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青岛能源所与黑龙江省农科院草业所联合开发牧草遗传改良体系
2017-06-02 | 编辑: | 【 】| | 供稿部门:作物分子育种团队
    

  羊草(Leymus chinensis)又名碱草,原产于我国的东北、俄罗斯的外贝加尔和蒙古。在我国羊草集中分布于东北平原、内蒙古草原、华北平原和山区以及黄土高原等地,属于多年生禾本科根茎型草本植物。羊草具有产量高、品质好、耐盐碱、抗干旱和抗寒冷等优点,是我国唯一出口创汇的禾本科牧草,曾被国家牧草产业技术体系列为 “十二五”长期规划的重要牧草品种。

  近年来随着国家大力发展草牧业的倡导,牧草市场需求量与日俱增。然而我国牧草产能不足,且品质不佳,对国外市场的依存度逐年增加,严重制约了我国畜牧业发展。因此亟需发展先进育种技术,加速新型品种资源培育,从而提升我国本土牧草的产能与品质,用以弥补我国牧草生产所面临的的困境。羊草作为禾本科牧草的重要代表,历来享有“牲口细粮”的美誉,在草产业中占有举足轻重的地位。羊草可以作为优质高产的牧草资源,用于人工草地建成和退化草原改良,从而推动草原畜牧业发展。同时,羊草还可有效治理风蚀沙化、水土流失,对改善我国北方草原生态环境和盐渍化土地治理具有重要意义。然而羊草属于自交不亲和植物,遗传背景复杂、种子萌发率低且难于遗传转化,从而严重制约了先进生物工程技术在羊草资源开发与利用中的应用。

  黑龙江省农科院草业研究所长期从事羊草育种与资源化利用研究,现有科研用地230亩,羊草良种繁育基地100亩,审定羊草新品种3个(农菁4号、农菁11号和菁牧3号)。通过与草业所合作,青岛能源所将先进的牧草组织培养与分子生物学技术引入羊草种质资源创制和品种培育过程中。先后建立了羊草(农菁4号)种子高效萌发体系和高效遗传转化体系,将羊草种子的萌发率从当前的13.5%提高到了70.3%,同时将羊草遗传转化效率提高到20%以上。上述研究工作不但能够解决羊草种子萌发率低的生产难题,而且还为今后通过基因工程技术创制高生物量高品质羊草种质新资源提供了稳定可靠的研发平台。另外,通过解析羊草不同生育期茎秆的形态、分子与细胞壁特征,全面掌握了羊草细胞壁品质形成的特点,从而为今后羊草新型种质资源选育与评估、田间栽培与管理以及收获期精准确定提供了依据和指导。该研究契合《中科院东北振兴科技引领行动计划》的指导思想,通过将两所在资源与技术方面的优势进行有机融合,不但有望促进科学院科技成果的转移转化,还能够有效实现对区域经济的服务。同时也为今后山东省黄河三角洲及青岛周边区域盐碱地的治理和环境修复工程储备了优良的牧草品种资源。

  草业所王建丽助理研究员与青岛能源所马利超博士为论文的共同第一作者,青岛能源所作物分子育种团队付春祥研究员为该论文的通讯作者。上述研究工作得到了中科院“百人计划”和黑龙江省农科院重大项目“黑龙江寒带农作物种质资源更新”等项目的支持。(文/图 姜珊珊)

相关专利与成果发表:

1付春祥、王建丽、张海玲等,一种羊草遗传转化的方法,中国,专利号:CN 201710144623.X

2王建丽,付春祥,申忠宝等,一种羊草种子高效萌发的方法,中国,专利号:CN 201611099887.X

3Wang J, Ma L, Shen Z, Sun D, Zhong P, Bai Z, Zhang H, Cao Y, Bao Y, Fu C. 2017Lignification of sheepgrass internodes at different developmental stages and associated alteration of cell wall saccharification efficiency. Front Plant Sci. 8:414.

 
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