长穗偃麦草

摘要： 长穗偃麦草是一种耐盐碱、耐旱、耐涝的多年生冷季型牧草,已在美国、加拿大、澳大利亚等国大面积种植。自1954年起,作为小麦遗传改良的重要资源,在我国长期被用作小麦远缘杂交的亲本。尽管1980-1990年代我国曾引进长穗偃麦草用于防风固沙和牧草生产,但鲜有大面积种植的报道。全世界已审定推广了10个以上的长穗偃麦草品种,而我国目前还没有自主选育的长穗偃麦草品种。2012年起中国科学院遗传与发育生物学研究所李振声组先后在北京、曹妃甸、南皮、海兴、东营等地进行多年多点种植试验,再次证实其耐盐碱高产特性。于是,2020年1月李振声提出了利用环渤海盐碱荒地种植耐盐碱牧草(如长穗偃麦草)建立“滨海草带”的设想。为此,需建立适合长穗偃麦草大面积种植的栽培技术、选育耐盐高产新品种。本研究综述了国内外有关长穗偃麦草耐盐碱、耐涝、耐旱等特点及牧草品质、品种选育、栽培技术与长穗偃麦草“滨海草带”方面的研究进展,以期为长穗偃麦草研究利用与示范推广提供参考。

摘要： 为深入研究长穗偃麦草LBD基因家族中基因的结构与功能以及小麦与其近缘属的进化关系,以长穗偃麦草LBD(Lateral organ boundaries domain)基因家族为研究对象,生物信息学分析发现该基因家族含有32个成员,根据其结构域特征,可分为ClassⅠ和ClassⅡ两个亚家族,ClassⅠ又可分为ⅠA、ⅠB、ⅠC、ⅠD和ⅠE,ClassⅡ可分为ⅡA和ⅡB;该基因家族的结构域、基因结构相对保守,不同成员之间具有相似的蛋白二级和三级结构。对32个基因的上游序列预测,发现基因上游序列中含有光响应、多种激素、逆境响应等顺式作用元件,说明LBD基因的表达受到光、激素、逆境等多种因素的诱导。与普通小麦、圆锥小麦、乌拉尔图小麦、粗山羊草、大麦进行共线性分析发现,Tel-2E-LBD2、Tel-3E-LBD4、Tel-4E-LBD1和Tel-4E-LBD6为长穗偃麦草特有的LBD基因,而其他28个LBD基因在进化中具有高度的保守性;在普通小麦、圆锥小麦、乌拉尔图小麦和大麦基因组中均发现第1、3部分同源群染色体上存在染色体间的片段重复;普通小麦、圆锥小麦和乌拉尔图小麦的A基因组中第4、5部分同源群染色体均有易位现象,同时,乌拉尔图小麦4A染色体上存在染色体内片段重复而在普通小麦和圆锥小麦的A基因组上发现第4部分同源群染色体内易位与倒位。

摘要： 植物高亲和性K^(+)转运蛋白基因(HKT)编码K^(+)、Na^(+)转运或K^(+)-Na^(+)共转运质膜通道蛋白,在植物抗逆过程中发挥重要作用。为了研究长穗偃麦草EeHKT1;4(GenBank:KF956112.1)的功能作用,构建了EeHKT1;4过表达植物表达载体转化拟南芥,进行拟南芥转基因植株的抗旱耐盐性评价分析。结果显示,正常生长条件下野生型(WT)与转基因株系的主根长度无差异,NaCl与甘露醇处理下WT和转基因株系根的生长受到抑制,转基因株系根长度均大于同等胁迫条件下(WT)的根长;正常生长条件下WT与转基因株系表型无显著差异,但在NaCl与甘露醇处理下WT表现出叶片萎缩和植株枯黄,转基因株系仅部分植株表现出叶片萎缩,同一胁迫条件下转基因株系的植株存活率皆高于WT。硝基氮蓝四唑(NBT)与二氨基联苯胺(DAB)染色结果显示,正常生长条件下WT与转基因株系叶片染色相对较浅,随着NaCl与甘露醇浓度提高,所有叶片染色程度逐渐加深且同等胁迫下WT染色程度高于转基因株系。以正常生长条件下基因的表达量为对照,随着NaCl浓度的增加,AtSOS1基因在WT和转基因植株中逐渐上调且在转基因中的表达量高于WT;AtNHX1基因在NaCl处理下上调表达且转基因植株中表达量低于WT,除转基因株系L5外并未检测到WT和转基因株系自身因NaCl浓度的提高AtNHX1基因表达量发生改变;在甘露醇处理下,AtRD29B和AtP5CS1基因均上调表达且转基因植株中表达量高于WT。综上所述,EeHKT1;4过表达降低了逆境胁迫下拟南芥中超氧阴离子和H_(2)O_(2)的积累,诱导抗逆基因上调表达,增强拟南芥抗旱耐盐性。

摘要： 盐渍土主要分布于干旱、半干旱地区,植物的生长同时受到旱和盐的胁迫。本研究以长穗偃麦草(Thinopyrum ponticum)为材料,采用盆栽方法,探究了盐、旱及其互作对长穗偃麦草幼苗生长和生理特性的影响,以期为长穗偃麦草在盐碱地的种植提供理论依据。试验设置4个土壤含盐量水平:0 g·kg^(−1)、4 g·kg^(−1)、8 g·kg^(−1)和12 g·kg^(−1);3个干旱水平:土壤含水量为田间持水量的75%~85%(常规灌水)、55%~65%(中度干旱)和35%~45%(重度干旱),共12个处理,以常规灌水和无NaCl添加为对照。试验测定了长穗偃麦草幼苗的生物量及叶绿素SPAD值、光合参数、抗氧化物酶活性和地上、地下部Na^(+)、K^(+)含量。结果表明:干旱胁迫和盐胁迫均可使长穗偃麦草的生长受到抑制,但盐旱互作可提高根/冠比,长穗偃麦草仍可在重度干旱和高盐胁迫(12 g·kg^(−1))下存活。干旱或盐胁迫使长穗偃麦草叶绿素含量、净光合速率、气孔导度和蒸腾速率下降,但这些指标在盐旱互作下高于常规灌水下的同一盐分处理。适当的盐分和干旱胁迫提高长穗偃麦草叶片SOD、POD、CAT活性,高盐则降低;重度干旱和高盐胁迫提高了叶片MDA含量。长穗偃麦草地上部Na^(+)、K^(+)含量和K^(+)/Na^(+)比高于根部;干旱和盐分胁迫下,长穗偃麦草根部和地上部Na^(+)含量增加,K^(+)含量减少但依然维持在较高水平,干旱处理显著提高了盐胁迫下根部Na^(+)含量,但根部K^(+)/Na^(+)相对稳定,地上部K^(+)/Na^(+)显著下降。上述结果表明,长穗偃麦草在重度干旱和高盐胁迫下的存活特征可能与其具有发达的根系、高根/冠、完善的抗氧化系统以及根系Na^(+)积累和根系稳定的K^(+)/Na^(+)有关,但要获得一定的生物量仍需要适度的干旱和低盐条件。

摘要： 通过小麦与长穗偃麦草远缘杂交创制附加系、代换系及易位系是小麦遗传改良中利用长穗偃麦草优良基因的重要途径.本研究将长穗偃麦草特异分子标记、染色体计数、基因组原位杂交(GISH)及非变性原位杂交(ND-FISH)等多种方法相结合,对硬粒小麦Langdon(AABB)与小偃麦8801(AABBEE)的杂交后代群体进行分子细胞学鉴定,创制出硬粒小麦-长穗偃麦草3E、6E染色体双体附加系Du-DA3E和Du-DA6E,硬粒小麦-长穗偃麦草1E(1B)染色体双体代换系Du-DS1E(1B)以及硬粒小麦-长穗偃麦草1AS-1EL染色体易位系Du-T1AS·1EL.创制的4个种质中长穗偃麦草染色体均能稳定遗传,这不仅增加了硬粒小麦-长穗偃麦草附加系和代换系的类型,还为后续利用长穂偃麦草优良基因改良小麦提供了特殊种质资源.

摘要： 为了研究外整流钾通道蛋白(stelar K+ outward rectifier channels,SKOR)基因SKOR在长穗偃麦草中的功能,利用热不对称交错PCR(Tail-PCR)技术,克隆了长穗偃麦草EeSKOR启动子,并进行启动子顺式作用元件及基因表达分析.结果 表明:(1)成功获得长穗偃麦草EeSKOR基因起始密码子上游798 bp启动子序列,命名为pEeSKOR.(2)EeSKOR启动子除必须具备的核心启动元件外,还含有特异转录因子结合位点、植物激素响应元件、光响应元件、组织特异的启动元件和胁迫响应元件.(3)成功构建植物表达载体pEeSKOR∷GUS,经农杆菌介导的瞬时转化,EeSKOR启动子驱动GUS报告基因可在拟南芥的叶、叶柄和根中表达.(4)实时定量PCR检测显示,在NaCl、PEG、ABA和SA处理下长穗偃麦草EeSKOR基因在根中呈现不同的表达模式,NaCl处理下EeS-KOR的表达量呈先下调后上调趋势;PEG处理下EeSKOR的表达量呈上调趋势,且随着时间的延长显著上调;ABA处理下EeSKOR的表达受到抑制且随处理时间延长呈显著下调趋势;SA处理下EeSKOR表现出先上调后下调趋势,且在处理72 h时表达量显著低于正常表达水平.研究认为,EeSKOR基因的表达受NaCl、PEG、ABA和SA的诱导调节.该研究结果为进一步系统研究长穗偃麦草EeSKOR基因功能提供重要理论依据.

摘要： 小麦赤霉病,是世界范围内极具毁灭性且防治困难的真菌病害,有小麦"癌症"之称。山东农业大学农学院教授、山东省现代农业产业技术体系小麦创新团队首席专家孔令让及其团队从小麦近缘植物长穗偃麦草中首次克隆出抗赤霉病主效基因Fhb7,且成功将其转移至小麦品种中,首次明确并验证了其在小麦抗病育种中不仅具有稳定的赤霉病抗性,而且具有广谱的解毒功能。相关研究成果4月10日在线发表于《科学》。

摘要： 为探索(小麦Triticum aestivum× 长穗偃麦草Thinopyrum ponticum)F1作为牧草的应用潜力,本研究以(小麦中农28× 长穗偃麦草)F1(以下简称草F1)及其亲本为材料,对草F1的表型组与牧草产量做了初步研究.不同发育时期表型组测定表明,与长穗偃麦草相比,草F1的单株投影面积和紧密度在分蘖期-开花期显著升高(P0.05).草F1的开花期比长穗偃麦草显著提前.草F1的光合速率、气孔导度、胞间二氧化碳浓度等与长穗偃麦草差异不显著,但叶片光合能力显著增加.与长穗偃麦草相比,草F1的总叶绿素和类胡萝卜素含量显著升高而丙二醛含量显著降低.6月1日前后草F1的果糖、蔗糖和淀粉等含量显著高于长穗偃麦草,而葡萄糖含量则显著低于长穗偃麦草.在北京和南皮,无论一年3次、2次还是1次刈割,草F1的鲜草产量均高于长穗偃麦草.特别是种子直播当代草F1鲜草产量比长穗偃麦草增加61.9％～103.5％.全生育期2次刈割产量最高,第1次刈割在6月1日前后可兼顾产量和品质.本研究结果表明,草F1作为牧草具有较大的应用潜力.

摘要： 小麦赤霉病被称作小麦“癌症”,不仅严重危害小麦的产量和品质,而且会导致脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)等真菌毒素的严重污染,而挖掘应用抗赤霉病基因培育抗病小麦品种是抵御病原菌侵害最有效的方法之一.本研究基于组装的二倍体长穗偃麦草参考基因组、BAC文库等,利用图位克隆技术克隆了一个主效抗小麦赤霉病基因Fhb7.该基因编码一个具有广谱催化作用的谷胱甘肽S-转移酶,通过去环氧化机制对单端孢霉烯族毒素起到解毒作用.令人惊奇的是,在植物界没有发现Fhb7的同源基因,但多个证据表明二倍体长穗偃麦草早期可能与Epichlo(e)属的内生真菌形成共生体,通过水平基因转移将Epichlo(e) Fhb7的DNA序列整合到长穗偃麦草基因组中,从而进化出抗镰刀菌属病原菌侵染的功能.Fhb7基因导入小麦后,在不同的遗传背景下,不会造成产量的明显损失,同时对小麦赤霉病和茎基腐病具有广谱抗性,因此在小麦抗病育种中具有广阔的应用前景.

摘要： 对中间偃麦草(E.intermedia)和长穗偃麦草(E.elongat)的杂交种F1的幼穗分化和小孢子发育进行了观察.结果表明,杂种F1幼穗分化是一个连续的过程,可分为8个时期:初生期、伸长期、结节期、小穗突起期、颖片突起期、小花突起期、雌雄蕊形成期和抽穗始期.杂种F1生长锥的分化具有很强的规律性:中上部的小穗最先发育,然后从中上部开始逐渐向上、向下发育,基部的小穗发育最缓慢;在每一小穗上,基部的小花最先发育,然后由基部逐渐向上发育.杂种F1小孢子发育是一个连续分化的过程,在小孢子发育过程中有些细胞有没配对的染色体存在,有染色体粘连现象出现,在减数分裂中期Ⅰ染色体以二价体为主,但能观察到少量单价体、三价体和四价体的存在.

摘要： 根据已报道的其他植物高亲和钾离子转运蛋白(HKT1;4)基因的保守序列设计一对简并性引物,以长穗偃麦草幼根总RNA为模板,采用RT-PCR方法克隆出长穗偃麦草HKT1;4基因,命名为EeHKT1;4.结果表明:该基因片段长度为614 bp,编码204个氨基酸,所得序列与其他植物氨基酸序列同源性均在80％以上,特别是和一粒小麦TmHKT1;4氨基酸同源性高达92％.这为长穗偃麦草HKT1;4全长基因的克隆及其耐盐分子机制的研究奠定基础.

摘要： 通过形态学和种子醇溶蛋白聚炳烯酰胺凝胶电泳(PAGE)分析表明,本文选育的7个小麦-长穗偃麦草双体异附加系(DL1、DL2……DL7)可分为两类:第一类是附加的染色体归属于长穗偃麦草的E染色体组,DL1、DL3、DL4、DL6属此类,其中,DL4、DL6为同一附加系,DL1、DL3为不同的附加系;第二类附加的染色体归属于长穗偃麦草的X染色体组,DL2、DL5、DL7属予此类.

摘要： 生长锥分化进程对穗部性状和种子产量有着显著的影响。本试验对长穗偃麦草生长锥的分化和发育进行了研究，结果表明：长穗偃麦草生长锥分化是一个持续过程，可分为8个时期：初生期、伸长期、结节期、小穗突起期、颖片突起期、小花突起期、雌雄蕊形成期和抽穗始期。长穗偃麦草生长锥的分化具有很强的规律性：在整个穗上，中上部的小穗最先发育，然后逐渐向上、向下发育，基部的小穗最后发育；在每一小穗上，基部的小花最先发育，然后由基部向上逐渐发育。

摘要： 本发明涉及生物技术领域，具体涉及长穗偃麦草外整流钾通道蛋白及其编码基因与应用。本发明克隆了长穗偃麦草外整流钾通道蛋白EeSKOR，其氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示。本发明发现EeSKOR能够提高植株在高盐环境下的生物量和株高，盐处理下过量表达EeSKOR基因显著降低了转基因烟草植株的H2O2和MDA含量，提高了SOD活性和叶绿素含量，显著降低转基因植株的Na+浓度，增加其体内K+浓度。EeSKOR可用于改良植株在高盐胁迫下的生长性能，提高植株抗盐耐受性，对于培育抗盐植物新品种具有重要意义。

摘要： 本发明公开了一种长穗偃麦草Ee基因组特异分子标记及其应用，具体为对二倍体长穗偃麦草、四倍体长穗偃麦草、硬粒小麦‑四倍体长穗偃麦双二倍体8801和普通小麦‑四倍体长穗偃麦草1Ee‑7Ee染色体代换系进行测序，进行序列比对，获得了四倍体长穗偃麦草3Ee染色体特异序列，开发了长穗偃麦草3Ee染色体的特异分子标记，并在小麦及其近缘属物种中进行了验证。本发明开发的特异分子标记不仅可用于二倍体、四倍体、十倍体长穗偃麦草Ee基因组的快速检测，也可用于小麦族所有包含Ee基因组物种的染色体或染色体片段鉴定，且能准确鉴定区分Ee和Eb基因组，这为小麦族系统进化、种质资源鉴定和分子标记辅助选择育种提供了基础。

摘要： 本发明属于分子生物学领域，具体涉及一种长穗偃麦草3E染色体特异共显性KASP分子标记及其应用。具体技术方案为：KASP分子标记包括TWK3EL1和TWK3ES1，TWK3EL1的引物包括小麦等位型下游引物3EL1‑R1、长穗偃麦草等位型下游引物3EL1‑R2和共用上游引物3EL1‑F。TWK3ES1的引物包括小麦等位型下游引物3ES1‑R1、长穗偃麦草等位型下游引物3ES1‑R2和共用上游引物3ES1‑F。本发明提供的分子标记遗传稳定性好、分辨率高，为高通量检测和追踪不同小麦背景下不同来源的长穗偃麦草3E染色体、加快长穗偃麦草3EL或3ES上优异基因的转移和利用提供了有力工具，可有效应用于小麦染色体工程育种和分子标记辅助选择育种。

摘要： 本发明提供了一种快速检测长穗偃麦草抗叶锈病基因的分子标记及应用，借助于经过诱导的小麦‑长穗偃麦草抗叶锈病短片段易位系，结合小麦D基因组的参考序列，设计开发与其紧密连锁的分子标记Xsdau798，用于小麦抗叶锈病育种、抗叶锈病性状的早期分子标记辅助选择，以提高育种效率。

摘要： 本发明提供一种促进长穗偃麦草种子萌发的方法，所述方法包括将长穗偃麦草种子置于25°C、光照16h/黑暗8h条件下培养，同时进行赤霉素GA3处理，所述赤霉素GA3的浓度为1000～1500mg/L。本发明提供的方法通过合适温度、光照以及特定浓度赤霉素的共同作用，不仅提高了长穗偃麦草种子发芽率，还大大提高了其萌发效率，仅需7天，发芽率即可达96.67％。本发明的方法操作简单，易于掌握，可为长穗偃麦草人工草地规模化和规范化高效建植提供重要技术指导。

摘要： 本发明提供了一种快速检测长穗偃麦草抗赤霉病基因的分子标记，以两个小麦‑长穗偃麦草异代换系7el1和7el2为亲本，构建F2分离群体，筛选出目标位点附近发生重组的单株并繁成株系，结合赤霉病表型鉴定技术，寻找与其紧密连锁的分子标记，用于小麦抗赤霉病育种、抗赤霉病形状的早期分子辅助选择，可以提高育种效率。

摘要： 本发明属于遗传学领域，提供了一种快速检测长穗偃麦草高产基因的分子标记及应用，通过常规杂交、回交以及温室和人工气候室加代技术，创制长穗偃麦草7el2L高产基因近等基因系，结合荧光原位杂交技术和农艺、产量相关性状分析，获得了与其紧密连锁的分子标记，可用于小麦高产育种、产量相关性状的早期分子辅助选择，以提高育种效率。

摘要： 本发明公开了一种小麦‑长穗偃麦草抗赤霉病易位系的选育方法及分子标记。同时，本发明还提供扩增该分子标记的引物、该分子标记在小麦遗传育种中的应用。所述分子标记是如下的分子之一：(1)序列如SEQ ID NO.1所示的核酸分子；或(2)序列如SEQ ID NO.2所示的核酸分子；或(3)序列如SEQ ID NO.3所示的核酸分子。本发明对于小麦遗传育种的理论研究和实际应用均有重要价值。

摘要： 本发明涉及种植领域，具体公开了一种长穗偃麦草机械化无性繁殖的方法，包括如下步骤：长穗偃麦草大苗培育，大苗分株并修整，保持每株3个以上茎，按照地上部长8‑10cm、根长0.5‑1cm修剪后用移栽机移栽。本发明的方法实现了长穗偃麦草裸苗机械化移栽，建立了长穗偃麦草规模化无性繁殖的技术体系。其优点在于移栽效率大大提高，可用于长穗偃麦草大面积快速扩繁与牧场快速建植。

摘要： 本发明属于分子生物学领域，具体涉及一种长穗偃麦草3E染色体特异共显性KASP分子标记及其应用。具体技术方案为：KASP分子标记包括TWK3EL1和TWK3ES1，TWK3EL1的引物包括小麦等位型下游引物3EL1‑R1、长穗偃麦草等位型下游引物3EL1‑R2和共用上游引物3EL1‑F。TWK3ES1的引物包括小麦等位型下游引物3ES1‑R1、长穗偃麦草等位型下游引物3ES1‑R2和共用上游引物3ES1‑F。本发明提供的分子标记遗传稳定性好、分辨率高，为高通量检测和追踪不同小麦背景下不同来源的长穗偃麦草3E染色体、加快长穗偃麦草3EL或3ES上优异基因的转移和利用提供了有力工具，可有效应用于小麦染色体工程育种和分子标记辅助选择育种。