干旱胁迫下赖草抑制性消减文库的构建与分析

用根际水分胁迫对赖草（Leymus secalinus）植株进行干旱胁迫,利用抑制消减技术,以干旱胁迫处理为tester,正常生长对照组为driver,构建了包含576个克隆的赖草消减cDNA文库。通过斑点杂交筛选,得到16个EST序列,大小居于100~310 bp。Blast比较发现,这些序列与大麦（Hordeum vulgare）和小麦（Triticum aestivum）干旱诱导下表达的序列、甜菜碱醛脱氢酶核酸序列、植物热激蛋白hsp70核酸序列、1,5 二磷酸核酮糖羧化酶氨基酸序列、植物遍在蛋白缀合酶氨基酸序列、植物50S核糖体蛋白L20基因序列等相关抗旱基因具有较高的同源性。以上结果说明,本研究得到了部分赖草抗旱相关基因片段,可为赖草抗旱机理的研究以及抗逆基因的克隆奠定一定的基础。     

赖草抗旱性研究进展

赖草是一种抗逆性极强的多年生禾本科植物,具有耐盐碱、耐旱、耐瘠薄、耐寒、耐风蚀、耐污染、耐沙埋、耐暴雨等特点,不仅是一种饲用价值较高的优良牧草,还是进行植物新品种培育的一种基因库材料。本文综述了赖草的优良特性、干旱胁迫下的生理变化、抗旱机制及抗旱相关基因的研究进展,并提出了今后的研究趋势。     

赖草抗旱性研究进展

赖草是一种抗逆性极强的多年生禾本科植物，具有耐盐碱、耐旱、耐瘠薄、耐寒、耐风蚀、耐污染、耐沙埋、耐暴雨等特点，不仅是一种饲用价值较高的优良牧草，还是进行植物新品种培育的一种基因库材料。本文综述了赖草的优良特性、干旱胁迫下的生理变化、抗旱机制及抗旱相关基因的研究进展，并提出了今后的研究趋势。     

NaCl胁迫对赖草幼苗生理特性的影响

以赖草为材料,用不同浓度NaCl(100、200、300、400、500、600、700mmol/L)对赖草进行处理,通过测定叶片含水量、根冠比(R/T)、丙二醛(MDA)、可溶性糖、超氧化物歧化酶(SOD)活性,研究赖草的耐盐能力。结果表明,NaCl浓度低于400mmol/L时赖草叶片含水量、根冠比(R/T)与对照相比变化不显著(P0.05);随NaCl浓度增加,SOD活性和可溶性糖含量呈先上升后下降的趋势;MDA含量呈上升的趋势。赖草在400mmol/L NaCl胁迫下能正常生长,当浓度达到500mmol/L时生长受到影响。     

盐胁迫对赖草离子吸收和运输的影响

本试验用NaCl(0,100,200,300,400,500,600,700 mM),Na₂CO₃和NaHCO₃(0,50,75,100,150,200,300,400 mM)对盆栽赖草幼苗(Leymus secelinus)在温室进行胁迫,通过研究其不同部位离子含量和离子的选择性运输,分析探讨赖草的耐盐生理。结果表明:NaCl,Na₂CO₃和NaHCO₃胁迫后,赖草幼苗根系的Na⁺含量均高于茎叶的含量,Cl^-含量是茎叶高于根系,根系的限制Na⁺能力随盐浓度的增加而增大。赖草幼苗在300 mM NaCl以下不受影响,Na₂CO₃ 浓度低于150 mM可以通过K⁺和Ca²⁺的协调来抵制Na⁺和Cl^-的积累,NaHCO₃浓度高于200 mM时,茎叶Na⁺和Cl^-含量增加,受胁迫严重。随盐浓度的增加,Na/K比增加,但茎叶的增加量小于根系,说明赖草的耐盐方式是通过根系限制Na⁺向茎叶运输,从而避免或减轻Na⁺对茎叶的损伤。     

田间盐渍土壤条件下碱茅与赖草离子关系的比较研究

在河西走廊盐渍化草地的３个群落中设置样点，分别取土样及植物样，分析离子含量，以比较研究碱茅与赖草的离子关系及对盐分的适应性。结果表明，碱茅与赖草地上部Ｋ含量随土壤盐分的变化较小，而根系Ｋ含量随土壤盐分上升呈增加的趋势。赖草对Ｋ的选择性高于碱茅，且随土壤含盐量变化不大，碱茅对Ｋ的选择性随土壤总盐含量的增大而增加；赖草地上部Ｎａ含量及Ｋ／Ｎａ比在较低土壤含盐量（０．３％）下与碱茅接近，当土壤含盐量较高时，Ｎａ是碱茅的１／３～２／３，而Ｋ／Ｎａ是碱茅的１．９～３．５倍；土壤含盐量为０．３％及１．２９％时碱茅地上部Ｃｌ含量高于赖草，土壤含盐量为２．０３％时则低于赖草。对Ｋ较高的选择性与对Ｃｌ的富集是碱茅与赖草耐盐性较强的原因，也是两个种的共性。碱茅与赖草的Ｋ、Ｎａ与Ｃｌ含量（或比值）均从侧面反映了两种植物耐盐性的差异。对Ｋ较高的选择性、较高的Ｋ／Ｎａ比与Ｃｌ含量以及较低的Ｎａ含量反映了赖草较高的耐盐性     

大赖草的组织培养及植株再生的研究

大刺草在成熟胚在含有２ｍｇ／Ｌ２，４－Ｄ的ＭＳ培养上形成颗粒状愈伤组织，减少培养基中的２，４－Ｄ浓度，愈伤组织分化出绿色的芽点。生根培养基为不含任何激素的ＭＳ培养基，有分化能力的愈伤组织可以在保持培养基（ＭＳ＋２ｍｇ／Ｌ２，４－Ｄ＋０．５ｍｇ／ＬＢＡＰ）上长期保存，利用这一培养程序可以快速，大量地繁殖大赖草，文章还对外源激素在植物组织培养中的作用进行了讨论。     

温度和水分对赖草种子萌发的影响

利用聚乙二醇(PEG)试剂室内模拟不同干旱(0、-0.10、-0.20、-0.40、-0.80、-1.60 MPa)和温度(10、15、20、25、30℃)环境条件,对西藏班戈县野生型赖草(Leymus secalinus)种子萌发特性进行研究。结果表明,赖草种子在恒温10~30℃和变温10~30℃均能萌发.恒温25℃处理下,种子萌发达到了最佳响应;恒温15℃和变温20/30℃处理对赖草种子发芽率具有显著影响(P0.05),而恒温10和30℃对赖草种子发芽率具有极显著影响(P0.05);随着PEG渗透势的增加,赖草种子发芽率、发芽指数、活力指数和胚芽长均出现了不同程度的下降现象,而胚根则表现为先升后降的变化现象。25℃和蒸馏水处理下,野生赖草种子萌发效果最佳;而在25℃和-0.10~0 MPa渗透势处理下,赖草种子胚根优于胚芽生长。     

多枝赖草的组织培养

以多枝赖草种子为材料,在MS 3mg/L2,4-D 0.5mg/L激动素 3%蔗糖 0.5%琼脂培养基上暗培养,产生愈伤组织。愈伤组织经多次继代培养后仍可保持分化潜力。在1/2MS 0.5mg/L6-BA 0.5mg/LIBA 3%蔗糖 0.5%琼脂培养基上光照培养后分化出丛生状绿芽,并大量生根,形成再生植株。     

山西不同居群赖草生产性能及营养价值评价

试验选用山西省8个不同居群野生赖草（Leymus secalinus）资源,在山西太谷进行引种栽培,通过对其生产性能和营养成分的研究与分析,进而评价和筛选优质赖草种质,为野生赖草的开发利用、引种驯化以及品种选育提供理论依据。结果表明,8个赖草居群间除生殖枝数、单株小穗数、单株小花数和饱满种子数外,穗长、结实率和千粒重差异均达显著水平（P＜0.05）。种子繁殖性状主成分分析表明,前3个主成分因子中特征向量最大的分别为穗长、单株小花数和生殖枝数,3个主成分因子累积贡献率达到81.09%;对营养成分进行主成分分析,得到累积贡献率达87.89%的3个主成分,这3个主成分因子中特征向量最大的分别是粗蛋白、粗脂肪和粗灰分。综合生产性能和营养品质来看,右玉和浑源2个居群综合表现最好,可作为今后育种工作的重点选育对象。     

多枝赖草的C-分带与核型分析

通过对多枝赖草的根尖染色体进行常规制片分析和利用BSG方法对其染色体进行C-分带研究，确定多枝赖草的染色体核型组成为2n=4x=28=18m 10sm，确认多枝赖草的标准C-分带带型为2n=28=5CT 2CTI^ 2CT 1CTI 1CTI 1C 1T 1TI。     

利用ITS序列和trnL-F序列探讨赖草属6个物种的系统发育关系

本研究克隆了赖草属6个物种Leymus karelinii,L.angustus,L.racerraosm,L.arenarius,L.triticoides和Lambiguus的ITS序列和trnL-F序列,并选用3个新麦属物种的ITS序列和27个小麦族二倍体物种的trnL-F序列,均以Bromus catharticus为外类群,用最大简约法构建系统发育树.结果发现:不同组的赖草属物种分别聚在一起;赖草属植物与新麦草属植物亲缘关系较近;新麦草属植物是这6个赖草属物种的母本来源.     

利用ITS序列和trnL-F序列探讨赖草属6个物种的系统发育关系

本研究克隆了赖草属6个物种Leymus karelinii,L.angustus,L.racemosus,L.arenarius,L.triticoides和L.ambiguus的ITS序列和trnL-F序列,并选用3个新麦属物种的ITS序列和27个小麦族二倍体物种的trnL-F序列,均以Bromus catharticus为外类群,用最大简约法构建系统发育树。结果发现:不同组的赖草属物种分别聚在一起;赖草属植物与新麦草属植物亲缘关系较近;新麦草属植物是这6个赖草属物种的母本来源。     

多枝赖草的C-分带与核型分析

通过对多枝赖草的根尖染色体进行常规制片分析和利用BSG方法对其染色体进行C-分带研究,确定多枝赖草的染色体核型组成为2n=4x=28=18m 10sm,确认多枝赖草的标准C-分带带型为2n=28=5CT 2CTI 2CT 1CTI 1CTI 1C 1T 1TI。     

黄花草木犀与赖草混合青贮草的发酵品质研究

将黄花草木犀(Melilotus officinalis)与赖草(Leymus secalinus)混合青贮,通过青贮品质的比较,寻求最佳青贮比例。试验设4个处理,A组黄花草木犀青贮(对照组),B组2/3黄花草木犀+1/3赖草青贮,C组1/2黄花草木犀+1/2赖草青贮,D组1/3黄花草木犀+2/3赖草青贮。青贮后60 d启封,测定青贮发酵品质。结果表明:黄花草木犀与赖草混合青贮和对照组相比极显著的降低了氨态氮、乙酸和丁酸含量(P0.01),显著降低了丙酸含量(P0.05),改善了青贮饲料的发酵品质,其中D组乳酸含量极显著高于其他3组(P0.01),pH为4.27;混合青贮中的NDF和ADF含量显著高于对照组(P0.05),以D组NDF、ADF、WSC、EE和Ash含量最高;在各项评分中混合青贮等级均高于黄花草木犀青贮,D组评分均为最高。从青贮发酵品质及饲料利用角度出发,1/3黄花草木犀+2/3赖草混合青贮为最适比例,青贮效果最好。     

基于叶绿体atpB-rbcL序列探讨猬草属和赖草属植物的系统发育和母系起源

对小麦族猬草属、赖草属(NsXm)、披碱草属(StH)及含不同染色体组(St、H、Ns、E^b、E^e、P、F 、V、W)的近缘二倍体属共46个类群的叶绿体基因间隔区atpB-rbcL序列进行系统发育分析,探讨猬草属和赖草属植物系统发育关系及母系起源。结果显示,1)猬草属模式种H. patula与拟鹅观草属和披碱草属物种聚为一支,表明H. patula与披碱草属植物亲缘关系近,其母本来源为含St染色体组的拟鹅观草属物种;2)猬草、长芒猬草、4个新麦草属物种及滨麦和所有欧亚分布的赖草属物种聚在一支,说明猬草、长芒猬草与欧亚赖草亲缘关系较近,其母本供体来自含Ns染色体组的新麦草属物种;3)高丽猬草和东北猬草与北美赖草及冰草属、旱麦草属、大麦属物种处于同一分支,表明高丽猬草和东北猬草与北美赖草具有较近亲缘关系,其母本供体为未知来源的Xm染色体组。研究结果支持将H. patula组合到披碱草属中,猬草、长芒猬草、高丽猬草和东北猬草应组合到赖草属中。     

8个大赖草材料的C-分带和RAPD分析

利用C-分带和RAPD对小麦族赖草属的8个材料进行了比较研究。结果发现,大部分染色体都显示较强的末端带,着丝粒带和中间带则不丰富,除02I-191号材料外,其他几种材料之间变异不大。RAPD结果表明,45条随机引物中的35条(占77.8%)扩增出131条具有多态性的条带,其中22条为特异性条带,可以分别追踪8个大赖草材料。另外,OPC05还可以特异性追踪大赖草添加系中的第7和第14号染色体。     

赖草根茎分蘖相关基因LRC1的克隆及表达

运用同源基因克隆技术从典型的克隆植物赖草中克隆了其根茎分化相关基因LRC1,通过RACE获得其全长cDNA为1.598kb,开放阅读框(ORF)为1299bp,编码432个氨基酸.同源分析结果显示,赖草LRC1基因属于GRAS转录因子家族,与控制水稻分蘖及烟草侧枝发生的相应蛋白具有很高的同源性,与控制水稻分蘖的MOC1...