高羊茅遗传育种研究进展

颜兰+李选统+晁赢

摘要在国内外草坪业中占据重要的地位的高羊茅，其在实际应用中也存在着许多不足之处，选育优质、抗逆的高羊茅品种具有十分重要的意义。详细阐述了我国高羊茅育种工作中存在的问题，以及生物技术应用于高羊茅育种工作的研究进展，并对今后高羊茅育种工作进行了展望。

关键词高羊茅；遗传；育种；研究进展

中图分类号S337文献标识码A文章编号 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.），广泛应用于城市绿化和运动场地以及畜牧草场[1]，是一种被广泛重视的兼用型草种，在国内外草坪、农牧业有着广泛的应用，虽然高羊茅应用的范围很广，但是其叶片粗糙，使其坪用性和适口性差；没有匍匐茎，生长速度慢，导致其再生性差，且易受杂草侵害；在我国南方地区越夏困难；抗病虫害性差等，限制了其在实际生产中的广泛应用。因此，十分有必要深入发掘与开发高羊茅新种质，选育抗病、抗虫、耐践踏、植株低矮、抗除草剂和抗逆的坪用性高羊茅以及高产、优质、适口性好的牧草型高羊茅新品种。

1高羊茅育种现状

高羊茅新品种的选育一直依赖于传统的育种手段，也取得了一定的成绩。高羊茅作为一种高度自交不育的六倍体（2n=6x=42）风媒植物，其常规育种操作复杂，育种程序慢，周期长，且性状遗传稳定性差。随着分子生物学技术的逐步兴起，运用先进的分子生物学手段——植物遗传转化即转基因技术进行草种的分子育种，以培育理想的新品种[2]。

目前高羊茅新品种的选育和使用处于领先地位的是美国。美国不仅育成了用于草坪草的高羊茅品种Rebel、Falcon、Arid、Houngdog，还育成了草坪与牧草兼用型品种Kentucky31。在矮生高羊茅育种方面，育成了Regiment、Seine、Summedawn等[3]低矮型高羊茅新品种。目前，欧美国家在高羊茅遗传育种方面具有较大的优势。

与国外相比，我国草坪草育种起步较晚，大多数研究以国外良种的引种和适用性研究为主，自主选育的新品种很少。中国农科院畜牧所于20世纪80年代引进了20余个高羊茅品种，首次系统开展了草坪高羊茅的引种研究。紧接着北农大畜牧所也从美国引种了数十个草坪高羊茅品种[4]。然后，有关学者对引进品种的适应性进行了研究，高羊茅在中国华东地区表现出很强的适应性，耐热性以及抗病性[5]。在高羊茅的育种方面，何亚丽等[6]培育出了草坪型高羊茅新品系98-8和上农矮生高羊茅。吴佳海等[7]充分利用我国野生高羊茅资源，育成了高羊茅新品系（种）98-1。李俊龙和王槐三[8]进行多花黑麦草和高羊茅属间杂交，获得了属间杂种。张新全等[9]进行坪用黑麦草Derby和高羊茅Houndog的属间杂交，未经胚培养就获得杂种，进一步证明利用高羊茅和黑麦草进行属间杂交改良品种是可行的。研究者们在诱变育种方面也作了一些初步探索。王月华等[10]采用60Co-γ射线辐照得到了3个高羊茅品种。

2高羊茅育种的瓶颈

我国高羊茅育种工作虽然取得了一定的进展，但较国外而言，差距还很大，也存在不少问题，可归结为以下几个方面。

2.1基础性研究少，育种技术落后

我国高羊茅育种工作停留在对国外品种的引进，其研究也停滞在对引进品种的适应性评价上，对基础性研究薄弱，缺乏创新性研究。目前，品种的选育主要依赖于常规育种，此方法周期长、效率低，优良性状需要及时发现，在很大程度上靠经验、凭运气。

2.2亲本资源较为匮乏，野生种质资源开发利用不足

亲本遗传狭窄，抗源等缺乏，已经限制了我国高羊茅品种改良。我国蕴藏有丰富的野生高羊茅种质资源，但对野生种质资源的收集、评价、利用工作尚未进行系统的研究，对野生材料优良性状的发掘利用缺失，制约了高羊茅育种工作的发展。

2.3特色育种亟待加强

生长于自然界的高羊茅，常常遇到环境因子的胁迫，以抗逆为目标的特色育种工作开展较少，无法满足社会需求。如耐盐、耐旱、耐热及高蛋白等特色品种的选育亟待加强，以满足社会不同环境的需求。

3生物技术在高羊茅育种中的应用

高羊茅是异花授粉植物，异缘多倍体（2n=6x=42），高度自交不亲和并缺乏遗传形态标记，造成对其遗传改良困难。大多数重要的经济性状如品质、抗逆性等表现为数量性状的遗传特点，其表达不仅受生物体内部遗传背景的较大影响，还受外界环境条件的影响。因此，仅根据表现型是无法选择基因型的，且育种周期长、选择效率不高[11]。因此，将生物技术应用于育种工作势在必行。

3.1分子辅助标记选择

目前在应用最广的分子标记为SSR法（简单重复序列），大量的研究证实了其在不同植物上应用的的可靠性 [12]。目前在高茅草中使用分子标记方法报道中，如Saha等[13]、Xu等[14]、Chen等[15]都使用分子标记绘制了高茅草的连锁图谱，但是目前尚缺少相关应用的报道。

3.2转基因技术的应用

高羊茅的遗传转化始于20世纪90年代初，通过转基因技术改良高羊茅的某些性状，以获得改良的转基因植物。目前转基因高羊茅的研究只有很少量的阶段性报告，其基因工程研究较为滞后。高羊茅难以进行组织培养，但自1992年，Ha等[16]首次获得了高羊茅转基因植株，Wang等[17]报道了第1个有价值的基因sfa8后。近年来，研究者们已成功获得一批具有特定性状的转基因植株，如韩晓光等[18]以获得了耐盐的再生植株等。

4高羊茅育种工作展望

4.1以市场需求为导向，以生产实际为依据，制定育种目标

育种目标适当与否是决定育种工作成败的关键。高羊茅的选育应分为2类：一是牧草型高羊茅选育，以抗逆性、禽畜生产性能等为选育目标；二是坪用型高羊茅选育。其也可分为2类：第1类是细叶、色泽美观、矮生、高密度、耐践踏、观赏价值高，适用于园林绿化和运动场草坪；第2类是抗性育种，选育抗旱性强、耐热、耐贫瘠、抗病性强等的品种。

4.2我国特色种质资源的开发利用

要以种质资源的收集、评价和利用为主线，基于我国蕴藏的丰富的野生高羊茅种质资源的收集保育，研究其农艺与品质性状的广泛变异，结合遗传分析，合理开发利用这些优异的野生高羊茅种质资源，结合开展国外优良品种的引进，将优异资源有效组合，可极大地促进育种水平的提高。

4.3加强育种技术创新

通过生物育种、分子辅助育种与转基因等技术结合传统的杂交育种，提高育种效率，以选育具有突破性的高羊茅新品种。

4.4加大国外优良品种引种力度

继续开展对国外优良草种的引进工作，在国内的不同气候带进行适应性试验，在全国建立几个良种基地和繁种基地，并建立严格的区域试验网，培育适合在我国不同类型气候带生长的优良草种。

5参考文献

[1] 李惠英，娄燕宏，胡涛，等.中国高羊茅种质资源遗传多样性的RAPD分析[J].草业学报，2010，19（6）：208-214.

[2] 柴明良，钮友民，刘嘉蓉，等.经辐射的“猎狗”苇状羊毛种子播种、萌发试验及试管培养研究[J].草业科学，1997，14（6）：33-70.

[3] 黄新，叶红霞，舒小丽，等.生物技术在高羊茅育种研究中的应用[J].核农学报，2008，22（6）：806-810.

[4] 支月娥，何亚丽，田龚.高羊茅组织培养研究初报[J].上海农学院学报，1998，16（1）：46-48.

[5] 孙明，陈雪芳，苏旭东.冷季型草坪高羊茅育种在中国华东地区的引进和应用[J].上海农业学报，1999，15（1）：44-46.

[6] 何亚丽，胡雪华，唐静.坪用型高羊茅品系“98-8”和“上农矮生高羊茅”的选育、鉴定和推广[J].草业科学，2001，18（6）：60-64.

[7] 吴佳海，牟琼，唐成斌，等.牧草新品种黔草1号高羊茅的选育[J].贵州农业科学，2006，34（4）：75-78.

[8] 李俊龙，王槐三.多花黑麦草X苇状羊茅属间杂交及其后代抗旱耐热性的研究[J].中国草地，1996，18（1）：12-15.

[9] 张新全，帅素容，陈华兵.草坪用黑麦草与高羊茅属间杂种细胞学研究[J].中国草地，1998，20（3）：47-49.

[10] 王月华，韩烈保，尹淑霞，等.γ射线辐射对高羊茅种子发芽及酶活性的影响[J].核农学报，2006，20（3）：199-201.

[11] 徐胜，张新全，吴彦奇，等.我国草种业发展现状与对策[J].四川草原，2001（4）：7-10.

[12] 吕瑞玲，吴小凤，刘敏超，等.分子标记技术及在水稻遗传研究中的应用[J].中国农学通报，2009，25（4）：65-73.

[13]MALAY C S，ROUF M.An SSR- and AFLP-based genetic linkage map of tall fescue（Festuca arundinacea Schreb）[J].Theor Appl Genet，2005（110）：323-326.

[14] XU W W，SLEPER D A.Genome mapping of tall fescue（Festuca arund-inacea Schreb.）with RFLP markers[J].Theor Appl Genet，1995（91）：947-955.

[15] CHEN C，SLEPER D A.Comparative RFLP mapping of meadow and tall fescue[J].Theor Appl Genet，1998（97）：255-260.

[16] HA S B，WU F S，THORNE T K，et al.Transgenic turf-type tall fescue（Festuca arundinacea Schreb.）plant from protoplast[J].Plant Cell Rep，1992，11（12）：601-604.

[17] WANG Z Y，TAKAMIZO T，XGLESIASV A.et al.Trans-genie Plants of tall feseue（Festuca arundinacea）Obtained by direct gene transfer to proto plasts[J].Bio Technology，1992（10）：691-696.

[18] 韩晓光，薛哲勇，支大英，等.高羊茅胚性愈伤组织的高效诱导及其耐盐突变体筛选[J].草业科学，2005，14（6）：112-118.