结缕草的抗寒性与体内碳水化合物、脯氨酸、可溶性蛋白季节动态变化的关系

为了阐述结缕草抗寒性与碳水化合物、脯氨酸含量及可溶性蛋白含量季节动态变化的关系,在2008年10月-2009年5月期间,以‘兰引3号’结缕草(Zoysia japonica ‘Lanyin No.3’)为材料,研究在自然温度变化过程中,‘兰引3号’结缕草地下根茎碳水化合物、脯氨酸含量、可溶性蛋白含量的季节性动态变化及其与LT₅₀变化的关系。结果表明,在越冬前后,‘兰引3号’结缕草地下根茎LT₅₀呈先降低后升高的季节变化趋势,可溶性总糖含量、蔗糖含量、果糖含量及可溶性总糖/淀粉、脯氨酸含量、可溶性蛋白含量伴随田间气温变化均呈先升高后又降低的趋势,淀粉含量则呈先降低后又升高的趋势;‘兰引3号’结缕草地下根茎LT₅₀季节变化与可溶性总糖含量、果糖含量、可溶性总糖/淀粉、可溶性蛋白含量季节变化之间显著负相关,而与蔗糖含量、淀粉含量、脯氨酸含量的季节变化间不存在显著的相关性。     

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。     

中华结缕草草坪营养栽培研究

为加快中华结缕草成坪速度,对不同营养整殖方式进行比较。结果表明,5cm×5cm小块草皮间铺法成坪最快,植株生长结构合理,是首选营养建坪方式。     

结缕草ZjNAC基因的克隆与表达分析

NAC类家族的基因是植物特有的转录因子,并且它在植物的生长发育中发挥着重要的作用。本研究以结缕草为研究材料,对结缕草转录组数据库利用local blast的办法克隆出1个NAC类转录因子。为深入探讨和研究NAC类转录因子在植物逆境生理上的作用奠定基础。通过与水稻的OsNACs家族成员进行进化树分析,结合蛋白分析,QRT-PCR等的方式探索其生物学功能。实验结果表明,该基因长度为1496 bp,包含1个完整开放阅读框(ORF),长度为1332 bp,编码449个氨基酸,该蛋白含有1个NAM结构域。与水稻的NAC类转录因子家族的系统进化树对比发现,它与OsNAC036近缘性最高,因此将该基因命名为ZjNAC036。QRT-PCR结果显示,该基因在干旱情况下表达量呈上升趋势,并且干旱处理8 h的时候,差异倍数最大,达到了50倍左右,而在盐胁迫、低温胁迫下没有规律性变化。这表明ZjNAC036在干旱逆境生理上可能有重要的作用,而在高盐及寒冷的逆境生理方面可能作用不大。     

体胚诱变结缕草属突变体形态特征及生长特性评价

对结缕草属3个种的119份体胚诱变突变体的13个外部形态特征及生长特性进行了相关分析。结果表明：突变体的所有13个性状的变异均较大,其中匍匐枝总长度、单株覆盖面积、叶毛及密度的变异系数均高于1。主成分分析结果表明,单株覆盖面积、匍匐枝总长度、密度以及直立枝节间长4个性状对结缕草属突变体的遗传多样性研究具有重要意义。在聚类分析基础上,将119份突变体种源划分为4组,分别为细叶多毛型突变体、粗径早绿型突变体、短叶少毛型突变体、宽叶晚绿型突变体。     

细胞分裂素对沟叶结缕草愈伤组织生长及其抗氧化系统的影响

为探究细胞分裂素对长期继代培养的愈伤组织细胞系分裂、增殖的影响,以及对梢和根的诱导作用,以继代10年的沟叶结缕草愈伤组织为材料,研究0~0.20 mg·L~(-1)的6-苄基氨基嘌呤(BA)、激动素(KT)、玉米素(ZT)、反式玉米素核苷(ZR)、噻苯隆(TDZ)及正交设计组合对其生长和再生的影响。结果表明,继代培养4周后,愈伤组织鲜重增长率最高的处理是0.10 mg·L~(-1)BA+0.20 mg·L~(-1)KT+0.15 mg·L~(-1)ZT+0.10 mg·L~(-1)TDZ,达到331.3%,略高于0.10 mg·L~(-1)KT(315.0%),但差异不显著。以1/2MS+30.0 g·L~(-1)蔗糖+3.0 g·L~(-1)Phytagel为基本培养基,添加不同浓度的5种细胞分裂素再生培养6周,再生率和再生梢总数最高的是含0.15 mg·L~(-1)ZT的培养基,再生率为60.3%,再生梢总数为142.0个,分别是对照的2.41倍和3.67倍。再生过程中过氧化物酶(POD)活性(6.694~14.569U·g~(-1)FW·min-1)显著低于对照(20.802~32.303 U·g~(-1)FW·min-1),超氧化物歧化酶(SOD)活性的峰值(382.353 U·g~(-1)FW·min-1)显著高于对照(326.760 U·g~(-1)FW·min-1),而第3周再生高峰期过氧化氢酶(CAT)活性(0.312 U·g~(-1)FW·min-1)显著高于对照(0.141 U·g~(-1)FW·min-1)。因此,适宜浓度的细胞分裂素不仅显著促进愈伤组织的生长和分化,也明显影响抗氧化酶的活性。合理调控SOD和POD活性有助于提高胚性愈伤组织的再生能力,为沟叶结缕草现代育种提供基础资料。     

辽东半岛不同生境结缕草无性系种群构件生物量结构

按生物构件理论,分析了4个不同生境中结缕草Zoysia japonica无性系种群叶片、叶鞘、分株、匍匐茎各构件生物量和总生物量的特性和结构。结果表明,不同生境间结缕草无性系种群性状数量具有较大的生态可塑性,总生物量最大的为1 080.27 g/m2,最小的为225.35 g/m2,二者相差4.7倍。不同生境结缕草无性系种群构件生物量结构反应了不同生境种群不同的生物量分配策略,这是种群对其生境适应的结果。     

结缕草属植物杂交育种及其杂种鉴定——同工酶的变异分析

采用聚丙烯酰胺凝胶电泳法,对结缕草属14个杂交组合的亲本与后代的过氧化物酶与酯酶酶谱进行分析,结果表明:1)结缕草属植物在后营养期有20条迁移率不同的过氧化物酶酶带与19条迁移率不同的酯酶酶带,据酶带的相对迁移率及其分布特点将过氧化物酶酶谱分为A、B、C三个区,酯酶酶谱分为A、B、C、D四个区;2)结缕草的杂交后代在酶带数目以及酶带活性强弱方面与双亲存在较大的差异,而且还出现了数量不等的双亲所没有的“特征酶带”;3)在所鉴定的44个后代中,有25个后代具有父本的特征带,2个后代具有其他任何材料均没有的一条特征带,这27个后代可以初步鉴定为真杂种。     

结缕草ZjCSD基因的克隆及表达分析

铜锌超氧化物歧化酶是植物响应逆境胁迫过程中的关键酶,其含量和活性与植物抗逆性密切相关。本研究以结缕草cDNA为模板,利用同源克隆法,从结缕草转录组数据库中克隆获得了结缕草ZjCSD基因,该基因编码一个含有152个氨基酸的蛋白质。生物信息学分析结果显示:ZjCSD基因编码蛋白为稳定的、亲水的、酸性、非分泌脂溶蛋白,定位于细胞质中,含有CSD蛋白家族特有的保守结构域,具有典型的Cu²⁺和Zn²⁺结合位点;与小米、玉米等禾本科植物具有较高的同源性,进化关系较近。采用实时荧光定量PCR研究该基因在不同组织中、不同胁迫处理下的表达模式,结果表明,ZjCSD基因在根、茎、叶中都有表达,叶中表达量最高;干旱胁迫(30% PEG)、盐胁迫(150 mmol/L NaCl)和Cd²⁺胁迫(200 mg/L Cd²⁺)均能诱导ZjCSD基因表达量上调,Pb²⁺胁迫(1 g/L Pb²⁺)诱导ZjCSD基因表达量下调。故推测结缕草ZjCSD基因在结缕草应对干旱、盐和重金属胁迫的过程中发挥作用。     

两种养分水平条件下结缕草分株生根比例变化对克隆生长的影响

以匍匐茎型克隆植物结缕草为研究对象,探讨其在不同土壤养分水平条件下,克隆分株生根比例变化对克隆生长的影响。实验设置高、低两种养分水平,以及0%,25%,50%,75%和100%五种克隆分株生根比例。结果表明：在不同养分水平条件下,结缕草分株生根比例变化对克隆植株整体生长影响程度不同。在养分水平较高时,分株生根比例变化对克隆植株总生物量影响显著,而在养分水平较低时,影响则不显著;无论在何种养分水平条件下,分株生根比例变化对克隆植株根生物量都有显著影响。克隆植株上75%分株生根时,具有最大的根生物量。分株生根比例变化影响了克隆植株的生长策略,并显著改变克隆植株的生物量分配格局。分株生根比例较低（0%和25%）的克隆植株根冠比较小,且匍匐茎生物量显著增加。整体来看,结缕草克隆植株的生长状况在高养分水平条件下明显好于在低养分水平条件下。