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随着人们对改善环境的需求不断增长，多种多样的花草树木已是人居环境不可缺少的一部分。草类不仅对环境生态的改善有重要作用，各种公众活动场所、运动场地都离不开草坪建设。高尔夫场地建设则是草坪业更高水平的发展。
为了满足多种多样草坪草的需求，草坪草的改良已有50多年的发展历史。选育出更加丰富多样的草坪草品种，它们具有不同的生长习性，它们比野生状态的草类更便于人工管理，并具有抵抗生物的和非生物的不良环境的能力。1964年对草地早熟禾的改良首先得到植物品种专利的保护。1974年一种优良的草地早熟禾(Kentuchy
bluegrass)做为第一个重要的草坪草品种被选育出来并被推广应用。它具有抗叶斑病(leaf spot)特点，(Poa
pratensis)它的长势和色调也比较理想，现成为广布于世的一种冷季型草坪草。其它更早培育的品种，如匍匐剪股颖(Agrostis
stolonifera)和紫羊茅(Festuca rubra)是1954年从宾州大学培育出来的。1967年推出的manhattan是多年生黑麦草(Lolium
perenne L)、1981年推出的Rebel高羊茅(Festuca arundinacea)都有很好的市场。最年来上百个品种育成，促进了美国等国家完善了草坪草的评价标准。虽然这些品种看起来比较近似，但它们比早期的品种带来更丰厚的利益。
最近美国园艺草坪草公司通过Texas bluegrass
(Poa arachnifera Torr.)与 Kentucky bluegrass (Poa pratensis
L.)杂交获得的一种称为军号（Reveille）的冷季型草坪草不仅可以减少水分需求，而且提高了草坪草的耐热性，也受到广泛的欢迎。一些育种家注意到高羊茅、多年生早熟禾、紫羊茅等草类在不良环境中增加自己抵抗力的一种方式。这些草坪草的根部有内生的菌丝，可以帮助草坪草提高抗病抗虫性和对干旱的适应性。
然而，传统的育种技术已经不能满足草坪发展的需要。研究者们认为应当扩大基因的来源。把一些特殊的性状引入现有的草坪植物。例如全球大部分地区面临水资源严重匮乏的局面，而目前大部分草坪草消耗水分巨大。一平方米草坪从播种到起草坪需用10-15吨水。培育耐旱节水的草坪草品种已是当务之急。从超乎寻常的耐旱物种中引进耐旱的遗传特性是十分必要的。在驯化野生草的过程中，一些草类植物在草坪建植的条件下抗病、抗虫性已经很差，靠近缘种之间的杂交很难面对不断变化的病害与虫害。另外为了管理的方便和更多样化的草坪草资源的使用，通过生物工程技术定向培育新品种也是十分必要的。
遗传工程的基本过程是这样的：（1）依据已有的遗传信息资料，设计一种可以导入草坪草中表达的基因结构。设想通过某个基因表达或者减少某种基因的表达来改变草类品种的性状。在这里，通常还要考虑外源基因表达的时间与空间上的控制。驱动外源基因表达的启动元件要适合于禾本科的草类。（2）随后是转基因的过程。对禾本科草坪草而言，目前应用的方法是农杆菌介导的方法和利用基因枪将外源DNA直接导入细胞。从这些细胞再生出新的植株。这种再生过程不是很容易的。要摸索某一种草类植物材料产生胚性愈伤组织的条件，再使获得了外源基因的胚性愈伤组织分化出芽来，幼芽可以转移到另外的培养基上诱导出新的根系。（3）转基因植株要经过筛选、鉴定，确定导入的基因有多少个拷贝，是否按预定的计划表达。（4）先在试管中繁殖转基因的植株，逐步转移到田间。再田间条件下观察表型特征。（5）在随后的世代中考察转基因植株中所获得的基因的稳定性和遗传特性的稳定性。（6）在上述过程中还要注意研究转基因草的生物安全性问题，和向政府管理部门申请不同规模的田间试验和最后进入商业化的步骤。
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图1：从草坪草愈伤组织再生出新的植株。
（引自 www.gcsaa.org） |
目前主要的禾本科草坪草的转基因过程已在不少实验室获得成功。转化的草坪草包括结缕草属(Zoysia)、早熟禾属(poa)、黑麦草属(Lolium)、羊茅属（Festuca）、剪股颖属(Agrostis)、狗牙根属(Cynodon)、野牛草属(Buchloe)、雀稗属(Paspalum)、鸭茅属(Dactylis)、蜈蚣草属(Eremochlon)、钝叶草属(Stenotaphrum)等种属。其中有的只是导入标记基因，说明转基因技术是可行的。
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图2：转入抗草甘膦的基因的草坪草。
喷施草甘膦2周后，非转基因的植株已枯死。
（引自 www.gcsaa.org） |
一些研究者认为有必要加速转基因草坪草的商业化进程。列举的理由如下：在经营和养护草坪草的过程中，滥用和大量使用杀虫剂对环境破坏令人忧虑。获得抗虫的、抗除草剂草坪草在技术上已经成熟,使我们能够使用更少或更完全的农药。这种对环境友好将使草坪草种子市场回报增加10亿美元以上。抗除草剂Round
UP 的草坪草已取得很大成功，其它抗虫、抗真菌病、抗病毒病的草坪草，以及耐受多种环境胁迫的转基因技术，如抗干旱、抗低温、耐盐碱、耐金属污染等都有很大进展。然而由于多种原因，目前尚无转基因草坪草进入市场。北京大学生物技术系将多种基因转入草坪草，培育了耐旱、耐寒、绿期长的许多转基因草坪草株系。有的株系已进入中间试验，有的已获准进行环境释放。
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图3：导入异戊烯基转移酶基因的高羊茅在冬雪中显示出抗寒的特性。
（北大AgMoBiol实验室提供） |
这里特别提到自然中一些草类的花粉含有引发过敏性疾病（花粉症、枯草热等）的致敏原。利用反义变应原基因导入草类植物，可以阻断致敏原的表达。例如，含有致敏原LolP5的反义DNA导入黑麦草之后，可以大幅度地降低花粉的致敏性(Bhalla
et al 1999, 2001)。随着社会进步和需求地增长，不久的将来，一些基因修饰的新型草坪草将进入试验。它对改善环境的裨益以及其所表现的生物安全性将会受到社会的广泛欢迎。
这里我们特别指出转基因技术要与传统的育种技术结合，才能更好地发挥高技术的优势。采用综合的技术才能解决草业育种中的复杂问题。除了好的草坪草品种，也还要有科学的管理技术与之配合。
草坪是现代化都市不可缺少的。它和其它多种多样的植物搭配起来，形成一个生机勃勃的城市生态体系。近年来在北美所建立的城乡一体的绿色生态系统，恢复工业化过程造成的环境破坏方面发挥了巨大作用。草坪向着交通干道、河道两侧不断延伸，向乡村扩展，各种运动场地不再是裸露的地面時。它的生态效益就会被人们重视起来，就会努力发挥生物科技的作用，为开创新一代的草坪业、建立全新的城乡生态系统，培育更多更好的草坪草品种。
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