不同盐浓度下9份老芒麦种质材料的萌发及生理特性

为研究不同老芒麦(Elymus sibiricus)种质材料耐盐性表现,以筛选出耐盐品种,为耐盐老芒麦种质材料育种提供科学支撑,采用不同浓度梯度NaCl溶液(0.3%、0.6%、0.9%、1.2%、1.5%和1.8%)模拟盐胁迫,对9份来自全国不同地区的老芒麦种质材料进行耐盐处理,筛选出老芒麦萌发期适宜浓度,分别测定其萌发指标及幼苗叶片生理指标(脯氨酸、超氧化物歧化酶、丙二醛),分析不同浓度胁迫下指标的变化情况,并对9份老芒麦的耐盐性进行综合评价。结果表明,NaCl胁迫对老芒麦种子的相对发芽率、发芽指数均产生抑制影响,抑制了胚根与胚芽的生长,其叶片中超氧化物歧化酶活性、丙二醛及脯氨酸含量对盐胁迫浓度变化响应灵敏,0.9%NaCl盐浓度为合适的萌发期筛选浓度,根据隶属函数法进行综合评价,9份老芒麦材料耐盐性由强到弱依次为E03、E04、E08、E09、E07、E05、E06、E02和E01。     

老芒麦遗传多样性分析及核心种质构建

从分子水平上分析老芒麦种质资源遗传多样性及核心种质构建,为综合评价老芒麦种质资源提供依据。采用SSR标记技术,筛选20对SSR引物进行PCR扩增,对148份老芒麦(Elymus sibiricus L.)种质资源的遗传多样性进行了分析,采用最小距离逐步抽样法,最终确定47份材料作为老芒麦核心种质。群体结构、主坐标分析和UPGMA聚类分析结果表明,148份参试材料可被分为四个亚群,群体结构的分层与材料的地理来源密切相关,POP1、POP2和POP3分布的纬度较高,POP4分布的纬度较低,且POP4与前三个亚群的亲缘关系比较远,有比较强的遗传分化。AMOWA分析结果表明,亚群体内变异占总变异的63.78%,高于亚群体间的变异36.22%,亚群体内材料间的遗传分化比群体间的遗传分化更为显著;Fixation指数Fst值为0.362 2,且达到极显著水平,表明种质资源间有很高的遗传分化。构建的SSR分子标记体系适用于中国老芒麦种质资源遗传多样性分析,47份材料作为老芒麦核心种质,遗传多样性(Genetic diversity)值为0.260,Shannon's信息指数值为0.404,几乎保留了老芒麦群体的全部遗传信息。     

9份野生老芒麦种质资源抗旱性综合评价

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,通过对苗期至开花期自然干旱胁迫处理下的生理生化、生长特性、生物量等指标的观测,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:可将干物质胁迫指数作为老芒麦抗旱性鉴定的初级指标,POD活性、株高、叶面积、生育期、分蘖数、地上部分鲜重等作为次级指标;并筛选出抗旱性较强的SAG205190、SAG204059、SAG205164、SAG205171、SAG205118作为抗性育种中间材料进一步研究.     

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.     

川西北高原短芒型老芒麦种质形态变异及遗传亲缘关系分析

本研究开展了短芒型老芒麦(Elymus sibiricus L.)种质的筛选和综合评价，以筛选优质种质。基于55个形态学指标和SCoT分子标记对川西北地区24份短芒型老芒麦种质以及两份老芒麦对照材料进行形态变异及遗传亲缘关系分析。形态学指标在26份材料之间表现出丰富的遗传多样性，Shannon-Wiener’s多样性指数(H)范围为0.66～2.01;变异系数(CV)范围为4.62%～45.93%,聚类分析将26份老芒麦资源分为5个大类。基于SCoT分子标记，共扩增出多态性条带96条，多态性比率为67.61%。平均有效等位基因数为1.46,平均Nei’s基因多样性指数为0.27,平均Shannon’ s多样性指数为0.38,供试材料的DICE遗传相似性系数为0.67～0.87。通过遗传相似系数的聚类分析，可将26份材料分为四大类。群体遗传结构分析将供试材料划分为两个类群，Q2类群来源单一，Q1类群拥有混合来源。Esdm24,Esdm6,Esdm22这3份种质的芒等相关性状具有优异的性状，可以作为短芒型老芒麦的选育的后备材料。     

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。     

老芒麦种质资源耐盐性评价

通过隶属函数法计算了20份野生老芒麦种质材料萌发期各耐盐指标的综合值,并对隶属函数综合值进行了聚类分析。结果表明,20份老芒麦耐盐性综合指标值最高的材料是E02,耐盐性强;最低的材料是E21,耐盐性极弱。聚类分析将供试种质材料分为耐盐性极弱、弱、中和强四类,筛选出萌发期耐盐性强的种质为E02、E15、E18、E38、E41和E43;选出耐盐性强弱差异较大的两份种质材料为E15和E17,对苗期k~+、Na~+、Ca~(2+)含量进行了测定,结果表明,萌发期耐盐性强的种质,苗期耐盐性也强。     

野生老芒麦苗期耐旱性品种筛选及鉴定

根据老芒麦(Elymus sibiricus)苗期对干旱胁迫的响应,筛选出适宜在半干旱地区生长的老芒麦,为青藏高原半干旱地区的栽培草地建植、草地补播改良和草原生态恢复提供依据。选取青海省互助县、门源县、大通县和刚察县地区不同生境的19份野生老芒麦为研究材料,同时以青牧1号老芒麦(Elymus sibiricus ‘Qingmu No.1’)和川草2号老芒麦(E. sibiricus ‘Chuancao No. 2’)作为参比材料,采用盆栽控水法(土壤相对含水量为田间持水量的45%～50%)模拟典型干旱胁迫环境,定株测定了老芒麦的表型和生理指标,并通过模糊数学隶属函数法对野生老芒麦和栽培种老芒麦苗期耐旱性进行了综合评定。结果表明,随着干旱胁迫天数的增加,老芒麦材料株高、相对生长速率、单叶面积增长减缓,相对存活率、叶绿素含量持续下降,根系干物质积累率、相对电导率值则不断上升。老芒麦株高、叶面积、根系干物质积累等形态的可塑性是苗期老芒麦适应干旱环境的重要方式。供试的21份老芒麦材料中,大通县的15-195老芒麦苗期耐旱性最强,属Ⅰ级强抗。     

野生老芒麦苗期耐旱性品种筛选及鉴定

根据老芒麦(Elymus sibiricus)苗期对干旱胁迫的响应,筛选出适宜在半干旱地区生长的老芒麦,为青藏高原半干旱地区的栽培草地建植、草地补播改良和草原生态恢复提供依据.选取青海省互助县、门源县、大通县和刚察县地区不同生境的19份野生老芒麦为研究材料,同时以青牧1号老芒麦(Elymus sibiricus'Q i n g m u N o.1')和川草2号老芒麦(E.sibiricus'C h u a n c a o N o.2')作为参比材料,采用盆栽控水法(土壤相对含水量为田间持水量的45％～50％)模拟典型干旱胁迫环境,定株测定了老芒麦的表型和生理指标,并通过模糊数学隶属函数法对野生老芒麦和栽培种老芒麦苗期耐旱性进行了综合评定.结果表明,随着干旱胁迫天数的增加,老芒麦材料株高、相对生长速率、单叶面积增长减缓,相对存活率、叶绿素含量持续下降,根系干物质积累率、相对电导率值则不断上升.老芒麦株高、叶面积、根系干物质积累等形态的可塑性是苗期老芒麦适应干旱环境的重要方式.供试的21份老芒麦材料中,大通县的15-195老芒麦苗期耐旱性最强,属Ⅰ级强抗.     

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。     

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。     

老芒麦种质资源的研究进展

我国有着极其丰富的老芒麦(Elymus sibiricus)种质资源,这对于今后研究老芒麦种质资源具有非常重要的作用。目前国内外对老芒麦种质资源的研究主要集中在其系统分类和遗传多样性方面,而老芒麦种质资源的育种和遗传完整性方面的研究还不够深入,尤其是遗传完整性方面还未见报道。本研究主要综述了老芒麦种质资源的植物学和生物学特征、遗传多样性、育种等国内外的研究进展,并提出了老芒麦种质资源研究中存在的主要问题,为老芒麦种质资源的进一步研究提供参考依据。     

高寒牧区牧草引种及混播技术的研究

在海拔高度近4000m的高寒牧区对10个燕麦优良品种进行引种比较试验，结果表明，10个品种均不能成熟，只能达到孕穗期，其中丹麦444、巴燕5号和选18等3个品种的青干草产量极显著高于对照巴燕3号，可在该地区推广种植。21个多年生禾草品种的引种试验表明，其产草量和越冬性能，上繁草中以垂穗披碱草，多叶老芒麦、紫野麦草较好；下繁草以中华羊茅、西北羊茅、毛稃羊茅、冷地早熟禾、紫羊茅（同德）、星星草为好。混播试验表明，多叶老芒麦30％＋中华羊茅70％的垂穗披碱草70％＋西北羊茅30％在第二、三年群落结构和产草量优于其它混播处理和单播。说明在高寒牧区利用多年生禾本科牧草混播是解决人工草地品种单一，优化群落结构，提高产草量的较好途径。     

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。     

利用桑树特异种质资源的冬芽组织培养再生植株的试验

以不同类型的桑树特异种质资源的冬芽为材料,分别在含有不同种类生长调节剂及添加量的培养基中培养诱导桑树再生植株,考察桑树特异种质资源利用冬芽培养再生植株的可行性,筛选适宜的生长调节剂及其用量。结果表明:供试桑树种质资源的冬芽在不添加生长调节剂的培养基中外植体停止生长,添加生长激素TDZ能较好地诱导和促进愈伤组织的形成与生长,但会抑制生长芽的再生长,而添加细胞分裂素6-BA能促进冬芽的再生,且添加3.0 mg/L 6-BA的培养基中冬芽再生率显著高于添加1.0 mg/L 6-BA的培养基;8份桑树种质资源的冬芽在含3.0 mg/L 6-BA的改良培养基中培养,新疆药桑和小花叶皮桑的丛生芽诱导率最高,其冬芽的再生率均为66.7%,滇桑次之,再生率为55.5%,天目山桑和斯里兰卡的再生率分别为40.0%和25.0%;5份桑树种质资源的冬芽再生组培苗转移至生根培养基中培养1个月后,只有滇桑和新疆药桑分别诱导出再生根系(诱导率为分别为20.0%、14.3%)后移栽成活。研究结果初步显示,离体组织再生培养是保存和利用天然22倍体新疆药桑、渐危种滇桑等珍稀桑树种质资源的有效途径之一。     

新疆野生老芒麦种质资源形态及生长特性分析

为了探究新疆不同区域野生老芒麦(Elymus sibiricus)种质资源的形态特征及生态适应性,本研究在新疆呼图壁试验区,以14份老芒麦为材料,跟踪其株高动态变化,分析生长速率与试验区环境因子的相关性,统计20个数量性状的变异系数,并对27个表型性状进行聚类和主成分分析。结果表明:哈密和伊犁地区老芒麦的生态幅宽、可塑性强,而阿勒泰和博乐地区种质生态幅相对较窄;按照株高动态变化将14份种质归为早、中、晚期3种生长类型;数量性状变异系数较大的是蜡熟期旗叶至穗基部长度和穗轴第1节间长;聚类分析将14份种质划分成5组,第1组和第3组具有生殖枝长、草层高、叶片长且宽、小穗数多等优良特性。前7个主成分的累计贡献率为89.16%,其中第1主成分与种子产量的关系密切,第2主成分与牧草产量存在相关性。本研究结果可为新疆野生老芒麦的驯化栽培与品种选育提供理论基础。     

老芒麦种质资源在青海环湖地区农艺性状的比较

对5份老芒麦野生材料从生育期、株高、叶片大小、茎叶比、分蘖数、种子产量等主要农艺性状方面进行了比较研究。结果表明,在5份供试材料中,采自新疆乌鲁木齐甘沟的老芒麦(E2)具有产草和种子产量高的优势,农艺性状和生产性能最为突出,生产潜力大,可作为培育高产栽培品种的种质材料,也是改良某些品种的理想的亲本材料。     

老芒麦种质资源在青海环湖地区农艺性状的比较

对5份老芒麦野生材料从生育期、株高、叶片大小、茎叶比、分蘖数、种子产量等主要农艺性状方面进行了比较研究。结果表明，在5份供试材料中，采自新疆乌鲁木齐甘沟的老芒麦（E2）具有产草和种子产量高的优势，农艺性状和生产性能最为突出，生产潜力大，可作为培育高产栽培品种的种质材料，也是改良某些品种的理想的亲本材料。     

老芒麦与草原2号苜蓿混播试验

研究老芒麦与草原2号苜蓿在不同混播方式下种群的生长高度、茎/叶、叶面积指数及产草量的积累动态。结果表明:老芒麦和草原2号苜蓿高度的生长模式不受单播、混播的影响,其增长曲线为H=at2 bt c;生物量积累动态模式符合幂函数W=cta。老芒麦与草原2号苜蓿组合以3∶1混播,种群的茎/叶较之其他几种播种方式下的种群茎/叶要小。单播草原2号苜蓿的叶面积指数最大,混播组合居中;单播老芒麦的叶面积指数最小。人工草地较天然群落有显著的增产作用。混播人工草地比单播人工草地又有明显的增产效应,其中老芒麦与草原2号苜蓿以3∶1的混播组合又比其他混播组合有很明显的增产现象。营养成分里的粗蛋白在单播草原2号苜蓿中的含量最高,在单播老芒麦中的含量最低。混播组合的粗蛋白质含量介于这二者之间。     

高寒牧区多年生禾草引种试验初报

通过21个多年生禾草三年的田间观察，从越冬性和产草量上衡量，上繁草以中华羊茅、垂穗披碱草、多叶老芒麦、紫野麦草较好；下繁草以西北羊茅、毛稃羊茅、冷地早熟禾、紫羊茅(同德)、星星草为好。但多叶老芒麦、紫野麦草种子成熟差，只能低海拔区(如同德)繁殖种源调进。