禾本科牧草和草坪草转基因育种研究进展

 禾本科牧草与草坪草在可持续农业发展、城市绿化、生态保护等方面起着至关重要的作用。近年来,随着生物技术的发展,国内外转基因牧草及草坪草育种研究也取得了明显进展。本文结合笔者多年的科研实践,总结了近年来禾本科牧草及草坪草在遗转转化体系优化上的研究结果,并对利用转基因技术提高其抗病、抗虫、抗除草剂等生物胁迫,以及抗旱、耐盐等非生物胁迫方面的研究进行了综述。同时,分析了禾本科牧草与草坪草转基因研究在安全性和稳定性上存在的问题,并对其今后的研究进行了展望。     

新疆禾本科牧草种质资源及区系组成

新疆禾本科牧草种质资源较为丰富，禾本科牧草有71属322种54亚种；从地理成分上来分析，它的成分多样，但温带性质明显；区系中单种属、少种属较多，表明该区系的年青性。大多数种类为草地植被的优势种、亚优势种或主要伴生种，为天然草地的主要组成成分，牧草资源利用潜力很大。     

青藏高原东缘10种禾本科植物种子萌发的基温和积温

温度是影响种子萌发重要的环境因子之一。本研究利用积温模型分析了青藏高原东缘10种禾本科植物种子在5个恒温梯度下(5、10、15、20、25 ℃)萌发所需的积温和基温。结果表明,10种禾本科植物种子萌发的基温在0~4 ℃,积温在26.65~139.92 ℃·d,基温较低,积温较高,这与这些物种所生存的青藏高原东缘特殊的气候条件有关。海拔与萌发的基温之间存在显著的负相关性(P<0.05),说明种子萌发的基温与它们所处的温度环境相适应。一年生的两种雀麦较8种多年生植物种子萌发所需的积温较低,萌发较早,可优先占有空间资源,在群落竞争中获利。     

草坪禾本科杂草的化学防除技术

在2000～2001年2a间，用6种禾本科除草剂对草坪禾本科杂草进行防除试验，结果表明：禾耐斯作为芽前除草剂的效果比较好，对狗尾草、马唐、看麦娘和早熟禾的出芽抑制率均达到100％；5种茎叶处理剂都是防除禾本科杂草十分有效的茎叶处理剂，对几种主要的禾本科杂草的防效都很高。     

地膜栽培禾本科牧草品比试验

采用地膜覆盖栽培,对3种禾本科牧草进行了品比试验.结果表明,墨西哥饲用玉米比皇竹草和高丹草多刈割2茬次,增加产量.墨西哥饲用玉米比皇竹草增产48.1%,差异极显著(P＜0.01);比高丹草增产49.2%,差异极显著(P＜0.01);皇竹草比高丹草增产0.7%,差异不显著.     

广西冬季牧草混播试验

为探讨合理的亚热带地区冬季牧草高产、高品质种植模式,本研究通过将多花黑麦草(Lolium multiflorum)分别与4种豆科牧草苕子(Vicia dasycarpa)、豌豆(Pisum sativum)、紫云英(Astragalus sinicus)、白三叶(Trifolium repens)进行混播,测定不同组合的生产性能和营养特性指标。结果表明,混播组合均表现出较好的适应性和鲜草产量以及良好的营养特性;在刈割3次的情况下,多花黑麦草+紫云英、多花黑麦草+豌豆、多花黑麦草+白三叶、多花黑麦草+苕子和多花黑麦草+苕子+紫云英组合的鲜草总产量分别为44 863.33、43 923.33、47 003.33、46 470.00和37 970.00 kg·hm-2,豆禾比分别为0.076、0.198、0.085、0.116和0.137;在品质方面,多花黑麦草+苕子和多花黑麦草+白三叶组合的营养产出量较优,但前者粗蛋白总产量最高,各项营养产出量中,多花黑麦草+豌豆组合与多花黑麦草+紫云英组合较接近,但稍低于多花黑麦草+苕子和多花黑麦草+白三叶两个组合。综合分析比较不同种植模式下的产量和品质,以多花黑麦草+苕子和多花黑麦草+豌豆两个组合为最佳。     

河南禾本科饲用植物资源研究

介绍了河南禾本科饲用植物的属种组成、区系分布、地理分布及饲用价值等,并对其利用和保护提出了一些建议。     

全基因组范围禾本科植物GPX基因家族的进化分析和表达模式研究

【目的】研究禾本科植物谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)基因家族的序列及其在正常生长和胁迫条件下的表达差异,为揭示GPX基因在植物抵抗逆境胁迫中的作用奠定基础。【方法】利用生物信息学方法,分析水稻、短柄草、高粱中18个GPX基因的序列特点、基因结构和系统进化关系;采用反转录PCR(RT-PCR)方法,分析18个GPX基因在正常生长以及1-氯-2,4-二硝基苯(CDNB)、双氧水(H2O2)、莠去津(Atrazine)和水杨酸(SA)处理后,水稻、短柄草和高粱的根、茎、成熟叶、幼叶、叶鞘,以及正常生长条件下发芽2d后幼苗根和芽中的表达情况。【结果】从水稻、短柄草和高粱基因组中分别鉴定出6,5,7个GPX基因,这些基因编码长度为168~251个氨基酸的蛋白,分子质量介于18.44~27.42ku。系统发生分析发现,3个物种至少有7个最近的共同祖先GPX基因,物种分化之后水稻和短柄草分别丢失1个和2个GPX基因。序列相似性分析发现,3个物种GPX蛋白具有较高的序列相似性,介于38.0%~95.2%,且不同基因簇中GPX序列的分化速率不同。3个物种GPX基因具有保守的基因结构,但SbGPX7发生了内含子插入事件,预示着其与其他GPX基因之间功能的分化。表达模式分析发现,3个物种的18个GPX基因中有15个在所有检测样品中均为组成型表达,3个GPX基因(水稻2个、高粱1个)为选择性表达,表达模式的分化预示着功能的分化。【结论】作为植物保护细胞免受氧化损伤的重要酶类,禾本科3个物种的GPX基因在进化过程中发生了功能分化。     

禾本科三个物种花粉粒及叶片扫描电镜观察

[目的]比较八倍体小黑麦、二倍体黑麦以及普通小麦的微形态特征,探讨它们的染色体组倍性及亲缘关系。[方法]利用扫描电子显微镜对二倍体黑麦、普通小麦和八倍体小黑麦的花粉粒和叶片表面形态与微结构进行观察与比较。[结果]二倍体黑麦、普通小麦和八倍体小黑麦的花粉粒和叶片表面微观形态存在明显的差异,且八倍体小黑麦的一些微观形态特征介于二倍体黑麦和普通小麦之间。通过对比发现,三者的花粉粒大都为近圆形,在萌发孔和表面饰纹上有明显的差异,萌发孔从大到小依次为普通小麦、八倍体小黑麦、二倍体黑麦;在叶片下表皮特征、气孔大小和特征以及刺毛等方面,八倍体小黑麦都要明显不同于普通小麦和二倍体黑麦。[结论]花粉粒和叶片表面形态与微结构可作为区分种属差异的一项指标,同时对鉴定利用染色体工程创造的不同倍性新的多倍体物种以及研究物种的亲缘关系具有一定的参考价值。     

甘肃草原禾本科饲用植物资源分布及利用前景

甘肃省具有丰富的禾本科植物资源,植物种类多样,分布地域广阔。通过对甘肃省禾本科植物资源从属种组成和地理分布两个方面进行了分析研究,以期对全省退耕还草过程中禾本科植物的利用提供参考,并对甘肃省禾本科饲用植物资源的保护和在退化草地恢复与草地畜牧业发展中合理利用提出了一些建议。