镉胁迫对二穗短柄草幼苗叶片中无机离子稳态的影响

为探讨镉胁迫下二穗短柄草(Brachypodium distachyon)叶片对各无机离子的吸收及离子间的平衡机制,测定0~300μmol·L-1 CdSO4溶液胁迫下二穗短柄草叶片中主要无机离子含量的变化。结果表明,随着镉胁迫程度的加剧,二穗短柄草叶片中出现"吸钠排钾"现象,即Na+和K+含量分别增加和下降;Ca2+、S2-、Cd2+含量逐渐增加,而Mg2+、Si 4+含量逐渐降低。叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a+b含量在低浓度镉胁迫时虽有升高趋势,但随着处理浓度的逐渐增加而缓慢降低,叶片含水量也随之逐渐下降。说明二穗短柄草幼苗叶片无机离子吸收和平衡、光合色素合成、含水量均不同程度受到镉胁迫的影响,但植株能通过体内不同无机离子含量的变化来缓解镉胁迫危害,从而提高对其的耐受能力。     

农杆菌介导短柄草遗传转化体系的建立

为了探索短柄草的遗传转化体系,以二倍体短柄草ABR 6为受体材料,通过对诱导培养基类型、潮霉素筛选浓度和根癌农杆菌侵染浓度等参数的优化,建立了农杆菌介导短柄草遗传转化体系。结果表明,来源于未成熟胚的胚性愈伤组织在LS培养基上诱导率最高,达76.27%,最佳Hpt筛选浓度为40 mg·L^-1,最佳农杆菌侵染浓度为OD₆₀₀=0.6,在此条件下ABR 6的转化效率可达5%;通过PCR检测12株抗性植株,发现7株能扩增出Hpt基因（845 bp）条带;通过荧光显微镜观察转基因植株叶片,发现绿色荧光蛋白的表达,进一步证实了转基因植株的可靠性。     

稻瘟病菌对新型模式植物二穗短柄草的致病性研究

 建立了稻瘟病菌对二穗短柄草的接种体系,观察了稻瘟病菌在二穗短柄草上的发病过程和特点,并与在水稻和大麦上的发病情况进行了比较。在人为接种稻瘟病菌的条件下,二穗短柄草的叶片、叶鞘、茎秆、穗部均可获病。利用稻瘟病菌孢子悬浮液对二穗短柄草进行苗期活体或离体接种,都能引发典型病斑。与大麦相比,二穗短柄草叶片上病斑的出现时间及发展速度更接近水稻。同时,二穗短柄草叶片上的接种和发病条件比水稻更易控制,病斑更具一致性。另外,稻瘟病菌致病突变体在二穗短柄草叶片上致病性变化（降低或丧失）趋势与在水稻上的情况一致。显微观察及组织化学染色表明,稻瘟病菌在二穗短柄草叶片上可有效形成附着胞,侵入叶片表皮细胞,形成典型的侵染菌丝,其过程与水稻近似。因此,二穗短柄草可以作为稻瘟病菌与寄主互作的研究材料,并有望为杂草上梨孢菌的研究提供可能的模式植物以及为农作物的抗病育种提供参考。     

切割种子对二穗短柄草种子休眠及萌发的影响

为打破二穗短柄草种子的休眠,对二穗短柄草种子进行了6种类型的处理:(1)不切割;(2)切掉胚乳1/4;(3)切掉胚乳1/2;(4)在背对胚的一面划一不伤及胚的裂缝;5)切掉胚乳3/4;6)全部切掉胚乳,只剩下胚,以探索各处理对种子休眠的影响。切割种子是打破二穗短柄草种子休眠的有效方法。方差分析显示,不同切割处理对打破种子休眠有着显著的差异,其萌发率的高低顺序为(6)(5)(4)(3)(2)(1)。种子休眠被打破的难易,与种子切割点到胚的相对距离以及切割后剩下部分的百分比皆成负相关关系。分析表明,在自然条件下部分地损伤种子的胚乳,可以增加种子萌发的几率。作为模式植物,二穗短柄草的休眠特性对进一步研究植物种子的休眠机理很有意义。     

二穗短柄草幼胚愈伤组织诱导及高频再生体系的建立

为了建立二穗短柄草高效再生体系,以二倍体二穗短柄草ABR4、ABR6和六倍体二穗短柄草ABR100、ABR101、ABR102的幼胚为外植体,研究了糖类、染色体组倍性和激素对愈伤组织诱导、分化及生根的影响。结果表明,二穗短柄草的高效再生体系的建立,其愈伤组织诱导培养基：LS+2,4D 2.5 mg·L^-1+麦芽糖30 g·L^-1+琼脂6.5 g·L^-1;愈伤组织继代培养基：LS+2,4D 1.0 mg·L^-1+6BA 0.2 mg·L^-1+麦芽糖30 g·L^-1+琼脂6.5 g·L^-1;愈伤组织分化培养基：LS+KT 0.2 mg·L^-1+6BA 0.5 mg·L^-1 + CuSO₄ 0.6 mg·L^-1+麦芽糖30 g·L^-1+琼脂6.5 g·L^-1;愈伤组织生根培养基：1/2 LS+IAA 0.6 mg·L^-1 +麦芽糖20 g·L^-1+琼脂7.0 g·L^-1。优化了二穗短柄草愈伤组织培养条件,在含有30 g·L^-1麦芽糖的培养基上,愈伤组织出愈率最高可达96.67%,在含有0.2 mg·L^-1KT的培养基上,分化率最高为71.25%。并进一步探讨了影响短柄草再生的主要因素。