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.     

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。     

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。     

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。     

老芒麦种子离区酶活变化及组织学分析

通过对青藏高原东北缘6种野生老芒麦不同时期种子离区组织结构的观察和细胞壁水解酶活性的测定,在组织学和生理学层面阐释老芒麦种子落粒的成因。结果表明,老芒麦种子离区结构的形成时期早于种子脱落,离层由2~3层小体积、椭圆形的细胞紧凑排列组成且这些细胞木质化程度高于周围组织细胞,低落粒材料离层木质化细胞数量多于高落粒材料;低落粒材料在种子成熟期无明显的离层断裂,其断裂面粗糙,离层结构完整,而高落粒材料在种子成熟期出现明显的离层断裂,断裂面光滑且离层结构不完整;6种材料纤维素酶(CE)与多聚半乳糖醛酸酶(PG)活性的变化趋势在种子发育各时期均有差异,落粒关键期(抽穗后4~5周)这两种酶活性均与种子脱落密切相关;供试材料在落粒关键期CE与PG活性排序一致,且与同时期电镜观察结果相近;高落粒材料XH09在落粒关键期的两种酶活性均为最高(XH09_CE=479.52 IU·L^-1,XH09_PG=188.87 pg·mL^-1),而低落粒材料ZHN03两种酶活性均为最低。研究表明,老芒麦高落粒与低落粒材料在离层木质化程度、断裂面光滑度、离层结构完整性及落粒关键期细胞壁水解酶活性等方面具有差异。同时,离层木质化程度与落粒关键期细胞壁水解酶活性是造成野生老芒麦种子脱落的重要因素。     

根茎型禾草繁殖途径的研究进展

从根茎类禾草种子的落粒性、分蘖特性、营养分配规律、营养生长与生殖生长发育规律四个方面对根茎类禾草近几年的研究报道进行了综述。     

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。     

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。     

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...     

苏丹草种子产量构成因子的研究

本研究结果表明,苏丹草种子产量构成因素主要有：1是单位面积上的实生苗数及抽穗率,2是一级分枝数,3是单穗种子数,4是种子的落粒性,5是种子的千粒重;其中对种子产量构成影响较大的因素是一级分枝数,单穗种子数,其次是落粒性和实生苗数,种子千粒重贡献较小,实验结果表明播期,播量,行距和施肥方式等栽培技术措施均对苏丹草种子产量有着明显的影响。在呼和浩特地区最佳播期为4月下旬,最佳播量为1．5－2．5Kg／亩,最佳行距为30cm,最佳密度为170株／M^2左右;最佳施肥方式为施农家肥为基肥1000kg,尿素追肥10kg,苏丹草种子落粒性较为严重,平均在20％－30％之间,选育落粒性较低的品种是今后苏丹草选育的目标。     

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。     

中国牧草育种研究进展

综述了我国牧草种质资源、生物技术、新品种培育、良种繁育等方面的研究进展,分析了我国牧草育种研究中存在的优异牧草种质资源匮乏、育种方法较为落后、良繁体系不健全等问题,并提出了加强基础研究、完善国家牧草种质资源、牧草遗传育种及良繁体系建设的建议。     

扁蓿豆荚果和种子发育及硬实发生的关系

通过对萹蓿豆不同发育阶段荚果和种子形态学特征和生理学特征的调查,来判断该物种硬实发生的时间及种子含水量与硬实之间的关系。结果显示,盛花后第33～36天荚果和种子几乎都变为棕色,种子的长、宽和厚显著减小,荚果大小变化也明显;此阶段荚果和种子鲜重在达到最大值后下降到最小,荚果和种子含水量达到最小值(20%左右);此时种子开始出现硬实,种子硬实率与种子含水量呈显著的负相关关系。因此,种子硬实受种子成熟度影响,而且与种子含水量有关。扁蓿豆荚果和种子的形态学特征和生理学特征的变化可以作为指示硬实发生的指标,其中荚果和种子的形态学特征可以作为判断种子发生硬实时间的快速有效的指标,但荚果和种子的干重不能作为指示硬实发生的指标。