多年生黑麦草转基因育种及其安全性的研究进展

多年生黑麦草是适应性很强的牧草和草坪草种,转基因技术的应用已成为其育种研究的重要途径.为此,概述了多年生黑麦草组织培养和遗传转化方面的研究进展,首次探讨了转基因多年生黑麦草的生物安全性.     

多年生黑麦草组织培养与植株再生研究

对多年生黑麦草种子为外植体的植株再生过程进行系统研究,结果表明,在改良的MS培养基(MSM),以MS无机盐+9.9mg/L维生素B₁+9.5mg/L维生素B₆+4.5mg/L尼克酸+1mg/LCH+30g/L蔗糖+琼脂8g/L为基本成分,附加5mg/L2,4-D和0.05mg/LKT时,适合种子的愈伤组织诱导;继代培养基附加2mg/L2,4-D和0.1mg/LKT;分化培养基附加1mg/L2,4-D和1mg/LKT;生根培养基为无激素的MS培养基。完成植株再生约需12周,愈伤组织分化率为70%。     

凯蒂莎多年生黑麦草

品种来源：由美国Jacklin Seed／Simplot公司选育，1997年由北京克劳沃草业技术开发中心引进。 品种特征特性：禾本科黑麦草属多年生草本，本品种为冷季型草坪草。株高45～60cm，具细弱的根状茎，须根稠密；秆多数丛生，成疏丛型，质地柔软。叶长10～25cm，宽3～6mm，质柔软，被微毛。     

农杆菌介导多年生黑麦草遗传转化体系的建立

AVP1基因能够提高植物的抗盐性,通过农杆菌介导AVP1基因转化多年生黑麦草,并建立了较为成熟的遗传转化体系。研究表明,将预培养4d的黑麦草胚性愈伤组织经OD600为0.6左右的农杆菌菌液在负压下侵染6min,共培养3d,用250mg/L的羧苄青霉素(Carb)脱菌,附加150μmol/L的乙酰丁香酮(AS),然后转接到含75mg/L潮霉素(Hpt)的筛选培养基上进行筛选培养的转化体系效果最佳。     

多年生黑麦草遗传转化体系的建立及其转化植株的获得

以矮生、凯蒂莎、爱神特3种多年生黑麦草品种为材料,进行了离体再生培养和遗传转化的研究,建立了这些品种的胚性愈伤组织高频诱导与再生系统及其基因枪转化技术体系,并将抗除草剂的bar基因导入多年生黑麦草愈伤组织,而获得抗除草剂转基因再生植株。     

多年生黑麦草愈伤组织诱导和植株再生

对多年生黑麦草Lolium perenne品种"德比"成熟种子的愈伤组织诱导和植株再生进行了探索研究.结果表明:在附加10 mg/L 2,4-D,500 mg/L CH(水解酪蛋白),0.5 mg/L 6-BA和0.5 mg/L NAA的N6培养基中愈伤诱导率最高,达85%.分化培养基以附加1 mg/L、6-BA、0.5 mg/L KT的N6培养基为最优,分化率为77. 73%.在大量元素减半的N6培养基中附加30 g/L蔗糖及0.2 mg/L NAA进行生根培养,生根率达100%.     

多年生黑麦草

多年生黑麦草是世界温带地区最重要的禾本科牧草,原产于西南欧、北非及亚洲西南。目前在我国,该草主要分布在华中、华东及西南地区,在江苏、浙江、湖南、四川、云贵高原等地都已大面积种植,其生长良好,在北     

土壤改良剂对多年生黑麦草生长的影响

采用4种土壤改良剂对黄河沿岸兰州段盐碱土壤进行改良,观察了改良土壤上多年生黑麦草的生长情况。结果表明,YNEC、康乐、圃园和绿能4种土壤改良剂各用量处理都能不同程度的促进多年生黑麦草的生长;在相同用量水平下,改良剂康乐可明显增加草层高度和植物量;4种改良剂都能促进多年生黑麦草的分蘖,分蘖数随改良剂施用量的增大呈增加趋势,其中改良剂康乐对分蘖的促进作用最为明显,改良剂圃园的效果相对较差;随改良剂施量的增加,各处理地上植物量增大,以2 kg/m2土壤改良剂地上植物量最大。     

多年生黑麦草愈伤组织遗传转化受体系统的建立

多年生黑麦草成熟胚为外植体,选择CC+2,4-D 4 mg/L为诱导培养基,NB+6-BA 2 mg/L为分化培养基,1/2 NB+IAA 0.5 mg/L+NAA 0.5 mg/L为生根培养基,建立了多年生黑麦草胚性愈伤组织高频诱导与再生系统,确定了G418(150~200 mg/L)、Hpt(50 mg/L)、Basta(20~30 mg/L)的筛选临界浓度,确定了最佳分化时间,探讨了建立多年生黑麦草转化受体系统的必要条件。     

多年生黑麦草愈伤组织诱导与芽分化的研究

对多年生黑麦草Lolium perenne的2个品种特拉华(Delaware)与尤文图斯(Juventus)进行了愈伤组织诱导以及芽分化的研究.结果表明,在种子和成熟胚2种外植体中,成熟胚的出愈率高,是较好的愈伤诱导材料.愈伤诱导培养基采用MS基本培养基,附加激素4 mg/L 2,4-D 0.025 mg/L 6-BA.特拉华和尤文图斯较适宜的芽分化培养基是MS基本培养基分别附加0.4 mg/L ZT 0.3 mg/L NAA和0.2 mg/L ZT 0.5 mg/L NAA.特拉华在愈伤诱导和芽分化两方面均优于尤文图斯.     

25个多年生黑麦草品种萌发期对盐胁迫的抗性研究

针对多年生黑麦草Lolium perenne萌发和幼苗时期对盐分最敏感的特点,对25个多年生黑麦草品种在不同盐浓度胁迫下的萌发特性进行研究,测定其发芽率、发芽势、相对盐害率和幼苗高度等的变化情况,结果显示草坪星、APM、球道、旋风、百尼牡、首相和凯牧等品种用1%NaCl胁迫时的发芽率都在75%以上,即这些品种萌发期的耐盐胁迫能力较强.     

保水剂对多年生黑麦草出苗和幼苗生长的影响

探讨了施用保水剂对多年生黑麦草种子出苗和幼苗生长的影响,对保水剂在干旱地区种植牧草和草坪的应用价值进行考察。试验结果表明,在干旱地区施用保水剂可明显提高多年生黑麦草的出苗率,可使其提前出苗,增强抗旱性,减少灌水量。     

UV-B辐射增加对黑麦草生长及产量影响的初步研究(简报)

本试验在大田群体条件下,研究了UV-B辐射增加对黑麦草营养生长和干草产量的影响.结果表明,UV-B辐射强度增加导致黑麦草的茎、叶干重显著下降;UV-B辐射增加对黑麦草根、茎、叶的生长有显著的抑制效应;UV-B辐射增加对黑麦草三叶期前的幼苗生长无显著影响.     

多年生黑麦草生物滤清系统滤清效果和N素动态分析

采用设施条件下单层无纺织布盘培多年生黑麦草生物滤清系统来净化养鳖废水,分析了系统的滤清效果和多年生黑麦草处理期间地上部分、地下部分生物量的变化,以及水体、植株间 N、P 等的动态变化,结果表明:该生物滤清系统对养鳖富营养化废水有很好的去除效果,处理期间CODcr去除率为94.09%,SS去除率为89.19%,NH4 -N去除率为92.15%,TN去除率为55.83%,TP的去除率为60.98%;其中植株的吸收占总氮去除的88.45%、总磷去除的85.03%,植株地上部分的积累大于地下部分的积累;系统间歇供水的方式有利于植株氨氮的吸收同化和水体氨态氮向硝态氮的转化,系统对以氨氮为主的富营养化废水有很好的滤清效果,研究结果为利用陆生植物治理富营养化水域提供了新的途径.     

多年生黑麦草P5CS基因的定点突变及其在拟南芥中的转化

 在前期克隆获得Lp5CS基因的全长ｃＤＮＡ 序列基础上,采用ＰＣＲ 扩增技术对多年生黑麦草脯氨酸合成酶基因p5CS的定点突变体系进行了探讨,并运用农杆菌转化技术对突变后的基因进行了功能验证。根据突变位点序列设计一对引物,使用Ｐｆｕ高保真ＤＮＡ 聚合酶和超级感受态细胞ＤＭＴ,通过ＰＣＲ 扩增,获得含有所要突变位点的犔狆犘５犆犛Ｆ１２８Ａ,定向克隆入真核表达载体ｐＣＡＭＢＩＡ１３００中,转化拟南芥验证基因功能。结果表明,预期位点上发生了突变,Lp5CS编码的第１２８位密码子已由苯丙氨酸残基（Ｐｈｅｎｙｌａｌａｎｉｎｅ,简称Ｐｈｅ或Ｆ）变为丙氨酸残基（Ａｌａｎｉｎｅ,Ａｌａ）,证明用ＰＣＲ 技术已成功地使Lp5CS基因发生定点突变。转基因拟南芥Ｔ１ 代植株进行ＰＣＲ和ＲＴ－ＰＣＲ检测,获得４个转基因阳性株系。拟南芥Ｔ２代植株经１００ ｍｍｏｌ／Ｌ ＮａＣｌ处理７ｄ后,转基因株系脯氨酸含量分别为４２６２和５６２３μｇ／ｇＦＷ,显著高于野生型株系的２５８１μｇ／ｇＦＷ。说明转基因株系能积累更多地脯氨酸。     

超低温保存对多年生黑麦草与红豆草种子质量的影响

对多年生黑麦草(Lolium perenne)及红豆草(Onobrychis viciaefoli)种子超低温保存前后种子发芽率、发芽指数、电导率、脱氢酶活性、丙二醛含量和可溶性糖含量进行测定分析,探讨超低温保存对种子质量的影响。结果表明:多年生黑麦草与红豆草种子在自然含水量状态即可直接投入液氮中保存,保存时间的长短对种子质量影响不显著;多年生黑麦草种子超低温保存前后差异不显著,红豆草种子冻后发生了有益的适应性变化;含水量不是影响超低温保存效果的重要因素,多年生黑麦草和红豆草种子超低温保存最适含水量范围分别为9.2%~11.8%与5.6%~9.0%。     

多年生黑麦草种质苗期抗旱性综合评价

对24份盆栽多年生黑麦草种质材料在苗期采用反复干旱法试验,调查了地上、地下生物量、株高、分蘖数、根冠比5个形态学指标,通过存活率、抗旱指数、隶属函数法、主成分分析、聚类分析5种方法进行了抗旱性评价。结果表明:干旱胁迫下多年生黑麦草生长受到明显抑制,所有形态指标的抗旱系数DRC均具有显著差异,可作为多年生黑麦草抗旱性评价指标,除根冠比外均与抗旱性正相关。5种评价方法结果一致,抗旱指数法为单指标评价,简单快捷;隶属函数法为综合评价法,应用面广。根据隶属函数法可将供试多年生黑麦草材料分为4类:抗旱性强的有7623,7905和7932,抗旱性较强的7406、7722、7095、7252、7484、7454,抗旱性中等的为7814、7253、7544、7431、7101、7053,抗旱性较差的有7847、7288、7530、7054、7151、7192、7840、7261、7442。     

钾肥对多年生黑麦草抗旱性的影响

水分需求过高是阻碍草坪发展的重要因素之一.因此,在不同干旱程度下采用不同浓度钾肥对3个多年生黑麦草Lolium perenne品种进行处理,通过对种子发芽率、植株叶片厚度和根冠比的测定表明,干旱环境下一定浓度的钾肥能显著促进种子发芽率、增大叶片厚度和根冠比,从而提高多年生黑麦草的抗旱能力.同时草坪草对钾肥存在着一个最适范围,只有科学地把握施肥的度量,才能最大限度地促进草坪草生长,从而降低草坪养护成本.