老芒麦离区形态特征及生理特性差异研究

为探究老芒麦离区形态特征和影响落粒的关键因素,以1份高落粒种质和1份低落粒种质为研究对象,两份材料各自达到乳熟期开始分批采集样品,从离区形态特征、水解酶活性、动态落粒率及生理特性方面对两份种质及两种脱落类型进行了比较分析,进而明确高落粒与低落粒材料在落粒性上的差异以及种柄离区和小穗柄离区的差异。结果表明：1）高落粒材料的离区发育较低落粒材料早,且离区内陷较明显。种柄离区发育较小穗柄离区早,且离区更明显。观察脱落后的离区断裂面发现,离区存在环状结构。2）水解酶活性在乳熟后各时期存在差异,种子成熟后期酶活性普遍较高。高落粒材料的酶活性高于低落粒材料,种柄酶活性高于小穗柄酶活性,表明种柄脱落在落粒过程中占主导位置。3）种子成熟过程中,落粒率逐渐增加,高落粒种质的落粒率始终高于低落粒种质,且高落粒种质乳熟后第16天开始落粒率迅速增加。4）种子成熟过程中,落粒率与含水量、电导率及可溶性糖含量呈极显著（P<0.01）负相关,而与酶活性、发芽率及淀粉含量呈显著（P<0.05）或极显著（P<0.01）正相关,表明生理物质对老芒麦落粒具有一定的调控作用。因此,综合以上生理指标选择乳熟后第16天为老芒麦的最适收获期,该时期老芒麦种子已具有较高的活力,且能避免种子脱落的高峰期。     

老芒麦种子染色体端粒及抗氧化防御系统对自然老化的响应

为探讨老芒麦种子响应自然老化的抗氧化作用机制和细胞染色体端粒酶活性变化规律,本试验以'青牧1号’老芒麦(Elymus sibiricus L.'Qingmu No.1’)种子为试验材料,研究常温贮藏1,2,4,5和6年后,老芒麦种子活力、生理生化代谢产物、抗氧化酶活性以及端粒酶活性的变化规律。结果表明：随着贮藏时间增加,老芒麦种子的发芽率、发芽势、发芽指数、芽长和活力指数均逐渐降低,端粒酶活性显著升高(P<0.05),葡萄糖含量和浸出液电导率明显上升;贮藏初期,超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase,SOD),过氧化物酶(Peroxidase,POD)和过氧化氢酶(Catalase,CAT)活性缓慢降低,贮藏2年以后,上述指标活性急剧下降,从而加快了老芒麦种子的老化进程。老芒麦种子在自然贮藏过程中抗氧化酶活性的降低造成活性氧不能及时清除,导致细胞膜脂过氧化,膜通透性增加,继而影响了种子的萌芽以及幼苗的生长。     

羊草种子的落粒性及其相关特征的研究

羊草(Leymus chinensis)是多年生根茎型乡土草,存在落粒性特征,为揭示羊草的落粒情况及其相关因素,通过对羊草穗结构的显微观察发现,在其种子成熟过程中,小穗轴和种柄之间形成离层,它是导致种子自然脱落的重要原因.羊草小穗最基部的种子虽然在种柄基部有发育完全的离区,但不易脱落.通过采集不同品系和不同时期的羊草小穗并对其上的种子数量等数据的研究发现,羊草落粒性在不同品系间存在明显差异,其落粒率的范围在22.8％～79.90％之间,结实率范围在23.1％～98.4％之间,羊草颖果宽度与落粒率成正相关.研究还发现,S4-3和S5-3等羊草材料的种子成熟后自然落粒并很快萌发,说明这些品系的种子不存在休眠现象.     

青藏高原老芒麦落粒性及农艺性状相关性研究

为探究青藏高原地区抗落粒老芒麦种质的筛选及落粒率与农艺性状的关系,以15份采自青海不同地区的老芒麦种质资源为研究对象,对老芒麦的落粒率和农艺性状进行了变异分析、相关性分析、主成分分析、回归分析和聚类分析。结果表明：1）15份老芒麦资源自然落粒率存在明显差异,其中17-124的落粒最严重,平均落粒率为56.92%。以17-064和17-050的抗落粒性最强,落粒率分别为17.54%和18.63%,且各资源间落粒性存在较大遗传差异。2）各资源的动态落粒率表明从乳熟后第3天至第15天落粒率不断增加,且各时期存在极显著差异（P<0.01）。3）从各材料落粒率与农艺性状相关性分析结果来看,落粒率与小穗数呈极显著正相关（P<0.01）,相关系数为0.437。与穗轴节数、花序长、小穗宽和外稃长呈显著相关（P<0.05）,而与花序宽呈极显著负相关（P<0.01）,与芒长呈显著负相关（P<0.05）。综合主成分分析和回归分析结果,小穗数、芒长和花序宽是影响落粒率的主要因素。4）15份资源通过农艺性状与落粒率被聚为4类,第Ⅰ类群平均落粒率较高,为41.24%,但小穗数多,单序籽粒数多;第Ⅱ类群和第Ⅳ类群落粒率低,仅为18.63%和17.54%,可作为低落粒种质筛选的候选材料;第Ⅲ类群平均落粒率高达42.41%,小穗数较多,单序籽粒数最少。     

禾本科植物落粒机理研究进展

落粒性是野生植物为有效繁衍后代、扩大种群而形成的一种适应特性,但对种子生产可造成不利影响。离区的形成、发育和降解是植物落粒的直接原因,植物激素产生促进或抑制脱落的信号,细胞壁水解酶可引起离区细胞的降解,这些过程的发生受多个基因调控,且调控网络复杂。对于种子落粒的相关研究已在水稻、小麦等农作物中深入开展,而牧草领域则相对较少。综述禾本科植物落粒研究的最新进展,以期为禾本科牧草落粒机理深入挖掘以及品种选育提供理论参考。     

贮藏时间对“川草1号”老芒麦种子发芽特性的影响

以贮藏0～8个月的"川草1号"老芒麦种子为材料,通过发芽试验,测定发芽势、发芽率、发芽指数、畸形率等参数,研究其发芽特性。结果表明:老芒麦种子具有一定的休眠性,贮藏时间对种子发芽特性有显著的影响;随贮藏时间的增加,种子发芽势、发芽力、发芽指数显著增大,幼苗的畸形率逐渐下降,但种子的腐败率逐渐增加;生产中要选择合适的播种时期与播种量,以提高种子的种用价值。种子贮藏时,要注意贮藏条件的选择,避免种子腐败,保持种子具有较强的种子活力。     

丸粒化处理对几种牧草种子萌发及生理特性的影响

选用青海中华羊茅(Festuca sinensis Keng cv.Qinghai)、披碱草(Elymus dahuricus Turcz.)、青海冷地早熟禾(Poa crymophila Keng cv.Qinghai)和同德老芒麦(Elymus sibircus cv.Tongde)4种牧草种子为材料,采用以羊粪和粘土为主要填充剂和粘合剂的包衣材料制作丸粒化牧草种子,以期明确丸粒化处理对种子发芽以及种子生理指标的影响,为改善丸粒化处理后种子的萌发条件提供科学理论依据。结果表明:丸粒化处理后,4个牧草种子萌发启动期延迟,最终发芽率降低,平均苗高、发芽指数、苗高活力指数等发芽指标均降低,并且不同牧草种子丸粒化处理与对照种子间差异极显著(P<0.01)或显著(P<0.05)。丸粒化处理后种子的相对电导率升高(P<0.01)、丙二醛(MDA)含量降低(P<0.05)、可溶性糖含量升高(P<0.05)、脯氨酸(Pro)含量升高(P<0.01),且4种牧草表现趋势相似。包衣材料的水分和通透性是影响丸粒化种子发芽指标的2个重要因素,选择合适的包衣材料可提高种子的发芽指标,提高丸粒化牧草的抗逆性。     

贮藏温度对不同含水量老芒麦种子生理特性的影响

试验以不同含水量(4%,10%,16%,22%,28%,34%,40%)老芒麦种子为材料,研究贮藏温度对老芒麦种子氧自由基、抗氧化酶及膜脂过氧化程度的影响,为探索种子劣变的内在机制奠定基础。结果表明,经过4℃低温和常温贮藏后,种子发芽率不同程度降低,含水量高的种子发芽率下降明显;随着含水量增加,死种子明显增多,超氧化物歧化酶(SOD)活性及丙二醛(MDA)含量总体呈下降趋势。在低温贮藏条件下,抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性、O₂^·- 产生速率随含水量的升高不断下降,在含水量达到28%时,APX活性、O₂^·- 产生速率开始上升。在常温贮藏条件下,种子含水量在22%之后,APX活性升高,O₂^·- 产生速率总体呈下降趋势,但含水量在16%时,O₂^·- 产生速率突然升高,发芽率降低到0%,不正常、新鲜未发芽种子和死种子明显增多。在低水分(4%～16%)条件下,超氧阴离子自由基的积累可能是引起种子劣变的关键,而高含水量种子的活力下降,并非与自由基积累及脂质过氧化作用相关。     

外源水杨酸对NaCl胁迫下老芒麦种子萌发和幼苗的影响

以老芒麦（Elymus sibiricus）为研究材料,探讨了不同浓度外源SA(0.25、0.5、1.0、1.5和2.0 mmol/L)对NaCl胁迫下种子萌发及幼苗生长的影响。结果表明：在150 mmol/L NaCl胁迫下,外源添加0.25、0.5、1.0 mmol/L的SA均能减缓盐胁迫对老芒麦造成的抑制作用。综合评价分析表明,外源添加0.25 mmol/L的SA效果最为显著（P<0.05）,此时老芒麦的种子发芽势、根冠比、幼苗可溶性蛋白含量和POD活性分别提高了32.58%、21.15%、69.48%和81.09%,而丙二醛含量降低了73.40%。本研究表明在盐胁迫环境下,外源SA能通过提高老芒麦的抗氧化酶活性和消除由ROS引起的氧化损伤等方式维持其正常生长。本研究可为老芒麦在盐渍化土壤地区的推广、应用及生态治理提供一定的技术参考。     

老芒麦幼苗糖代谢对PEG模拟干旱胁迫的响应

以青牧1号老芒麦(Elymus sibiricus cv.Qingmu No.1)为试验材料,采用不同浓度PEG模拟干旱胁迫,研究干旱对老芒麦幼苗糖代谢产物含量及酶活性的影响.结果 表明:随着干旱胁迫的持续,老芒麦幼苗体内糖代谢相关产物含量及相关酶活性均发生改变,且高浓度干旱胁迫下变化幅度更明显.其中,低浓度处理下,蔗糖合成酶(Sucrose synthase,SS)活性较对照无显著变化,蔗糖磷酸合成酶(Sucrose phosphate synthase,SPS)活性于胁迫第8d最大,增幅22.10％;酸性转化酶(Acid invertase,AI)和中性转化酶(Neutral invertase,NI)活性分别于第4d和第12 d最强;可溶性糖含量变化呈升-降-升趋势;蔗糖含量无显著变化;果糖和葡萄糖含量分别于第8d和第4d最大,增幅分别为53.06％和46.33％;高浓度胁迫下,SS、SPS、AI和NI活性最强时期集中于胁迫8～12 d,且均显著高于各自对照和低浓度胁迫;可溶性糖含量于胁迫第20 d达最大;蔗糖、果糖和葡萄糖含量在胁迫中期(4～8 d)显著增加;综上所述,干旱胁迫下,老芒麦幼苗通过积累糖代谢产物含量和提高相关酶活性来适应干旱,从而提高老芒麦的抗旱能力.     

垂穗披碱草落粒性评价及农艺性状的相关性分析

为挖掘优异垂穗披碱草(Elymus nutans)种质资源,加快其抗落粒品种选育,本研究在前期资源筛选基础上,于2015-2016年对13份垂穗披碱草种质的落粒性及15个农艺性状进行了变异、相关性、主成分和聚类分析,并用隶属函数法对农艺性状进行了综合评价。结果表明,15个农艺性状中落粒率的变异系数最大,为57.43%,穗长的变异系数最小,为5.77%。13份种质中,PI619516落粒率最低,种柄断裂拉伸张力(breaking tensile strength,BTS)测定值达70.05gf,种质PI639855的落粒率最高,BTS值为13.99gf。BTS变异分析表明,种质PI639852的变异系数最大,为45.09%,表明该种质在落粒性方面存在较大的种内遗传差异。相关性分析表明,倒二叶长与旗叶长和旗叶宽,旗叶长与旗叶宽呈极显著正相关(P0.01),每穗小花数与穗长和茎粗呈显著正相关(P0.05),BTS与穗长和茎粗呈显著负相关(P0.05),表明穗长和茎粗越大,BTS就越小,落粒率就越高。以BTS值为变量的聚类分析结果表明,13份种质被聚为4类,第ⅰ类种质落粒性最高,第ⅱ和第ⅲ类种质表现出很高的落粒性,而第ⅳ类种质落粒性中等。15个农艺性状的综合聚类分析结果表明,13份种质被聚为4类。隶属函数分析表明,种质PI547394的综合性状表现优异,综合隶属函数值为0.55。本研究为垂穗披碱草育种提供了宝贵的遗传资源。     

抗裂荚箭筈豌豆荚果发育动态及其腹缝线结构

易裂荚箭筈豌豆(Vicia sativa)的荚果开裂主要是由离层和细胞失水产生的机械拉力导致的,但是在抗裂荚的箭筈豌豆中的组织结构尚不明确。该研究以抗裂荚的135号箭筈豌豆(V.sativasubsp.sativa No.135)为对象,对其荚果在发育过程中的形态特征、水分含量、发芽率及腹缝线横截面解剖结构等的动态变化进行观察分析,以探讨抗裂荚箭筈豌豆荚果的抗裂机理,以及为生产中确定其种子收获的适宜时间提供理论依据。结果显示,1)135号箭筈豌豆约在盛花后26d荚果变为棕黑色,荚果的大小、干重已经达到最大值,含水量较低,发芽率较高且硬实率较低。2)135号箭筈豌豆腹缝线处夹在两个维管束之间的薄壁细胞没有分化成离层,而是分化成与维管束细胞一样的厚壁细胞,将两个维管束连接起来,形成由厚壁细胞组成的整体。综上所述,盛花后26d荚果变为棕黑色时是135号箭筈豌豆的适宜收获时间,离层的丢失和分化形成的厚壁细胞是其荚果抗裂的主要原因。     

柱花草低落粒种质筛选及农艺性状综合评价

为发掘柱花草(Stylosanthes guianensis)优异种质资源及其抗落粒品种选育,本研究以68份柱花草种质为试验材料,在2020—2021年间对落粒率等共9项农艺性状进行田间观测,采用SPSS 20.0数据分析软件对观测数据进行主成分、相关性和聚类分析,并运用隶属函数法对农艺性状进行综合评价.结果表明:9个...     

立枯丝核菌对马铃薯侵染过程的显微结构观察与胞壁降解酶活性的测定

由立枯丝核菌引起的马铃薯茎溃疡病(黑痣病)已成为限制甘肃省马铃薯产业健康发展的主要土传病害之一。本研究在盆栽试验条件下将病原菌接种于马铃薯植株的茎基部,显微观察侵染过程,并测定了胞壁降解酶活性的变化。结果表明,土壤中接种病原菌后,马铃薯侵染顺序依次为:芽-茎-根-匍匐茎-块茎;接菌12 h后菌丝开始附着寄主表面,36 h后形成附着胞,48 h后形成侵染垫;电镜下可见,细胞壁变形、断裂,细胞膜破损,质体结构变形,细胞质溶解和质壁分离等;纤维素酶(Cx)、多聚半乳糖醛酸酶(PG)和果胶甲基半乳糖醛酸酶(PMG)的活性高达1.7,2.9和3.1 μg/(h·g),显著高于对照,尤其是PG和PMG的活性,为对照的两倍。这些酶活性的提高可能与组织坏死有关。     

利用EST-SSR标记构建中国老芒麦品种DNA指纹图谱及种质遗传多样性

本研究利用EST-SSR分子标记,对国内的52份老芒麦(Elymus sibiricus)材料进行遗传多样性的研究,并构建了7个老芒麦品种及栽培材料的DNA指纹图谱。20对EST-SSR引物共产生204个条带,平均每对引物扩增出10.2条带,176(86.27%)条带为多态性条带,表明供试材料具有较高水平的多态性。同时,引物Elw404和Elw195构建的指纹图谱较为容易地将品种和栽培材料与其他材料区别开。分子方差分析(AMOVA)表明,老芒麦地理区域内(73.94%)的遗传变异远高于地理区域间(26.06%)。结构分析将52份材料分为5组,主成分分析(PCoA)结果与之相似。与品种及栽培材料相比,野生材料具有更高的遗传多样性[多态性条带数(NPB)为174,多态性百分比(PPB)为85.29%,香农多样性信息指数(I)为0.296 6,Nei’s基因多样性(H)为0.179 8,观察等位基因数(Na)为1.852 9],可作为重要的遗传资源用于后续的育种工作。本研究结果表明,EST-SSR分子标记可以有效地评价老芒麦种质遗传多样性及进行品种鉴定。研究结果为制定老芒麦种质原位和非原位保护策略提供参考。     

老芒麦野生种质材料芽期耐铅性评价

通过测定不同铅浓度（0.05、1.0、2.5、5.0、10.0mol/L）胁迫下6份老芒麦材料种子的发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数等4项指标,比较不同老芒麦材料芽期耐铅性的强弱。结果表明,不同Pb＋浓度对供试种子的发芽率,发芽势、发芽指数和活力指数都有影响。通过对6个供试种子指标的比较,来自河北沽源县的老芒麦材料表现出了对重金属铅较强的耐受性;来自河北雾灵山的老芒麦材料表现出对重金属铅较弱的耐受性,其他材料耐铅性介于两者之间。     

青藏高原六种披碱草属牧草落粒性差异及农艺性状分析

为探究青藏高原地区披碱草属(Elymus)不同物种间落粒性的差异,明确影响披碱草属落粒的主要农艺性状,筛选低落粒性披碱草属资源,为披碱草属抗落粒性牧草育种提供育种材料和理论依据。本研究以采自于青海不同地区的披碱草属6种共18份资源为研究对象,对供试材料的落粒性和农艺性状进行了相关性分析、通径分析、主成分分析和聚类分析。结果表明：6种披碱草属牧草自然落粒率存在显著差异,垂穗披碱草(E.nutans)自然落粒率最高,达到49.54%;披碱草属牧草自然落粒率与小穗长、外稃长、芒长均呈显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)正相关关系,与单序籽粒数、小穗数、穗轴节数、株高均呈显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)负相关;单序籽粒数、小穗数、株高、穗轴节数是培育低落粒性披碱草属牧草的目标性状,芒长、小穗长和外稃长是影响披碱草属牧草落粒的关键农艺性状。