两个高羊茅品种成熟种子再生体系的建立

以2个高羊茅品种(“Plantation”和“沪坪1号”)的成熟种子为外植体,在MS培养基上分别添加不同浓度的2种植物生长调节剂,探索其愈伤组织的诱导、继代和分化的最佳激素配比及其相互间的影响,以建立简便高效的再生体系。结果表明,完整高羊茅种子最佳的愈伤诱导培养基为MS+2,4-D 3 mg/L,诱导率为71%;而把成熟种子进行纵切后得到的半粒种子的较优的愈伤诱导培养基为MS+2,4-D 2.5 mg/L,诱导率占半粒种子外植体的60%,占完整种子(2个半粒种子)外植体的90%以上;在最优诱导培养基上产生的愈伤组织的最佳继代培养基为MS+2,4-D 3 mg/L,其胚性愈伤诱导率为70%,而添加6-BA则抑制2,4-D对胚性愈伤组织的诱导;不同品种的最优的分化培养基不同——“Plantation”的最优分化培养基为MS+2,4-D 1 mg/L+6-BA 1 mg/L,而“沪坪1号”的最佳组合是MS+2,4-D 2 mg/L+6-BA 1 mg/L,分化率分别达到50%和56%。生根培养基采用已报道的组合1/2MS+NAA 0.5 mg/L,生根率达100%。     

高羊茅愈伤组织再生体系研究进展

高羊茅是温带地区一种重要的多年生冷季型草坪草,生物技术在其品质改良中具有很大的应用潜力。本文综述了影响高羊茅愈伤组织再生体系建立的各个方面及研究进展,分析了目前该领域研究中存在的问题,并对今后的研究提出了展望。     

高羊茅愈伤组织再生体系研究进展

高羊茅是温带地区一种重要的多年生冷季型草坪草,生物技术在其品质改良中具有很大的应用潜力.本文综述了影响高羊茅愈伤组织再生体系建立的各个方面及研究进展,分析了目前该领域研究中存在的问题,并对今后的研究提出了展望.     

羊茅种子愈伤组织诱导及再生体系的建立

以羊茅(Festuca ovina)成熟种子为外植体材料,在改良的MS(MSM)培养基上分别添加不同质量浓度的2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)、激动素(KT)、6-苄氨基嘌呤(6-BA)、奈乙酸(NAA),探讨不同的激素组合对愈伤组织诱导、植株分化以及植株生根的影响,以建立羊茅无性系的高效再生体系。结果表明,羊茅在MSM+6.0 mg/L 2,4-D+0.02 mg/L KT的培养基中愈伤组织诱导生长最好;在MSM+2.0 mg/L6-BA+0.6 mg/L NAA培养基上植株分化率最高,达82%;在1/2 MSM+0.6 mg/L NAA培养基上生根率达100%。     

不同浓度激素配比对高羊茅再生体系建立的影响

以‘爱瑞3号’为试材,以无菌种子为外植体,对成熟种子愈伤组织诱导、胚性愈伤组织继代和分化的影响因素进行了研究,构建了高频的高羊茅胚性愈伤组织植株再生体系。结果表明:最佳愈伤诱导培养基配方为MS+5.5 mg·L^-1 2,4-D+500 mg·L^-1 CH;最佳分化培养基配方为MS+2.0 mg·L^-1 6-BA+1.0 mg·L^-1 KT;最佳生根培养基配方为1/2MS+0.3 mg·L^-1 IBA, 其蔗糖含量为20 g·L^-1。     

高羊茅悬浮细胞系的建立及绿色植株的高频再生

将5个高羊茅品种的成熟种子经灭菌后，接种于含有不同浓度2，4—D和ABA的N4培养基上进行愈伤组织诱导。结果表明，不同浓度2，4—D和ABA对5个品种的愈伤组织诱导率有显著影响，以培养基中附加9mg/L 2，4—D和2mg/L ABA的诱导率最高。将经过数次继代改造后获得的高质量胚性愈伤置于AA液体培养基中进行悬浮培养，建立起来自3个品种的8个悬浮细胞系，其中6个悬浮细胞系经高渗预处理后能高频再生出绿色植株，基本克服了以往研究中再生白化植株的现象。     

高羊茅胚性愈伤组织诱导及植株再生

对高羊茅2个品种(新秀和夜明珠2号)的再生技术进行了研究,建立了高频再生体系,为遗传转化奠定了基础.该试验以成熟的种子为外植体,诱导胚性愈伤组织.结果表明,2品种胚性愈伤组织诱导的最佳培养基为MS+2,4-D5.0mg/L+6-BA0.1 mg/L;愈伤组织分化的最佳培养基:新秀为MS+6-BA 2.0ms/L,夜明珠2号为MS+6-BA 1.0mg/L;生根最佳培养基为MS+NAA 0.5 mg/L.     

美洲狼尾草组织培养再生体系的建立

构建美洲狼尾草(Pennisetum glaucum)的组织培养再生体系对于该物种的育种研究具有重要意义。以美洲狼尾草的种子、幼叶、幼穗和茎节作为外植体,研究这几种外植体的最佳消毒方式并挑选最合适的外植体进行组织培养,在组培体系中添加不同浓度的植物激素,研究其对愈伤组织诱导与分化的影响。结果表明:以种子作为外植体效果最好,5%NaClO消毒5 min后污染率为1.33%;诱导种子产生愈伤组织的最佳培养基为MS+3 mg·L^-1 2,4-D + 1 mg·L^-1 6-KT+0.1 mg·L^-1 6-BA,诱导率为93.3%;诱导胚性愈伤组织分化的最佳培养基为MS+3 mg·L^-1 6-BA+1 mg·L^-1 NAA,分化率为81.4%。     

高羊茅抗逆基因工程研究进展

高羊茅(Festuca arundinacea)系禾本科羊茅属多年生冷季型草,具有耐热性强、耐践踏能力强、成坪后常绿、适应土壤范围广等诸多优点,近年来在我国广泛种植。本文就近30年来高羊茅遗传转化、基因工程及逆境生理等方面的研究进行了全面总结和综述,分析了目前高羊茅抗逆基因工程研究中存在的问题,并对其研究的发展趋势进行了展望。     

垂盆草组织培养高效再生体系的研究

本文以垂盆草的茎段为主要试验材料,测定了适合垂盆草生长的各种培养基中的最适浓度,包括蔗糖、BA、NAA;此外对垂盆草组织培养高效再生体系的建立进行了探索,得到的主要研究结果如下:(1)研究垂盆草的培养基类型,得出1/2MS基本培养基最适合垂盆草的生长。(2)研究含有1%、2%、3%、4%、5%蔗糖浓度的培养基,发现3%的蔗糖浓度最适合垂盆草的生长;(3)研究含有0.2、0.4、0.6、0.8mg/L的NAA浓度的培养基,发现0.4mg/L的NAA浓度最适合垂盆草的生长;同样得出0.2mg/L的BA浓度最适合垂盆草的生长。(4)适合垂盆草组织培养高效再生体系的基本培养基配方为:1/2MS+0.4mg/L NAA+0.2mg/L BA+3%蔗糖+0.7%琼脂的培养基。同时观察试验结果时,可以看出:适当的增减BA的浓度,可以使茎秆粗壮。     

115份高羊茅种质资源农艺性状特征分析

对不同地理来源的115份高羊茅种质资源的株高、穗长、叶枕距、每穗小穗数、主穗分枝数、单株穗数、穗重等7个农艺性状进行了主成分和聚类分析。结果表明:前3个主成分代表了115份高羊茅种质7个农艺性状的82.82%的信息,且对3个主成分作用较大的性状主要有穗长、单株穗数、主穗分枝数。应用系统聚类分析,将115份高羊茅种质分为5个类群,其中,第Ⅱ类群又可分为3个亚类群,其中Ⅰ-Ⅱ亚类群和Ⅳ类群的每穗小穗数和穗重较大,综合表现较好。同时,地理距离和农艺性状间未存在严格的一致性。     

多效唑对高羊茅扩展性和根系特性的调控效应

在盆栽条件下,研究了喷施多效唑对高羊茅Festuca arundinacea单株扩展性和根系生态特性的影响,结果表明：在1001 900 mg/L质量浓度范围内,多效唑能有效抑制高羊茅植株的生长速度、地上枝叶的水平扩展、地上植物量的积累和根系生长,提高根系的表面积、体积和根冠比,促进分蘖和地下植物量的积累,质量浓度越高,调控效应越明显。质量浓度大于1 000 mg/L时,对分蘖的影响趋缓;大于1 300 mg/L时,对地上最大扩展距离、覆盖面积和地上植物量的影响趋缓。质量浓度为1 300 mg/L时,地下植物量、根系体积最大,根冠比最高。     

高羊茅成熟胚离体培养及高频植株再生

以高羊茅Festuca arundinacea成熟种子为外植体,采用均匀设计研究了不同生长调节剂、基因型和培养基对愈伤组织诱导的影响.结果表明:2,4-D对高羊茅成熟种子萌芽及愈伤组织诱导的影响极大;基因型对愈伤组织诱导有一定影响;培养基对愈伤组织诱导无任何影响;愈伤组织在不添加任何生长调节剂的培养基上即可进行分化.高羊茅最佳愈伤组织诱导培养基组合为N6 18 mg/L 2,4-D,外植体为"王朝"成熟种子的愈伤组织诱导率可达95.6%,且植株分化率达100%.     

硅对不同抗性高羊茅耐盐性的影响

为研究不同盐生境下硅对不同抗盐品种高羊茅 (抗性强的XD和抗性弱的K31)耐盐性的影响,采用盆栽试验研究了添加硅对不同盐生境下两个高羊茅品种形态指标和保护酶活性的影响。结果表明:两个高羊茅品种的株高、分蘖数、叶片数、叶长、叶宽、地上含水量和生物量均随盐浓度增加呈降低趋势,而SOD、CAT和POD活性呈先增加后降低趋势,其中盐浓度为150、100 mmol·L^-1时XD和K31的保护酶活性分别达到峰值。添加硅显著增加了两个高羊茅品种的株高、分蘖数、叶片数、叶长、地上含水量、地上生物量、SOD、CAT和POD(P<0.05),但两个品种高羊茅对硅响应存在盐浓度分异,具体表现为:盐浓度≤50 mmol·L^-1时添加硅显著增加了XD分蘖数和叶片数(P<0.05),而对K31无显著影响;盐浓度≤100 mmol·L^-1时加硅显著增加了XD的株高、叶长、地上生物量、SOD和CAT活性,盐浓度为150、200 mmol·L^-1时,加硅显著增加了K31的株高、叶长、地上生物量、SOD、POD和CAT活性(P<0.05);硅仅在盐浓度≥200 mmol·L^-1时显著增加了K31的地上含水量(P<0.05),而对XD地上含水量在任何盐浓度下均无显著影响。说明添加硅能够增强高羊茅的耐盐性,而且增强程度因盐浓度和高羊茅品种存在分异,在较高盐渍化条件下,硅对抗盐性较弱品种耐盐性增强的幅度大于抗盐性较强品种,使得抗盐性较弱的高羊茅品种能够通过添加硅肥而适应盐浓度较高的盐渍化土壤,扩大其适应范围成为可能。     

不同土壤水分条件下硅对坪用高羊茅种子出苗及生物学特性的影响

水肥耦合不仅可以维持草坪草的正常生长,而且可以减少一定的灌溉量。采用盆栽试验研究了不同土壤条件下硅对坪用高羊茅种子出苗及生长的影响。结果表明,不添加硅时,高羊茅种子适宜出苗时的土壤含水量应为饱和含水量的４５％～６０％,植株生长适宜的土壤含水量应为饱和含水量的７５％以上;当土壤含水量大于或等于饱和含水量的６０％时,添加硅不仅能够提前坪用高羊茅种子的初始出苗时间,缩短集中出苗时期,提高出苗率,而且能够显著促进高羊茅的株高和叶长生长,增加地上和地下生物量（P＜０．０５）,而当土壤含水量小于或者等于饱和含水量的４５％时,添加硅对高羊茅种子出苗和生长发育没有明显影响,说明添加硅对坪用高羊茅生长的有益作用受土壤含水量的约束;土壤含水量为饱和含水量的６０％时,添加硅处理中植株的分蘖数、株高、叶长和生物量与对照处理中土壤含水量为饱和含水量的７５％时植株的分蘖数、株高、叶长和生物量差异不显著,说明添加硅能降低高羊茅植株正常生长所需的土壤含水量,有利于节约灌溉量。     

过量表达Fa14-3-3C促进拟南芥对低氮胁迫耐受性的研究

氮元素是植物生长发育过程必不可少的营养元素之一,对禾本科作物生长的影响更加明显。本研究采用RACE技术从高羊茅叶片中克隆获得Fa14-3-3C基因全长,并对其亚细胞定位与分子功能进行系统研究。在烟草表皮细胞中观察发现Fa14-3-3C-GFP主要定位在细胞质中与细胞膜上。将Fa14-3-3C基因在拟南芥中过量表达获得3个单拷贝转基因株系(抗性分离比为3∶1)。在低氮胁迫反应中,Fa14-3-3C过量表达株系OE-1与OE-3的根鲜重显著比野生型高,而OE-2与野生型差异不显著,通过荧光定量PCR分析发现OE-1与OE-3过量表达明显而OE-2没有过量表达,说明Fa14-3-3C对植物耐低氮胁迫调节具有剂量效应。定量观察植物根系生长发现在低氮处理早期OE-1转基因株系就显著优于野生型,主要是通过补偿根系生长的方式缓解低氮胁迫对植物的伤害。因此本研究不仅获得了耐低氮胁迫候选基因,而且验证了其在模式植物中的分子功能,为进一步通过基因工程等手段培育耐低氮胁迫种质资源奠定基础,具有重要理论研究价值与生产应用前景。     

不同盐分条件下硅对两个高羊茅品种生物量分配和营养元素氮、磷、钾吸收利用的影响

频繁的灌溉,使人工草地的高羊茅生长在盐渍化或潜在盐渍化环境中。硅可以抑制植物对Na⁺的吸收,增加对N、P和K⁺的吸收,从而提高植物的耐盐性,且这种影响因植物种类和品种的不同而不同。本研究采用盆栽试验,研究了不同程度盐生境下施硅对两个高羊茅品种（抗性弱的K31和抗性强的XD）生物量和植株N、P、K⁺、Na⁺含量的影响。结果表明,随着盐浓度的增加,两个高羊茅品种地上和地下生物量、N、P、K⁺含量降低,Na⁺含量增加。施硅对地上和地下生物量、N、P、K⁺、Na⁺含量的影响与盐浓度有关,在中低盐浓度下,施硅增加了高羊茅的地上、地下生物量、根冠比、N、P、K⁺ 含量、K⁺/ Na⁺ 值,降低了Na⁺含量。高盐浓度时,施硅对高羊茅的生物量和N、P、K⁺、Na⁺含量没有影响。施硅对两个高羊茅品种地上和地下生物量、Na⁺、P含量的影响相似,对K⁺、N含量的影响不同,硅对耐盐性较强的XD地上部K⁺及N含量的有利影响优于耐盐性较弱的K31。结果表明,在低中盐浓度条件下,施硅可以促进高羊茅的生长,并且对耐盐性较强的高羊茅品种XD更为有利。