野牛草[Buchloe dactyloides (Nutt.) Engelm.]是一种抗逆性强、管理粗放的暖季型草坪草。20世纪40年代,该草作为水土保持植物由美国引入我国甘肃天水试种,表现出较好的适应性。目前,我国的野牛草品种较为单一,种子产量较低且不稳定,绝大部分种子依赖从国外进口,种子价格十分昂贵,国内多采用分株无性繁殖方法建植野牛草草坪,但费工费时、建坪效率低,大面积远距离应用十分困难,因此选育绿期长、种子产量高的野牛草新品种是野牛草研究的主要方向。此外,充分利用这一抗逆性强的植物资源深入开展植物干旱胁迫的分子机理及抗旱基因的分离与克隆,提高植物(作物、林草)的干旱耐性及适应性,对于防治黄土高原水土流失,保护生态环境,提高生态农业技术水平等具有非常重要的理论指导意义及实际意义。为了新品种选育及大面积进行野牛草种子生产的需要,本文观测了野牛草的花器官形态、开花习性、雌株的柱头可授性等有性繁殖相关特性,并通过田间试验研究了不同人工授粉、施肥灌水等措施对其种子生产的影响。结果表明,野牛草雌雄株的花器官在外部形态上差异较大,开花习性有所不同,但花期基本相遇;雌株柱头可授性在开花后10个小时内最强,24小时后逐渐减弱;人工套袋授粉应选择在雄株盛花期开始且在上午进行,能够获得较好的种子产量和质量;施肥和灌水应选择在雌株抽穗前期及抽穗期,盛花期不宜进行。为了选育种子生产价值、草坪生产价值及杂交育种价值高的野牛草新品种,本文通过田间小区试验对10份各具特色的野牛草不同株系及其3个F1代杂交种的生殖物候期、营养器官及花器官形态、雄株花粉质量、雌株种子产量、F1代性别分化比例、草坪质量、匍匐茎扩展速率等有性繁殖及坪用特性指标进行了比较。结果表明,在所选用的十份育种材料中,1号雌株种子质量好,产量较高,可作为选育种子生产野牛草的母本材料;1号雄株花粉数量多,质量好,可以作为杂交育种的父本材料;3号、5号、6号雌株及雌雄同株的野牛草坪用性状突出,可作为无性繁殖和生产草皮卷的新品种;3个F1代杂交种的杂种优势均较明显,但性别分化比例有所不同。以野牛草为材料,利用简并引物和RACE技术,由RT-PCR方法得到了一个由干旱、高盐诱导的DREB转录因子基因的全长cDNA序列。首先根据GenBank中多种植物DREB转录因子氨基酸序列的保守区段设计了一对简并引物,通过RT-PCR扩增出一条209bp的cDNA片段。经Blast比较及测序验证其正确性后,根据此片段序列设计3’端特异性引物,利用3’RACE得到653bp的3’端cDNA片段。再经Blast比较及测序验证其正确性后,根据3’端片段序列设计5’端特异引物,利用5’RACE得到426bp的5’端cDNA片段。通过序列拼接获得该基因的全长cDNA(1050bp),序列分析表明其含有一个完整的开放阅读框,编码的蛋白质含有254个氨基酸。推测其分子量为28.36KDa,等电点pI=5.53。将该氨基酸序列进行Blast比较,结果显示其与已知植物DREB转录因子具有高度的同源性,其中与狗牙根的DREB转录因子(AAS46285)同源性最高,达89%。说明克隆的基因为野牛草DREB转录因子基因,命名为BdDREB2(Buchloe dactyloides Dehydration Responsive Element Binding protein 2),并将其在GenBank中登陆(基因登陆号EF512460)。通过半定量RT-PCR方法分析了BdDREB2基因在转录水平上的表达情况。不同胁迫时间的试验结果显示,BdDREB2基因在20% PEG胁迫6个小时后表达量达到最大值;在野牛草不同组织中的表达情况表明,该基因在根中表达量较高,而在茎叶中表达较弱;不同非生物胁迫对BdDREB2基因的表达情况影响不同,在干旱(20%PEG)、高盐(3%NaCl)胁迫下,BdDREB2基因表达明显上调,低温胁迫对该基因的表达影响不明显。利用pBI121载体,构建了BdDREB2基因植物表达载体pBI-BdDREB,转入到农杆菌LBA4404中,用叶盘法转化了烟草,得到烟草再生植株。提取再生植株叶片DNA,进行PCR检测,结果大部分呈阳性。RT-PCR检测结果表明导入的BdDREB2基因能够转录为mRNA。