短芒大麦草对盐碱胁迫的耐受特性

分析耐性植物短芒大麦草(Hordeum brevisubulatum)的耐受特性.为模拟松嫩平原苏打盐碱胁迫环境,采用NaCl,NaHCO_(3),Na_(2)CO_(3)3种盐对短芒大麦草进行胁迫处理,并在一定比例的田土与盐碱斑表土复配胁迫下栽培短芒大麦草,结合其生物学特性及相关生理指标进行研究分析.结果表明,短芒大麦草对中度碱性盐具有一定的耐受性,且对中度苏打盐碱胁迫处理的适应性较强.因此,认为短芒大麦草是耐中度苏打盐碱的植物,是在苏打盐碱地的植被恢复与重建中具有一定应用价值的耐性资源.

短芒大麦耐盐碱新品系的生理生化和分子生物学分析

以经60 Co物理诱变种子、EMS诱变和耐盐反复筛选后已稳定 6代的短芒大麦耐盐碱突变体N1、T3 、T4、T5及其亲本野生短芒大麦为材料 ,进行耐盐碱生理生化指标 (脯氨酸、质膜透性 )测定及RAPD分析。发现突变体与野生型相比 ,不仅在生理生化指标上有明显的差异 ,而且在DNA水平上发生了突变。研究结果为耐盐碱突变体的真实性提供了有力的证据 ,表明突变体N1、T3 、T4、T5是耐盐碱短芒大麦新品系。

盐胁迫下短芒大麦cDNA文库的构建

为了克隆与研究盐胁迫相关的基因,以盐胁迫后的短芒大麦叶片为材料,用Trizol一步法提取总RNA,Oligo(dT)纤维素柱纯化mRNA,反转录合成第一链cDNA和第二链cDNA.cDNA纯化后,与λZAP表达载体连接,体外包装后得到盐胁迫下短芒大麦cDNA文库,其重组率达96%,滴度为2×107 pfu/mL,插入片段长度0.5～3.0 kb.

短芒大麦草青贮微生物特性研究及优良乳酸菌筛选

以短芒大麦草为研究对象,利用传统培养法从叶围和青贮发酵体系中分离出乳酸菌、大肠杆菌、好氧细菌、酵母菌和霉菌,并计数;结合细菌形态学、生理生化特征及16S r DNA序列分析鉴定分离出的乳酸菌菌株;通过研究乳酸菌的生长曲线、产酸特性及耐酸性,筛选优质乳酸菌。以期探明短芒大麦草叶围及青贮发酵体系中微生物菌群特性及青贮料中乳酸菌多样性,筛选出具有促发酵效果的乳酸菌菌株,为有益微生物饲料研发奠定基础。试验结果表明,短芒大麦草经青贮发酵后各微生物菌群数量发生不同程度变化,乳酸菌数量由0 cfu/g FM增加到4.00×108cfu/g FM,酵母菌数量由8.50×105cfu/g FM增加到1.02×108cfu/g FM,而好氧细菌、大肠杆菌和霉菌数量变化不明显;从短芒大麦草青贮发酵体系分离得到4株乳酸菌,经鉴定Lx36为Lactobacillus pentosus,Lx37为Lactobacillus brevis,Lx53为Pediococcus pentosaceus,Lx54为Lactobacillus parabuchneri;筛选得到1株益于青贮的乳酸菌株Lx36,约在20 h后进入稳定生长期,OD值达到4.21,且发酵12 h的p H仅为4.08,并可以在p H=3.0环境条件下生长。综上所述,青贮发酵是体系中各种微生物相互作用的过程,微生物菌群的数量及变化直接影响青贮饲料发酵品质。短芒大麦草青贮饲料中乳酸菌种类较丰富,筛选得到的戊糖乳杆菌繁殖速度快、产酸能力强同时表现出了较强的耐酸性,具有潜在的生产应用价值,适宜用作促发酵的青贮添加剂菌种。

短芒大麦耐盐变异体的筛选与鉴定

从短芒大麦的幼穗、幼胚和成熟胚诱导出愈伤组织，建立了胚性悬浮细胞系，再以悬浮培养细胞为材料，结合诱变剂甲基磺酸乙酯处理，在含盐培养基上筛选，得到耐１．２％ＮａＣｌ的耐盐变异体，将耐盐系转入无盐培养基中培养５代，再转入含盐培养基中，仍具有耐盐性。耐盐系的生理生化分析表明，愈伤组织的耐盐极限在１．５％ＮａＣｌ，耐１．２％ＮａＣｌ的愈伤组织的游离脯氨酸含量为对照的６．６８倍，说明脯氨酸参与了植物组织对盐胁迫的调节。相对电导率比对照小２９．９２％，说明耐盐愈伤组织的膜透性比非耐盐愈伤组织小，证实其耐盐力强。耐盐愈伤组织经过分化，获得少量耐盐植株，经耐盐鉴定，耐盐浓度可达４．０４％。

短芒大麦DREB1转录因子的克隆与特性分析

【目的】克隆强抗寒性牧草——短芒大麦DREB1(dehydration responsive element binding protein 1)转录因子,分析其生理生化特性,为理想抗逆工程基因的筛选和利用奠定理论基础。【方法】利用RACE-PCR(Rapidamplification of cDNAends-polymerase chain reaction)技术分离短芒大麦DREB1转录因子全长cDNA序列,North-ern杂交和凝胶滞留试验分析其在逆境条件下的表达情况,及其与DRE(dehydration responsive element)元件的结合活性。【结果】从强抗寒性短芒大麦中成功分离了1个新的DREB1类转录因子HbDREB1,该基因全长899 bp,其蛋白序列中含有1个典型的AP2/EREBP DNA结构域及"PKK/RPAGRxKFxETRHP"和"DSAWR"、"LWSY"3个DREB1特征标签序列;序列比对分析表明,HbDREB1与其他植物的DREB1类转录因子的同源性较高。HbDREB1在转录水平上明显受冷胁迫诱导表达,具有结合DRE-顺式作用元件的功能及作为转录因子必备的核定位特性。【结论】HbDREB1基因参与了非生物胁迫信号转导,具有提高植物抗寒性的潜能。

短芒大麦钙依赖蛋白激酶基因的克隆与功能分析

【目的】克隆强抗寒性牧草短芒大麦钙依赖蛋白激酶(Calcium-dependent protein kinase,CDPK)基因,分析其生理生化特性,为理想抗逆工程基因的筛选和利用奠定基础。【方法】采用RACE-PCR技术,获得短芒大麦CDPK基因全长cDNA序列;采用Northern杂交分析该基因在逆境条件下(低温(4℃)、干旱(200 g/L PEG6000)、盐(300 mmol/L NaCl)、激素(100μmol/L ABA))的表达模式;采用农杆菌介导的方法,对该基因编码蛋白进行亚细胞定位,并对转基因烟草的离子渗漏率和脯氨酸含量进行测定。【结果】获得了短芒大麦CDPK基因的编码序列,将其命名为HbCDPK;HbCDPK编码的蛋白是一个膜定位钙依赖蛋白激酶,该基因在短芒大麦根、幼苗叶片和成熟胚中均有表达;在低温、干旱、盐和ABA胁迫条件下处理不同时间,HbCDPK的表达丰度有差异,其在低温胁迫条件下的表达信号最强;转HbCDPK基因烟草相对离子渗漏率降低,脯氨酸含量升高。【结论】HbCDPK基因参与了低温胁迫信号转导,具有提高植物抗寒性的潜能。

短芒大麦草组织培养体系的建立

以短芒大麦草幼穗为外植体,建立了比较稳定高效的组织培养体系。研究结果表明,在含有3.0-4.0mg/L 2,4-D的MS＋300mg/L CH＋3%蔗糖＋0.7%琼脂（pH5.8）培养基上,短芒大麦草幼穗切段愈伤组织诱导率可达到80.0%以上;经MS＋300mg/LCH＋0.5mg/L 2,4-D＋3%蔗糖＋0.7%琼脂（pH5.8）培养基上继代培养后,其胚性愈伤组织在MS＋300mg/LCH＋0.5mg/L 2,4-D＋0.1mg/L 6-BA＋3%蔗糖＋0.7%琼脂（pH5.8）分化培养基上的分化率为62.9%;短芒大麦草组培苗在1/2MS＋NAA0.1mg/L＋蔗糖1%＋琼脂0.7%（pH5.8）培养基上生根后,移栽成活率可达到98.0%以上。

盐胁迫短芒大麦甜菜碱醛脱氢酶基因片段的克隆与序列分析

以 2 %NaCl诱导 3～ 6天的短芒大麦叶片为材料 ,用TRIzol试剂提取总RNA后 ,反转录合成cDNA ,用PCR扩增得到约 6 0 0bp片段 ,将所得序列与GenBank上已登录的序列进行同源性比较 ,发现它与大麦等作物的BADH基因同源性很高 ,并存在醛脱氢酶的保守十肽区 ,从而证明短芒大麦的耐盐性与小分子渗透物质的积累有关 .

利用荧光mRNA差异显示技术克隆短芒大麦盐胁迫相关基因的ESTs

目的 :获取短芒大麦盐胁迫相关基因的 ESTs。 方法 :应用荧光 m RNA差异显示技术进行筛选 ,并利用反向 North-ern杂交方法对差异片段进行快速鉴定以排除假阳性。结果 :共获得 32个与盐胁迫相关的 c DNA序列 ,并获得 Gen Bank注册号。BL AST同源性分析结果表明 ,1 3个与已知基因序列有同源性 ,1 9个为未知 ESTs。其类型分别为 :诱导表达型 ,2 2个 ;增强表达型 ,7个 ;抑制表达型 ,3个。 结论 :通过荧光 m RNA差异显示技术获得了短芒大麦盐胁迫相关基因的 ESTs。

短芒大麦DREB1基因的克隆与特性分析

在已知短芒大麦DREB1基因3′端序列的前提下,根据其他植物中DREB1转录因子基因序列,首次克隆了短芒大麦全长DREB1基因(899 bp,具有1个编码220个氨基酸的完整阅读框)。序列分析和生物信息学分析表明,该基因具有转录因子的典型特征及AP2/EREBP结构域,并且具有6个丝氨酸、2个苏氨酸、2个酪氨酸磷酸化位点,这可能与翻译后在冷胁迫抗性中发挥作用有关。

短芒大麦DREB2基因的克隆及其转基因烟草的鉴定

以短芒大麦为材料,应用RT-PCR技术扩增获得792 bp的DREB2基因,构建了重组植物表达载体pBI-DREB2。通过农杆菌转化法将其导入烟草,并利用PCR、PCR-Southern和RT-PCR技术对获得的20株卡那霉素阳性转基因烟草进行分子鉴定。结果表明:短芒大麦DREB2基因已整合到烟草基因组中,并能在转录水平上表达。

利用AFLP和SSAP研究短芒大麦突变系种群遗传多样性

利用AFLP和SSAP分子标记,研究了松嫩平原4个以耐盐突变体为主要组成的短芒大麦(Hordeum brevisubulatium(Trin.)Link)种群的遗传多样性和种群遗传结构。由于2种分子标记原理稍有不同,获得分析结果显现出微小差异,但2种方法的结果仍保持了极显著的相关性(r=0.88,P<0.01)。AFLP和SSAP检测结果表明,短芒大麦种群多态位点比率P分别为23.3%和37.7%;Shannon多样性指数分别为0.10和0.14;Nei基因多样性指数分别为0.07和0.09;基因分化系数Gst分别为0.49和0.44。表明,各短芒大麦种群虽以单一突变种为主要组成,但经多年的种植,种群内已具有较高的遗传多样性。AMOVA和聚类分析结果也表明,虽然种群间遗传差异较大,但种群遗传变异仍主要存在于种群内。

栽培大麦×野生大麦(Hordeum brevisubulatum)的杂交研究(Ⅱ)——种间杂种的胚胎学观察

对栽培大麦×野生大麦杂交的胚胎发育情况进行了观察,结果如下:栽培大麦与野生大麦的种间杂交可交配性很差,多数子房均未受精,少数子房中观察到虽然能受精,但极不正常,受精延迟而且不完整,仅发生卵的单受精,并且发育中途停止,在众多制片中末发现有胚乳发育,也未发现胚的进一步分化和成熟。说明栽培大麦与野生大麦杂交存在合子前和合子后面的困难,讨论了这些困难产生的可能原因,并认为引起合子后困难的主要原因可能是因为不能形成胚乳,因此认为通过杂种胚的离体培养可在一定程度上克服合子后发育困难,而能获得杂种植株。

基于Web of Science与CNKI数据库的野大麦文献计量分析

野大麦具有抗逆性强、适应性广、营养价值高等特点,在粮食作物生产、畜牧业发展和环境治理等方面有巨大的潜力。为了解目前国内外对野大麦的研究现状及发展方向,本文基于Web of Science核心合集数据库(WOS)与中国知网数据库(CNKI)数据库利用文献计量学方法,对野大麦近30年的年度发文量、所属机构、国家间合作关系、被引率、关键词及文献来源等方面进行梳理。结果表明:国内外关于野大麦的研究有很多,但因地理文化差异,我国学者对野大麦的研究绝大多数为短芒大麦草(Hordeum brevisubulatum),国外学者则主要研究钝稃野大麦(H.spontaneum)及其变种。近30年来,两个数据库中收录的关于野大麦的文章数量相差不多,均呈稳步上升状态,在2019年达到顶峰。中国、以色列、德国的发文量位于世界前列,以色列、德国、美国的合作贡献最大,其中海法大学(University of Haifa)和内蒙古农业大学的发文量最多。国内外的期刊中《草地学报》和《Theoretical and Applied Genetics》的载文量最多;以“野大麦”、“wild barley”和“barley”为关键词出现的频率较高,“抗性(resistance)”、“胁迫(stress)”和“基因(gene)”等次之,这从一定程度上反映出目前野大麦的研究热点,也为兼顾野大麦的饲用价值、食用价值及生态价值提供了理论支撑。

HbDREB1基因表达载体的构建及其转基因烟草的鉴定

[目的]研究强抗寒性牧草——短芒大麦DREB1(dehydration responsive element binding protein1)基因的功能,为理想抗逆工程基因的筛选和利用奠定理论基础。[方法]利用农杆菌介导法转化烟草叶盘,对转基因烟草进行分子生物学鉴定,并对离子渗漏率、脯氨酸表达量生理生化特性进行测定。[结果]HbDREB1整合入烟草基因组,已在转录水平上表达,转基因烟草在冷胁迫条件下的离子渗漏率明显低于对照组,且其脯氨酸表达量明显增高。[结论]HbDREB1基因具有提高植物抗寒性的潜能。

生理 生化 生态

Z970292 大麦芒的作用初探/黎侠,杨文新(浙江农科院作物所)∥大麦科学.-1996,(2).-14～156种剪芒处理研究表明,芒对大麦籽粒产量的贡献卓越,其贡献大小因品种而异,一般来说,长芒大麦】短芒大麦、多棱大麦】二棱大麦;芒在从大麦抽穗到成熟的各段时期内的贡献大小不一;二棱大麦麦穗一侧的芒对另一侧的籽粒产量不作贡献;剪芒对大麦结实率无显著影响。(表2参4)Z970293 大麦浆片控制开花的机理研究/金银根,王忠…(扬州大学农学院)∥中国农业科学.-1996,29(3).-55～60开颖开花型和闭颖开花型大麦均由表皮、基本组织和脉状维管束3部分组成。

遗传 育种

Z001037 中国近缘野生大麦的 RAPD 分析与进化途径探讨/陈新平,闫玲…(武汉大学生命科学学院)∥植物学报.-2000,42(2).-179～183采用 RAPD 技术对12份中国近缘野生大麦和栽培大麦、1份多年生短芒大麦草进行了分析。63个随机引物中有36个能产生285个稳定的扩增产物,其中219个产物具多态性。将每个扩增产物看作一个独立的性状。