禾本科植物NBS研究进展

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大豆NBS类抗病相关基因的克隆与序列分析汇总.

大豆NBS 类抗病相关基因的克隆与序列分析①杨秀红②　陈庆山③　杨庆凯　李文滨③(东北农业大学大豆研究所　哈尔滨150030)摘　要　根据拟南芥RPS 2基因、烟草N 基因和亚麻L 6基因的保守结构域设计简并引物,采用RT 2PCR 方法从大豆抗疫霉根腐病品种绥农10号的RNA 中扩增获得两个通读的大豆NBS 类抗病基因同源片段RN E AU 21和RN E AU 22,长度均为513bp ,编码171个氨基酸。

以RN E AU 21为靶序列,采用RACE 方法获得了全长3574bp 的大豆抗病相关基因SR 1,该基因包括3411bp 的开放读码框,72bp 的5′非翻译区(non 2translated region ,NTR ),68bp 的3′非翻译区和20bp 的多聚腺苷酸尾。

编码1137个通读的蛋白质氨基酸序列,基因编码产物具有TIR 、NBS 、LRR 、H D (conserved domain 1)和conserved domain 2等一系列抗病基因的保守结构域。

同源性比较和序列分析显示,该基因为大豆中TIR 2NBS 2LRR 类抗病相关基因。

S outhern 杂交结果表明,SR 1基因(或其同源基因)在大豆中具有2～4个拷贝。

RT 2PCR 检测表明,SR 1基因在大豆中为低丰度组成型表达,其表达不受病原菌接种和水杨酸的诱导,亦无组织特异性。

以绥农10号基因组DNA 为模板扩增得到长度为3972bp 的SR 1基因转录区核苷酸序列,其结构包含5个外显子和4个内含子。

SR 1基因在G enBank 上的登录号为AY 193892。

关键词　大豆,NBS 类抗病相关基因,克隆,内含子0　引言大豆是具有重要经济价值的油料作物和粮食作物,病害造成大豆产量和品质严重下降,因此,培育抗病优良品种是大豆育种的重要目标。

生物技术的发展和完善,使得许多植物的抗病基因得以分离,目前已经从植物中分离了30多个抗病基因[1,2],为获得抗病优质转基因植物奠定了基础,对探究抗病机制也具有重要意义。

禾本科植物叶片比较解剖的研究进展_王海清

禾本科植物叶片比较解剖的研究进展王海清1,2,徐柱1,祁娟1,3(1.中国农业科学院草原研究所,农业部草地资源与生态重点实验室,内蒙古呼和浩特010010;2.中国农业科学院研究生院,北京100081;3.甘肃农业大学草业学院,甘肃兰州730070)摘要:禾本科是单子叶植物中的一个大科,国内对其已有较多方面的研究。

从分类学、生态学两个方面综述了我国禾本科植物叶片比较解剖的研究历史,意义和研究成果,禾本科植物叶片的解剖结构特征可以作为该科植物分类的重要依据,不同的叶片解剖结构反映了禾本科植物对不同环境条件的适应。

综合现有的研究成果提出了禾本科植物叶片比较解剖研究中存在的问题和今后的研究方向。

关键词:禾本科植物;叶片比较解剖;研究进展中图分类号:Q944.56文献标识码:A文章编号:1009-5500(2009)02-0093-05禾本科(Poaceae)植物大约出现在7千万年前的白垩纪晚期[1],目前世界上有600~700属,近10000种,我国共有200余属,1500多种,是单子叶植物中(Orchidaceae)的第2大科[2]。

该科植物分布广泛,能够适应不同类型的生境。

科内包括世界上主要的谷类作物,如水稻、小麦、玉米、高粱和黍类等;该科植物不仅饲用价值高而且大部分还是组成草地植被的优势种或建群种,具有不可替代的作用[3]。

另外,还有一些种类是建筑及多种工业用的原料,如竹、芦苇、甘蔗等[4]。

植物比较解剖学是从系统演化的观点,比较各类群植物结构的异同,将植物的结构特征作为其分类的重要依据。

在我国主要应用于植物的维管束组织结构、叶的结构、生殖器官的结构等方面的研究[5]。

叶片是植物进化过程中对环境变化较敏感且可塑性较大的器官,在不同的环境压力下因适应环境而改变形态及结构,所以结构特征最能体现环境因子与植物的协同进化[6]。

结构是功能的基础,植物结构的变化必然会直接影响到植物生理生态功能的改变。

因而了解植物叶片解剖结构对环境变化的响应与适应是探索植物对环境变化的适应机制的基础[7]。

南瓜NBS类抗病基因同源序列的克隆与分析的开题报告

南瓜NBS类抗病基因同源序列的克隆与分析的开题报告
一、研究背景
南瓜（Cucurbita moschata）是重要的蔬菜作物之一，但其易受多种病害影响，如炭疽病、灰霉病等。

因此，研究南瓜的抗病基因对相关病害的防治和提高南瓜产量至关重要。

NBS基因是一类与植物抗病反应有关的基因，可以参与多种病害的免疫防御，因此是研究南瓜抗病机制的重要基因。

二、研究目的
本研究旨在克隆南瓜中的NBS类抗病基因同源序列，并通过生物信息学分析，探究该基因的结构、进化关系及功能等，为深入研究南瓜的抗病机制提供基础数据。

三、研究方法
1. 南瓜的RNA提取和cDNA合成
采用Trizol法提取南瓜的总RNA，然后按照PrimeScript RT reagent Kit的说明书进行反转录，合成cDNA。

2. 基因克隆和序列分析
利用已有的NBS类基因同源序列进行PCR扩增，然后进行基因克隆。

将克隆所得的基因进行测序和分析，获取其结构和功能等信息。

3. 生物信息学分析
将克隆得到的NBS类抗病基因同源序列进行比对和分析，包括物种进化关系、启动子分析、区域保守性分析等。

四、研究意义
该研究可以为南瓜育种提供理论基础，为抗病品种的选育和开发提供依据。

同时，深入研究植物的抗病机制，也有助于更好地理解植物与病原体的相互作用和进化关系。

中国禾本科植物的增补

中国禾本科植物的增补
陈守良
【期刊名称】《植物研究》
【年(卷),期】1994(14)2
【摘要】本文发表禾本科中１个新变种，即单穗束尾草；２个新命名，即短芒披碱草与耿耳稃草；１７个新组合，即蒙古早熟禾；胎生早熟禾；微药碱茅，疏花以礼草；硬秆草；变种硬秆草；黑药以礼草，大河坝黑药草；梭罗草；窄颖以礼草；孪生以礼草；大颖草；长颖以礼草，糙毛以礼草；无芒以礼草；青海以礼草，阿拉善披碱草。

【总页数】5页(P139-143)
【关键词】禾本料;新变种;新命名;新组合
【作者】陈守良
【作者单位】江苏省植物研究所
【正文语种】中文
【中图分类】Q949.714.2
【相关文献】
1.禾本科植物内生真菌研究8——中国部分地区拂子茅属植物Neotyphodium属内生真菌分布及形态学特征 [J], 詹漓晖;纪燕玲;于汉寿;亢燕;孙相辉;王志伟
2.中国禾本科植物内生真菌研究--东营市盐碱地区的禾本科植物内生真菌的检测与分布特征 [J], 王志伟;王世梅;纪燕玲;赵明文;于汉寿
3.《河南植物志》禾本科增补与订正 [J], 朱长山;李纪红;田朝阳;李春凤
4.《中国沙漠植物志》禾本科植物名称的订正 [J], 张国梁
5.《中国沙漠植物志》水毛莨属植物增补 [J], 张秀伏
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中国禾本科植物新资料(Ⅱ)

中国禾本科植物新资料(Ⅱ)
张悦;张谢勇;胡长松;孙国峰;陈文俐
【期刊名称】《热带亚热带植物学报》
【年(卷),期】2022(30)3
【摘要】报道了我国境内新发现的2种外来禾草:宽叶臂形草[Brachiaria platyphylla(Munro ex C.Wright)Nash]和车前臂形草
[B.plantaginea(Link)Hitchc.],这2物种有时被处理为尾稃草属(Urochloa)的成员。

依据小穗第一颖背部具向轴性,第二外稃先端不具小尖头的形态特征,认为他们更接
近于国产臂形草属(Brachiaria)的物种,编制了他们与国产近缘物种、属的分类检索表,并讨论了2外来种的潜在入侵风险。

【总页数】5页(P402-406)
【作者】张悦;张谢勇;胡长松;孙国峰;陈文俐
【作者单位】中国科学院植物研究所系统与进化植物学国家重点实验室;郑州大学
生命科学学院;中国科学院大学;泰州海关;中国科学院植物研究所
【正文语种】中文
【中图分类】Q94
【相关文献】
1.中国弯孢属分类研究Ⅰ.生于禾本科植物上的一个新种和一个中国新记录种
2.中
国禾本科植物一新记录种——日本小丽草3.中国禾本科植物新资料(I)4.中国禾本
科植物新资料(Ⅰ)5.中国鹿角兰属(兰科)植物新资料
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玉米与其他六种植物NBS类抗病基因的进化比较分析

玉米与其他六种植物NBS类抗病基因的进化比较分析李晓玉;程郢;罗纪军;江海洋【期刊名称】《激光生物学报》【年(卷),期】2012(021)005【摘要】Nucleotide-binding site ( NBS ) disease resistance genes are prevalent in plant and play integral roles in defending plants from a range of pathogens. By using bioinformatics approach, a full set of disease resistance candidate genes encoding NBS from the complete genome of maize was identified and characterized based on the analysis of gene structural diversity, chromosomal locations, gene duplications and phylogenetic relationships. By comparing maize NBS-encoding genes with those of rice, sorghum, Arabidopsis, Lotus japonicus, Medicago and poplar, the chromosomal localization of maize NBS genes of maize was found similar to those of rice, Arabidopsis, Lotus japonicus, Medicago and poplar that showed uneven distribution, while that of sorghum was found mainly distributed at the ends of chromosomes. Analyses of the physical locations and duplications of maize NBS-encoding genes revealed that gene duplication events was lower in maize than in other plants, which may have led to an increase in the functional diversity of the maize NBS-encoding genes. Based on phylogenetic analysis of NBS-encoding genesof maize and other four plants, the phylogenetic relationships of NBS-encoding genes in maize were found to be closest to sorghum andfurthest to Arabidopsis, showing highly conserved relationships among the plant species. An improved understanding of the NBS-encoding gene family in maize was achieved by our results.%具有核苷酸结合位点(nucleotide binding site,NBS)的抗病基因在植物抵抗各种病原菌侵染中起关键作用.对玉米全基因组中具有NBS结构的基因进行鉴定和分析,并结合水稻、高粱、拟南芥、百脉根、苜蓿和杨树的NBS类基因比较其在数量、复制、染色体定位和亲缘关系上的进化差异.发现玉米NBS类基因数量、复制数和成簇基因数均明显少于其他植物.低复制频率可能导致玉米NBS类基因较少,并推测可能导致其功能具有多样性.在基因染色体定位上,除高梁外,玉米与其他五种植物相似,呈不均衡分布.此外,进化树分析表明玉米NBS类基因与高粱的亲缘关系最近,与拟南芥的最远,在物种间表现出较高的保守性.结果对掲示玉米NBS基因的进化特点与发掘有益的NBS类抗病基因提供了重要的理论依据.【总页数】8页(P417-424)【作者】李晓玉;程郢;罗纪军;江海洋【作者单位】安徽农业大学安徽省作物生物学重点实验室,合肥,安徽,230036;安徽农业大学安徽省作物生物学重点实验室,合肥,安徽,230036;安徽省蚌埠市出入境检验检疫局,蚌埠,安徽,233000;安徽农业大学安徽省作物生物学重点实验室,合肥,安徽,230036【正文语种】中文【中图分类】S513【相关文献】1.小麦NBS类抗病基因类似序列的多样性和进化关系研究 [J], 张立荣;杨文香;刘大群2.植物NBS类R基因的分类、进化、调控及应用 [J], 刘静;畅志坚;郭慧娟;李欣;张晓军;詹海仙;任永康;乔麟轶3.植物NBS类抗病基因的进化 [J], 罗莎4.禾本科植物NBS-LRR类抗病基因结构、功能和进化研究进展 [J], 兰冬雪;汤丽影;李佳;谢鹏远;吕玉光;戚晓利5.微毛樱桃NBS-LRR类抗病基因同源序列的克隆及进化分析 [J], 刘厚宇;吴敏芳;乔光;文晓鹏因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

植物天然免疫系统研究进展_陈英

植物一生面临着非常复杂和严峻的生存环境，长期受到真菌、细菌和病毒的侵袭。经过漫长进化，植物逐渐形成了一系列复杂的主动适应机制。虽然植物缺乏哺乳动物中普遍存在的适应性免疫
系统，以及通过体细胞突变产生抗原特异性识别的可移动的 B 细胞和 T 细胞，但植物却能依赖自身每一个细胞所具有的天然免疫系统，在病原菌侵染位点发生过敏反应（ Hypersensitive Response，HR），
（南京林业大学森林资源与环境学院，江苏省杨树种质创新与品种改良重点实验室，江苏南京 210037）
摘要：很多植物病原菌严重地损害植物的生长和繁殖。植物与病原体协同进化过程中，也逐渐形
成了一系列复杂高效的保护机制来抵御病原物的侵染。植物中抵抗外界微生物刺激所形成的系
统被称为植物天然免疫系统，可分为两个层次。第 1 个层次是植物模式识别受体（ PRRs）识别病
因（ gene-for-gene）之间的相互作用问题。这种主动防御被称为植物的 R －基因抗性（ R-gene-based disease resistance）［4，7］。应对 ETI 免疫施加的正向选择压力，病原微生物通过丢失或加速突变被识别的效应因子（无毒蛋白），逃避 ETI 识别，或者进化出新效应因子直接抑制宿主 ETI，恢复病原微生物侵染。针对不断变异的效应因子，植物也凭借不断进化出的新型 R 蛋白重新启动对病原微生物的 ETI 免疫［3 －（ 4，6］图 1）。
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南京林业大学学报（自然科学版）
第 36 卷
并发出系统性信号，使整株植株产生系统获得性抗性（ Systemic Acquired Resistance，SAR）或诱导性系统抗性（ Induced Systemic Resistance，ISR）。［1 － 3］近年来的研究表明，植物和动物在非我识别（ nonself recognition）和病原防御分子机制方面惊人地相似，却又有所不同。为此就近年来植物天然免疫系统的研究进展进行了综述。

NBS基因在禾本科植物基因组中的进化模式的开题报告

NBS基因在禾本科植物基因组中的进化模式的开题
报告
研究题目：NBS基因在禾本科植物基因组中的进化模式
研究背景及意义：
植物基因组中存在许多编码蛋白质的基因，其中一类特殊的基因是NBS（Nucleotide binding site）基因，它们编码具有核苷酸结合结构域的蛋白质，参与植物对病原菌等有害生物的免疫反应。

NBS基因的进化模
式与植物的免疫系统具有密切关系，因此了解NBS基因在不同植物基因
组中的演化规律，对于深入研究植物免疫系统的演化途径以及提高植物
的遗传改良能力具有一定的意义。

研究内容：
本研究将以禾本科植物为研究对象，通过对禾本科植物中NBS基因
进行系统进化分析，探讨NBS基因在禾本科植物基因组中的进化模式，
重点分析以下问题：
1. NBS基因家族在禾本科植物基因组中的分布和数量；
2. NBS基因家族的结构和保守序列分析；
3. NBS基因家族在不同禾本科植物之间的进化关系和进化速率比较；
4. NBS基因家族不同分类单元之间的进化关系和进化速率比较。

研究方法：
本研究将通过对禾本科植物中已知的NBS基因进行组学和进化分析，包括生物信息学分析、分子进化分析和系统进化分析等方法，以深入了
解NBS基因在禾本科植物基因组中的进化模式。

研究意义：
本研究将对禾本科植物中NBS基因的进化模式进行分析，有助于了解植物基因组中NBS基因家族的进化途径和演化规律，为深入研究植物免疫系统的演化途径提供一定的理论基础。

在实践中，将通过遗传改良等方式，提高植物的免疫抗病能力，从而为植物产业的发展做出贡献。

菊科、豆科和禾本科自交不亲和分子机制研究

菊科、豆科和禾本科自交不亲和分子机制研究本文讨论了菊科、豆科和禾本科植物中自交不亲和分子机制的研究。

文中首先介绍了自交不亲和机制，并对此进行了详细的分类，即自交抑制表达（SIL）和自交抑制进化（SIE），并对两者进行了比较。

其次，结合实验，分别介绍了菊科、豆科和禾本科植物的自交不亲和分子机制研究。

文章最后总结了这些植物物种的分子机制研究发现，以及相关研究进展，并对未来的研究方向提出了建议。

自交不亲和分子机制是指当同一物种的种群中存在亲本雌雄交配以及通过等位基因变异形成自交后会出现特定的局限性表现的生物学现象。

这种现象首先在植物中发现，它是一种在自然界中有效阻止自交繁殖的机制，它可以帮助物种保护和维持遗传多样性。

自交不亲和分子机制可以被划分为自交抑制表达（SIL）和自交抑制进化（SIE）。

这两种机制有一个共同的特点，即随着植物的进化，抗自交能力会逐渐变强。

SIL指的是在自交时，自交繁殖的相关基因被抑制，使自交无法顺利进行，从而阻止自交繁殖的发生。

SIE指的是随着植物的进化，其遗传多样性增加，形成不同的“抗自交”基因型，使自交无法顺利进行，从而阻止自交繁殖的发生。

菊科植物的自交不亲和分子机制研究表明，菊科物种的自交不亲和分子机制主要来自于SIL和SIE的联合作用。

实验表明，菊科物种主要使用SIL机制，其中重要的调控基因主要是S-类雌配子和S-类抗雌配子，这两种基因能够有效抑制菊科植物的自交繁殖。

豆科植物的自交不亲和分子机制研究表明，豆科物种的自交不亲和分子机制主要是利用SIL和SIE的相互作用实现的。

实验发现，该家族中重要的调控基因是肽纲属植物的S-基因，通过SIL机制抑制豆科物种的自交繁殖。

此外，SIE机制也在该家族中发挥着重要作用，它可以通过等位基因的变异来提高物种的抗自交能力。

禾本科植物的自交不亲和分子机制研究表明，这一家族使用SIL 和SIE的联合作用以及一些其他的分子机制来防止自交繁殖，其中调控基因主要是R-基因和D-基因。

禾本科植物细胞壁合成调控研究进展

禾本科植物细胞壁合成调控研究进展胡炜晨;张同;胡振;王令强【期刊名称】《江苏农业学报》【年(卷),期】2018(034)002【摘要】细胞壁是植物重要的特征结构,与植物的生长发育和对外界环境胁迫反应密切相关.秸秆的机械强度是一个重要的农艺性状,与产量、抗性等相关.而秸秆中细胞壁的主要成分纤维素、木质素、半纤维素等可作为重要的化工原料和生物质来源.秸秆理化性状的遗传改良和综合利用策略的形成均有赖于对细胞壁合成调控机理的认识.本文综述了脆秆突变体基因的定位、图谱克隆和功能研究,数量性状位点(QTL)作图和解析细胞壁相关性状的遗传基础以及共表达分析在探索细胞壁生物合成的候选基因和建立辅助细胞壁合成的调节网络中的应用等禾本科植物细胞壁形成和调控研究领域取得的最新进展.此外,还讨论了这些方面的几个潜在的具有挑战性的问题.【总页数】9页(P472-480)【作者】胡炜晨;张同;胡振;王令强【作者单位】华中农业大学植物科学技术学院/华中农业大学生物质和生物能源中心,湖北武汉430070;华中农业大学植物科学技术学院/华中农业大学生物质和生物能源中心,湖北武汉430070;华中农业大学植物科学技术学院/华中农业大学生物质和生物能源中心,湖北武汉430070;华中农业大学植物科学技术学院/华中农业大学生物质和生物能源中心,湖北武汉430070【正文语种】中文【中图分类】S312【相关文献】1.木质素基因调控对木材细胞壁化学组分与微观结构影响的研究进展 [J], 刘苍伟;苏明垒;王玉荣;赵荣军2.禾本科植物体细胞胚发生与器官发生的激素调控研究进展 [J], 赵琦;王文国;王跃华;王胜华3.植物细胞壁纤维素生物合成的调控 [J], 高艳;陈光辉;陈秀娟;谢丽琼4.禾本科植物细胞壁的木质化和阿魏酰化 [J], 张晓民5.植物木质部次生细胞壁加厚调控的研究进展 [J], 文静;王春涛;杨永平因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

百合属植物的研究进展

百合属植物的研究进展李晓玉1，张命军2（1.吉林省露水河林业局，吉林抚松 134500；2.白山市林业科学研究院，吉林白山 134300）摘要：百合为多年生球根类草本植物。

花朵漂亮，具有较高的观赏价值，是重要的鲜切花，也可应用在园林中。

鳞茎含有较多淀粉，可食用有的种亦可入药，具有较好的开发利用价值和市场发展前景。

对百合育种技术、食药用价值、观赏价值以及长白山区百合研究等进行综述，并对百合研究进行展望。

关键词：百合、育种技术、食药用价值、观赏价值0 引言百合（Lilium spp.）为百合科（Liliaceae）百合属（Lilium）所有植物的总称，多年生球根类草本植物，主要分布于北温带，全世界现记载的种有115个，中国有55种[1]，长白山区有9种，2个变种[2]。

百合花型较大、花色鲜艳，造型美观，鳞茎含有较多淀粉，可食用，有的种亦可入药或提取香料，是一种开发利用价值较高的植物资源。

1 百合育种技术研究日本在19世纪初选育出了栽植新品种，并在产业化上得到了很快的发展。

荷兰、英国在20世纪初在新品种选育、杂交技术、观赏性状及抗性育种等方面进行了大量工作。

国际上百合育种主要以荷兰、北美、日本为首，杂交育种主要是品种间或品种与原始种之间的杂交，主要在栽培、观赏性状改良，育种策略和技术的创新与完善等方面进行研究。

我国的百合研究起步较晚，1955年兰州大学郑国錩教授研究兰州百合（L.sutchuenense Franch）花粉母细胞中染色质在细胞间的转移及核新形成的过程。

80年代主要在组织培养方面取得一定成果。

贾敬芬等对百合（L.davidii Var willmottiae）花药、花丝愈伤组织，再生植株进行诱导并细胞学进行了观察。

黄济明1985年选择麝香百合（L.longiflorum）和兰州百合（L.davidii Var unicolor）进行杂交，选育出麝兰百合，1990年进行了王百合（L.regale）和麝香百合（L.longiflorum）为母本与玫红百合（L.amoenum）的种间杂交试验。

农杆菌介导禾本科牧草遗传转化的研究进展

农杆菌介导禾本科牧草遗传转化的研究进展作者：张月李莹戴绍军来源：《上海师范大学学报·自然科学版》2021年第01期摘要：建立禾本科牧草的遗传转化体系对于种质资源利用具有重要意义.近年来，假俭草（Eremochloa ophiuroides）、黑麦草（Lolium perenne）、结缕草（Zoysia japonica）、柳枝稷（Panicum virgatum）、高羊茅（Festuca elata）、二穗短柄草（Brachypodium distachyum）、匍匐剪股颖（Agrostis stolonifera）、朝鲜碱茅（Puccinellia chinampoensis）、羊草（Leymus chinensis）、金发草（Pogonatherum paniceum）、双花草（Dichanthium annulatum）等多种禾本科牧草遗传转化的转化方法不断得到优化与完善.该文总结了近年来禾本科牧草在遗传转化体系优化的研究进展，探讨了植物受体材料、转化条件、共培养时间、乙酰丁香酮浓度、抑菌剂浓度、筛选剂选择压等因素对转化效率的影响.关键词：禾本科牧草; 遗传转化; 影响因素中图分类号： Q 939.9 文献标志码： A 文章编号： 1000-5137（2021）01-0021-07Abstract： The establishment of a genetic transformation system for gramineous forages is of great significance to the utilization of germplasm resources.In recent years，the genetic transformation methods of various gramineous forages such as Eremochloa ophiuroides，Lolium perenne，Zoysia japonica，Panicum virgatum，Festuca elata，Brachypodium distachyum，Agrostis stolonifera，Puccinellia chinampoensis，Leymus chinensis，Pogonatherum paniceum and Dichanthium annulatum have been continuously optimized.This article summarized the recent research progress in the optimization of the genetic transformation systems of gramineous forages，and discussed the effects of plant receptor material，transformation condition，co-cultivation time，acetosyringone concentration，bacteriostatic agent concentration，selection pressure of screening agents and other factors on the transformation efficiency.Key words： gramineous forage; genetic transformation; effect factors0 引言利用植物转基因技术将目的基因导入植物基因组是改良植物性状的重要方法之一.建立稳定高效的植物遗传转化体系是获得转基因植株的前提.ZAMBRYSKI等[1]以根癌农杆菌Ti质粒为转化载体，将T-DNA上的基因转入烟草细胞，成功获得了第一株转基因烟草（Nicotiana tabacum L.），此后植物遗传转化技术得到迅速发展.植物遗传转化的方法主要包括农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法、细胞融合剂介导（PEG）法、电转化法等.与其他方法相比，农杆菌转化法具有易操作、费用低、转化效率高、基因拷贝数低、可转移较大的DNA片段（50 kb）等优点，逐渐成为植物遗传转化最常用的方法.农杆菌介导的转化系统是一种天然的基因转化系统[2]，农杆菌Ti质粒上的T-DNA可通过植物材料上的伤口进入植物体内并整合到基因组上，经植物有性生殖过程稳定遗传给后代.由于包括禾本科植物在内的单子叶植物不是农杆菌的天然宿主，利用农杆菌介导法对其进行遗传转化的研究受到限制[3].HIEI等[4]构建了VlrG和VxB高效表达的超双元载体，通过借助酚类化合物乙酰丁香酮诱导成功建立了水稻（Oryza sativa）遗传转化体系，推动了农杆菌介导单子叶遗传转化的研究进程.通过对转化机理的深入探索，以及对转化方法的不断改进、优化与完善，农杆菌转化法已成为介导禾本科作物的常用手段.近年来，利用农杆菌转化法建立了禾本科重要粮食作物水稻[5]、玉米（Zea mays）[6]、小麦（Triticum spp.）[7]、大麦（Hordeum vulgare）[8]、高粱（Sorghum bicolor）[9]，以及主要糖類作物甘蔗（Saccharum officinarum）[10]等的遗传转化系统，并获得了具有各种优良性状的转基因植物.禾本科植物遗传转化体系的建立为研究植物基因功能、植物发育与逆境应答分子调控机制，以及开展分子设计育种提供了理论依据和技术支撑.禾本科牧草具有耐践踏、再生能力强的特点，可作为生物燃料、能源作物，以及牲畜的能量饲料和绿化植物.此外，禾本科牧草在草原生态系统中具有水土保持、防风固沙的作用.近年来，随着生物技术的不断发展，国内外转基因牧草研究也取得了明显进展.利用农杆菌介导法建立了禾本科牧草黑麦草[11]、结缕草[12]、柳枝稷[13]、高羊茅[14]、二穗短柄草[15]、匍匐剪股颖[16]等遗传转化体系，获得了具有优良性状的转基因牧草，在牧草改良方面得到了广泛应用.植物受体材料、转化条件、共培养时间、乙酰丁香酮浓度、抑菌剂浓度、筛选剂选择压等因素对农杆菌介导遗传转化都有一定影响.本文作者将系统介绍各因素对农杆菌介导的禾本科植物遗传转化体系的影响.1 植物受体的选择植物受体的选择是影响农杆菌转化的一个重要因素.分裂时期细胞具有分生能力强、生长旺盛的特点，选择分裂时期的组织器官或细胞作为转化受体可获得较高的转化效率，转化后植株的再生能力较强.农杆菌转化过程中，常用的受体材料包括胚性愈伤组织、幼胚、成熟胚、胚芽、茎尖、叶片等.对于不同植物，随最适外植体的选择不同，转化效率也存在明显差异.在假俭草遗传转化体系中，以种质“E126”的侧芽诱导的胚性愈伤组织作为受体材料，经农杆菌转化后获得了3.6%的转化率[17];农杆菌介导的黑麦草遗传转化过程中，将成熟胚诱导的胚性愈伤组织作为受体材料，获得了4.8%的转化效率[18];柳枝稷遗传转化过程中，利用Alamo品种成熟种子诱导的胚性愈伤组织作为受体材料，转化效率为6%[19];利用匍匐剪股颖种子诱导的胚性愈伤组织作为受体材料，转化效率高达40%，这暗示着利用胚性愈伤组织作为受体材料的遗传转化转化效率最高[16].此外，茎段具有直接生成不定芽的能力，选择结缕草直接茎段作为受体材料可以获得6.8%的转化效率[20].由此可见，对于禾本科植物而言，选择分裂能力旺盛、细胞活性高、DNA合成能力强的胚性细胞作为受体材料，更有利于农杆菌与T-DNA整合，从而提高转化效率.2 转化条件及共培养时间农杆菌介导的遗传转化体系中受体材料的转化条件与共培养时间对转化效率有明显影响.侵染方法不恰当会使农杆菌转化效率降低，侵染时间过短会使农杆菌不能充分依附到受体材料上，导致T-DNA整合效率低，侵染时间过长则容易导致农杆菌过度繁殖，抑菌难度增加，甚至导致受体材料会因农杆菌毒害而死亡.共培养时间影响农杆菌吸附和T-DNA转移[21].农杆菌必须附着在创伤部位16 h以上才能完成转移过程[22].不同作物的最优转化条件与共培养时间存在差异，同一作物不同受体材料的最优转化条件与共培养时间也不同.摸索合适的转化条件与共培养时间是建立高效转化系统所必须的（表1）.可利用冷处理、搅拌孵育和真空处理等手段提高转化效率.在朝鲜碱茅遗传转化体系建立过程中，使用含有二元载体pBI 121的根癌农杆菌菌株EHA105进行转化，当菌液在600 nm 波长处的吸光度值（OD600）达到0.8～1.0时，对成熟种子诱导的胚性愈伤组织浸泡孵育30 min可以达到最佳转化效果[23];对柳枝稷胚性愈伤组织进行遗传转化时，使用含二元载体pCAMBIA 1305.1的根癌农杆菌菌株EHA105，将冷处理20 min后的胚性愈伤组织浸入OD600值为0.5的农杆菌菌液中，经过真空孵育10 min，搅拌孵育20 min，共培养3 d后，其转化效率最高为72.8%[24].这表明：在农杆菌转化前对愈伤组织进行冷处理，可大幅度减少农杆菌侵染后愈伤组织的褐变[25];而转化过程中对愈伤组织进行真空和搅拌孵育对提高转化效率有促进作用，主要因为真空处理可增加愈伤组织表面创伤，使农杆菌更容易进入到愈伤组织内并整合到植物基因组上，搅拌处理则是通过增大愈伤组织与农杆菌的接触面积提高转化效率.在农杆菌转化前对愈伤组织进行预培养，可改善愈伤组织的生长状态，有利于获得最佳转化效率.在建立羊草遗传转化体系时，使用携带Ib2-Cys prx基因的载体pCAMBIA 2300转化根癌农杆菌菌株EHA105，活化菌液至OD600值为0.4，将预培养7 d后的胚性愈伤组织浸入农杆菌菌液孵育20 min，最優转化条件为共培养3 d，获得8.97%的转化效率[26].这表明：生长状态良好、分化力强的愈伤组织具有活跃的基因整合能力，明显有利于提高转化效率.在农杆菌介导的转化过程中，不同受体材料的最适转化条件存在差异.在黑麦草遗传转化体系中，使用农杆菌AGL1转化携带SOS1，SOS2，SOS3，CBL10和BAR基因的耐盐多基因植物表达载体pSOS，将成熟种子诱导的胚性愈伤组织浸泡在OD600值为0.3～0.6的农杆菌菌液中孵育20 min，经2 d共培养后得到22.8%的最高转化效率[27];而在农杆菌介导结缕草匍匐茎节进行遗传转化过程中，将二元载体pCAMBIA 1301，pCAMBIA 1304和pCAMBIA 1305.2导入根癌农杆菌菌株EHA105用于转化，将茎节浸泡在OD600值为1.0的农杆菌菌液中真空孵育10 min，然后浸泡孵育50 min，共培养2 d后，其转化效率最高为10.5%～13.7%[20].3 乙酰丁香酮浓度在农杆菌转化植物材料的过程中需要酚类化合物诱导完成，仅靠植物材料自身分泌是远远不够的，需要人为添加.乙酰丁香酮是农杆菌转化单子叶植物过程中常用的酚类化合物.乙酰丁香酮通过诱导农杆菌Vir区VirA基因自身磷酸化，并激活VirG基因产物，从而激活其他Vir 基因转录，增强T-DNA加工与转移，使农杆菌T-DNA更容易进入植物基因组并与其整合[28-29].共培养阶段是T-DNA转移和整合的关键时期.不同植物的遗传转化体系中的乙酰丁香酮浓度存在差异.建立金发草遗传转化体系时，选择物质的量浓度为20 μmol∙L-1的乙酰丁香酮加入共培养基中作为最优转化条件[30];结缕草遗传转化体系建立的过程中，在共培养的培养基中添加50 μmol∙L-1的乙酰丁香酮达到最大转化率[31].农杆菌介导的黑麦草遗传转化过程中，通过在共培养基中添加200 μmol∙L-1的乙酰丁香酮诱导以提高转化效率[11].在农杆菌转化双花草时则选择在共培养的培养基中添加400μmol∙L-1的乙酰丁香酮[32].在柳枝稷、高羊茅和匍匐剪股颖的遗传转化过程中，都选择了100 μmol∙L-1作为乙酰丁香酮的最适合物质的量浓度[33-34，16].植物受体材料、转化条件、共培养时间、乙酰丁香酮浓度、抑菌剂浓度、筛选剂选择压等因素对农杆菌介导遗传转化都有一定影响.本文作者将系统介绍各因素对农杆菌介导的禾本科植物遗传转化体系的影响.1 植物受体的选择植物受体的选择是影响农杆菌转化的一个重要因素.分裂时期细胞具有分生能力强、生长旺盛的特点，选择分裂时期的组织器官或细胞作为转化受体可获得较高的转化效率，转化后植株的再生能力较强.农杆菌转化过程中，常用的受体材料包括胚性愈伤组织、幼胚、成熟胚、胚芽、茎尖、叶片等.对于不同植物，随最适外植体的选择不同，转化效率也存在明显差异.在假俭草遗传转化体系中，以种质“E126”的侧芽诱导的胚性愈伤组织作为受体材料，经农杆菌转化后获得了3.6%的转化率[17];农杆菌介导的黑麦草遗传转化过程中，将成熟胚诱导的胚性愈伤组织作为受体材料，获得了4.8%的转化效率[18];柳枝稷遗传转化过程中，利用Alamo品种成熟种子诱导的胚性愈伤组织作为受体材料，转化效率为6%[19];利用匍匐剪股颖种子诱导的胚性愈伤组织作为受体材料，转化效率高达40%，这暗示着利用胚性愈伤组织作为受体材料的遗传转化转化效率最高[16].此外，茎段具有直接生成不定芽的能力，选择结缕草直接茎段作为受体材料可以获得6.8%的转化效率[20].由此可见，对于禾本科植物而言，选择分裂能力旺盛、细胞活性高、DNA合成能力强的胚性细胞作为受体材料，更有利于农杆菌与T-DNA整合，从而提高转化效率.2 转化条件及共培养时间农杆菌介导的遗传转化体系中受体材料的转化条件与共培养时间对转化效率有明显影响.侵染方法不恰当会使农杆菌转化效率降低，侵染时间过短会使农杆菌不能充分依附到受体材料上，导致T-DNA整合效率低，侵染时间过长则容易导致农杆菌过度繁殖，抑菌难度增加，甚至导致受体材料会因农杆菌毒害而死亡.共培养时间影响农杆菌吸附和T-DNA转移[21].农杆菌必须附着在创伤部位16 h以上才能完成转移过程[22].不同作物的最优转化条件与共培养时间存在差异，同一作物不同受体材料的最优转化条件与共培养时间也不同.摸索合适的转化条件与共培养时间是建立高效转化系统所必须的（表1）.可利用冷处理、搅拌孵育和真空处理等手段提高转化效率.在朝鲜碱茅遗传转化体系建立过程中，使用含有二元载体pBI 121的根癌农杆菌菌株EHA105进行转化，当菌液在600 nm 波长处的吸光度值（OD600）达到0.8～1.0时，对成熟种子诱导的胚性愈伤组织浸泡孵育30 min可以达到最佳转化效果[23];对柳枝稷胚性愈伤组织进行遗传转化时，使用含二元载体pCAMBIA 1305.1的根癌农杆菌菌株EHA105，将冷处理20 min后的胚性愈伤组织浸入OD600值为0.5的农杆菌菌液中，经过真空孵育10 min，搅拌孵育20 min，共培养3 d后，其转化效率最高为72.8%[24].这表明：在农杆菌转化前对愈伤组织进行冷处理，可大幅度减少农杆菌侵染后愈伤组织的褐变[25];而转化过程中对愈伤组织进行真空和搅拌孵育对提高转化效率有促进作用，主要因為真空处理可增加愈伤组织表面创伤，使农杆菌更容易进入到愈伤组织内并整合到植物基因组上，搅拌处理则是通过增大愈伤组织与农杆菌的接触面积提高转化效率.在农杆菌转化前对愈伤组织进行预培养，可改善愈伤组织的生长状态，有利于获得最佳转化效率.在建立羊草遗传转化体系时，使用携带Ib2-Cys prx基因的载体pCAMBIA 2300转化根癌农杆菌菌株EHA105，活化菌液至OD600值为0.4，将预培养7 d后的胚性愈伤组织浸入农杆菌菌液孵育20 min，最优转化条件为共培养3 d，获得8.97%的转化效率[26].这表明：生长状态良好、分化力强的愈伤组织具有活跃的基因整合能力，明显有利于提高转化效率.在农杆菌介导的转化过程中，不同受体材料的最适转化条件存在差异.在黑麦草遗传转化体系中，使用农杆菌AGL1转化携带SOS1，SOS2，SOS3，CBL10和BAR基因的耐盐多基因植物表达载体pSOS，将成熟种子诱导的胚性愈伤组织浸泡在OD600值为0.3～0.6的农杆菌菌液中孵育20 min，经2 d共培养后得到22.8%的最高转化效率[27];而在农杆菌介导结缕草匍匐茎节进行遗传转化过程中，将二元载体pCAMBIA 1301，pCAMBIA 1304和pCAMBIA 1305.2导入根癌农杆菌菌株EHA105用于转化，将茎节浸泡在OD600值为1.0的农杆菌菌液中真空孵育10 min，然后浸泡孵育50 min，共培养2 d后，其转化效率最高为10.5%～13.7%[20].3 乙酰丁香酮浓度在农杆菌转化植物材料的过程中需要酚类化合物诱导完成，仅靠植物材料自身分泌是远远不够的，需要人为添加.乙酰丁香酮是农杆菌转化单子叶植物过程中常用的酚类化合物.乙酰丁香酮通过诱导农杆菌Vir区VirA基因自身磷酸化，并激活VirG基因产物，从而激活其他Vir 基因转录，增强T-DNA加工与转移，使农杆菌T-DNA更容易进入植物基因组并与其整合[28-29].共培养阶段是T-DNA转移和整合的关键时期.不同植物的遗传转化体系中的乙酰丁香酮浓度存在差异.建立金发草遗传转化体系时，选择物质的量浓度为20 μmol∙L-1的乙酰丁香酮加入共培养基中作为最优转化条件[30];结缕草遗传转化体系建立的过程中，在共培养的培养基中添加50 μmol∙L-1的乙酰丁香酮达到最大转化率[31].农杆菌介导的黑麦草遗传转化过程中，通过在共培养基中添加200 μmol∙L-1的乙酰丁香酮诱导以提高转化效率[11].在农杆菌转化双花草时则选择在共培养的培养基中添加400μmol∙L-1的乙酰丁香酮[32].在柳枝稷、高羊茅和匍匐剪股颖的遗传转化过程中，都选择了100 μmol∙L-1作为乙酰丁香酮的最适合物质的量浓度[33-34，16].植物受体材料、转化条件、共培养时间、乙酰丁香酮浓度、抑菌剂浓度、筛选剂选择压等因素对农杆菌介导遗传转化都有一定影响.本文作者将系统介绍各因素对农杆菌介导的禾本科植物遗传转化体系的影响.1 植物受体的选择植物受体的选择是影响农杆菌转化的一个重要因素.分裂时期细胞具有分生能力强、生长旺盛的特点，选择分裂时期的组织器官或细胞作为转化受体可获得较高的转化效率，转化后植株的再生能力较强.农杆菌转化过程中，常用的受体材料包括胚性愈伤组织、幼胚、成熟胚、胚芽、茎尖、叶片等.对于不同植物，随最适外植体的选择不同，转化效率也存在明显差异.在假俭草遗传转化体系中，以种质“E126”的侧芽诱导的胚性愈伤组织作为受体材料，经农杆菌转化后获得了3.6%的转化率[17];农杆菌介导的黑麦草遗传转化过程中，将成熟胚诱导的胚性愈伤组织作为受体材料，获得了4.8%的转化效率[18];柳枝稷遗传转化过程中，利用Alamo品种成熟种子诱导的胚性愈伤组织作为受体材料，转化效率为6%[19];利用匍匐剪股颖种子诱导的胚性愈伤组织作为受体材料，转化效率高达40%，这暗示着利用胚性愈伤组织作为受体材料的遗传转化转化效率最高[16].此外，茎段具有直接生成不定芽的能力，选择结缕草直接茎段作为受体材料可以获得6.8%的转化效率[20].由此可见，对于禾本科植物而言，选择分裂能力旺盛、细胞活性高、DNA合成能力强的胚性细胞作为受体材料，更有利于农杆菌与T-DNA整合，从而提高转化效率.2 转化条件及共培养时间农杆菌介导的遗传转化体系中受体材料的轉化条件与共培养时间对转化效率有明显影响.侵染方法不恰当会使农杆菌转化效率降低，侵染时间过短会使农杆菌不能充分依附到受体材料上，导致T-DNA整合效率低，侵染时间过长则容易导致农杆菌过度繁殖，抑菌难度增加，甚至导致受体材料会因农杆菌毒害而死亡.共培养时间影响农杆菌吸附和T-DNA转移[21].农杆菌必须附着在创伤部位16 h以上才能完成转移过程[22].不同作物的最优转化条件与共培养时间存在差异，同一作物不同受体材料的最优转化条件与共培养时间也不同.摸索合适的转化条件与共培养时间是建立高效转化系统所必须的（表1）.可利用冷处理、搅拌孵育和真空处理等手段提高转化效率.在朝鲜碱茅遗传转化体系建立过程中，使用含有二元载体pBI 121的根癌农杆菌菌株EHA105进行转化，当菌液在600 nm 波长处的吸光度值（OD600）达到0.8～1.0时，对成熟种子诱导的胚性愈伤组织浸泡孵育30 min可以达到最佳转化效果[23];对柳枝稷胚性愈伤组织进行遗传转化时，使用含二元载体pCAMBIA 1305.1的根癌农杆菌菌株EHA105，将冷处理20 min后的胚性愈伤组织浸入OD600值为0.5的农杆菌菌液中，经过真空孵育10 min，搅拌孵育20 min，共培养3 d后，其转化效率最高为72.8%[24].这表明：在农杆菌转化前对愈伤组织进行冷处理，可大幅度减少农杆菌侵染后愈伤组织的褐变[25];而转化过程中对愈伤组织进行真空和搅拌孵育对提高转化效率有促进作用，主要因为真空处理可增加愈伤组织表面创伤，使农杆菌更容易进入到愈伤组织内并整合到植物基因组上，搅拌处理则是通过增大愈伤组织与农杆菌的接触面积提高转化效率.在农杆菌转化前对愈伤组织进行预培养，可改善愈伤组织的生长状态，有利于获得最佳转化效率.在建立羊草遗传转化体系时，使用携带Ib2-Cys prx基因的载体pCAMBIA 2300转化根癌农杆菌菌株EHA105，活化菌液至OD600值为0.4，将预培养7 d后的胚性愈伤组织浸入农杆菌菌液孵育20 min，最优转化条件为共培养3 d，获得8.97%的转化效率[26].这表明：生长状态良好、分化力强的愈伤组织具有活跃的基因整合能力，明显有利于提高转化效率.在农杆菌介导的转化过程中，不同受体材料的最适转化条件存在差异.在黑麦草遗传转化体系中，使用农杆菌AGL1转化携带SOS1，SOS2，SOS3，CBL10和BAR基因的耐盐多基因植物表达载体pSOS，将成熟种子诱导的胚性愈伤组织浸泡在OD600值为0.3～0.6的农杆菌菌液中孵育20 min，经2 d共培养后得到22.8%的最高转化效率[27];而在农杆菌介导结缕草匍匐茎节进行遗传转化过程中，将二元载体pCAMBIA 1301，pCAMBIA 1304和pCAMBIA 1305.2导入根癌农杆菌菌株EHA105用于转化，将茎节浸泡在OD600值为1.0的农杆菌菌液中真空孵育10 min，然后浸泡孵育50 min，共培养2 d后，其转化效率最高为10.5%～13.7%[20].3 乙酰丁香酮浓度在农杆菌转化植物材料的过程中需要酚类化合物诱导完成，仅靠植物材料自身分泌是远远不够的，需要人为添加.乙酰丁香酮是农杆菌转化单子叶植物过程中常用的酚类化合物.乙酰丁香酮通过诱导农杆菌Vir区VirA基因自身磷酸化，并激活VirG基因产物，从而激活其他Vir 基因转录，增强T-DNA加工与转移，使农杆菌T-DNA更容易进入植物基因组并与其整合[28-29].共培养阶段是T-DNA转移和整合的关键时期.不同植物的遗传转化体系中的乙酰丁香酮浓度存在差异.建立金发草遗传转化体系时，选择物质的量浓度为20 μmol∙L-1的乙酰丁香酮加入共培养基中作为最优转化条件[30];结缕草遗传转化体系建立的过程中，在共培养的培养基中添加50 μmol∙L-1的乙酰丁香酮达到最大转化率[31].农杆菌介导的黑麦草遗传转化过程中，通过在共培养基中添加200 μmol∙L-1的乙酰丁香酮诱导以提高转化效率[11].在农杆菌转化双花草时则选择在共培养的培养基中添加400μmol∙L-1的乙酰丁香酮[32].在柳枝稷、高羊茅和匍匐剪股颖的遗传转化过程中，都选择了100 μmol∙L-1作为乙酰丁香酮的最适合物质的量浓度[33-34，16].植物受体材料、转化条件、共培养时间、乙酰丁香酮浓度、抑菌剂浓度、筛选剂选择压等因素对农杆菌介导遗传转化都有一定影响.本文作者将系统介绍各因素对农杆菌介导的禾本科植物遗传转化体系的影响.1 植物受体的选择植物受体的选择是影响农杆菌转化的一个重要因素.分裂时期细胞具有分生能力强、生长旺盛的特点，选择分裂时期的组织器官或细胞作为转化受体可获得较高的转化效率，转化后植株的再生能力较强.农杆菌转化过程中，常用的受体材料包括胚性愈伤组织、幼胚、成熟胚、胚芽、茎尖、叶片等.对于不同植物，随最适外植体的选择不同，转化效率也存在明显差异.在假俭草遗传转化体系中，以种质“E126”的侧芽诱导的胚性愈伤组织作为受体材料，经农杆菌转化后获得了3.6%的转化率[17];农杆菌介导的黑麦草遗传转化过程中，将成熟胚诱导的胚性愈伤组织作为受体材料，获得了4.8%的转化效率[18];柳枝稷遗传转化过程中，利用Alamo品种成熟种子诱导的胚性愈伤组织作为受体材料，转化效率为6%[19];利用匍匐剪股颖种子诱导的胚性愈伤组织作为受体材料，转化效率高达40%，这暗示着利用胚性愈伤组织作为受体材料的遗传转化转化效率最高[16].此外，茎段具有直接生成不定芽的能力，选择结缕草直接茎段作为受体材料可以获得6.8%的转化效率[20].由此可见，对于禾本科植物而言，选择分裂能力旺盛、细胞活性高、DNA合成能力强的胚性细胞作为受体材料，更有利于农杆菌与T-DNA整合，从而提高转化效率.2 转化条件及共培养时间农杆菌介导的遗传转化体系中受体材料的转化条件与共培养时间对转化效率有明显影响.侵染方法不恰当会使农杆菌转化效率降低，侵染时间过短会使农杆菌不能充分依附到受体材料上，导致T-DNA整合效率低，侵染时间过长则容易导致农杆菌过度繁殖，抑菌难度增加，甚至导致受体材料会因农杆菌毒害而死亡.共培养时间影响农杆菌吸附和T-DNA转移[21].农杆菌必须附着在创伤部位16 h以上才能完成转移过程[22].不同作物的最优转化条件与共培养时间存在差异，同一作物不同受体材料的最优转化条件与共培养时间也不同.摸索合适的转化条件与共培养时间是建立高效转化系统所必须的（表1）.可利用冷处理、搅拌孵育和真空处理等手段提高转化效率.在朝鲜碱茅遗传转化体系建立过程中，使用含有二元载体pBI 121的根癌农杆菌菌株EHA105进行转化，当菌液在600 nm 波长处的吸光度值（OD600）达到0.8～1.0时，对成熟种子诱导的胚性愈伤组织浸泡孵育30 min可以达到最佳转化效果[23];对柳枝稷胚性愈伤组织进行遗传转化时，使用含二元载体pCAMBIA 1305.1的根癌农杆菌菌株EHA105，将冷处理20 min后的胚性愈伤组织浸入OD600值为0.5的农杆菌菌液中，经过真空孵育10 min，搅拌孵育20 min，共培养3 d后，其转化效率最高为72.8%[24].这表明：在农杆菌转化前对愈伤组织进行冷处理，可大幅度减少农杆菌侵染后愈伤组织的褐变[25];而转化过程中对愈伤组织进行真空和搅拌孵育对提高转化效率有促进作用，主要因为真空处理可增加愈伤组织表面创伤，使农杆菌更容易进入到愈伤组织内并整合到植物基因组上，搅拌处理则是通过增大愈伤组织与农杆菌的接触面积提高转化效率.在农杆菌转化前对愈伤组织进行预培养，可改善愈伤组织的生长状态，有利于获得最佳转化效率.在建立羊草遗传转化体系时，使用携带Ib2-Cys prx基因的载体pCAMBIA 2300转化根癌农杆菌菌株EHA105，活化菌液至OD600值为0.4，将预培养7 d后的胚性愈伤组织浸入农。

国外禾本科草育种研究进展

草、草坪草的育种研究又取得了许多新进展。本文综
库ｆｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ａｒｓ — ｇｒｉｎ．ｇｏｖ），该数据库可以轻松
查询到美国植物种质资源的收集保存情况『１］。美国目前收集保存的牧草及草坪草种质资源超过３万份。美国植物种质资源系统目前收集保存的禾本科、豆科牧草及草坪草种质资源见表１。
常规育种方法基础上，分子标记辅助育种和转基因育种为核心的新育种技术的发展很好地补充了传统育种方法的不足。但是与主要农作物相比，牧草作物一些育种研究方法尚处于发展阶段。本文就现代生物技术在国外牧草遗传育种中的方法、应用及最新研究进展进行综述，旨在为我国牧草常规和转基因育种提供方法参考及思路借鉴。
摘要：禾本科草和草坪草在可持续农业发展、城市绿化、生态保护等方面起着至关重要的作用。近年来。随着现代生物技术的发展．国外牧草及草坪草育种研究也取得了明显进展。特别是在以优异基因型品种间多次杂交培育的合成品种为主的传统
收稿日期：２０１４ — １２ — ０９
传资源及野生同族收集、研究和成活储存的科研机

禾本科植物固氮研究进展

禾本科植物固氮研究进展作者：史秀超来源：《农家科技》2018年第12期摘要：农作物固氮是指借助微生物将空气中的氮气还原为农作物能够利用的氨的过程。

本文综述了近年来从禾本科植物体内和根际发现的内生固氮菌和根际固氮菌的种类、特征及对宿主的促生机理，提出了发掘和利用禾本科植物的生物固氮潜力的努力方向。

关键词：; 禾本科植物;联合固氮;联合固氮菌;根际固氮菌;内生固氮菌人类当前面临的最紧迫的问题之一是粮食短缺，粮食作物主要为禾本科植物。

对禾本科植物固氮的了解和研究有助于解决粮食短缺问题。

联合固氮作用在自然界广泛存在，对该体系的深入研究和探讨对于开发非豆科植物的固氮潜力具有重要意义。

虽然联合固氮的固氮效应不及共生固氮高，但其分布广，受益作物多，因此对于非豆科植物而言，联合固氮可能成为将来农、林、牧业中潜在的稳定氮源，其生态意义和经济效益都是不可低估的。

一、联合固氮菌的概念及研究意义20世纪70年代，巴西学者Dobereiner从热带禾本科牧草雀稗根际分离获得雀稗固氮菌，并提出根际联合固氮的概念，认为根际中存在一类自由生活的能固氮的細菌，定殖于植物根表或近根土壤，部分则能侵人植物根，但不与宿主形成特异分化结构，并将植物与细菌之间的这种共生关系称为联合共生固氮，又称为联合固氮作用。

这种固氮作用在自然界广泛存在，是介于根际自生固氮和结瘤固氮之间的过渡类型。

进入21世纪，人类社会普遍面临粮食、人口、环境、能源、资源等问题的困扰，加之目前化肥用量不断增加，土壤肥力日趋下降，如何保持农业生态环境的良好循环已成为当今世界现代农业的一个重大课题，在此背景下根际联合固氮作用逐渐显出其特殊的意义。

二、联合固氮菌种类联合固氮的种类和分布非常广泛，从禾本科作物到木本植物的根际中都有发现。

根据生理生态特征联合固氮菌大致可分成为三类：根际固氮菌、兼性内生固氮菌、专性内生固氮菌。

1.根际固氮菌。

根际固氮菌指定殖于根表的所有固氮细菌。

这类细菌不仅为植物提供氮素营养，其促进植物生长的主要原因在于产生的激素影响了植物的生理过程。

NBS类抗病基因在被子植物中的动态演化研究

NBS类抗病基因在被子植物中的动态演化研究近年来,随着基因组测序技术的飞速发展,越来越多的植物基因组被测序。

由于NBS基因在植物免疫系统中的重要作用,研究人员对二十余种植物基因组中的NBS基因进行了调查,为NBS基因的演化分析和植物抗病育种提供了丰富的信息。

但是以往的研究大多只针对单个基因组中NBS基因的总体情况进行调查,导致对NBS基因动态的演化缺乏认知,因此无法观察NBS基因在较长演化尺度上的动态演化特征。

本研究利用生物信息学和比较基因组学的手段,分别在科的演化尺度和被子植物的演化尺度上对NBS基因的演化进行了研究,追溯了NBS基因在被子植物共同祖先中的存在状态,揭示了 NBS基因在物种分化过程中的动态演化特征,并探讨了不同类型的NBS基因演化模式的异同。

首先,通过生物信息学手段分别对测序的5个十字花科物种和4个豆科物种中的NBS基因进行了鉴定,发现这些物种中NBS基因的数目和不同类型NBS基因所占的比例存在很大的差异。

如:5个十字花科物种中NBS基因的数目普遍较少(88～204条),而4个豆科物种中NBS基因的数目普遍较多(289～571条);5个十字花科物种中有4个物种TNL基因的数目远远多于nTNL基因,与之相反,豆科物种中nTNL基因的数目普遍多于TNL基因。

另外,对豆科和十字花科物种中NBS基因的分布模式分析发现,大多数的NBS 基因都是成簇存在于染色体上,只有少数是以单基因的形式存在;共线性图谱及系统演化分析结果表明,十字花科和豆科不同物种间的NBS基因位点存在相当比例的存在/缺失多态性。

其次,为了追溯十字花科和豆科物种共同祖先中NBS基因的存在情况,我们通过分别构建TNL和nTNL基因的系统演化树,发现不同的物种对其共同祖先的NBS基因呈差异性继承,在物种的分化过程中祖先基因发生了频繁的丢失。

并且大多数基因家族在物种分化过程中经历了物种特异性的NBS基因丢失和复制。

值得注意的是,仍有少数的NBS基因家族一直保守存在。