黑麦草属种质资源遗传多样性研究
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沉默CCR和CAD基因培育低木质素含量转基因多年生黑麦草胡可1,2,严雪锋1,2,栗丹1,唐晓梅1,2,杨宏1,王艳1,邓洪渊1,马欣荣1*(1.中国科学院成都生物研究所,四川成都610041;2.中国科学院研究生院,北京100049)摘要:木质素作为维管植物的重要成分之一,主要存在于细胞的次生壁中。
然而,木质素却是许多工农业加工过程的限制因素,例如在化学制浆、牧草消化以及木质纤维转化为生物酒精等过程中。
肉桂酰辅酶A还原酶(CCR)和肉桂醇脱氢酶(CAD)是催化木质素单体生物合成最后两步的关键酶。
本研究根据NCBI中黑麦草CCR和CAD基因序列设计特异引物并添加相应酶切位点,从野生型多年生黑麦草cDNA分离克隆CCR和CAD基因片段,分别构建了含正反方向目的片段的植物表达干扰载体p23-iCCR和p23-iCAD。
通过根癌农杆菌EHA105介导转入多年生黑麦草胚性愈伤组织,经过巴龙霉素筛选和PCR检测获得导入了干扰CCR和CAD基因片段的转基因株系i-CCR和i-CAD。
常规方法测定相对木质素含量,结果显示,与对照相比,有9株i-CCR植株和11株i-CAD植株木质素含量显著降低,分别平均降低了34.67%,33.86%,且生长正常。
本研究表明通过干扰CCR和CAD基因表达,可以获得低木质素含量的多年生黑麦草,为进一步培育易消化吸收的黑麦草提供了良好的种质资源。
关键词:木质素;肉桂酰辅酶A还原酶;肉桂醇脱氢酶;多年生黑麦草;RNAi;遗传转化中图分类号:S816;S546+.603;Q943.2 文献标识码:A 文章编号:1004-5759(2013)05-0072-12DOI:10.11686/cyxb20130509 木质素是一种复杂的芳香族化合物多聚体,主要存在于植物细胞的次生壁,与纤维素和半纤维素共价结合,赋予细胞壁强度和硬度,为植物组织提供机械支持,使得植株向上生长。
木质素还使植物的脉管组织具有疏水性,便于水分和营养物质的长距离运输[1],还能保护植株避免病原体入侵[2]。
“十一五”国家科技支撑计划重点项目“牧草育种技术研究及产业化开发”课题申请指南农业部二〇〇八年四月前言为贯彻《国家中长期科学和技术发展规划纲要》和《国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》精神,切实提高牧草良种生产能力、质量水平,提高良种覆盖率和自给率,推动我国草业生产水平及其产业化进程,科技部决定启动“十一五”国家科技支撑计划“牧草育种技术研究及产业化开发”重点项目。
通过项目的实施,实现常规育种技术与现代生物技术的集成创新,发掘优质、高产、高抗、多抗等基因资源、评价相关新基因资源的育种价值,创造有重大应用前景的重要牧草特色种质材料,强化优质、高产与抗逆等性状的聚合与协调改良,选育适于全国主要生态区利用的当家牧草新品种(系),建立完善的规范化良种繁育和产业化体系。
为公开、公平、公正地选择课题承担单位,充分调动各有关部门、地方政府、企业、科研院所和大专院校的主动性和积极性,依据《国家科技支撑计划管理暂行办法》,特制定本《课题申请指南》。
第一章申请须知一、项目总体目标本项目针对我国牧草育种技术基础薄弱、具有自主知识产权的牧草新品种缺乏、牧草新品种覆盖和利用率低、牧草新品种选育与利用严重滞后于草业发展需求、区域发展不平衡、牧草良种的产业化程度低等问题,从育种技术研究和新品种选育及产业化两个层面,以主要栽培牧草为对象,在牧草种质资源发掘与创新、远缘杂交、倍性育种、多因素诱变及聚合选育等育种关键技术研究方面获得突破,提升我国牧草育种整体技术水平,加快牧草新品种选育进程,根据全国主要生态区域的牧草生产特点和需求,开展重要牧草新品种选育,创制一批具有自主知识产权的适合于我国不同生态类型区域的牧草新品种、新品系和优异种质材料,提高我国牧草良种的自给率和覆盖率,开展良种繁育、种子与牧草产业化生产技术体系研究,推动我国牧草良种的产业化生产进程,促进我国草业的快速高效发展。
二、申请内容本项目按两个层面设计10个课题,其中牧草高效育种共性关键技术研究设4个课题,区域性牧草新品种创制与产业化示范设6个课题。
中国牧草育种中存在的问题孙进武,魏鹏飞,王跃栋甘肃农业大学草业学院,甘肃兰州(730070)Email:wykissme@摘要:本文综述了我国牧草种质资源、新品种培育、良种繁育等方面的取得的研究成绩,分析了我国牧草育种研究中存在的育种方法较为落后、优异牧草种质资源匮乏、良繁体系不健全等问题,从而提出了以现代生物技术为中心的解决建议.关键词:牧草育种,研究成绩,解决建议,生物技术1 中国牧草育种研究的成绩1.1 牧草种质资源方面新中国的成立标志新时代的到来,人类对各方面的需求日益增长,我国牧草育种也取得相当不错的成绩。
首先,初步完成了我国牧草品种资源的考察、收集、鉴定评价、入库保存。
现已查明我国牧草野生资源中至少有28科、184属、567种,共3296份材料具有保护、引种、育种价值。
国家牧草中期库已保存牧草种质3500多份,可保存20~ 25年。
另外,在我国不同气候带的生态区建立起5处多年生牧草种质资源圃,对一些材料的生物学特性和农艺性状等开展了鉴定和评价,并建立起了中国牧草与草地资源网站,通过以上工作,初步建立了以国家长期库、中期库为核心,多年生牧草种质资源圃为网络的保存体系[1]。
1.2 牧草常规育种上世纪50年代开始,中国的牧草育种工作者采用野生引种驯化、地方品种整理、国内外优良品种引进、选择育种及杂交育种等基本的育种方法培育出一批新品种,经全国牧草品种审定委员会审定登记的品种达250个,其中野生栽培品种40个、地方品种40个、引进品种6个、育成品种84个。
从国外引进包括苜蓿、三叶草、百脉根、多年生黑麦草、猫尾草、黄花草木樨、白花草木樨等种质,为新品种的培育奠定了一定基础。
大量引种试验筛选出一批适应我国不同地域的草种,如蔚县苜蓿、晋南苜蓿、柱花草、白三叶、多年生黑麦草等;并驯化了一批野生牧草,如羊草、老芒麦、无芒雀麦、黄花苜蓿、沙打旺、披碱草等。
人工选育种研究也有不少贡献,如吉林农业科学院通过系统选育培育出高产、抗寒、适应性广的公农1号、公农2号苜蓿新品种;内蒙古农业大学通过杂交培育出抗寒抗旱的草原1号、草原2号、草原3号杂花苜蓿;甘肃农业大学、新疆农业大学培育出了甘农1号、甘农2号、甘农3号、新牧1号、新牧2号、新牧3号苜蓿新品种等等[2]。
多年生黑麦草 求助编辑百科名片多年生黑麦草早熟禾科(Poaceae)黑麦草属(Lolium)植物,约10种,包括欧亚大陆温带地区的饲草和草场禾草及一些有毒杂草(如毒麦〔L. temulentum 〕)。
高约0.3∼1公尺(1∼3呎),叶坚韧、深绿色。
小穗长在「之」字形花轴上。
多年生黑麦草(L. perenne)和意大利黑麦草(L. multiflorum)萌芽早,为牧场和草地所收草籽中的重要成分。
毒麦常为有毒真菌侵染,其种子还含有麻醉性有毒成分,二者对于草场动物十分危险。
黑麦草为禾本科黑麦草属,在春、秋季生长繁茂,草质柔嫩多汁,适口性好,是牛、羊、兔、猪、鸡、鹅、鱼的好饲料。
供草期为10月至次年5月。
中文学名: 黑麦草别称: perennialryegrass二名法: Lolium perenne L.界:植物界科: 禾本科 属: 黑麦草属 种: 黑麦草种 分布区域: 原产南欧、北非及西南亚编辑本段形态特征多年生黑麦草是禾本科早熟禾亚科黑麦草属多年生疏丛型草本植物[1]。
具短根茎,茎直立;丛生,株高50~100厘米。
叶片窄长,边缘粗糙,深绿色,具光泽,富弹性。
叶脉明显,叶舌膜质,幼叶折叠于牙中穗状花序顶生,小穗含4-15小花,单生于穗轴的每节,两侧压扁,以其背面对向穗轴,第一颖除在顶生小穗外均退化,第二颖位于背轴的一方,具5-9脉[2]。
第一颖常常退化,第二颖质地坚硬,有脉纹3~5条,长6~12毫米。
外稃披针形,长4~7毫米,质薄,端钝,无芒或有芒;内稃和外稃等长,顶端尖锐,透明,边有细毛。
颖果梭形。
种子千粒重1.5克。
多年生黑麦草(5张)编辑本段植物特性多年生黑麦草喜温暖湿润气候。
抗寒、抗霜而不耐高温,耐湿而不耐干旱。
遇35℃以上的高温生长受阻,(二)种子与播种种子田播种国家规定标准Ⅰ级种子,收草田播种国家规定标准Ⅰ~Ⅲ级种子均可。
无论是自产或是购入的种子都需在播前检测品质,确定级别,算出实际播种量。
六倍体小黑麦新品系T-133引种鉴定及特性分析作者:郭莹杨芳萍李鸿满杜久元虎梦霞宋小霞来源:《寒旱农业科学》2024年第02期摘要:小黑麥是小麦和黑麦属间人工杂交形成的新物种,与小麦和黑麦相比,小黑麦的生物产量及蛋白质、赖氨酸含量高,适口性更好,可作为优质禾本科牧草,以促进饲草多元化发展。
为了丰富甘肃省饲草种类,给农牧交错区提供高产稳产、耐盐碱、抗寒旱、抗病虫的小黑麦新品种,2013年从CIMMYT引进了六倍体小黑麦新品系T-133,并经2014 — 2020年连续水旱鉴定、品比试验、生产试验进行引种鉴定。
在2020年甘肃省不同生态区生产试验中,平均折合籽粒产量 7 814.94 kg/hm2,比对照品种宁春4号增产17.45%;平均生物学产量22.39 t/hm2,比对照品种石大1号增产12.92%。
该品系为粮草兼用型,春性,生育期100~109 d,株高115~120 cm,穗长10.0~10.5 cm,可育小穗数21~24个,穗粒数45~50粒,千粒重47~56 g。
富含铁、锌等微量元素,品质优良,抗病性强。
适宜在甘肃河西、中部及生态区域相似的青海、宁夏等高寒旱区种植。
关键词:六倍体小黑麦;T-133;选育;产量;栽培技术中图分类号:S512.1 文献标志码:A 文章编号:2097-2172(2024)02-0128-05doi:10.3969/j.issn.2097-2172.2024.02.005Introduction Identification and Variety Characteristic Analysis of New Hexaploid Triticale Variety T-133GUO Ying 1, YANG Fangping 1, 2, LI Hongman 3, DU Jiuyuan 1, HU Mengxia 1,SONG Xiaoxia 4(1. Wheat Research Institute, Gansu Academy of Agricultural Sciences, Lanzhou Gansu 730070, China; 2. Institute ofAgricultural Economics and Information, Gansu Academy of Agricultural Sciences, Lanzhou Gansu 730070, China;3. Agricultural Technology Promotion Centre of Tianzhu County, Wuwei Gansu 733200,China;4. Agricultural Technology Promotion Station of Qilihe, Lanzhou Gansu 730050, China)Abstract: Triticale is a new species formed by cross between wheat and rye. Compared with wheat and rye, triticale has higher biological yield, protein and lysine content, and better palatability. It can be used as a high-quality grass forage to promote the diversified development of forage grass. To further diversify the forage varieties in Gansu, the hexaploid triticale T-133 was introduced from CIMMYT in 2013, it was bred by flood and drought identification test, variety comparison and production test from 2014 to 2020. Data from the production experiments in different ecological zones in 2020 shows that the average grain yield is 7 814.94 kg/ha, which is 17.45% higher than the control variety Ningchun 4. The average biological yield is 22.39 t/ha, which is12.92% higher than the control variety Shida 1. This variety is a grain-grass type with spring character. The growth period is 100 to 109 days, the plant height is 115 to 120 cm, the spike length is 10.0 to 10.5 cm, the number of spikelet is 21 to 24, the kernels per spike is 45 to 50 and the thousands-kernels weight is 47 to 56 g. The grain is rich in iron, zinc and other trace elements, it is strong resistance to disease with premium characters. It is suitable for cultivation in Hexi, Central region in Gansu, Qinghai, Ningxia and other high and arid regions with similar ecological conditions.Key words: Hexaploid triticale; T-133; Breeding; Yield; Cultivation technology小黑麦(×Triticale Wittmack)是由小麦(Triticum aestivum)和黑麦(Secale cereale)经属间有性杂交和染色体数加倍而形成的新物种[1 ],不仅保持了小麦的丰产性和粒多粒重、品质优良的特性,也结合了黑麦的抗病抗逆性和耐瘠薄性以及繁茂的营养生长量,另外其蛋白质和赖氨酸含量也高于双亲[2 ]。