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。     

北方地区披碱草属野生牧草资源的搜集与评价

通过对北方地区披碱草属野生牧草资源的搜集,获得了披碱草属123份野生牧草种质资源,得到了一批优良野生牧草种质材料,如老芒麦、披碱草、垂穗披碱草等。其中绝大多数为栽培牧草的野生种或野生近缘种。这些材料通过在太仆寺旗科研基地的种植与评价表现出：老芒麦更适合于补播改良天然草场和建立人工草场;披碱草可作为抗性品种的选育材料,也可作为培育高产新品种的基础材料;而垂穗披碱草更适应在高海拔的高寒湿润地区的推广应用。     

川西北高原野生老芒麦种质资源考察初报

对川西北高原16个县野生老芒麦种质资源进行了考察。考察结果表明:13个县均有野生老芒麦存在,共收集到176份野生老芒麦种质资源,其中严格按居群采样法采集单株156份;川西北高原野生老芒麦分布范围广,生态类型多,表型差异大,具有较丰富的遗传多样性。此外,对川西北高原野生老芒麦种质资源的保护和利用提出了建议。     

川西北高原野生才芒麦种质资源考察初报

对川西北高原16个县野生老芒麦种质资源进行了考察，考察结果表明：13个县均有野生老芒麦存在，共收集到176份野生老芒麦种质资源，其中严格按居群采样法采集单株156份；川西北高原野生老芒麦分布范围广，生态类型多，表型差异大，具有较丰富的遗传多样性、此外，对川西北高原野生老芒麦种质资源的保护和利用提出了建议。     

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。     

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。     

川西北高原野生老芒麦种质资源考察初报

对川西北高原16个县野生老芒麦种质资源进行了考察.考察结果表明:13个县均有野生老芒麦存在,共收集到176份野生老芒麦种质资源,其中严格按居群采样法采集单株156份;川西北高原野生老芒麦分布范围广,生态类型多,表型差异大,具有较丰富的遗传多样性.此外,对川西北高原野生老芒麦种质资源的保护和利用提出了建议.     

披碱草和老芒麦野生居群生物多样性研究

以收集的13份披碱草和21份老芒麦野生居群为材料，以13个田间农业生物学性状为基本数据，运用聚类分析中的欧氏距离，分析披碱草和老芒麦各野生居群间的生物多样性，研究结果表明，披碱草和老芒麦野生居群间表型差异明显，生物多样性丰富。根据聚类结果，披碱草和老芒麦分别被分为5个和6个组(类型)。披碱草野生居群中采自新疆吉阜康的1个居群(XEDl)和新疆伊犁不同地点和生境的3个居群(XED3、XED4、XED5)有较高的牧草生产性能。在老芒麦野生居群中各农艺性状较为突出的是采自新疆阿勒泰地区的老芒麦(XED6)，其牧草和种子生产性能远高于其它居群。     

披碱草属六种野生牧草苗期抗旱胁迫的生理变化

采用干旱胁迫处理不同来源的披碱草属六种野生牧草幼苗,对其生长高度、相对含水量(RWC)、丙二醛(MDA)、脯氨酸(Pro)和叶绿素(Chl)含量进行测定.结果表明:供试材料幼苗生长明显受到干旱胁迫的抑制,在水分条件较好情况下老芒麦株高生长迅速,明显高于其它材料,但随着干旱胁迫的加强,干旱对幼苗生长的影响较大,而肥披碱草和紫芒披碱草受到的抑制较小.叶片RWC和Chl均随着干旱胁迫的加强呈下降趋势,其中叶片RWC下降幅度较小的为披碱草,下降较多的为肥披碱草和紫芒披碱草,而Chl含量降低较多的为麦宾草和紫芒披碱草,降低较少的为老芒麦和垂穗披碱草.MDA含量和.Pro含量均随胁迫的加强呈上升趋势,MDA增加幅度较大的材料为麦宾草和紫芒披碱草,增加幅度较小的为披碱草和垂穗披碱草;Pro增幅较大的材料为紫芒披碱草和垂穗披碱草.恢复供水以后,除Pro含量持续升高外,其它指标都有不同程度的恢复.经层次聚类分析,6份材料的抗旱性可分为3类:相对抗旱材料为垂穗披碱草,中等抗旱的为肥披碱草和披碱草,相对敏感的为老芒麦、麦宾草和紫芒披碱草.     

9份野生老芒麦种质资源萌发期抗旱性综合评价

以9份采自川西北高原的野生老芒麦种质资源为试验材料,通过对发芽率、发芽势、萌发指数等指标的观测,筛选出鉴定老芒麦抗旱性的重要指标,在此基础上对供试材料的抗旱性进行综合评价.结果表明,可将萌发指数作为老芒麦抗旱性鉴定的初级指标,发芽率、96h胚芽长、胚芽长等作为次级指标;将供试老芒麦按抗旱性分为三类,抗旱性较强的是SAG204059.     

中国野生老芒麦形态多样性研究与种质利用潜力分析

为揭示野生老芒麦形态变异特征和遗传背景，对我国野生老芒麦主要分布区域不同生态类型的104个居群520份野生老芒麦种质进行了23个形态指标测定和遗传多样性分析。结果表明：不同生境老芒麦材料的形态特征存在显著差异，数量性状变异系数为9.49%～49.56%；聚类分析将104个居群分为具有各自明显特征和开发利用潜力的4类；形态特征与地理环境因子的相关性分析发现，野生老芒麦抽穗早晚及茎秆叶鞘基部小刺等特殊性状与其海拔呈显著相关；主成分分析发现，株高、抽穗、茎节数、单株干鲜重、旗叶长宽等指标代表了老芒麦67.79%形态多样性，是造成老芒麦形态特征变异的主要因素，可作为老芒麦形态分化的重要参考指标。     

若尔盖高寒沙化地中伴生草种对杯腺柳凋落叶初期分解的影响

凋落物分解是陆地生态系统中物质循环的关键环节。在青藏高原高寒沙化地生态恢复初期,分别以垂穗披碱草(Elymus nutans)、中华羊茅(Festuca sinensis)和老芒麦(Elymus sibiricus)为杯腺柳(Salix cupularis)的伴生草种,探究三种高原牧草在杯腺柳不同微位置(冠幅中心、冠幅半径中点和冠幅外缘)下对其凋落叶早期分解动态的影响。结果表明：垂穗披碱草伴生下,各微位置的杯腺柳凋落叶质量损失率均最高(P<0.05),且50%和95%分解时间均最短;垂穗披碱草伴生下,凋落叶纤维素和木质素含量变化更剧烈,且在分解第19个月时,木质素含量显著高于对照和其它两种草本伴生(P<0.05);微位置对凋落叶总氮、木质素含量、C/N和木质素/N影响显著(P<0.05)。综上所述,在以杯腺柳为先锋种的高寒沙化地中,垂穗披碱草种植在杯腺柳冠幅下可使杯腺柳凋落叶分解更快,更有利于区域沙化地的生态恢复。     

76份老芒麦种质资源的农艺性状综合评价

为客观评价老芒麦(Elymus sibiricus L.)种质资源农艺性状的遗传多样性及筛选核心种质,本试验对76份老芒麦种质资源的9个农艺性状连续两年开展评价分析。结果表明：9个性状在两年间均呈正态分布,7个性状变异系数大于10%,说明种质资源具有丰富的遗传多样性;相关性分析发现,牧草产量性状间和种子产量性状间存在显著的正相关(P<0.05);因子分析结果显示,长穂因子、种子数因子和叶片数因子特征值均大于1。通过隶属函数综合评价,筛选出3份牧草产量性状优异的种质,5份种子产量性状综合评价高的种质。聚类分析将76份种质分为优势类、良好类及后备类3大类群,最终筛选出编号为8,13,20,27及41的种质可以作为育种的候选亲本或后备核心种质。     

野生老芒麦苗期耐旱性研究

为探索川西北高原乡土植物老芒麦的耐旱性，以野生老芒麦为研究对象，采用盆栽控水法模拟干旱胁迫环境，分析了苗期老芒麦在干旱胁迫下的形态和生理指标的变化特点，为其抗旱性育种提供了重要的理论基础，并对利用其有效防治川西北高原高寒草地退化、沙化等生态灾害具有重要的现实意义。结果表明，随着干旱胁迫天数的增加，野生老芒麦株高、叶面积和地上部分生物量积累增长减缓，根系干重和相对电导率不断上升，相对存活率、叶绿素含量持续下降。干旱胁迫已对苗期老芒麦产生了不同程度的伤害，抑制了生长，并降低了存活率。干旱条件下，为汲取更多水分，老芒麦将更多的生物量分配到根部，同时，降低生长高度和叶面积，以促进水分有效运输和防止水分过度蒸发。经耐旱隶属度分析，供试的8份野生老芒麦材料耐旱性强弱顺序为：14-001>14-165>14-235>14-065>14-251>14-115>14-189>14-021。     

外源赤霉素和吲哚乙酸对老芒麦生长、生理特性及染色体端粒的调控

本研究以‘川草2号’老芒麦(Elymus sibiricus‘Chuancao No.2’)为材料,采用砂培法,通过测定幼苗形态、生理特性和端粒酶活性,研究喷施不同浓度(30,75和150 mg·L^-1)赤霉素(Gibberellin, GA₃)和吲哚乙酸(Indole acetic acid, IAA)后对老芒麦幼苗生长发育过程的影响,以期为促进老芒麦生长、提高产量甚至防止早衰提供理论依据。结果表明,各处理提高了株高、叶长、叶面积和地上生物量,150 mg·L^-1 GA₃和30 mg·L^-1IAA处理利于老芒麦植株生长和生物量积累。GA₃各处理降低了10～15 d的叶绿素含量和第15 d的丙二醛(Malondialdehyde, MDA)含量,显著提高了0～5 d的超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase, SOD)活性、0～15 d的过氧化物酶(Peroxidase, POD)活性、第10 d过氧化氢酶(Catalase, CAT)活性...     

外源激素与磷素配施对老芒麦生长特性及营养品质的影响

以来自青藏高原高寒草地野生老芒麦（Elymus sibiricus L.）种子为试验材料,采用营养砂培法,研究了根部施用不同体积（0,3,5,7,10 mL）磷素（NaH₂PO₄,200 g·L^-1）溶液搭配叶面喷施不同体积（10,7,5,3,0 mL）外源激素6-苄氨基嘌呤（6-BA,20 mg·L^-1）和吲哚乙酸（IAA,30 mg·L^-1）对老芒麦生长特性及营养品质的影响,旨在为外源激素和磷素的互作效应以及老芒麦人工草地建植技术提供理论依据。试验结果表明：在7 mL NaH₂PO₄+3 mL 6-BA（PB7+3）和7 mL NaH₂PO₄+3 mL IAA（PI7+3）处理下,地上干重较对照分别增加33%和26%;粗蛋白含量在10 mL NaH₂PO₄+0 mL 6-BA（PB10+0）、10 mL NaH₂PO₄+0 mL IAA（PI10+0）处理下较对照各增加了24%;酸性洗涤纤维（ADF）含量在5 mL NaH₂PO₄+5 mL IAA（PI5+5）处理下较对照降低了4%,老芒麦磷含量在5 mL NaH₂PO₄+5 mL 6-BA（PB5+5）和3 mL NaH₂PO₄+7 mL IAA（PI3+7）处理下较对照分别增加了46%和50%。经灰色关联度对地上干重和营养品质综合分析表明,P素与6-BA和IAA配施可以提高老芒麦生长特性和营养品质,其中在5 mL NaH₂PO₄+5 mL 6-BA（PB5+5）处理下配施效果较佳,本试验结果可为外源激素和磷素的互作效应以及老芒麦人工草地建植技术提供理论依据。     

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。     

4种披碱草属植物光合作用光响应特性的比较

利用人工模拟光源研究了4种披碱草属植物的光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、水分利用效率(WUE)、气孔导度(G_s)、胞间CO₂(C_i)浓度及叶面饱和水压亏(V_pdl)随模拟光辐射(SPR)增强的变化规律及其相关性,并计算了各材料表观量子效率及其光饱和点与光补偿点等。结果表明,4种植物的P_n和T_r均随SPR的增强而增大,在相同的光照强度下,麦宾草的光合速率较高,披碱草次之,其他2种材料净光合速率近乎一致。麦宾草和肥披碱草的T_r明显高于老芒麦和披碱草;披碱草属不同材料的WUE随SPR的加强而呈递增规律,其中WUE的大小顺序为老芒麦＞披碱草＞麦宾草＞肥披碱草;4种植物气孔导度均随模拟光辐射强度的升高而增大,麦宾草和披碱草的G_s明显高于其他2种植物;4种植物胞间CO₂均随着SPR的增强和P_n的增大而减少。当SPR从0增至500 μmol/(m²·s)时,4种植物V_pdl 有一个小的下降过程,之后除披碱草缓慢下降外,其他材料随SPR增加而缓慢增加,麦宾草和肥披碱草的V_pdl明显高于其他2种材料。老芒麦和麦宾草光补偿点相对较低,说明两者利用弱光的能力相对较强,麦宾草和披碱草光饱和点较高,说明两者利用强光的能力较强。通过综合分析,利用光能的能力高低顺序为:麦宾草＞披碱草＞老芒麦＞肥披碱草,也就是无论在强光或弱光条件下,麦宾草和披碱草利用光能的能力较强。     

西藏野生垂穗披碱草EnPLA1基因克隆与表达分析

为探究α-亚麻酸调控植物低温胁迫应答的分子机制,本研究从西藏野生垂穗披碱草（Elymus nutans Griseb.）中克隆了其合成酶磷脂酶基因（EnPLA1）,对其进行生物信息学、基因表达模式和亚细胞定位分析,并采用外源添加的方法分析α-亚麻酸在西藏野生垂穗披碱草低温适应中的作用。结果表明：EnPLA1基因的编码序列（Coding sequence,CDS）全长为1 305 bp,编码434个氨基酸;分子量为47.44 KD,等电点为6.05;EnPLA1蛋白为亲水性蛋白且偏酸性,含有1个高度保守的Lipase（class 3）结构域和4个跨膜结构域;二级结构以α-螺旋和无规则卷曲为主;EnPLA1蛋白与粗山羊草（Aegilops tauschii subsp. Tauschii）,圆锥小麦（Triticum turgidum subsp.Durum）,大麦（Hordeum vulgare subsp.Vulgare）的氨基酸序列相似性达80.76%,且该蛋白主要定位在细胞质。EnPLA1基因在垂穗披碱草的根、茎、叶中均有表达,其中叶中表达高于茎和根;低温诱导叶和茎中EnPLA1基因表达（P<0.05）,对根中表达影响较小;25 μM α-亚麻酸处理显著地提高植物的抗寒性。本研究为深入地阐明EnPLA1基因调控垂穗披碱草低温适应机制奠定基础,并为利用优良野生种质资源改良牧草及作物提供思路。     

氮肥用量对披碱草属牧草种子产量和氮肥利用效率的影响

氮素是禾本科植物生长和发育所必需的大量元素之一,但过量施用氮肥不仅造成环境污染,而且增加生产成本、降低收益。基于青藏高原地区披碱草属牧草种子需求量大、产量较低的现状,本研究以同德短芒披碱草、青牧1号老芒麦2个披碱草属牧草品种为试验材料,设置0、45、90、135、180和225 kg N·hm^-2等6个氮肥施用水平,研究分析了施氮量对披碱草属牧草种子生产和氮肥利用效率的影响,以期为披碱草属牧草种子生产提供理论依据。结果表明,施氮可促进披碱草属牧草生长,能够显著提高其株高、分蘖数等牧草营养生产性状,同时可提高种子产量及单位面积生殖枝数、每穗小穗数、每穗种子数和种子千粒重等产量组分;且随着施氮量的增加,各生长性能指标呈现先增加后降低或趋于稳定的变化趋势。随着施氮量的增加,除青牧1号老芒麦氮肥利用效率先增加后降低外,2个品种氮肥农学利用率和偏生产力逐渐降低。本研究中,同德短芒披碱草和青牧1号老芒麦的种子产量分别为712～1661 kg·hm^-2和701～1626 kg·hm^-2。从节约成本角度考虑,在川西北高寒地区开展披碱草属...