结缕草属植物抗寒性的遗传分析

选用结缕草属植物抗寒性两极端类型材料Z136(抗寒)和Z039(不抗寒)相互杂交,获得正反交F₁分离群体,通过改良电导率外渗法对F₁群体的抗寒性进行鉴定,并应用植物数量性状主基因+多基因混合遗传模型分析方法对F₁群体进行遗传分析。结果表明,1)正反交后代的抗寒性变异范围均较大,正交的变异范围为-11.6~-0.3℃, 反交的变异范围为-10.9~-1.7℃,均远远超出了双亲的抗寒性(-9.1和-3.3℃),正反交后代的平均值相差不大,正交后代LT₅₀的平均值为-6.0℃,反交后代LT₅₀的平均值为-6.3℃,均间于双亲之间,没有发现明显的母性遗传现象。2)次数分布分析结果表明,正反交F₁群体的抗寒性均呈混合正态分布,表现出明显的主基因+多基因的遗传特征。3)遗传分析结果表明, 结缕草属植物的最适遗传模型为B-4,即结缕草属植物的抗寒性受2对等加性的主效基因控制,正反交主基因遗传率分别为77.27%和79.60%。本研究目的在于明确结缕草属植物的抗寒性遗传规律,为结缕草属植物抗寒性基因的分子标记、定位以及标记辅助育种提供试验依据。     

结缕草属植物杂交后代坪用价值评价

评价密度、叶宽、触感、均一性、叶色、青绿期及锈病抗性七个指标,对结缕草(Zoysia Willd.)属四个种所组成的14个杂交组合中52个杂交后代的坪用价值。结果表明:杂交后代坪用价值得到了明显的改良,共有27个后代的坪用价值综合得分高于双亲或双亲之一,另有25个后代在某一个或某几个性状超过双亲;坪用价值较高的优良杂交后代共有9份,分别为18-1、22-2、31-3、37-1、22-3、40-5、40-8、40-2和18-4,其中18-1表现最优,其坪用价值超过了马尼拉;其它杂交后代坪用价值亦超过了“兰引3号”结缕草。     

结缕草属植物杂交后代繁殖性能的研究

通过匍匐茎总长度、地上生物量和种子产量对结缕草属(Zoysia Willd.)植物13个杂交组合的15个亲本和45个杂交一代进行生长速度和种子产量的综合评价,结果表明:①不同材料的匍匐茎总长度、地上生物量和种子产量均存在较大的变异,经过5个月的生长,匍匐茎总长度的最大值达414.6cm,最小值仅23.4cm,地上生物量最大值为32.39g,最小值1.1 g,变异系数分别为49.61%和48.81%,种子产量的变异系数最大,达到148.51%,变异范围0~1.32g;②通过杂交可以扩大结缕草生长速度及种子产量的变异范围,所测定的45个后代中,匍匐茎总长度、地上生物量和种子产量分别有62.2%、73.3%和68.9%的后代超过双亲的变异范围;③杂交后代40-9与31-3生长速度最快,经过5个月的生长期,匍匐茎总长度分别为365.103 cm与326.475 cm,地上部生物量分别为25.418 g与24.479 g,与对照Z014(马尼拉)和Z077(‘兰引3号’结缕草)无显著差异,但均显著高于Z129(青岛结缕草)的152.15cm与11.974g;26-4、20-1、11-1与20-3的种子产量较高,分别为1.32 g/100cm²、1.28g/100cm²、0.98g/100cm²和0.96g/100cm²,均超过了已报道的辽宁结缕草的最高种子产量;④参试材料的匍匐茎总长度和地上生物量均与种子产量呈极显著的负相关。     

结缕草属植物青绿期的遗传分析

选用结缕草属植物青绿期2个极端类型材料Z136和Z039相互杂交,获得正反交F₁分离群体,应用植物数量性状主基因+多基因混合遗传模型分析方法对F₁群体青绿期进行遗传分析,以初步明确结缕草属植物青绿期的遗传特性。结果表明,1)正反交后代的青绿期变异范围均较大,正交的变异范围为178~261 d,反交的变异范围为188~253 d,均远远超出了双亲的青绿期(248和231 d),正反交后代的平均值分别为223.6和216.8 d,两者存在显著差异,结缕草属植物的青绿期有母体遗传效应。2)正反交的遗传模型差异较大,母体遗传效应和环境效应对青绿期的影响明显,正交F₁群体青绿期的最适遗传模型为A-0模型,即无主基因模型,而反交F₁群体青绿期的最适遗传模型为B-4模型,即2对主基因的等加性遗传模型,且反交的主基因遗传率较高,为94.35%。     

结缕草属植物生殖性状的遗传分析

选用2份生殖性状存在差异的结缕草(Z136)和中华结缕草(Z039)相互杂交,获得正反交F₁分离群体,应用植物数量性状主基因+多基因混合遗传模型分析方法对F₁群体的花序密度、生殖枝高度、花序长度、每穗小穗数、小穗长度、小穗宽度、小穗长度/宽度进行遗传分析,以初步明确这些性状的遗传特性。结果表明,1)在调查的7个性状中,正反交杂交后代中每一个性状的变异范围均超出了双亲的变异范围,不同性状的变异系数差异较大,花序密度的变异系数最大,其次为生殖枝高度和每穗粒数,小穗长度和宽度的变异最小,花序长度的变异居中。2)花序密度、生殖枝高度、小穗长度和小穗长/宽正反交后代的观测值存在显著差异,可能有母体遗传效应,花序长度、每穗粒数和小穗宽度正反交后代间的观测值无显著差异。3)花序密度正反交后代群体的最佳遗传模型为存在2对主基因控制的遗传模型,生殖枝高度、花序长度和小穗宽度正反交后代群体的最佳遗传模型均为A-0模型,即无主基因模型。每穗粒数正交为1对主基因的遗传模型,反交为无主基因模型,小穗长度的正交为无主基因模型,反交为1对主基因模型。小穗长/宽正交的最适遗传模型为B-1模型,即2对主基因的加性-显性-上位性遗传模型,主基因遗传率为42.72%,反交群体的最适遗传模型为B-2模型,即2对主基因的加性-显性遗传模型,主基因遗传率为98.81%。     

中国结缕草属(Zoysia spp.)植物抗寒性评价

在广泛收集结缕草属(ZoysiaWild.)种质资源基础上,按照形态类型和地理分布,选取40份种质,采用电导法(EL)对其抗寒性进行初步评价。以半致死温度(LT50)为评价指标,在参试材料中除大穗结缕草和来自台湾岛海边沙地的沟叶结缕草外,其它种质都较天堂-419(对照)抗寒;在结缕草属内,抗寒性具有明显的种间差异,耐寒性依次为日本结缕草>中华结缕草>沟叶结缕草>细叶结缕草>长花中华结缕草>大穗结缕草,其中细叶类型的沟叶结缕草和细叶结缕草抗寒性变异较大;日本结缕草和中华结缕草抗寒性变异与地理分布之间没有显著关系,但分布在海边的种类和种质抗寒性明显较低;结缕草属及其中华结缕草的抗寒性与叶长、叶宽以及叶背面被毛之间均存在显著的负相关关系,但这种关系不体现在日本结缕草上。实验结果还表明,EL方法是评价结缕草属抗寒性较为可靠的方法之一。     

结缕草属植物部分外部性状的遗传分析

选用2份外部性状存在差异的结缕草(‘J36’)和中华结缕草(Z039)相互杂交,获得正反交F₁分离群体,应用植物数量性状主基因+多基因混合遗传模型分析方法对F₁群体的密度、草层高度、叶长、叶宽、叶长/叶宽、节间长度、节间直径和节间长度/节间直径进行遗传分析,以初步明确这些性状的遗传特性。结果表明,1) 在调查的8个性状中,正反交杂交后代中每一个性状的变异范围均超出了双亲的变异范围,不同性状变异系数差异较大,密度的变异系数最大,其次为节间长度/直径、节间长度、叶长/叶宽、草层高度、节间直径、叶长和叶宽。2) 草层高度、叶长、叶宽、叶长/叶宽、节间直径和节间长度/直径的正反交后代的表型值存在显著差异,可能有母体遗传效应,密度和节间长度正反交后代间无显著差异。3) 密度的最佳遗传模型正反交均为B-1模型,即2对主基因的加性-显性-上位性遗传模型,正交的主基因遗传率为93.67%,反交的主基因遗传率为63.22%。草层高度、叶长、叶宽、叶长/叶宽和节间长度正反交后代群体的最佳遗传模型均为A-0模型,即无主基因模型。节间直径的正交为1对主基因的遗传模型,反交为无主基因模型,节间长度的正交为无主基因模型,反交为1对主基因模型。     

结缕草属植物蒸散量评价

以‘兰引3号’结缕草(Z077)(Zoysia japonica cv.Lany in No.3)、青岛结缕草(Z081)(Z.japonica cv.Qing dao)和马尼拉(Z014)(Z.matrella)为对照,研究结缕草属5个种48份种源的蒸散量。结果表明:供试材料的蒸散量变异范围为1.78-2.74mmol·m^-2·s^{- 1},变异系数9.01%;蒸散量显著低于3个对照的有12份;蒸散量在供试材料间差异极显著(P<0.01);5个种的蒸散量排序为:细叶结缕草>中华结缕草>结缕草>沟叶结缕草=大穗结缕草,其中结缕草的变异系数最大;结缕草和中华结缕草种内蒸散量差异极显著;中华结缕草的蒸散量与经度呈极显著线性负相关,而与纬度的相关不显著;结缕草的蒸散量与经度和纬度均呈显著线性负相关。     

结缕草属草坪草种质资源的耐盐性评价

 以相对绿叶盖度和相对枝叶修剪干重为指标,通过水培法系统地对７种１０３份结缕草属种质资源用２０ｇ／ＬＮａＣｌ进行耐盐性评价。结果表明,供试材料间的耐盐性差异很大。以相对绿叶盖度进行比较,比‘马尼拉’和‘兰引３号’强的材料各有２８份和４６份;以相对枝叶修剪干重为指标,比‘马尼拉’和‘兰引３号’强的材料各有１１份和２５份。供试材料种间耐盐性最强的为太平洋结缕草,大穗结缕草、沟叶结缕草和细叶结缕草的耐盐性也较强,中华结缕草、结缕草和朝鲜结缕草的耐盐性中等或较弱。以相对绿叶盖度和相对枝叶修剪干重为指标对１０３份结缕草属种质资源进行聚类分析,将１０３份结缕草属种质资源分成三大类,其中Ⅰ 类为极耐盐类型,包括Ｚ５１８５和Ｚ０９３两份材料;Ⅱ类的相对绿叶盖度和相对枝叶修剪干重的平均值均较高（＞７０％）,进一步分为耐盐、中等耐盐２ 类;Ⅲ类相对绿叶盖度和相对枝叶修剪干重的平均值较低,在欧式距离３处将Ⅲ类分为弱耐盐、盐敏感２类。     

植物生长延缓剂提高结缕草冬季抗寒性的初步研究

探讨了植物生长延缓剂对暖季型草坪草细叶结缕草冬季生长和抗寒性的影响，结果表明，适宜浓度的多效唑和烯效唑可延缓植株生长，提高叶绿素水平，增加叶片的可溶性糖和可溶性蛋白质含量，促进抗氧化酶活性，增强细胞的活性氧清除能力。降低质膜相对透性，从而有助于提高草坏草的抗寒能力。解决细叶结缕草冬季枯黄的问题。     

中国主要地区结缕草属植物种质资源抗旱性变异分析

抗旱性是植物重要的节水性状,探索结缕草属（Zoysia Willd.）植物种质资源的抗旱性变异可为该属植物抗旱育种和抗旱机理研究奠定重要基础。以目前国内园林绿化中广泛应用的青岛结缕草（Z. japonica‘Qingdao’）和沟叶结缕草（Z. matrella）为对照,采用表征永久萎蔫系数法对中国结缕草属植物5种、2变种共31份种质的抗旱性变异进行研究。结果表明：中国结缕草属植物的表征永久萎蔫系数存在丰富的变异,其变异范围为4.34%～9.28%,变异系数为24.41%;且植物抗旱性存在极显著差异,表征永久萎蔫系数显著低于青岛结缕草的有14份种质,显著低于沟叶结缕草的有7份。不同种植物抗旱性也不同,各种及变种的表征永久萎蔫系数依次为：日本结缕草（Z. japonica）<细叶结缕草（Z.tenuifolia）<沟叶结缕草<青结缕草（Z. japonica var. pollida）<中华结缕草（Z. sinica）<长花结缕草（Z. sinica var. nipponica）<大穗结缕草（Z. macrostachya）;4个种的变异系数依次为：细叶结缕草<中华结缕草<沟叶结缕草<日本结缕草。抗旱性在日本结缕草和中华结缕草种内存在极显著差异;中国结缕草属植物、日本结缕草和中华结缕草的抗旱性与地理分布均不具有明显相关性。     

日本结缕草抗寒相关性状的QTL分析

为寻找与结缕草(Zoysia japonica steud.)抗寒性状相关的数量性状位点(QTLs),利用生态条件具明显差异的2个日本结缕草品系室兰(Zoysia japonsic cv. Muroran)和俵山北(Zoysia japonsic cv. Tawarayama Kita)及其假测交产生的F₁代86个个体为材料,研究其在人工低温胁迫条件下叶片的半致死温度(LT₅₀)及可溶性糖、可溶性蛋白含量及过氧化物歧化酶(SOD)活性的变化,并以447个SSR标记构建的日本结缕草遗传连锁图谱为基础,对抗寒相关的性状可溶性糖、可溶性蛋白含量及SOD活性进行了QTL定位分析。结果表明:F₁群体的可溶性蛋白含量与叶片LT₅₀呈显著负相关(P<0.05),可溶性糖含量及SOD活性与叶片LT₅₀呈极显著负相关(P<0.01)。分别定位到与叶片可溶性糖、可溶性蛋白含量和SOD活性相关的QTL各1个,分布于3个连锁群上,QTL的LOD值介于2.19~2.42之间,单个QTL可解释性状表型变异的范围在13.3%~13.8%。     

结缕草属植物种间关系的等位酶研究

分析结缕草属(Zoysia Willd.)9种1变种共59份种源的苹果酸脱氢酶(MDH),酯酶(EST)及过氧化物酶(POD)三种等位酶特征,研究其种间亲缘关系,结果表明:①种内遗传分化大小依次为:沟叶结缕草(Z.matrella(L.)Merr.)>结缕草(Z.japonica Steud.)>中华结缕草(Z.sinica Hance)>朝鲜结缕草(Z.koreana Mez);②聚类结果显示:结缕草、中华结缕草、长花结缕草(Z.sinicavar.nipponica Ohwi)、大穗结缕草(Z.macrostachya Franch.)聚为一类;沟叶结缕草、细叶结缕草(Z.tenuifolia Willd.ex Trin.)先聚为一类,然后小结缕草(Z.minima Zotov)、太平洋结缕草(Z.pacifica Hotta ex Kuroki)、大花结缕草(Z.macrantha Desvaux)也聚到这一类;而朝鲜结缕草自成一类,聚类结果与外部性状特征和地理分布位置相统一;③结缕草属植物为开放式的外繁育系统,种内各种源间遗传变异大于种间变异。     

结缕草属植物抗旱形态机理(简报)

草坪草的抗旱性包括避旱性和耐旱性,而避旱性是指草坪草通过自身的形态变化来适应短期的干旱。对草坪草的避旱机理已有很多研究,多集中在两个方面,一是减少草坪草的蒸散失水,二是增加草坪草根系吸水。草坪草主要通过其叶片的蒸腾作用失水。草坪草在长期的进化过程中,形成了对干旱逆境的适应性,有些草坪草叶表面有蜡质层和叶毛以减少水分蒸散;而有些草坪草叶片具有泡状细胞,使叶片在干旱时卷曲,减少水分蒸散^[1]。发达的根系已经被认为是草坪草避旱的一个重要特征^[2,3]。Marcum等^[4]通过对25个结缕草的研究认为:在水分限制条件下,最大根深密度(MRD)、根系总重(TRW)和根长密度(RLD)与草坪盖度呈正相关。     

结缕草属植物抗旱生理机理

选择抗旱种源Z125和干旱敏感种源Z098,对其干旱胁迫期间的叶片相对含水量、SOD酶活性、脯氨酸和可溶性总糖含量的变化进行研究,同时观察叶片的萎蔫情况,结果表明:随着干旱胁迫时间的延长,叶片相对含水量呈逐渐下降的趋势,开始时缓慢,Z125在干旱胁迫到第12 d,Z098在第9 d,下降趋势增加;可溶性总糖的含量逐渐增加,在15 d期间,Z125始终高于Z098;脯氨酸含量逐渐增加,大部分时间内Z125均大于Z098;SOD酶活性先增加后降低,不同种源出现峰值的时间不同,Z125在第12 d,而Z098在第9 d,前15 d中,Z125都高于Z098;干旱胁迫下,结缕草(Zoysia Willd.)水分平衡的保持、SOD酶活性的增加以及渗透调节物质(脯氨酸和可溶性总糖)的积累,是结缕草抗旱的重要生理机制。     

结缕草属植物致死含水量的研究

为研究结缕草属(Zoysia)植物的耐旱能力,并对耐旱能力强的结缕草品种的选育以及极度干旱地区结缕草草坪的水分管理提供实验依据.在2005年对51份结缕草种源抗旱性初步鉴定的基础上,于2006年选择9份抗旱性代表种源,对其致死含水量进行研究,并对其与表征永久萎蔫系数进行相关分析.结果表明:9份材料致死含水量变异范围为3.01%∽6.14%,变异系数为25.21%,9份材料的致死含水量存在极显著差异(P<0.01);表征永久萎蔫系数相对于致死含水量存在极显著的线性正相关关系(P<0.01),回归方程为:Y=1.57X+3.88(R²=0.9217>R_0.01²=0.6354);根据表征永久萎蔫系数与致死含水量的线性回归方程,得出其他42份种源的致死含水量,其变异范围为3.62%∽5.64%,变异系数为10.85%.     

两种结缕草品系对低温胁迫的生理响应研究

为探明不同生态条件下日本结缕草(Zoysia japonica Steud.)对低温胁迫的生理响应,以生态条件具明显差异的日本结缕草两品系室兰(Muroran)和表山北(Tawarayama Kita)为材料,采用电导法测定不同低温处理条件下其离体叶片及匍匐茎相对电导率的变化,拟合Logistic方程求得低温半致死温度(LT₅₀),并分析结缕草在低温胁迫下脯氨酸、可溶性糖含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性及丙二醛(MDA)含量的变化规律。结果表明室兰叶片、匍匐茎的半致死温度均低于表山北,低温处理后两结缕草品系的脯氨酸、可溶性糖含量均有不同程度的升高,且随着温度的降低,室兰可溶性糖含量增幅比表山北大;两品系SOD活性随温度的降低呈"下降-升高-再下降"变化趋势,而MDA含量呈相反变化趋势。0℃时,SOD活性及MDA含量在两品系间表现出极显著差异(P<0.01)。综合各项生理指标评价,室兰的抗寒性强于表山北。