植物无融合生殖发生因素解析及其在草地早熟禾育种中的应用前景展望

从遗传控制、环境影响、倍性影响、激素水平和矿物质调控以及无孢子起始细胞出现的时间和位置5个方面综述了影响植物无融合生殖胚发生发育的主要因素,旨在系统了解植物无融合生殖的发生机理。同时分析了草地早熟禾无融合生殖研究的现状和制约瓶颈,阐释和展望了无融合生殖方式在草地早熟禾育种中的优势所在、理论与应用价值和种质创制前景,使之为后续草地早熟禾优良新品种的选育和应用实践提供理论依据。     

甘肃野生草地早熟禾种质资源无融合生殖鉴定分析

以甘肃省8个地区的野生草地早熟禾和商用品种‘午夜2号’为试验材料,通过纸上萌发法统计多胚苗率,利用石蜡切片技术统计无融合生殖率,并探究两者之间的相关性。结果表明:参试草地早熟禾材料的多胚苗率为0～15.29%,其中最高的是陇南,最低的是甘南,二者差异显著;无融合生殖率最高的是陇南,可达到71.04%,最低的是甘南,仅为11.2%,其他种质的无融合生殖率差距比较小,为32%～58%;相关性分析表明,多胚苗率与无融合生殖率存在显著相关性(R~2=0.96),该研究结果可为草地早熟禾无融合生殖材料筛选、种植栽培及其遗传育种提供一定的技术参考。     

草地早熟禾无融合生殖的细胞学鉴定

应用胚囊整体染色透明法，对不同品种和来源的草地早熟禾无融合生殖进行了初步研究。从观察胚囊的发育过程入手，探讨了草地早熟禾（ＰｏａｐｒａｔｅｎｓｉｓＬ．）的３个引进栽培品种：Ｗａｂａｓｈ、Ｆｙｌｋｉｎｇ、Ｋｅｎｔｕｃｋｙ以及采自甘肃天祝、肃南和甘南的３个野生种群的无融合生殖的类型和特点。指出草地早熟禾是兼性二倍体无孢子生殖，无融合生殖率因品种和来源不同而异，Ｗａｂａｓｈ为６５％，Ｋｅｎｔｕｃｋｙ为５４％，Ｆｙｌｋｉｎｇ为４８％，天祝、甘南、肃南的３个草地早熟禾野生种群的分别为２３％、１２％和５％。此外，还观测到了草地早熟禾的多胚现象。     

早熟禾再生体系建立的研究现状

早熟禾是一种重要的禾本科牧草和草坪草,具兼性无融合生殖特性。主要从早熟禾的组织培养、再生体系和基因转化方面阐述了生物技术在禾本科牧草中的应用及发展前景。     

草地早熟禾无融合生殖及其育种利用研究进展

介绍了无融合生殖的类型及意义,并从形态学、遗传机制、育种利用以及激素调控4个方面概述了草地早熟禾无融合生殖的最新研究进展。     

甘肃野生草地早熟禾内源激素含量的变化与无融合生殖率的关系研究

为探究甘肃野生草地早熟禾无融合生殖率与内源激素之间的关系,以8个不同无融合生殖率的甘肃野生草地早熟禾种质为试验材料,采集不同发育时期的新鲜小穗样品,测定玉米素(ZT)、吲哚-3-乙酸(IAA)、玉米素核苷(ZR)、赤霉素(GA_3)和脱落酸(ABA)的含量,并分析了内源激素含量与无融合生殖发生的关系。结果表明:ZT和ZR在小穗发育初期呈现出下降趋势,在抽穗后2 d最低,之后ZT逐渐上升而ZR在开花期达到峰值后又开始下降,GA_3和IAA均表现出先增加后下降的趋势,但GA_3在抽穗后2 d达到峰值,IAA则是在开花期含量最高;研究发现,在小穗发育初期,无融合生殖率较低的材料(甘南、清水、肃南和兰州)ABA激素水平无显著变化,相反无融合生殖率较高的材料(陇西、秦州、定西和陇南)的ABA含量均呈现出逐渐下降的趋势,所有材料开花期至乳熟期均出现猛增,之后又急剧下降。相关性分析结果表明:无融合生殖率与ZT、ZR、ABA、(ZT+ZR)/IAA和(ZT+ZR)/ABA呈显著正相关,与GA_3、IAA/ABA和GA_3/ABA呈显著负相关,与IAA无显著相关性。因此,高ZT、ZR和低ABA含量、高(ZT+ZR)/IAA和(ZT+ZR)/ABA比值更可能促进胚珠向无融合生殖途径发育,高GA_3含量可能促进胚珠向有性生殖途径发育。     

甘肃省早熟禾属植物资源及其分布初探

通过搜集整理文献和鉴定分析标本,对甘肃省早熟禾属植物资源及其分布进行了初步研究,研究结果显示：①在不同的地方植物志中,硬质早熟禾、胎生早熟禾、罗氏早熟禾和绿早熟禾存在同物异名现象;通过参考《中国植物志》,对以上植物的名称作了订正;②甘肃有早熟禾属植物共35种2变种,按照刘亮的分类系统将这些植物分为9个组。分别为微药组、早熟禾组、大禾组、林地组、低山组、类早熟禾组、砾地组、泽地组和中亚组;针对以上植物编写了分组分种检索表;③在甘肃省早熟禾属植物中,早熟禾、细叶早熟禾、草地早熟禾、硬质早熟禾分布最广,在全省各地区都有分布;从各个地区看,甘南州、陇南植物种类最多,其次是临夏、天水、张掖（祁连山）、武威和兰州,河西、白银及陇东种数贫乏。     

中国喀喇昆仑山禾本科植物资源及其评价

对中国喀喇昆仑山地区禾本科野生植物资源进行调查研究,结果表明该地区禾本科植物有18属,79种,4亚种,2变种;其中54%~59%为植物群落中的建群种或优势种;97.7%的种类为优良牧草,是该地区野生动物和家畜生存的重要食物来源;作物近缘种有赖草属(Leymus)和披碱草属(Elymus)植物约22种;防风固沙植物资源有芨芨草属(Achnatherum)、拂子茅属(Calamagrostis)、赖草属等约14种;水土保持植物资源有早熟禾属(Poa)、碱茅属(Puccinellia)等约26种;高海拔地区和北方冷季型草坪草资源有早熟禾属、羊茅属(Festuca)、(艹洽)草属(Koeleria)等约9种。     

甘肃野生草地早熟禾内源激素含量的变化与无融合生殖率的关系研究

为探究甘肃野生草地早熟禾无融合生殖率与内源激素之间的关系,以8个不同无融合生殖率的甘肃野生草地早熟禾种质为试验材料,采集不同发育时期的新鲜小穗样品,测定玉米素(ZT)、吲哚-3-乙酸(IAA)、玉米素核苷(ZR)、赤霉素(GA₃)和脱落酸(ABA)的含量,并分析了内源激素含量与无融合生殖发生的关系。结果表明:ZT和ZR在小穗发育初期呈现出下降趋势,在抽穗后2 d最低,之后ZT逐渐上升而ZR在开花期达到峰值后又开始下降,GA₃和IAA均表现出先增加后下降的趋势,但GA₃在抽穗后2 d达到峰值,IAA则是在开花期含量最高;研究发现,在小穗发育初期,无融合生殖率较低的材料(甘南、清水、肃南和兰州)ABA激素水平无显著变化,相反无融合生殖率较高的材料(陇西、秦州、定西和陇南)的ABA含量均呈现出逐渐下降的趋势,所有材料开花期至乳熟期均出现猛增,之后又急剧下降。相关性分析结果表明:无融合生殖率与ZT、ZR、ABA、(ZT+ZR)/IAA和(ZT+ZR)/ABA呈显著正相关,与GA₃、IAA/ABA和GA₃/ABA呈显著负相关,与IAA无显著相关性。因此,高ZT、ZR和低ABA含量、高(ZT+ZR)/IAA和(ZT+ZR)/ABA比值更可能促进胚珠向无融合生殖途径发育,高GA₃含量可能促进胚珠向有性生殖途径发育。     

无融合生殖的研究及其应用

无融合生殖广泛存在于被子植物中,是一种特殊的生殖方式,既有兼性的,也有专性的;既有二倍体的,也有单倍体的.无融合生殖受多基因控制,并受环境因素的影响,可通过遗传学和细胞学方法鉴定。无融合生殖特性应用于育种中,能简化育种程序,加速育种进程,降低种子生产成本,固定杂种优势。     

狼尾草属牧草种质资源的开发利用

狼尾草属(Pennisetum Rich)是个大属,中国是狼尾草属牧草资源最为丰富的国家之一。至今已发现并发表的包括常见种、引进种以及新发现种、新发现变种共计12种3变种(包括4个引进种)。狼尾草属牧草的广泛适应性、高产草量、高蛋白含量及无融合生殖特性等受到世界多国农业部门与育种专家的高度关注,在狼尾草饲用型、生态型、观赏型、能源型牧草开发应用方面取得了显著成就。狼尾草属优良草种的引种驯化、杂交育种和品种引进具有广阔的发展前景。     

黄河首曲高寒草甸退化草地(黑土滩)恢复重建优良适宜牧草筛选试验

筛选优良适宜的牧草品种是黄河首曲高寒草地退化草地生态恢复与重建、"黑土滩"治理的基础和关键环节。引种筛选适合当地生态环境的、具有快速恢复高寒草地退化草地功能、有较高的放牧利用及生态价值的优良牧草品种,是高寒地区退化草地生态恢复与重建的关键环节,也是草地畜牧业可持续发展的重要物质基础。结果:参试的6种牧草出苗排序是:无芒雀麦、老芒麦、垂穗披碱草、冷地早熟禾、草地早熟禾、中华羊茅;参试的6种牧草越冬率高于50%的冷地早熟禾、垂穗披碱草、草地早熟禾和中华羊茅在次年能完成生育期,无芒雀麦和老芒麦第二年不能完成生殖生长,均处于抽穗期和开花期;通过综合评价,两种早熟禾植株低矮,耐践踏,而且地下茎发达,能固结表土,有保持水土,防止雨水冲刷的作用,可增加植被盖度,减少风蚀和水蚀的危害。垂穗披碱草、老芒麦、中华羊茅根系较发达,抗旱、耐寒性强,种子产量较高,可以用作种子扩繁生产,为"黑土滩"治理和草地恢复重建提供种子储备;参试草种中首选两种早熟禾,其次是垂穗披碱草,第三是老芒麦和中华羊茅,最后是无芒雀麦。     

湖北海棠无融合生殖遗传分析与胚发育模式研究

以湖北海棠变种平邑甜茶、泰山海棠与B9做杂交组合,培育实生苗1750株,筛选杂种F1代96株。用去雄套袋法鉴定F1的无融合生殖率,用流式细胞仪鉴定杂种的染色体倍性。结果表明：无融合生殖型率在80%以上的有40株,15%以下有40株,20%-50%之间有16株;25株四倍体皆为无融合生殖型,10株二倍体皆为有性生殖型,三倍体中无融合生殖型加上中间型与有性生殖型数量比接近1：1。初步推测湖北海棠的无融合生殖基因型为“Aaa”（“A”显性,无融合生殖;“a”隐性,有性生殖）,以显性单基因质量性状为主,也有数量性状效应;胚囊多数情况下由未减数的2n=3x配子直接发育成与母株基因相同的胚,部分2n配子与雄配子结合,形成2n+n=4x型后代,少量胚囊经减数分裂产生n=x、n=2x两种配子,无融合生殖基因随n=2x配子分离。     

牧草的无融合生殖育种

本文从牧草中无融合生殖草种的分布、无融合生殖的遗传方式、专性无融合生殖草种的杂交育种方法等方面,介绍了国外牧草无融合生殖育种的进展。     

草地早熟禾种间原生质体电融合条件的研究

为改良培育草地早熟禾(Poa pratensis)新品种,拟建立草地早熟禾商用品种与具有优良性状的野生早地早熟禾种间原生质体融合体系。采用电融合法,研究了电融合仪的电场条件和原生质体密度对草地早熟禾种间原生质体融合的影响。结果表明:在交流电场强度和频率分别为20 V/cm和2000k Hz时,原生质体可在较短的时间内形成2~4个原生质体串;最适于草地早熟禾种间原生质体融合的直流脉冲强度为200 V/cm、DC幅宽为40μs、直流脉冲次数为3次,原生质体密度为3×105个/m L,在此条件下,草地早熟禾种间原生质体总融合率和一对一融合率可分别达到25.39%和12.27%。     

林间草地硬质早熟禾无性分株构件的定量分析

通过对硬质早熟禾单优群落随机取样的调查与测定,就该种群的分株构件进行了定量化分析。结果表明,硬质早熟禾无性系构件的数量决定于丛径的大小,无性系中生殖蘖构件组分的数量占较大比重,取样中最高比例为95.98%;无性系分株的数量及生殖蘖的数量,随着丛径的增加均呈幂函数形式增大;无性系的生物量及生殖蘖的生物量随着丛径的增加也呈幂函数形式增大;硬质早熟禾无性系对生殖生长有着较高的能量投入,以此维持种群的更新与发展。     

甘肃早熟禾属野生植物资源分布研究

通过野外调查、鉴定分析标本和查阅相关文献,对甘肃省早熟禾属野生植物资源及其分布进行了初步研究,结果表明:甘肃省有早熟禾属植物35种2变种,分属于微药组、早熟禾组、大禾组、林地组、低山组、类早熟禾组、砾地组、泽地组和中亚组9个组,其中低山组种类最多,微药组和早熟禾组次之。从亚区分布看,青藏高原植物亚区种的数量居首(9组30种),占总种数的81%;其次是中国-喜马拉雅森林植物亚区(8组28种),亚洲荒漠植物亚区和中国-日本森林植物亚区在组数和种数上相对较少。从分布地区看,甘南和张掖(祁连山)等寒冷高海拔地区种类最多(33种),占全省的89%,其次是酒泉(阿尔金山)、临夏、陇南、天水和武威,兰州、定西及白银种数贫乏。分析认为,甘南和张掖祁连山地区是甘肃早熟禾属植物的多度中心。     

无融合生殖的研究及其应用

无融合生殖广泛存在于被子植物中，是一种特殊的生殖方式，既有兼性的，也有专性的；既有二倍体的，也有单倍体的。无融合生殖受多基因控制，并受环境因素的影响，可通过遗传学和细胞学方法鉴定。无融合生殖特性应用于育种中，能简化育种程序，加速育种进程，降低种子生产成本，固定杂种优势。     

祁连山东段至兰州一线早熟禾属植物的初步研究

祁连山东段至兰州一线分布有早熟禾属植物9种1变种。分属于3组5系内,其中早熟禾组3种,林地组5种,微药组2种。     

北京地区早熟禾属植物种质资源研究

为收集优良的草坪种质资源,对北京地区野生早熟禾属(Poa L.)植物资源进行了实地考察。北京共有早熟禾属植物20种1个亚种,其中7个种及1个亚种为新分布,西部和北部山区早熟禾属植物物种分布较为丰富,尤其是东灵山、百花山、海坨山及喇叭沟门。从垂直分布看,草地早熟禾(Poa pratensis L.)为广布种,从平原到高海拔地区均有分布。硬质早熟禾(Poasphondylodes Trin.)在低山区常见,其他物种主要分布在海拔1000 m以上的地区。通过研究23份来自不同居群的草地早熟禾花序特征,发现不同居群的花序性状间存在较大的变异,花序基部最短分枝长的变异最大,花序小穗数次之。