黄花苜蓿耐牧基因的克隆及功能分析

本项目以不同耐牧水平的黄花苜蓿种质为材料，在绵羊连续强度放牧条件下，从形态性状、生理特性及基因的表达调控3个水平研究黄花苜蓿的耐牧机制，通过不同耐牧水平材料在连续放牧前后相关形态生理性状的测定和比较分析，确定黄花苜蓿耐牧性状的表型特征和放牧响应的生理学基础。采用SSH技术构建不同耐牧水平黄花苜蓿在连续放牧前、后的差异基因表达文库，研究黄花苜蓿响应放牧的基因转录组，筛选与黄花苜蓿耐牧性相关的基因资源，克隆与耐牧性状相关的重要基因并进行初步的功能分析，揭示黄花苜蓿耐牧性相关基因组成，探讨苜蓿耐牧性的分子调控机制。为进一步探索苜蓿耐牧性分子育种和遗传改良的可能性提供科学理论依据。本项研究可填补我国放牧型苜蓿研究的空白，对于促进我国苜蓿的耐牧性改良和放牧型苜蓿品种选育，提高草地可持续利用水平和改善生态环境等具有重要的科学价值和应用前景。

本项目以不同耐牧水平的黄花苜蓿种质为材料，在绵羊连续强度放牧条件下，分析测定了不同耐牧水平材料在放牧前后相关的形态和生理指标，采用SSH技术构建基因表达文库，筛选与黄花苜蓿耐牧性相关的重要基因并进行了功能分析。项目圆满完成了计划任务并取得了重要成果：揭示了黄花苜蓿耐牧性的形态学成因机制和生理学基础，确定了4个直接影响黄花苜蓿耐牧性形成的表型性状和2个间接参与耐牧性形成的表型性状；揭示了黄花苜蓿耐牧性的光合生理学特性。为筛选黄花苜蓿耐牧相关基因，共构建了3个黄花苜蓿cDNA文库，共获得78937条耐牧相关基因序列。全面揭示了黄花苜蓿耐牧响应的调控路径，确定了21条耐牧响应路径，包括营养响应信号、光建成与伤口响应、细胞壁形成、能量代谢、抗氧化防御等，阐明了2种黄花苜蓿耐牧响应分子机制。本项研究获得的成果填补了我国放牧型苜蓿研究的空白，对于促进我国苜蓿的耐牧性改良和放牧型苜蓿品种选育，提高草地可持续利用水平和改善生态环境等具有重要的科学价值和应用前景。