青藏高原老芒麦和垂穗披碱草SSR分子标记鉴别

垂穗披碱草(Elymus nutans)和老芒麦(E.sibiricus)是青藏高原高寒区广泛种植的优质牧草草种,由于生态适应性变异,在对一些野生种质资源鉴定中,二者常易混淆。为了区别鉴定垂穗披碱草和老芒麦,本研究结合细胞学鉴定,利用不同来源的老芒麦和垂穗披碱草种质材料,对源于普通小麦(Triticum aestivum)的42对SSR引物进行筛选。结果表明,筛选出的小麦EST SSR引物Xcwem38c在垂穗披碱草中的多态性标记可以有效区分垂穗披碱草和老芒麦。     

披碱草属8种野生牧草居群穗部形态多样性

采用14项穗部性状对披碱草属8种（Elymus spp.）101个野生牧草居群的形态多样性进行研究。结果表明,采自同一地区不同种的各居群之间以及采自不同地区同一种的各居群之间表现型均存在一定的差异。8个披碱草属牧草种间存在差异,14项穗部性状中,肥披碱草（E.excelsus）有9个性状(穗长、穗宽、小穗长、小穗宽、小穗数、每穗轴小花数、第一外稃芒长、第一颖长、主穗轴第一节间长)均为最大值;黑紫披碱草（E.atratus）的穗宽、第一外稃长、第一颖芒长3个性状均为最小值;变异系数大小依次为第一颖芒长>旗叶与穗基部长度>第一颖长>主穗轴第一节间长>第一颖宽>第一外稃芒长>穗宽>小穗数>每穗轴小花数>小穗宽>穗长>小穗长>第一外稃长>第一内稃长。8个披碱草属牧草居群总遗传多样性指数为垂穗披碱草（E.nutans）>老芒麦（E.sibiricus）=披碱草（E.dahuricus）>麦薲草（E.tangutorum）>肥披碱草>圆柱披碱草（E.cylindricus）>短芒披碱草（E.breviaristatus）>黑紫披碱草;居群平均遗传多样性指数为老芒麦>肥披碱草>垂穗披碱草>披碱草>黑紫披碱草>短芒披碱草>圆柱披碱草>麦薲草;表型分化系数为麦薲草>圆柱披碱草>垂穗披碱草>披碱草>老芒麦>肥披碱草>短芒披碱草>黑紫披碱草;8个披碱草属牧草的多样性是由居群内和居群间多样性共同引起的,不同物种其多样性二者所占的比例是各不相同的。     

野生老芒麦种质资源鉴定与基部叶鞘绒毛变异分析

为更好地利用老芒麦(Elymus sibiricus L.)野生资源,本研究从我国青藏高原、西北、华北、东北地区以及国外部分地区共采集了1 723份野生披碱草属种质资源,通过表型特征观测和流式细胞仪检测,共鉴定出了990份野生老芒麦种质,246份垂穗披碱草种质,并测得老芒麦的DNA含量在5.86～7.30 Gb之间,平均DNA含量为6.66 Gb;垂穗披碱草材料的DNA含量在9.50～10.36 Gb之间,平均DNA含量为9.97 Gb。研究结果显示,在西北、华北以及东北地区的部分野生老芒麦材料在苗期基部叶鞘出现了绒毛,分析发现该表型出现的概率与经度和纬度呈极显著正相关关系(P<0.01),与海拔、年年均气温以及年平均降雨量呈极显著负相关关系(P<0.01)。表明老芒麦苗期基部叶鞘绒毛的有无与环境因子之间存在着必然的联系,可能是老芒麦种质应对不同环境类型的适应性机制之一。本研究为老芒麦的形态鉴定提供了新的依据,为老芒麦种质资源挖掘和育种应用提供了材料基础。     

盐胁迫对西藏3种野生披碱草属牧草种子发芽影响

为确定披碱草属(Elymus Linn.)3种优良牧草品种的耐盐能力,明确其耐盐浓度范围,试验设0%(对照)、0.4%、0.8%、1.2%、1.6%5个NaCl浓度水平,对3种披碱草属牧草(披碱草、老芒麦、垂穗披碱草)进行单盐胁迫。结果发现:不同的单盐浓度对3种野生牧草种子发芽的影响很大;随着盐浓度的增加,3种野生牧草种子的发芽率、发芽势、相对发芽率、萌发指数和活力指数不断下降;当盐浓度为1.6%时,披碱草、垂穗披碱草的发芽率、发芽势、萌发指数、相对盐害率等均为0,即种子萌发受到了完全抑制。结合指标综合评价,西藏3种牧草种子萌发期的耐盐性排序:老芒麦>垂穗披碱草>披碱草。初步判定,西藏野生老芒麦耐盐性最强,西藏野生披碱草耐盐性最差。     

青藏高寒草甸3种牧草营养成分和饲用价值比较

以中华羊茅(Festuca sinensis)、垂穗披碱草(Elymus nutans)和老芒麦(E. nutans)为研究对象,分析了3种牧草的养分含量和饲喂价值。结果表明:粗脂肪含量、可吸收营养物质总量、干物质消化率、干物质摄入量、相对饲喂价值和净能均表现为老芒麦最高、中华羊茅次之、垂穗披碱草最低。中性和酸性洗涤纤维含量则为垂穗披碱草最高、中华羊茅次之,老芒麦最低。根据试验结果可知老芒麦品质最好,中华羊茅次之,而垂穗披碱草最差。     

披碱草属天然杂种形态学鉴定

四川省草原科学研究院牧草所团队在位于阿坝州红原县牧草育种基地中发现并保存了一批披碱草属(Elymus L.)天然杂种。为了弄清这些天然杂种与生境中常见的披碱草属物种间的亲缘关系,从而更好地利用这些种质资源的杂种优势,本研究选取了14个特征指标在形态学层面上对供试的54份天然杂种和老芒麦(E. sibiricus)、垂穗披碱草(E. nutans)、圆柱披碱草(E. cylindricus)及麦薲草(E. tangutorum)开展了形态学初步鉴定。聚类分析结果显示,供试的天然杂种与老芒麦和垂穗披碱草聚为一类,其中51份与老芒麦更近,3份与垂穗披碱草更近。圆柱披碱草和麦薲草则单独聚为一类,与供试天然杂种间亲缘关系较远。     

光能变价离子钛在高寒牧区牧草生产中的初步应用

光能变价离子钛(TIVL)具有增强作物的抗逆性、提高作物产量、改善作物品质等多种作用,已广泛应用于农作物的栽培研究。为了探讨光能变价离子钛对牧草产量和品质的影响,本研究以川西北高寒牧区的主导草种川草2号老芒麦(Elymus sibiricus L.cv.Chuancao No.2)和阿坝垂穗披碱草(Elymus nutans Griseb.cv.Aba)为试验材料,通过牧草株高、茎叶比、草产量、营养成分等指标的测定,分析了离子钛对牧草产量和品质的影响。结果表明:离子钛降低了垂穗披碱草和老芒麦的鲜、干草产量,但与对照差异不显著;离子钛能提高牧草的蛋白含量,使垂穗披碱草粗蛋白含量较对照提高0.19%,但差异不显著;使老芒麦粗蛋白含量提高1.2%,差异显著(P0.05);离子钛还显著降低了垂穗披碱草和老芒麦的中性洗涤纤维含量,分别较对照低11.41%和7.11%(P0.05);使老芒麦的酸性洗涤纤维含量较对照低8.65%,差异显著(P0.05);使垂穗披碱草酸性洗涤纤维含量降低16.1%,但差异不显著(P0.05)。因此,光能变价离子钛可改善牧草品质。     

环境因子对西藏巴青县野生垂穗披碱草种子萌发的影响

本研究探索了西藏巴青县野生垂穗披碱草(Elymus nutans)种群繁殖扩散机理,为其开发利用提供必要的理论基础。试验在不同光、温、水(PEG6000)、盐处理条件下研究了垂穗披碱草种子萌发特性。结果表明:光照对垂穗披碱草种子萌发无显著影响;恒温25℃和变温20/30℃条件下垂穗披碱草种子萌发速度较快、发芽率较高,而5℃和35℃条件下种子不萌发;在PEG浓度为5%时垂穗披碱草种子发芽率略高于对照(CK),但其发芽指数和活力指数都显著低于对照(CK);在Na Cl溶液浓度为0%~0.4%范围内,种子均能正常萌发,且轻度盐胁迫(0.2%)对垂穗披碱草种子萌发有促进作用。上述结果说明,低温是限制西藏巴青地区野生垂穗披碱草种子成功萌发的关键因子。     

青藏高原垂穗披碱草种质资源形态多样性分析

对来自青藏高原(四川、西藏、甘肃、青海及新疆)的54份垂穗披碱草种质资源进行了形态多样性研究。选取了30个形态学性状对供试材料进行了连续3年的观察测定。结果表明:供试材料的各性状的变异系数变化范围为7.25%~33.89%,平均变异系数为16.05%,Shannon多样性指数变化范围为1.6996~2.5487,平均值为2.2118,揭示了供试的垂穗披碱草种质资源具有丰富的形态学变异水平。基于欧式距离对供试材料进行UPGMA聚类分析,结果将供试材料划分为高大、中等、低矮等类型。而主成分分析结果表明前8个主成分的特征值较高,能够解释总体变异的76.67%,其中株高、小穗长、颖片长、外稃长、茎长等形态性状具有较高的特征向量值,这些性状指标基本上可以揭示供试垂穗披碱草种质资源的形态总体表现。     

披碱草属四种植物主要形态特征的变异性比较

应用变异系数、主成分分析、系统聚类分析方法,对披碱草属四种不同生境来源的18个居群的180份材料进行形态特征比较分析.变异系数分析结果表明:(1)披碱草属4种植物的不同居群在形态特征上具有变异性;(2)不同居群内及居群间的形态特征存在一定程度的变异;(3)穗部形态特征中的颖及稃特征是种间和种以下分类的重要依据.主成分分析结果表明:颖长、颖脉数、外稃长、内稃长、小穗长、小穗宽等是种间分类的重要特征指标.系统聚类分析法分析表明:在欧式距离等于5时可将来自不同生境的18个居群分为3类,经鉴定第一类为披碱草和老芒麦,第二类为麦宾草,第三类是圆柱披碱草;其中麦宾草的归类清晰.     

内蒙古野生披碱草属牧草居群穗部形态多样性研究

采用14项穗部形态学性状对内蒙古地区披碱草属牧草进行形态多样性研究,结果表明,14项穗部形态性状均存在较大的变异,平均变异系数为27．32％,变异系数最大为旗叶与穗基部长度（64．23％）,最小为第一内稃长（12．25％）。14项穗部形态性状中小穗数的居群总多样性指数最高为2．051,最低的为每穗轴小花数（1．294）。披碱草属牧草种质资源遗传多样性丰富,居群内多样性指数最高为1．652（AE050）,最低为1．019（AE027）;居群总平均多样性指数为1．903,居群内平均多样性指数为1．407,表型分化系数为22．77％。14项穗部性状中穗长、穗宽、穗长、小穗数、第一颖长、每穗轴小花数和第一外稃长是引起表型变异的主要性状,这些性状与披碱草属牧草分类及种子产量密切有关。聚类分析表明,地理来源不同的同种材料能集中地聚在一起,说明相同物种即使地理位置相距较远,其亲缘关系仍然是最为接近,肥披碱草存在变异现象。此外,还提出了我国披碱草属牧草保护的策略。     

温度对垂穗披碱草种子萌发的影响

在恒温、变温和光照3种处理因素6个梯度水平的条件下,对取自4个不同海拔高度垂穗披碱草（Elymus nutans）种子的适宜发芽条件进行了研究。结果表明,垂穗披碱草的适宜发芽温度范围为15~25 ℃;变温可显著提高种子发芽率和发芽整齐度,最佳变温组合为20 ℃/10 ℃,发芽率和发芽势分别较20 ℃恒温条件提高20.2%;垂穗披碱草种子萌发对光照条件反应不敏感;在低温条件下,低海拔种子的总体发芽能力要优于高海拔种子,而在高温条件下则表现为高海拔优于低海拔的态势,但在中等温度条件下,各海拔高度的种子间无显著差异。     

青藏高原不同海拔区垂穗披碱草的发酵性能

为明确青藏高原海拔对垂穗披碱草(Elymus nytans)青贮饲料发酵品质的影响,本研究以不同海拔区(天祝2 965m、果洛3 763m、当雄4 228m和那曲4 752m)的垂穗披碱草为发酵原料,测定其在青贮14、30、60、90d后的青贮指标。结果表明,随海拔的升高,垂穗披碱草附着乳酸菌数量呈升高趋势,酵母数量呈下降趋势,而霉菌数量受海拔影响小;时间和海拔的互作极显著影响pH、乳酸、乙酸含量和霉菌的数量(P0.001);不同海拔地区的垂穗披碱草同一青贮时间的pH、干物质、乳酸和乙酸的含量以及微生物数量均存在差异(P0.05),且那曲和果洛地区垂穗披碱草青贮饲料的发酵品质优于天祝和当雄地区;当青贮90d时,随海拔的升高,可溶性糖呈降低趋势,粗蛋白呈上升趋势。上述结果表明,在高海拔的那曲和果洛地区,青贮有利于垂穗披碱草保存更多的营养价值。     

垂穗披碱草种质资源繁殖相关特性遗传多样性研究

对采自甘肃、青海以及四川等地的50个垂穗披碱草居群的穗长、穗宽、每穗小穗数、种长、芒长和千粒重等6个与其繁殖相关的性状进行了遗传多样性研究。Shannon-weaver指数分析显示,50个居群在形态性状上具有丰富的遗传多样性(H′=1.873)。遗传多样性主要集中在居群内部(63.8%),居群间存在一定的遗传变异(36.2%)。各性状间的遗传变异具有不均衡性,穗宽变异较大(CV=0.347 2),种长变异最小(CV=0.118 4)。聚类分析表明,50个居群可分为3组;相关分析结果表明,海拔、经度、纬度、年均温和年均降水量对垂穗披碱草的繁殖性状变异有不同程度的影响,其中海拔和年均温对穗长和每穗小穗数影响极显著(P<0.01)。此外,提出了垂穗披碱草的利用和保护建议。     

不同放牧强度下垂穗披碱草遗传多样性分析

放牧对草地植物种群遗传与进化产生重要影响,本研究利用SSR分子标记对4个不同放牧强度下垂穗披碱草种群遗传多样性进行研究,试验地选择在甘肃省甘南自治州玛曲县的阿孜试验站,利用8对多态性强的SSR引物对不同放牧压力下4个居群的800个个体基因组进行检测,每个位点的有效等位基因数在1.2267~1.9976之间。利用popgene分析发现不放牧垂穗披碱草种群遗传多样性最高,在3种不同放牧地,中等放牧强度的遗传多样性指数较高,其次为重牧,最后为轻度放牧。在不同放牧干扰下的4个垂穗披碱草种群的遗传分化系数为0.5168,基因流N_m=0.2337,说明4个种群的遗传变异主要发生在种群之间。从种质资源保护角度来讲,不放牧对于垂穗披碱草种质资源的保护是有利的;从草地利用角度,中等放牧强度比较合理。     

披碱草属(Elymus L.)植物遗传多样性研究

以我国 9 种披碱草属(Elymus L. )的40个居群为材料, 采用形态学、等位酶和微卫星3 种标记对28个形态特征、7个等位酶位点和 11对SSR引物进行遗传多样性分析。结果表明:不同居群的披碱草间形态差异显著; 不同种、居群和形态特征变异规律也有所不同。旗叶与穗基部长度、生长速度( 幼苗-分蘖) 、小穗柄、植株绒毛分级在种内变异较大, 而穗的形状、穗节数、株高和内稃的变化较为稳定。聚类分析结果表明:披碱草(E.dahuricus Turcz.) 、圆柱披碱草(E.cylindri-cus( Franch.) Honda) 、紫芒披碱草(E. purpuraristatus C. P. Wang et H. L. Yang)变异很大, 垂穗披碱草(E.nutans Griseb L.)和老芒麦(E.sibiricus Linn.) 的居群按种归类比较清晰明显。     

大通河上游16种多年生禾草引种试验研究

为筛选出适宜在青海祁连山大通河上游地区种植的多年生牧草,以丰富人工草地的建植、快速恢复黑土滩退化草地,于2012年引进了适于青藏高原栽培的16种禾本科牧草,采用随机区组试验,对不同品种在该地区的适应性、生产性能及营养价值进行了研究与综合评价。3年的研究结果表明:虉草不能越冬,其余15个牧草品种能安全越冬;青牧1号老芒麦、同德老芒麦、川草2号老芒麦无法完成生育期,其余12个牧草品种能完成生育期。2013-2014年青牧1号老芒麦地上植物量最高,为479.13 g/m²,阿坝披碱草次之。阿坝披碱草种子产量最高,为98.30 g/m²。梭罗草营养价值显著高于其他牧草品种。将高度、地上植物量、地下植物量、草籽产量、粗蛋白含量用模糊数学隶属函数综合评价,结果为:阿坝披碱草、垂穗披碱草、青海扁茎早熟禾、青海草地早熟禾、青海中华羊茅、同德短芒披碱草综合价值高,适宜在青海祁连山区推广种植。     

垂穗披碱草种子萌发的耐盐性研究

以来自高寒草地不同海拔的3份野生垂穗披碱草种子为材料,采用培养皿纸上发芽法研究了0％、0．4％、0．6％、0．8％、1．0％和1．2％不同盐浓度对种子萌发的影响,以探讨3份垂穗披碱草种子萌发的耐盐能力。结果表明,低盐环境促进了种子的萌发;随着盐胁迫的增强,种子的发芽率、发芽指数与对照相比均显著下降。当盐浓度达到1．0％时,发芽势均等于0。通过对3份种质材料在盐胁迫下的相对发芽率、相对发芽势、发芽指数等指标的综合评价表明：材料的耐盐性为G3〉G2〉G1。海拔与耐盐指标的相关性分析表明,种子的相对发芽率与海拔成正相关,种子的相对发芽势、发芽指数与海拔成负相关,但相关性均不显著。