源有用基因导入高羊茅并高效稳定地表达奠定了基础.

樟树叶水浸提液对高羊茅种子萌发和幼苗生长的化感作用

试验探讨了不同浓度的樟树[Cinnamomum camphora(L.)Presl]叶水浸提液对草坪植物高羊茅(Festuca arundinacea Schreb.)种子萌发和幼苗生长的化感作用。结果表明,樟树叶水浸提液对受体植物种子的萌发及幼苗生长均有明显的化感抑制作用,且随着水浸提液浓度的升高,抑制效应增强。当水浸提液浓度达到150 mg/mL时,高羊茅种子的发芽率、发芽指数和单株幼苗的苗长、苗鲜重、根长、根鲜重均与去离子水处理的对照差异极显著(P<0.01)。其中对高羊茅种子发芽指数的化感抑制效应高于对发芽率的化感抑制效应;对幼苗生长指标的化感抑制作用强度高低排序依次为根长、苗长、根鲜重、苗鲜重;显示出樟树叶片中含有较强活性和具稳定性的化感物质。

NaCl与Na_2CO_3对高羊茅种子萌发及幼苗生长胁迫效应比较

分别用NaCl(50、100、200、300 mmol/L)和Na2CO3(5、10、15、25 mmol/L)对高羊茅(Festuca arundinacea Schreb)种子和幼苗进行胁迫处理,测定高羊茅种子发芽势、发芽率、幼苗根长、苗高、鲜重、叶绿素含量、根系脱氢酶活性、质膜透性和丙二醛含量等指标。结果表明:与对照相比,随着NaCl浓度的增加,高羊茅的发芽势、发芽率、幼苗根长呈下降趋势,叶质膜透性和根丙二醛含量呈上升趋势,苗高、鲜重、叶绿素含量和根系脱氢酶活性呈先上升后下降趋势,根质膜透性和叶丙二醛含量则呈先略下降后上升趋势;随着Na2CO3浓度的增加,其种子发芽势、发芽率、幼苗根长、苗高、鲜重、叶绿素含量均呈下降趋势,根和叶质膜透性和丙二醛含量均呈上升趋势,根系脱氢酶活性则呈先上升后下降趋势。综合分析表明,高羊茅对NaCl和Na2CO3的耐受浓度阈值分别为246.9 mmol/L和20.4 mmol/L,因此,高羊茅的耐盐性强于其耐碱性。

修剪高度对中华结缕草和高羊茅蒸散量的影响

采用蒸渗仪法,在田间实验充分供水条件下,研究修剪高度(4、6、8 cm和不修剪(对照))对高羊茅(Festuca arundinacea)和中华结缕草(Zoysia sinica)耗水量的影响及草种间的差异,根据水量平衡原理计算其耗水量。结果表明:供试草种的耗水量均随着修剪高度的增加而增加,草种间存在差异;其中修剪4 cm者较对照区耗水量减少23%;所得参数可为草坪节水和管理提供参考依据。

铜胁迫下7个高羊茅品种耐性和铜积累能力的比较

用Cu2+(CuSO4)浓度0(CK)、10、40、160mg/L分别处理7个高羊茅品种植株,测定供试品种鲜重、干重、叶绿素含量、根系脱氢酶活性、质膜透性、Cu2+含量等指标,比较7个品种耐铜性和铜积累量。与对照相比,在不同浓度Cu2+胁迫下,有的品种鲜重、干重、叶绿素含量和根系脱氢酶活性呈先上升后下降趋势,有的品种呈下降趋势;而7个高羊茅品种质膜透性均呈上升趋势。对单株干重、叶绿素含量、根系脱氢酶活性、质膜透性4项指标进行综合评价结果表明:在Cu2+10mg/L胁迫下,7个品种耐铜性由强到弱的顺序为缤狗>爱瑞3号>翠碧A>热浪>宇宙星>里园2号>家园;在Cu2+40mg/L胁迫下,耐铜性的顺序为缤狗>爱瑞3号>热浪>宇宙星>里园2号>翠碧A>家园;在Cu2+160mg/L胁迫下,耐铜性的顺序为里园2号>缤狗>宇宙星>爱瑞3号>家园>翠碧A>热浪。随着Cu2+浓度的增加,各品种叶和根Cu2+含量、根Cu2+积累量、热浪和里园2号叶Cu2+积累量均呈上升趋势。在Cu2+10、40mg/L的污染较轻环境中,缤狗耐受性最强,但叶Cu2+积累能力均弱于热浪和翠碧A,故选用热浪和翠碧A修复较好;而对Cu2+160mg/L污染较严重环境中,则宜选用耐受性和叶Cu2+积能力量均较强的里园2号、缤狗、宇宙星、爱瑞3号。因此,在治理Cu2+污染环境时,要根据环境污染程度、品种耐铜性和叶积累Cu2+能力,合理选用高羊茅品种。

内生真菌感染对宿主植物高羊茅锌耐受性的影响

以感染内生真菌(Neotyphodium coenophialum)和未感染内生真菌的高羊茅(Festuca arundinacea Schreb.)为实验材料,在营养液中加入ZnSO4进行锌胁迫实验,分析内生真菌对宿主植物锌耐受性的影响。与未感染内生真菌的植株相比,内生真菌感染对高羊茅的总生物量没有显著增益作用,但增加了分蘖数和叶片延伸生长累积值。内生真菌感染降低了高羊茅中Zn2+的总含量,改变了锌在高羊茅中的分配,增加叶鞘中锌的含量,减少叶片中锌的含量。在高锌浓度下,内生真菌感染对净光合速率的变化没有影响,但是显著提高了其宿主的PSⅡ光化学效率(Fv/Fm)。总体来看,内生真菌感染改善宿主高羊茅的锌耐受性。