| 现代化都市建设对草坪需求十分旺盛,许多城市草坪面积以每年20%的速度递增。然而草坪耗水量大,限制草坪业发展的主要制约因素是水资源匮乏。对北方冷季型草而言,培育耐寒品种,延长草坪绿期,也十分重要。而我国草坪草籽95%以上依赖进口。培育适合我国自然条件的耐旱、耐寒草坪草品种是很有意义的。 |
| 北大生命科学学院林忠平教授领导的实验室从事耐旱耐寒基因工程研究已有多年。从中国特有的一些耐旱、耐寒物种中克隆了一批具有自主知识产权的新基因。这些基因包括几种对干旱和低温起反应的转录因子,以及在逆境下对植物起保护作用的基因。这些基因帮助恶劣环境中的植物度过严酷的气候与环境条件。我们对这些耐旱耐寒基因作了许多深入的功能研究,将这些基因导入模式植物后,可以大幅度提高植物的抗逆性。目前已获得具有自主知识产权的基因12个,已申请发明专利8项,其余专利正在申请中。 |
| 我们在山西农科院旱地农业中心的合作下,利用这些基因培育出耐旱、耐寒草坪草和牧草。目前已获得田间表现良好抗逆性的转基因草坪草株系27个。申请和获得批准的农业部环境释放批件累计4项,申请和获得批准的农业部中间试验批件累计7项。在早期的工作中我们使海藻糖合酶基因、果聚糖合酶基因在草坪草中表达,这些基因产物催化生成还原性较低的糖类提高了细胞膜系的稳定性。从耐寒植物中分离出一类称为脱水素(dehydrin)基因。脱水素在结构上与胚胎发育晚期在种子中积累的,对种子活力有保护作用的蛋白质有相似之处。在转基因草坪草中表达脱水素对细胞膜系统和生物大分子均有保护作用,对维持逆境下质膜的稳定性、渗透压的平衡有良好的作用。因而提高了转基因植物抗旱、抗寒能力。近年来我们还将干旱胁迫下表达的转录因子类的基因导入草坪草。它们可以激发一系列耐旱、耐寒相关基因的表达,提高植物的抗性水平。将来自农杆菌T-DNA的异戊烯基转移酶基因(ipt
gene)导入草坪草对于延长草坪草的绿期、抗寒、增加分蘖也有十分显著的作用。 |
| 目前我们还利用辐射诱变等技术选育了一批草坪草。一些野生状态的草类植物,包括从野生状态驯化过来的草坪草,经过辐射处理后可以控制其生长量,长得慢,耗水量也明显减少。已有22个株系在田间表现良好抗逆性和节水特性。 |
| 对这些转基因草坪草及辐射诱变草坪草株系进行了综合性状的考察和重要生理指标的测定及特性分析。在试验条件下能提高抗旱节水性能50%,在田间自然条件下节水20~30%。同时耐寒性能也显著增强、绿期延长。一些品系在2002年12月连续6天下雪的情况下仍保持绿色,全年没有变黄。在选育草坪草中我们注意选择生长速度慢、分蘖能力强、匍匐性能好的株系。高羊茅是抗逆性较强的草坪草,我们选择出一种细叶型的高羊茅,不仅抗性强,而且美观、节水。在工作中也发现一些草抗逆性增强了,生长也十分旺盛。我们认为这些草作为牧草更为合适。 |
| 草坪草优良性状的形成还有赖于科学管理。例如设计了一种生物肥料,它包含特定的微生物种类,可以促进草坪草菌根的形成。借助于根系微生物的作用,增强了草坪草的抗旱、抗寒性和土壤的保水性。一些管理措施也有利于草坪草耐旱、耐寒基因的表达。目前我们正深入研究选育出来的的草坪草的品种特性,生育过程特征和DNA图谱的特点等。希望在此基础上为我国草坪业的发展作出贡献。 |
| 在国家863计划等项目的支持下,目前产业化取得了明显进展:在北京大学科技园及北京大学农业分子生物学实验室配合下建立了昌平30亩草坪草试验基地和海淀上庄250亩产业化试验基地,以及300平方米草坪草生物技术实验室。在试验基地上由于多种综合技术的利用,草坪草生长良好。这个基地已被列为科技部863计划成果产业化基地。
新组建的北京博雅禾木生物技术有限公司已承担起上述高技术产业化的重任,我们期望更多的朋友、更多的有识之士加盟这一绿色环保产业。我们热忱地欢迎朋友们通过http://www.turfgrass.com.cn联络我们。共同为大地的美化和生态的改善作出贡献。
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北京大学科技园863产业化基地
北京大学AgMoBiol实验室
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