1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)
一、本课题的意义、国内外研究概况、应用前景等(列出主要参考文献) 课题意义: 草坪是城市园林景观中很重要的组成部分,随着社会经济发展和文化生活水平的提高,人均占有绿地面积与住房面积一样,在全球呈现稳定增长的走势。草坪绿地的多少,已经成为衡量现代化城市环境质量和文明程度的重要标志之一。 翦股颖(Agrostis L.)为禾本科、冷季型多年生草坪植物,俗名本特草,四季青。原产于北美和欧亚大陆的温带,我国东北、华北、西北及江西、浙江等地均有分布。翦股颖形成的草坪青绿期长,外型美观、密如地毯,质量超过其他任何冷季型草坪草,且质地细软、恢复能力强,耐频繁低剪,应成为最具应用潜力的种质资源之一 。 由于翦股颖在气候过渡区具有绿期长、矮生、叶细、株密的优异特性,近年来我国各地在高等级城市绿地、居家庭院、屋顶花园、高尔夫球场和运动场草坪建植中倍受关注。 而由于近几年来土壤盐渍化情况严重, 所以也需要加强耐盐胁迫性较强的草坪草种的选择。为了使得草坪草能在更多的地方栽种,并能形成具有一定面积的草坪,所以选育以及施用外源植物激素,使得翦股颖耐盐性增强,也是十分必要的。发掘抗盐优质翦股颖种质资源,提高草坪草的抗盐性,满足在部分有着极端条件的地区园林绿化产业发展的迫切需求。 土壤盐渍化是个世界性的问题。虽然土壤盐渍化可以通过用淡水冲洗来排盐,但毕竟水资源是有限的,人类可利用的淡水资源仅占水资源总量的0.3。 水资源的短缺也造成水费昂贵,采用饮用水来灌溉绿地不但成本高而且水资源浪费太大。我国人均淡水资源名列全球第121 位,是世界上最缺淡水的13 个国家之一,因此节约用水显得尤为重要。 另一方面,草坪草覆盖地面后能减少水分蒸发,可以减轻可溶性盐类在地表的积累。因此,研究草坪草的抗盐机制,对于草坪草的引种、建植与管理以及培育抗盐品种既迫切又很有必要,并且具有重要的社会价值和经济价值。 国内外研究概况: 国外十分重视对草坪草种质资源的收集和开发利用,通过引种、选择、杂交、诱变和基因工程等方法培育出许多优良品种。例如Penncross、Penneagle、PennA-1、PennA-4、Bengal、Regent、Seaside、Highl、Pennlawn、Ruby等。1984年欧洲经济合作发展组织对国外冷季型草坪新品种进行统计,翦股颖属有36个品种,除了在形态学上对翦股颖属进行了研究外,还在生理学方面开展了较多工作。 在我国,很多地区都对翦股颖属草坪草的引种适应性进行了研究。白史且等(2000)在成都对26个国外冷季型草坪草品种进行引种适应性评价,表明匍匐翦股颖以 Prominent 表现出较好的适应性和抗逆性。尚以顺(1998)对从物候期、适应性、抗 |
逆性和质量评分等方面进行对比分析,筛选出适合贵州生态条件下栽培的优良翦股颖品种。余晓华(2002)对我国西南紫色土地区公路护坡草种进行适应性研究,表明细弱翦股颖耐旱、耐盐、耐贫瘠性较差,次年衰退快。武小钢等(2004)采用NTEP草坪质量评价体系对匍匐翦股颖进行了3年的引种评比试验,表明在粗放管理条件下,匍匐翦股颖适应性差,不适宜低养护强度下在山西中部地区单播建植草坪。苏希孟等(1997)认为,最适宜河西荒漠气候区建植草坪的草种是草地早熟禾、羊茅、紫羊茅,其次是匍匐翦股颖、细弱翦股颖和小糠草。尚以顺等(1998)采用矮壮素处理匍茎翦股颖,表明能有效减缓匍茎翦股颖地上部生长,提高根冠比,增强抗逆性,降低肥力衰竭,减少草坪杂草,促进分蘖,使叶片变短、增厚,降低草坪管理成本,提高草坪观赏价值。王兆龙等(2005)针对匍匐翦股颖草坪根系对生活污水的净化效应进行了初步的探索,结果显示了匍匐翦股颖草坪根系对生活污水有着较好的净化效果。 而在耐盐胁迫方面,梁慧敏,夏阳,杜峰(2001)对草地早熟禾和多年生黑麦草进行了抗盐生理生化研究,刘友良,汪良驹(2003)等对植物耐盐机制进行了系统性研究,在此基础上,对在离子含量变化方面和酶的影响方面更为侧重。 应用前景: 近10年来,在国内外搜集数十个翦股颖品系中,经过多年的系统选育工作,我们现使用L-93这一品种。这一品种在南京地区表现出更加优良的越夏性能,所以我们也在探讨其系其他抗性是否也是较为突出的。自2004年开始在晴天日最大光强1900μmol /(m2s)、1100μmol /(m2s)、 550μmol /(m2s)和90μmol /(m2s) 4种光照强度下,对L-93和6个外引翦股颖品种的坪用性状进行了观察测定。结果表明:在日最大光强大于550μmolm-2s-1条件下,L-93叶色翠绿、不易感病、死枯比率低、草坪质量和优良品种α相当,明显好于其它供试品种。 本实验在持续供给盐分的条件下,对L-93和其他常用品种的形态学和坪用性状进行评价,比较L-93和其他常用翦股颖品种(系)的耐盐性;通过对L-93光合速率、抗氧化物酶活性、电导率等生理生化指标进行研究,探讨L-93在盐胁迫条件下的生理生化变化,并设置对照实验组,外施不同浓度的甜菜碱,持续观察各系的生长情况。实验成功后,可丰富翦股颖耐盐种质资源,从细胞水平揭示翦股颖的耐盐性是否适宜推广种植,为翦股颖抗盐性的深入研究提供理论依据,同时,也可满足盐渍化危害较为严重的地区园林绿化产业对绿色期长、品质好、耐盐性强的优质草坪草种的迫切需求,对促进草坪业可持续发展具有重要的理论价值和实践价值。 |
参考文献: [1] HUANG B R, LIU X Z, FRY J D. Shoot physiological responses of two bentgrass cultivars to high temperaturepo soil aeration [J]. Crop Sci., 1998, 38 1219~1224 [2] HUANG B R, LIU X Z. Summer root decline productionmtality f four cultivars of creeping bentgrass [J]. Crop Sci., 2003, 43 258~265 [3] LIU X Z, HUANG B R. Cytokinin effects on creeping bentgrass response to heat stress Ⅱ. Leaf senescenceantioxidant metabolism[J]. Crop Sci., 2002, 42(2) 466~473 [4] LIU X Z, HUANG B R. Cytokinin effects on creeping bentgrass response to heat stress Ⅰ. Shootroot growth[J]. Crop Sci., 2002, 42(2) 457~465 [5] LIU X Z, HUANG B R. Heat stress injury in relation to membrane lipid peroxidation in creeping bentgrass[J]. Crop Sci., 2000, 40 503~510 [6] XU Q Z, HUANG B R. Growthphysiological responses of creeping bentgrass to changes in airsoil temperatures [J]. Crop Sci., 2000, 40 1363~1368 [7] XU Q Z, HUANG B R. Mphologicalphysiological acteristics associated with heat tolerance in creeping bentgrass [J]. Crop Sci., 2001, 41 127~133 [8] XU Q Z, HUANG B R. Seasonal changes in carbohydrate accumulation f two creeping bentgrass cultivars [J]. Crop Sci., 2003, 43 266~271 [9] 白史且, 韩列保. 国外冷季型草坪草种在成都引种适应评价[J]. 草原与草坪, 2000(1) 23~ 26 [10] 陈平, 郭伟经, 席嘉宾, 余土元. 粤选1号匍匐翦股颖新品系选育[J]. 草业学报, 2005, 14(4) 42~ 46 [11] 陈平, 田涛旺, 吴东娟, 潘翠荫. 匍匐翦股颖新品系植株形态与果岭草色泽比较研究[J]. 中国种业研究简报, 2005, 2, 37~38 [12] 陈平, 吴秀峰, 覃广泉. 匍匐翦股颖粤选1号品种特性[J]. 作物杂志, 2005. 2 66 [13] 陈平, 席嘉宾, 赵钢. 高温胁迫下匍匐翦股颖粤选2号和粤选4号新品系的生理效应[J]. 中国草地学报, 2006, 28(4) 30~34 [14] 李春杰, 南志标. 引种草坪草的适应性评价及病害和草害[J]. 草业科学, 2003, 20(4) 68~72 [15] 李敏. 草坪品种指南[M]. 北京 北京农业大学出版社, 1993 [16] 刘发民, 王辉珠, 孟文学. 草坪科学与研究[M]. 兰州 甘肃科学技术出版社, 1998. 426~434 [17] 刘建秀, 周久亚, 郭海林, 等. 草坪草育种过程[A]. 见 陈佐忠, 王代君, 周禾. 新世纪, 新草坪[C]. 北京 中国农业大学出版社, 2002. 154~165 |
[18] 渠荣达. 美国草坪草育种研究概况[A]. 见 陈佐忠. 面向21世纪的中国草坪科学与草坪业[C]. 北京 中国农业大学出版社, 1999. 31~33 [19] 任继周, 张自和. 草地与人类文明[J]. 草原与草坪, 2000, 88(1) 5~9 [20] 尚以顺, 唐成斌, 陈燕萍. 施用矮壮素对匍茎翦股颖草坪的影响[J]. 中国草地, 1998, 1 50~53 [21] 尚以顺. 贵州草坪草种筛选及适应性研究[J]. 贵州农业科学, 1998, 26(2) 44~ 46 [22] 苏希孟, 张登辉. 甘肃河西荒漠气候区草坪草种引种试验报告[J]. 中国草地, 1997, 1 36~39, 66 [23] 覃广泉, 陈平, 周厚高. 粤选1号匍匐翦股颖新品系果岭草坪夏季性状及高温胁迫效应[J]. 中国农学通报, 2005, 21(2) 201~ 204 [24] 王代军, KARL, DANNEBERGER, 等. 果岭上14种匍匐翦股颖的表现[J]. 草原与草坪, 2001, 4 27~29 [25] 王兆龙, 殷朝珍, 刘一明. 匍匐翦股颖草坪根系对城市生活污水的净化效应[J]. 草业学报. 2005, 14(4) 89~ 93 [26] 武小钢, 丛日晨, 杨秀云. 粗放管理条件下山西中部地区适用草坪草种评价[J]. 草业科学, 2004, 21(4) 65~68 [27] 谢彩云, 尚以顺, 范国华. 贵州野生翦股颖属植物资源研究[J]. 贵州农业科学, 2004, 32(5) 12~ 14 [28] 谢彩云, 尚以顺, 唐成斌, 莫志萍. 贵州翦股颖属野生植物种质资源调查与评价[J]. 山地农业生物学报, 2003, 22(1) 23~ 26 [29] 杨志民. 不同光照强度对冷季型草坪草越夏的影响[D] [学位论文]. 北京 北京林业大学, 2006 [30] 余晓华. 我国西南紫色土地区公路护坡草种适应性研究[J]. 生态科学,2002, 21(4) 342~ 345 [31] 朱钧, 陈平, 潘翠荫, 杨晓红. 匍匐翦股颖新品系酯酶和过氧化物酶同工酶研究[J]. 中国农学通报, 2006, 22(12) 213~ 216 [32] 杨富裕,周禾. 草坪草抗盐性研究进展[J]. 草原与草坪, 2001,110-13 [33] 武春霞,杨静慧,颜丽丽等. 四种常见草坪草的耐盐性[J]. 南方农业,2007,2:59-61 [34] 杨华,刘卫东,潭雯等. 盐胁迫草坪草的研究进展[J]. 河南林业科技, 2007,27(4):19-21 [35] 刘友良,汪良驹 植物对盐胁迫的反应和耐盐性.李金耀,张富春,马纪等.植物分子水平的耐盐机制[J] .植物生理学通讯,2003,39(6)715-719 [36] 梁慧敏,夏阳,杜峰等.盐胁迫对两种草坪草抗性生理生化指标影响的研究[J].中国草地,2001,23(5)27-30. |
2. 研究的基本内容和问题
研究目标: (1)筛选出出适应长江流域及其以南地区独特气候条件,具有自主知识产权的优质常绿抗盐翦股颖新品种(系)。 (2)对其抗逆性作出从密度,盖度,草坡均匀度,株高,草坪草成茎能力等方面作出基础评价 (3)利用外源甜菜碱和脯氨酸,加强选育品种的耐盐性。并根据结果挑选出耐盐,耐旱的翦股颖,为以后发展奠定基础 研究内容: (1)形态特征和坪用性状评价 在一定土壤和栽培管理条件下,用征集的国内外翦股颖种质材料,包括项目组前期筛选出的耐盐性较强的翦股颖品系野生系和 L-93,建立评比试验圃,对草坪草的生长速率、盖度、密度、色泽、死枯率、表观质量等坪用性状评价,筛选出坪用形状好翦股颖品种(系)。 (2)将草坪草的茎段移植到花盆中培养 评价其生根能力,也是评价草坪草成评能力的一个指标。草坪草的一大特点就是会长出匍匐茎(横走茎),这样可以提高其吸水能力,抗刈剪能力等。所以移植也是在本研究中必不可少的步骤。 (3)生理生化指标的研究 测定耐盐性较强的翦股颖品种(系)的电导率、SOD、脯氨酸、丙二醛、抗氧化酶活性、叶绿素含量、SPAD值、蛋白质含量、等生理生化指标,选出耐盐胁迫较好的品种(系)。 (4)细胞染色体鉴定 采样制作切片,分析细胞结构和染色体的变化,从细胞水平揭示翦股颖的耐盐性差异,并了解耐盐翦股颖的遗传特征和亲缘关系。 (5)蛋白质和核酸检测 采样提取总DNA,利用PCR扩增技术,进行蛋白质和核酸检测,从分子水平揭示翦股颖的耐盐性差异。 拟解决的关键问题: (1)培育出抗盐胁迫能力强、在长江流域及其以南地区不存在夏枯的优质冷季型草坪草翦股颖新品种(系)的基础上,选育并研究具有双重抗性的品种,并为将其推广至各地区建植四季常绿草坪奠定基础。 (2)通过施用外源甜菜碱,对所实验翦股颖品种(系)的生理生化指标、细胞染色体鉴定和蛋白质核酸检测,探明甜菜碱对于草坪草的影响。 |
3. 研究的方法与方案
研究方法:
(1)翦股颖的形态学评价
在高温伏旱气候条件下,对翦股颖密度、盖度、株高、叶宽等形态指标进行观察,进而对翦股颖坪用形状进行评价,筛选出耐盐性强的品种。
4. 研究创新点
特色或创新之处:
(1)研究思路有创新:不仅从形态学角度对耐盐翦股颖坪用特性进行系统评价,还对耐盐翦股颖细胞特异质进行系统研究,揭示翦股颖中耐盐品系可能具备的特征。
(2)研究方法有创新:将细胞生物学技术引入耐盐翦股颖种质发掘过程中,探明不同翦股颖品种的亲缘关系,为耐盐翦股颖新品种的选育提供理论依据。
5. 研究计划与进展
实验方案:
已进行的预实验:(耐热性质的研究)
(1)常温(25℃)和高温(35℃)以及供水和干旱(完全不提供水)条件下,各草种的养殖;
课题毕业论文、开题报告、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。