GR | 高相对含水量和低渗透势抗旱高羊茅基因型筛选

高相对含水量和低渗透势抗旱高羊茅

基因型筛选

 高羊茅(Festuca arundinacea Schreb.) 又名苇状羊茅，隶属禾本科，是主要的冷季型牧草和草坪草，作为一种重要的冷季型草坪草和牧草，已经被广泛应用于生产和生活中。高羊茅在美国的种植面积超过1400万hm²，然而，夏季的极端高温天气导致干旱胁迫，极大地影响了高羊茅的草坪质量和应用价值。

 植物功能性状主要包括生理和表型性状，在适应逆境胁迫中呈现出较高遗传多样性。植物丰富的功能性状多样性为培育极端抗逆新品系提供了材料基础。美国诺贝研究所Malay C. Saha课题组在温室通过检测相对含水量(RWC)和细胞渗透势(OP)两个性状，用30% PEG8000对50个基因型的1000株高羊茅进行温室抗干旱筛选。结果表明，不同基因材料间RWC变异度为33.7% ~ 97.3%，OP为−0.5 ~−2.4 MPa。除温室试验外，RWC和OP之间不存在相关性，表明RWC的差异可能是渗透调节以外的其他因素造成的。对根冠比进行检测发现高根冠比的基因型表现为高RWC和低OP。NFTD348和NFTD400两个基因型根冠比高，可以作为高抗干旱的高羊茅种质材料。与之对应，NFTD279 和NFTD947为干旱敏感型材料。

 本研究为进一步建立杂交群体定位干旱相关基因提供了重要的亲本材料，也为高羊茅抗干旱种质创新提供了重要遗传材料。

Figure 1: The screening scheme for selecting tall fescue genotypes with contrasting characteristics for relative water content and cell sap osmotic potential and use those for the development of linkage mapping populations.

Figure 2: (a) Screening of tall fescue genotypes under well‐watered and drought conditions in the greenhouse environment. (b) Studying root and shoot characteristics of tall fescue genotypes in 91 cm long PVC columns. (c) Tolerant genotype NFTD348 has the highest root biomass but theother tolerant genotype NFTD400 has the longest roots. PVC, polyvinyl chloride.

Table 1: Genotypes with their dispersion from the mean in LSD units (0.05) grown under greenhouse conditions.

Table 2: Pearson correlation coefficients for RWC and cell sap OP of 50 tall fescue genotypes.

Table 3: Spearman rank correlations of RWC and OP from GH and field experiments.

Table 4: RWC and cell sap OP of selected 10 genotypes grown in the field (Iowa Park, TX), greenhouse, and after treatment with PEG8000.

Table 5: Root length, root and shoot dry weight, and root/shoot ratio of a subset of genotypes grown under water stress conditions in the greenhouse.

Table 6: Nonparametric ranking of five out of the “Best 25” genotypes and five out of the “Worst 25” genotypes based on RWC and cell sap OP, and percent of time genotype was above the LS mean for both traits.

编译者

胡涛    兰州大学草地农业科技学院    教授

说明：该文仅代表编译者对论文的理解，如需参考和引用相关内容，请查阅原文。

内容来源：Grassland Research（草地研究）第1卷第2期（投稿：2022-06-03；接收：2022-06-06；刊发：2022-07-01）

DOI：  https://doi.org/10.1002/glr2.12021

引用格式：Kirigwi, F. M., & Saha, M. C. (2022). Screening of tall fescue genotypes for relative water content and osmotic potential under drought stress. Grassland Research, 1(2), 84-93.

 Grassland Research是我国草业科学领域第一本国际学术期刊，季刊，由中国草学会和兰州大学共同主办。该刊受中国科技期刊卓越计划高起点新刊项目支持，由国际出版集团John Wiley & Sons Australia, Ltd.提供出版及宣传服务，于2022年正式创刊。

 Grassland Research论文刊发范围广，综合性强。从分子到全球变化层面，全维度聚焦草业科学及其在人类可持续发展中的作用。期刊将刊登天然草原，栽培草地、草坪和生物能源作物，以及草地生态系统三大板块的基础性和应用性研究成果、综述、论点等类型的文章。优先考虑发表青年学者优秀研究成果，期待成为青年科学家喜爱的国际学术交流主阵地。

 在创刊前三年，Grassland Research将免收版面费，以OA形式通过全球化出版平台Wiley Online Library出版。