高羊茅遺傳育種研究進展

顏蘭+李選統(tǒng)+晁贏

摘要在國內(nèi)外草坪業(yè)中占據(jù)重要的地位的高羊茅，其在實際應(yīng)用中也存在著許多不足之處，選育優(yōu)質(zhì)、抗逆的高羊茅品種具有十分重要的意義。詳細闡述了我國高羊茅育種工作中存在的問題，以及生物技術(shù)應(yīng)用于高羊茅育種工作的研究進展，并對今后高羊茅育種工作進行了展望。

關(guān)鍵詞高羊茅；遺傳；育種；研究進展

中圖分類號S337文獻標識碼A文章編號 1007-5739（2014）11-0275-02

StudyAdvanceonInheritanceandBreedinginTallFescue

YAN Lan 1LI Xuan-tong 2CHAO Ying 3 *

（1 Jiaohe Town Government of Botou City in Hebei Province，Botou Hebei 062151； 2 Xiaolan Town Agricultural Service Center of Zhongshan City in Guangdong Province； 3 Zaoyang Agricultural Bureau in Hubei Province）

AbstractTall fescue occupies the important status in the domestic and foreign lawn industry，but in its application，there are many shortcomings，has very important significance in breeding，resistance of tall fescue varieties.This paper elaborated in tall fescue breeding problem in China，research progress in the application of biotechnology in tall fescue breeding and the future of tall fescue breeding work were prospected.

Key wordsFestuca arundinacea；genetics；breeding；research progress

高羊茅（Festuca arundinacea Schreb.），廣泛應(yīng)用于城市綠化和運動場地以及畜牧草場[1]，是一種被廣泛重視的兼用型草種，在國內(nèi)外草坪、農(nóng)牧業(yè)有著廣泛的應(yīng)用，雖然高羊茅應(yīng)用的范圍很廣，但是其葉片粗糙，使其坪用性和適口性差；沒有匍匐莖，生長速度慢，導(dǎo)致其再生性差，且易受雜草侵害；在我國南方地區(qū)越夏困難；抗病蟲害性差等，限制了其在實際生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用。因此，十分有必要深入發(fā)掘與開發(fā)高羊茅新種質(zhì)，選育抗病、抗蟲、耐踐踏、植株低矮、抗除草劑和抗逆的坪用性高羊茅以及高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、適口性好的牧草型高羊茅新品種。

1高羊茅育種現(xiàn)狀

高羊茅新品種的選育一直依賴于傳統(tǒng)的育種手段，也取得了一定的成績。高羊茅作為一種高度自交不育的六倍體（2n=6x=42）風(fēng)媒植物，其常規(guī)育種操作復(fù)雜，育種程序慢，周期長，且性狀遺傳穩(wěn)定性差。隨著分子生物學(xué)技術(shù)的逐步興起，運用先進的分子生物學(xué)手段——植物遺傳轉(zhuǎn)化即轉(zhuǎn)基因技術(shù)進行草種的分子育種，以培育理想的新品種[2]。

目前高羊茅新品種的選育和使用處于領(lǐng)先地位的是美國。美國不僅育成了用于草坪草的高羊茅品種Rebel、Falcon、Arid、Houngdog，還育成了草坪與牧草兼用型品種Kentucky31。在矮生高羊茅育種方面，育成了Regiment、Seine、Summedawn等[3]低矮型高羊茅新品種。目前，歐美國家在高羊茅遺傳育種方面具有較大的優(yōu)勢。

與國外相比，我國草坪草育種起步較晚，大多數(shù)研究以國外良種的引種和適用性研究為主，自主選育的新品種很少。中國農(nóng)科院畜牧所于20世紀80年代引進了20余個高羊茅品種，首次系統(tǒng)開展了草坪高羊茅的引種研究。緊接著北農(nóng)大畜牧所也從美國引種了數(shù)十個草坪高羊茅品種[4]。然后，有關(guān)學(xué)者對引進品種的適應(yīng)性進行了研究，高羊茅在中國華東地區(qū)表現(xiàn)出很強的適應(yīng)性，耐熱性以及抗病性[5]。在高羊茅的育種方面，何亞麗等[6]培育出了草坪型高羊茅新品系98-8和上農(nóng)矮生高羊茅。吳佳海等[7]充分利用我國野生高羊茅資源，育成了高羊茅新品系（種）98-1。李俊龍和王槐三[8]進行多花黑麥草和高羊茅屬間雜交，獲得了屬間雜種。張新全等[9]進行坪用黑麥草Derby和高羊茅Houndog的屬間雜交，未經(jīng)胚培養(yǎng)就獲得雜種，進一步證明利用高羊茅和黑麥草進行屬間雜交改良品種是可行的。研究者們在誘變育種方面也作了一些初步探索。王月華等[10]采用60Co-γ射線輻照得到了3個高羊茅品種。

2高羊茅育種的瓶頸

我國高羊茅育種工作雖然取得了一定的進展，但較國外而言，差距還很大，也存在不少問題，可歸結(jié)為以下幾個方面。

2.1基礎(chǔ)性研究少，育種技術(shù)落后

我國高羊茅育種工作停留在對國外品種的引進，其研究也停滯在對引進品種的適應(yīng)性評價上，對基礎(chǔ)性研究薄弱，缺乏創(chuàng)新性研究。目前，品種的選育主要依賴于常規(guī)育種，此方法周期長、效率低，優(yōu)良性狀需要及時發(fā)現(xiàn)，在很大程度上靠經(jīng)驗、憑運氣。

2.2親本資源較為匱乏，野生種質(zhì)資源開發(fā)利用不足

親本遺傳狹窄，抗源等缺乏，已經(jīng)限制了我國高羊茅品種改良。我國蘊藏有豐富的野生高羊茅種質(zhì)資源，但對野生種質(zhì)資源的收集、評價、利用工作尚未進行系統(tǒng)的研究，對野生材料優(yōu)良性狀的發(fā)掘利用缺失，制約了高羊茅育種工作的發(fā)展。

2.3特色育種亟待加強

生長于自然界的高羊茅，常常遇到環(huán)境因子的脅迫，以抗逆為目標的特色育種工作開展較少，無法滿足社會需求。如耐鹽、耐旱、耐熱及高蛋白等特色品種的選育亟待加強，以滿足社會不同環(huán)境的需求。

3生物技術(shù)在高羊茅育種中的應(yīng)用

高羊茅是異花授粉植物，異緣多倍體（2n=6x=42），高度自交不親和并缺乏遺傳形態(tài)標記，造成對其遺傳改良困難。大多數(shù)重要的經(jīng)濟性狀如品質(zhì)、抗逆性等表現(xiàn)為數(shù)量性狀的遺傳特點，其表達不僅受生物體內(nèi)部遺傳背景的較大影響，還受外界環(huán)境條件的影響。因此，僅根據(jù)表現(xiàn)型是無法選擇基因型的，且育種周期長、選擇效率不高[11]。因此，將生物技術(shù)應(yīng)用于育種工作勢在必行。

3.1分子輔助標記選擇

目前在應(yīng)用最廣的分子標記為SSR法（簡單重復(fù)序列），大量的研究證實了其在不同植物上應(yīng)用的的可靠性 [12]。目前在高茅草中使用分子標記方法報道中，如Saha等[13]、Xu等[14]、Chen等[15]都使用分子標記繪制了高茅草的連鎖圖譜，但是目前尚缺少相關(guān)應(yīng)用的報道。

3.2轉(zhuǎn)基因技術(shù)的應(yīng)用

高羊茅的遺傳轉(zhuǎn)化始于20世紀90年代初，通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)改良高羊茅的某些性狀，以獲得改良的轉(zhuǎn)基因植物。目前轉(zhuǎn)基因高羊茅的研究只有很少量的階段性報告，其基因工程研究較為滯后。高羊茅難以進行組織培養(yǎng)，但自1992年，Ha等[16]首次獲得了高羊茅轉(zhuǎn)基因植株，Wang等[17]報道了第1個有價值的基因sfa8后。近年來，研究者們已成功獲得一批具有特定性狀的轉(zhuǎn)基因植株，如韓曉光等[18]以獲得了耐鹽的再生植株等。

4高羊茅育種工作展望

4.1以市場需求為導(dǎo)向，以生產(chǎn)實際為依據(jù)，制定育種目標

育種目標適當(dāng)與否是決定育種工作成敗的關(guān)鍵。高羊茅的選育應(yīng)分為2類：一是牧草型高羊茅選育，以抗逆性、禽畜生產(chǎn)性能等為選育目標；二是坪用型高羊茅選育。其也可分為2類：第1類是細葉、色澤美觀、矮生、高密度、耐踐踏、觀賞價值高，適用于園林綠化和運動場草坪；第2類是抗性育種，選育抗旱性強、耐熱、耐貧瘠、抗病性強等的品種。

4.2我國特色種質(zhì)資源的開發(fā)利用

要以種質(zhì)資源的收集、評價和利用為主線，基于我國蘊藏的豐富的野生高羊茅種質(zhì)資源的收集保育，研究其農(nóng)藝與品質(zhì)性狀的廣泛變異，結(jié)合遺傳分析，合理開發(fā)利用這些優(yōu)異的野生高羊茅種質(zhì)資源，結(jié)合開展國外優(yōu)良品種的引進，將優(yōu)異資源有效組合，可極大地促進育種水平的提高。

4.3加強育種技術(shù)創(chuàng)新

通過生物育種、分子輔助育種與轉(zhuǎn)基因等技術(shù)結(jié)合傳統(tǒng)的雜交育種，提高育種效率，以選育具有突破性的高羊茅新品種。

4.4加大國外優(yōu)良品種引種力度

繼續(xù)開展對國外優(yōu)良草種的引進工作，在國內(nèi)的不同氣候帶進行適應(yīng)性試驗，在全國建立幾個良種基地和繁種基地，并建立嚴格的區(qū)域試驗網(wǎng)，培育適合在我國不同類型氣候帶生長的優(yōu)良草種。

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