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加快打造原始創(chuàng)新策源地，加快突破關鍵核心技術，努力搶占科技制高點，為把我國建設成為世界科技強國作出新的更大的貢獻。

——習近平總書記在致中國科學院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求

面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟主戰(zhàn)場、面向國家重大需求、面向人民生命健康，率先實現(xiàn)科學技術跨越發(fā)展，率先建成國家創(chuàng)新人才高地，率先建成國家高水平科技智庫，率先建設國際一流科研機構(gòu)。

——中國科學院辦院方針

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武漢植物園在草坪草抗寒性評價及抗寒機理研究中獲進展

2020-08-20 武漢植物園

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語音播報

　　進展一：收集106份不同地理來源的狗牙根種質(zhì)資源，采用蒸騰速率、生長速率、草坪質(zhì)量等生理參數(shù)進行抗寒性評價，建立狗牙根種質(zhì)耐寒表型數(shù)據(jù)庫；利用SSR分子標記開展遺傳多樣性與群體結(jié)構(gòu)分析；基于關聯(lián)分析共鑒定到34個SSR位點與2個以上的耐寒性狀相關聯(lián)，為通過分子育種手段來改良狗牙根耐寒性提供科學依據(jù)。相關研究成果以Association of SSR Markers with Cold Tolerance Traits in Diverse Bermudagrass [Cynodon dactylon (L.) Pers.] Accessions為題，發(fā)表在Journal of Plant Growth Regulation上。

　　進展二：以上述篩選獲得的耐寒和低溫敏感狗牙根種質(zhì)為材料，低溫處理后進行RNA-Seq分析，鑒定到一個受低溫顯著誘導的基因CdERF1，且其在抗寒種質(zhì)中表達水平更高。CdERF1基因編碼的蛋白定位于細胞核內(nèi)，具有轉(zhuǎn)錄激活活性。異源表達CdERF1能增強轉(zhuǎn)基因擬南芥的耐寒性，具體表現(xiàn)在葉片電解質(zhì)滲透率（EL）、丙二醛（MDA）、ROS含量的降低，SOD、POD酶活性的升高。而利用病毒誘導基因沉默（VIGS）方法抑制狗牙根內(nèi)源CdERF1的表達，導致狗牙根對低溫脅迫更加敏感。以過表達轉(zhuǎn)基因擬南芥和VIGS狗牙根為材料進行RNA-Seq分析，發(fā)現(xiàn)狗牙根CdERF1可能通過轉(zhuǎn)錄調(diào)控抗氧化基因（POD）、脂轉(zhuǎn)移蛋白家族基因（LTP）以及CBF2基因的表達來響應低溫脅迫。研究對于了解狗牙根抗寒機理具有理論意義，為通過基因工程技術快速、精準培育耐低溫狗牙根種質(zhì)提供新的基因資源。相關研究成果以The Ethylene Responsive Factor CdERF1 from Bermudagrass (Cynodon dactylon) Positively Regulates Cold Tolerance為題，發(fā)表在Plant Science上。

　　進展三：對草坪草響應逆境脅迫的生理分子機制研究進展進行綜述報道，相關研究成果以Mechanisms of Environmental Stress Tolerance in Turfgrass為題，發(fā)表在Agronomy上。

　　研究得到國家自然科學基金和中科院青年創(chuàng)新促進會的支持。

　　論文鏈接：1、2、3

　　CdERF1基因介導的抗寒分子機制

　　狗牙根具有植株低矮、成坪速度快、抗旱、耐踐踏等優(yōu)點，被廣泛應用于運動場草坪、高爾夫果嶺、邊坡防護、庭院綠化等，被稱為暖季型草坪草“當家草種”。低溫是限制狗牙根推廣應用的主要因子，日均溫度低于16℃時狗牙根停止生長，7-10℃開始枯黃，因此開展狗牙根抗寒種質(zhì)資源評價、抗寒基因（位點）發(fā)掘及功能解析等研究，具有重要理論意義和潛在應用價值。
　　進展一：收集106份不同地理來源的狗牙根種質(zhì)資源，采用蒸騰速率、生長速率、草坪質(zhì)量等生理參數(shù)進行抗寒性評價，建立狗牙根種質(zhì)耐寒表型數(shù)據(jù)庫；利用SSR分子標記開展遺傳多樣性與群體結(jié)構(gòu)分析；基于關聯(lián)分析共鑒定到34個SSR位點與2個以上的耐寒性狀相關聯(lián)，為通過分子育種手段來改良狗牙根耐寒性提供科學依據(jù)。相關研究成果以Association of SSR Markers with Cold Tolerance Traits in Diverse Bermudagrass [Cynodon dactylon (L.) Pers.] Accessions為題，發(fā)表在Journal of Plant Growth Regulation上。
　　進展二：以上述篩選獲得的耐寒和低溫敏感狗牙根種質(zhì)為材料，低溫處理后進行RNA-Seq分析，鑒定到一個受低溫顯著誘導的基因CdERF1，且其在抗寒種質(zhì)中表達水平更高。CdERF1基因編碼的蛋白定位于細胞核內(nèi)，具有轉(zhuǎn)錄激活活性。異源表達CdERF1能增強轉(zhuǎn)基因擬南芥的耐寒性，具體表現(xiàn)在葉片電解質(zhì)滲透率（EL）、丙二醛（MDA）、ROS含量的降低，SOD、POD酶活性的升高。而利用病毒誘導基因沉默（VIGS）方法抑制狗牙根內(nèi)源CdERF1的表達，導致狗牙根對低溫脅迫更加敏感。以過表達轉(zhuǎn)基因擬南芥和VIGS狗牙根為材料進行RNA-Seq分析，發(fā)現(xiàn)狗牙根CdERF1可能通過轉(zhuǎn)錄調(diào)控抗氧化基因（POD）、脂轉(zhuǎn)移蛋白家族基因（LTP）以及CBF2基因的表達來響應低溫脅迫。研究對于了解狗牙根抗寒機理具有理論意義，為通過基因工程技術快速、精準培育耐低溫狗牙根種質(zhì)提供新的基因資源。相關研究成果以The Ethylene Responsive Factor CdERF1 from Bermudagrass (Cynodon dactylon) Positively Regulates Cold Tolerance為題，發(fā)表在Plant Science上。
　　進展三：對草坪草響應逆境脅迫的生理分子機制研究進展進行綜述報道，相關研究成果以Mechanisms of Environmental Stress Tolerance in Turfgrass為題，發(fā)表在Agronomy上。
　　研究得到國家自然科學基金和中科院青年創(chuàng)新促進會的支持。
　　論文鏈接：1、2、3
　　
　　CdERF1基因介導的抗寒分子機制
　　

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