盐碱地不同基因型甜高粱的能源品质形成规律及其评价

为了探明盐碱地不同甜高粱(Sorghum saccharatum)品种能源品质形成规律,并筛选出适宜该地生长且能源品质较高的甜高粱品种,本研究通过田间试验,利用相关的农艺性状和生理指标,对龟裂碱土条件下生长的5个不同基因型甜高粱的能源品质进行综合评价。结果表明,龟裂碱土条件下,不同基因型甜高粱茎秆中的可溶性糖含量及糖产量随生育进程推进呈增加趋势,其中开花后前20d是甜高粱糖分大量积累的时期。ZNH18和ZNH07可溶性糖含量及糖产量均较高,其次为ZNH12,ZNH05和CT-2较低;不同基因型甜高粱茎秆纤维素和半纤维素含量和产量随生育进程推进呈下降趋势,木质素含量和产量呈增加趋势,但各时期ZNH18和ZNH07的木质纤维素各组分含量均呈现出一定优势。此外,在龟裂碱土条件下,ZNH18和ZNH07能够获得较高的生物产量和籽粒产量。因此,甜高粱ZNH18和ZNH07能够较好地适应龟裂碱土环境,其糖产量、纤维产量和生物产量均较高,是适于该环境种植的优良基因型。     

基于转录组学比较研究甜高粱幼苗响应干旱和盐胁迫的生理特征北大核心CSCD

探究甜高粱响应干旱与盐胁迫的生理学差异及其分子机制,分析甜高粱在干旱和盐胁迫下的不同基因调控机制和代谢通路,可为饲草作物甜高粱抗逆栽培和育种提供依据。以辽甜1号甜高粱幼苗为材料,使用10%的PEG-6000和0.9%的NaCl模拟中度干旱和盐胁迫,胁迫2和7 d时进行光合气体交换参数、内源激素含量、有机渗透调节物质含量和抗氧化物酶活性测定,同时对幼苗叶片进行转录组测序及生物信息学分析,采用qRT-PCR方法对测序结果进行验证。结果表明:与对照相比,干旱和盐胁迫均显著影响甜高粱幼苗叶片生理指标的变化,但盐胁迫对甜高粱幼苗叶片光合参数和内源激素生长素、细胞分裂素含量抑制程度均高于干旱胁迫,可溶性糖含量在干旱胁迫下显著高于盐胁迫,抗氧化物酶活性和脱落酸含量低于盐胁迫,说明甜高粱对干旱和盐胁迫响应的生理机制不同;利用转录组测序技术鉴定出甜高粱叶片在处理2 d时,干旱和盐胁迫下分别有922和2047个上调基因以及975和1714个下调基因,处理7 d时分别鉴定到157和795个上调基因以及54和722个下调基因;同时鉴定出40个干旱胁迫响应基因和493个盐胁迫响应基因,基于GO富集分析发现甜高粱幼苗在干旱和盐胁迫下响应基因均显著富集于植物逆境响应相关通路,KEGG富集分析发现,干旱胁迫响应基因显著富集于内质网加工和剪切体代谢通路,盐胁迫响应基因显著富集在植物激素信号转导代谢通路;对光合作用、植物激素信号转导、抗氧化物酶和淀粉与蔗糖代谢通路相关差异基因进行分析发现,这些差异基因的表达模式与生理指标变化趋势吻合。因此,甜高粱在转录水平上对盐胁迫的适应稳态落后于干旱胁迫,中度胁迫下甜高粱幼苗对盐胁迫的耐受性要低于干旱胁迫,可溶性糖在甜高粱幼苗抵御干旱胁迫中发挥重要作用,植物激素信号转导和抗氧化物酶活性变化的共同调控是甜高粱幼苗对抗盐胁迫的关键。     

盐碱胁迫对草地早熟禾生长和生理代谢的影响

以两个耐盐碱性差异较大的草地早熟禾品种‘午夜'(Midnight,耐盐碱性强)和‘旅行者Ⅱ号'(Voyager Ⅱ,耐盐碱性弱)为试验材料,分析了在生长箱水培模拟中性盐和碱性盐两种条件下,盐碱胁迫对早熟禾生长、电导率、叶绿素、光合特性、脯氨酸和有机酸代谢的影响。结果表明,盐碱胁迫下早熟禾两个品种的生长率下降,叶片电导率升高,叶绿素含量和光合作用显著下降,尤其是在碱胁迫下,但在耐性强的品种中变化程度均小于耐性弱的品种;两个品种叶片脯氨酸含量主要在盐胁迫下升高,碱胁迫下无显著变化甚至下降;根系分泌的有机酸主要为草酸,且仅在碱胁迫下升高;盐碱胁迫下草酸在叶片和根系中的含量均呈下降趋势,尤其是根系在碱胁迫下;叶片和根系的苹果酸、柠檬酸和琥珀酸在盐胁迫下无显著变化,在碱胁迫下则显著升高,其中‘午夜'显著高于‘旅行者Ⅱ号'。由此可见,碱性盐比中性盐对草地早熟禾的伤害更大,中性盐胁迫下主要以积累脯氨酸等物质来调节渗透压,而在碱性盐胁迫下主要通过加强有机酸的代谢、积累和分泌来调节植株体内和根际环境的pH值;耐盐碱的品种在盐碱胁迫下能维持较高的光合作用和有机酸代谢,提高了植株内和根际环境pH的调节能力,因此具有较强的耐盐碱能力。     

野生大豆碱胁迫反应的研究

从吉林省白城市盐碱地采集了野生大豆Glycine soja 345份,用不同盐碱化程度的盐碱土从播种开始胁迫,随着盐碱胁迫程度增加,发芽率和株高逐渐降低,pH值为9.02可抑制50%野生大豆的萌发和生长。用浓度为0、50、75、150、300、500 mmol/L的NaHCO3胁迫3周龄幼苗,浓度为0、50 mmol/L时幼苗可以正常存活,浓度为75、150、300、500 mmol/L时幼苗分别于19、6.5、3、0.5 h左右开始萎蔫。筛选能够在pH值9.0的盐碱土中发芽、生长、开花、结实的野生大豆材料,选择其中发芽率和结实率均较高的9份材料,测定了叶绿素含量、相对电导率和丙二醛含量,编号为G07048、G07092和G07256的3份材料在胁迫前后3个指标差异不显著,具有较强的耐盐碱能力。     

钙抑制剂及外源钙对盐碱胁迫下玉米幼苗MDA的影响

为探讨钙抑制剂异搏定对植物耐盐碱胁迫能力的影响,试验采用实验室模拟方法研究了玉米幼苗在盐碱胁迫以及CaCl_2存在条件下,钙抑制剂异搏定对玉米幼苗叶片丙二醛(MDA)含量的影响。结果表明:在低浓度盐碱胁迫条件下钙抑制剂异搏定使玉米幼苗叶片MDA含量显著降低(P0.05);高浓度盐碱胁迫条件下的MDA含量除首次外,均显著降低(P0.05),CaCl_2在盐碱胁迫条件下与钙抑制剂异搏定具有颉颃作用。说明一定浓度的钙抑制剂异搏定具有缓解植物盐碱胁迫伤害的作用。     

外源 Si 对盐胁迫下甘草幼苗形态及生理指标的影响

为深入了解 Si 对盐胁迫下甘草幼苗的影响,本实验采用培养皿滤纸床进行发芽试验,以乌拉尔甘草幼苗为试验材料,在两种浓度 NaCl 溶液胁迫下设置不同浓度的硅溶液对甘草幼苗进行处理,通过测定幼苗形态（胚根、胚芽）及生理（质膜相对透性、丙二醛和过氧化物酶）指标,以探讨在盐胁迫下外源硅对甘草幼苗形态及生理指标的影响。结果表明,在 NaCl 胁迫下,加入硅（Si）溶液后可以有效增加幼苗胚芽和胚根的长度及重量。在低盐（100 mmol／L）胁迫下,Si 浓度为0．4 mmol／L 时对胚根生长的促进最强;在高盐（200 mmol／L）胁迫下,Si 浓度为0．8 mmol／L 时对胚根生长的促进作用最强。外源 Si 也不同程度提高了过氧化物酶活性、渗透调节物质脯氨酸含量,以及丙二醛含量和质膜相对透性。由此可见,在盐胁迫条件下,加入适宜浓度的外源硅,可以通过保持一定的抗渗透胁迫能力和清除活性氧的能力,进而保持膜的稳定,来缓解盐胁迫对甘草幼苗生长的抑制作用。     

外源Si对盐胁迫下甘草幼苗形态及生理指标的影响

为深入了解Si对盐胁迫下甘草幼苗的影响,本实验采用培养皿滤纸床进行发芽试验,以乌拉尔甘草幼苗为试验材料,在两种浓度Na Cl溶液胁迫下设置不同浓度的硅溶液对甘草幼苗进行处理,通过测定幼苗形态(胚根、胚芽)及生理(质膜相对透性、丙二醛和过氧化物酶)指标,以探讨在盐胁迫下外源硅对甘草幼苗形态及生理指标的影响。结果表明,在Na Cl胁迫下,加入硅(Si)溶液后可以有效增加幼苗胚芽和胚根的长度及重量。在低盐(100mmol/L)胁迫下,Si浓度为0.4 mmol/L时对胚根生长的促进最强;在高盐(200 mmol/L)胁迫下,Si浓度为0.8mmol/L时对胚根生长的促进作用最强。外源Si也不同程度提高了过氧化物酶活性、渗透调节物质脯氨酸含量,以及丙二醛含量和质膜相对透性。由此可见,在盐胁迫条件下,加入适宜浓度的外源硅,可以通过保持一定的抗渗透胁迫能力和清除活性氧的能力,进而保持膜的稳定,来缓解盐胁迫对甘草幼苗生长的抑制作用。     

盐胁迫对菘蓝幼苗生长和抗性生理的影响

以“定蓝1号”为试验材料,采用不同浓度NaCl溶液(0,30,60,90,120和150 mmol·L^-1)对菘蓝幼苗进行处理,胁迫14 d后测定了其生长指标、生物量积累、叶片相对含水量、根系活力、根质膜透性、渗透调节物质含量以及抗氧化酶活性等指标,分析不同程度盐胁迫对菘蓝幼苗生长和抗性生理的影响。结果表明:NaCl胁迫对菘蓝幼苗株高和根长都有抑制作用,对根和叶的物质积累也有显著影响,并随浓度的递增呈降低的趋势;菘蓝幼苗叶片相对含水量和根系活力均随NaCl浓度的增加呈现下降趋势,而根质膜透性、叶片脯氨酸含量则呈升高趋势;丙二醛(MDA)含量、组织自动氧化速率(RAD)、过氧化物酶(POD)活性和超氧化物歧化酶(SOD)活性都随NaCl浓度的增加呈先升高后降低的趋势。但当NaCl浓度低于90 mmol·L^-1时,菘蓝幼苗的生长没有受到盐胁迫的明显抑制,根系活力降低不明显,脯氨酸、丙二醛含量和保护酶活性也未显著升高,说明菘蓝幼苗对低浓度盐环境具有一定的耐受性。     

盐胁迫对石竹种子萌发和幼苗生长的影响

通过对不同浓度盐胁迫下石竹种子萌发特性、幼苗生长和生理特性等指标的测定，研究盐胁迫对石竹种子萌发、幼苗生长的影响。结果表明：50 mmol·L^-1盐胁迫对石竹种子萌发无显著影响，100、150、200和250 mmol·L^-1盐胁迫显著抑制石竹种子发芽，且浓度增加抑制作用变强。50、100和150 mmol·L^-1盐胁迫对植株幼苗茎粗有显著促进作用，200 mmol·L^-1盐胁迫对茎粗影响不显著，250 mmol·L^-1盐胁迫显著抑制茎粗生长；叶长、叶宽、根长和单株干重在50 mmol·L^-1盐胁迫下正常生长，在其余胁迫处理下被显著抑制。幼苗游离脯氨酸、可溶性蛋白和丙二醛的含量随盐胁迫浓度的增加而升高，可溶性糖含量、过氧化物酶和过氧化氢酶活性随盐胁迫浓度的增加呈先升高后下降的趋势，可溶性糖含量在100 mmol·L^-1盐胁迫下含量达到最高，过氧化物酶和过氧化氢酶活性在150 mmol·L^-1盐胁迫下活性最大，盐胁迫显著抑制超氧化物歧化酶活性。石竹有一定的抗盐胁迫能力，可在50 mmol·L^-1盐胁迫下正常萌发生长，高浓度盐胁迫下石竹种子萌发和幼苗生长受到抑制。     

海藻糖对盐胁迫下玉米幼苗生长及生理特性的影响

本研究以玉米品种“郑单958”为材料,采用水培试验,探究了外源施加海藻糖对盐胁迫下玉米幼苗生物量、叶绿素含量、膜脂过氧化、抗氧化酶活性以及渗透调节物质等生长和生理特性的影响。结果表明,与对照处理比较,150 mmol/L的盐胁迫显著降低了玉米幼苗地上部干鲜重、叶面积及叶绿素含量,丙二醛(MDA)、脯氨酸(Pro)及可溶性蛋白含量增加、质膜相对透性增大,抗氧化酶活性下降。与盐胁迫处理比较,施加10 mmol/L的海藻糖处理显著增加了盐胁迫下玉米幼苗的生物量和叶绿素含量,降低了MDA含量、Pro含量及质膜相对透性,提高了超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)的活性,促进了可溶性蛋白含量的积累。上述结果表明外源施加海藻糖对盐胁迫下玉米幼苗生长具有一定的缓解作用,从而增强玉米幼苗对盐胁迫的抗性。     

不同海拔生态区甜高粱和玉米及甜高粱不同刈割次数的养分含量

为探讨甜高粱(sorghum bicolor ‘Moench’)和玉米(Zea mays ‘Linn’)在青海不同海拔生态区及甜高粱不同刈割次数的植株养分含量,以3个甜高粱和1个玉米品种为试验材料,采用随机区组设计,分析整株养分含量。结果表明:在3个海拔生态区甜高粱的粗脂肪、无氮浸出物和糖含量均高于玉米,而灰分、粗纤维、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维和钙含量低于玉米;海拔1850~1990 m甜高粱粗蛋白含量高于玉米,磷含量极显著高于玉米(P < 0.01)。刈割次数对甜高粱养分含量影响达极显著水平(P < 0.01)。第1次刈割甜高粱粗蛋白、粗纤维、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维、灰分和钙含量最高;对照(不刈割)无氮浸出物、磷和糖含量最高。表明甜高粱是优质饲料作物,应大力推广种植。     

不同根系交互强度下紫花苜蓿/甜高粱体内氮营养动态特征研究

为探明豆/禾间作在不同生长阶段及种间互作的氮营养动态特征,本试验采用营养液砂培法进行了盆栽根系分隔模拟间作试验,通过根系分隔方式对紫花苜蓿(Medicago sativa)和甜高粱(Sorghum dochna)不同生育时期的氮代谢特性及紫花苜蓿结瘤固氮特性进行研究.结果表明:紫花苜蓿结瘤固氮特性在各生育时期下均表现为...     

甜高梁在青海高原种植的初步研究

为探讨甜高粱(Sorghum bicolor)在青海作为饲料作物种植的可能性,在青海高原上做了初步试验,结果显示：密度对茎秆高度、茎粗、产量有显著影响,对生育期、单株质量影响不显著,株行距为0.40 m×0.20 m时,产量最高;浇水次数对甜高粱的生育期、茎秆高度、茎粗、单株质量、产量没有显著影响,表明甜高粱对水分依赖不高,具有很强的耐旱和抗旱性;地膜对甜高粱有极显著影响,使其生育期提前,茎秆高度增高,单株质量增加、产量提高;糖分含量在开花－收获期为15.93%～16.67%,比不盖地膜增加了29.19%～47.98%;大田示范密度0.50 m×0.20 m,开花－收获期666.7 m2产量达4 890.8 kg,投入产出比为1∶1.78,效益显著。研究表明,在青海高原东部农业区盖地膜种植饲用甜高粱,用作饲料是完全可行的。     

发酵处理对脱汁甜高粱渣化学成分和体外消化特性的影响

将榨汁后的甜高粱渣发酵处理,形成3种处理样品:厌氧发酵脱汁甜高粱渣、厌氧发酵甜高粱酒精糟和直接干燥甜高粱酒精糟。对处理的甜高粱渣进行化学成分(DM、CP、总糖、NDF、ADF、灰分、Ca、P)分析,并采用活体外两阶段法测定DM和NDF消化率;通过活体外产气量试验和动态发酵模型,计算样本的动态发酵参数。结果表明,不同处理间甜高粱渣DM、NDF、总糖、灰分含量差异极显著(P0.0001),ADF差异不显著(P0.05)。动态发酵参数(B、Lag、GAS)及活体外干物质消化率(IVDMD)差异显著(P0.05),活体外细胞壁消化率(IVNDFD)差异不显著(P0.05);氨态氮(NH3-N)、总挥发酸(TVFA)含量和各种挥发酸摩尔比例(除乙酸和丁酸以外)差异均不显著(P0.05)。     

2,4-表油菜素内酯对甜高粱和青贮玉米幼苗耐涝性的影响

为探讨2,4-表油菜素内酯(2,4-epibrassionolide,EBR)对饲草作物种子萌发及幼苗耐涝性的影响,本文研究了甜高粱(Sorghum saccharatum Moench)和青贮玉米(Zea mays)种子萌发及幼苗理化指标对EBR引发种子的响应。结果表明,当EBR浓度为0.01μmol·L^-1时,两种植物的胚芽和胚根长均显著高于其它浓度处理(P<0.05),且在高浓度时(10μmol·L^-1)胚芽和胚根长均显著低于其它浓度处理。水涝胁迫后,两种植物均表现为株高和干重显著下降(P<0.05),其中甜高粱株高下降幅度(平均26.25%)大于干重(11.66%),而青贮玉米干重下降幅度(43.82%)大于株高(20.13%)。EBR引发种子显著提高了水涝胁迫下植株的株高和干重、抗氧化酶活性和游离脯氨酸含量(P<0.05),降低了丙二醛含量(P<0.05)。综合分析认为,引发通过增加抗氧化酶活性及游离脯氨酸含量,降低膜脂过氧化,最终提高饲草作物幼苗在水涝胁迫下的株高和干重。     

施氮水平对甜高粱干物质产量及氮肥利用率的影响

为探究氮肥施用对饲用甜高粱生长及氮肥利用率的影响,明确长江下游农区种植的适宜施氮量,采用大田试验,以“大力士”为试验材料,研究了不同施氮水平(0、100、200、300 kg·hm^-2,分别用N₀、N₁、N₂、N₃表示)对甜高粱生物量、氮素吸收和分配以及氮肥利用率的影响。结果表明:1)甜高粱生物量及生长速率随氮肥用量的增加而增加,N₂及N₃处理间无显著差异(P>0.05),采用线性加平台分析表明,拔节期收获最大生物量所需的最低氮肥用量为244.50 kg·hm^-2;2)随生育期的推进,叶片氮素分配比例降低,茎秆氮素分配比例增加;随着供氮量的增加,叶片和茎秆氮素浓度及累积量、茎秆氮素分配比例均显著增加,叶片氮素分配比例降低;3)干物质生产效率及氮素干物质生产效率均随氮肥用量的增加而降低,不同处理间氮素农艺效率无显著性差异,氮肥表观回收率以N₂处理最高。因此,氮肥施用对甜高粱的生长起着重要的作用,长江下游农区饲用甜高粱种植的每茬氮肥用量以244.50 kg N·hm^-2为宜。过量施用氮肥不仅不会持续提高甜高粱的生物量,还会导致氮肥利用率的降低。     

青贮甜高粱和全株饲用玉米配比料饲喂西门塔尔肉牛的效果比较

[目的]饲草在肉牛养殖中发挥着重要作用,通过牛体增重对比不同饲草及其配比喂养西门塔尔肉牛效果,以确定较优的青贮甜高粱和全株饲用玉米的配比。[方法]在冬季温室养殖条件下,设计5组配比的青贮甜高粱和全株饲用玉米饲喂西门塔尔肉牛,定期称量牛体增重,并分析各试验组养殖效益。[结果]试验结果显示,青贮甜高粱和全株玉米喂养西门塔尔肉牛总增重量平均达90.95 kg,最小为84.63 kg,日平均增重1.01 kg/d,最小增重0.89 kg/d,平均增重率为38.66%。比较投入和整个试验期收益的稳定性,青贮玉米秸秆30%和青贮甜高粱70%效益较好,平均增重率为40.48%。[结论]青贮玉米和甜高粱秸秆搭配舍饲喂养西门塔尔肉牛都可实现稳定增重,效益优于单独应用。     

琥珀酸黄杆菌缓解遮阴对多年生黑麦草胁迫的效应

为探究琥珀酸黄杆菌(FS)对遮阴胁迫下多年生黑麦草(LP)的缓解效应,在盆栽试验条件下,研究了不同遮阴胁迫下(0、20%、40%、60%和80%)接种琥珀酸黄杆菌DSM4002(FS)对LP生长和生理特性的影响。结果表明,遮阴胁迫显著抑制LP的生长,而FS能够有效缓解遮阴胁迫对LP的生长抑制。60%和80%遮阴导致多年生黑麦草积累较高的活性氧和丙二醛,FS处理有效地缓解了遮阴对LP幼苗造成的氧化损伤,20%遮阴+FS、40%遮阴+FS、60%遮阴+FS和80%遮阴+FS处理中氧自由基含量分别与单独遮阴处理相比下降4.47%、29.75%、44.57%和49.84%。遮阴胁迫不同程度地改变了超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)活性以及抗坏血酸(AsA)和还原性谷胱甘肽(GSH)含量,接种FS能够进一步提高SOD、CAT、GR活性及AsA和GSH水平,但是接种FS仅能够显著提高40%遮阴胁迫下POD活性和60%遮阴胁迫下APX活性。由此可见,遮阴胁迫下接种FS能够显著提高LP的抗氧化系统活性,增加活性氧的清除能力,减轻遮阴引起的氧化损伤,从而增强LP的耐阴性。