中国高羊茅种质资源耐热生理鉴定及分子遗传基础研究

夏季高温是冷季草发展和利用的主要限制因子。高羊茅是应用非常广泛的冷季草坪草，不同地理种群高羊茅材料存在广泛的遗传变异，但对不同材料间耐热性以及分子遗传基础缺乏深入地研究。本项目应用不同地理种群高羊茅为材料，以耐热品种做对照，结合田间和植物生长箱试验进行不同温度处理，研究: ①不同地理种群高羊茅与耐热性状有关的生长和生理指标差异，构建高羊茅耐热生理鉴定体系；②通过关联分析筛选与高羊茅耐热基因位点连锁的分子标记，并明确不同耐热基因位点效应大小；③采用极端耐热和不耐热高羊茅杂交后代材料，验证耐热基因的检测位点。通过本项目的实施，以期阐明高羊茅耐热的分子遗传基础，为高羊茅抗逆育种提供理论和实践上的依据。

夏季高温是冷季草发展和利用的主要限制因子。高羊茅是应用非常广泛的冷季草坪草，不同地理种群高羊茅材料存在广泛的遗传变异，但对不同材料间耐热性以及分子遗传基础缺乏深入地研究。本项目应用不同地理种群高羊茅为材料，以耐热品种做对照，结合田间和植物生长箱试验进行不同温度处理，对高羊茅耐热的分子遗传基础进行了深入系统的研究，完成了高羊茅耐热评价体系，取得了以下8个主要成果：.⑴ 对120份高羊茅种质材料不同处理阶段5大重要功能性状（草坪质量、存活率、相对蒸腾速率、地上部分生长速率、叶绿素含量）进行实时采集，构建耐盐性状数据库，评价功能性状进行了遗传多样性，高羊茅功能性状丰富的多样性给高羊茅耐热筛选提供了丰富的遗传材料。.⑵ 利用因子分析的方法构建数学模型，鉴定了极端耐热高羊茅5（PI 598574, PI608787, PI559374, PI 527504, ‘Pure Gold’）， 和高温敏感材料5个（PI 619025, PI499495, PI 388898, PI 423045，PI 619005）。.⑶ 利用SSR标记进行120份高羊茅群体结构分析和耐热性状关联分析，共鉴定出分别与草坪质量，叶绿素含量，与相对蒸腾速率，生长速率，存活率，分蘖数相关联位点24个。.⑷ 利用次高温多次适应性驯化，寻找合适的提高高羊茅耐热能力驯化模式，从基因和蛋白水平明确其驯化提高耐热能力机理。.⑸ 以硝普钠做为外源NO供体，L-NAME和c-PTIO分别作为NO合成抑制剂及NO清除剂，研究了NO对热胁迫下高羊茅的修复作用，结果表明NO作为信号分子参与了植物应对热胁迫的响应，从而提高植物耐高温能力。.⑹ 利用转录组测序技术，首次从基因组水平揭示了高羊茅耐高温分子机理。.⑺ 为进步获得极端耐热高羊茅材料，实验室还利用转基因技术，进行了高羊茅转基因研究，初步建立了高羊茅遗传转化体系。.⑻ 选取上面筛选的耐热高羊茅和热敏感高羊茅材料各五份，构建不同耐热高羊茅F1群体5个，每个群体大小在500以上。