狗牙根具有植株低矮、成坪速度快、抗旱、耐践踏等优点，被广泛应用于运动场草坪、高尔夫果岭、边坡防护、庭院绿化等，是应用最广泛的暖季型草坪草之一，享有暖季型草坪草“当家草种”之美称。低温是限制狗牙根推广应用的主要因子，日均温度低于16℃时狗牙根停止生长，7-10℃开始枯黄，因此开展狗牙根抗寒种质资源评价、抗寒基因（位点）发掘及功能解析等研究，具有重要的理论意义和潜在的应用价值。
进展一：收集了不同地理来源的狗牙根种质资源106份，采用蒸腾速率、生长速率、草坪质量等生理参数进行了抗寒性评价，建立了狗牙根种质耐寒表型数据库；利用SSR分子标记开展了遗传多样性与群体结构分析；基于关联分析共鉴定到34个SSR位点与2个以上的耐寒性状相关联，为通过分子育种手段来改良狗牙根耐寒性提供了科学依据。相关研究结果以“Association of SSR Markers with Cold Tolerance Traits in Diverse Bermudagrass [Cynodon dactylon (L.) Pers.] Accessions”为题发表于国际学术期刊Journal of Plant Growth Regulation（论文链接：https://link.springer.com/article/10.1007/s00344-019-09972-3）。
进展二：以上述筛选获得的耐寒和低温敏感狗牙根种质为材料，低温处理后进行RNA-Seq分析，鉴定到一个受低温显著诱导的基因CdERF1，且其在抗寒种质中表达水平更高。CdERF1基因编码的蛋白定位于细胞核内，具有转录激活活性。异源表达CdERF1能显著增强转基因拟南芥的耐寒性，具体表现在叶片电解质渗透率（EL）、丙二醛（MDA）、ROS含量的显著降低，及SOD、POD酶活性的明显升高。而利用病毒诱导基因沉默（VIGS）方法抑制狗牙根内源CdERF1的表达，则导致狗牙根对低温胁迫更加敏感。进一步以过表达转基因拟南芥和VIGS狗牙根为材料进行了RNA-Seq分析，发现狗牙根CdERF1可能通过转录调控抗氧化基因（POD）、脂转移蛋白家族基因（LTP）以及CBF2基因的表达来响应低温胁迫。研究对于了解狗牙根抗寒机理具有理论意义，同时也为通过基因工程技术快速、精准培育耐低温狗牙根种质提供了新的基因资源。相关研究结果以“The Ethylene Responsive Factor CdERF1 from Bermudagrass (Cynodon dactylon) Positively Regulates Cold Tolerance”为题发表于国际学术期刊Plant Science（论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0168945220300340）。
进展三：对草坪草响应逆境胁迫的生理分子机制研究进展进行了综述报道，相关研究结果以“Mechanisms of Environmental Stress Tolerance in Turfgrass”为题发表于国际学术期刊Agronomy（论文链接：https://www.mdpi.com/2073-4395/10/4/522）。
研究得到了国家自然科学基金（31272194, 31672482，31401915）和中国科学院青年创新促进会（2017389）的支持。
图 1 CdERF1基因介导的抗寒分子机制
