高丹草幼苗抗旱和耐盐性的品种间差异

在25%PEG中度干旱胁迫和1.0%、2.0%的NaCl—Na2SO4复盐溶液胁迫下,通过测定细胞膜相对透性、游离脯氨酸（Pro）含量、表观生长状况3项生理指标,对高丹草品种幼苗的抗旱性和耐盐性差异进行了研究。各品种抗旱能力强弱顺次为：蒙农青饲2号=蒙农3号=白壳苏丹草=乐食高丹草〉佳宝高丹草〉蒙农青饲1号=黑壳苏丹草〉健宝高丹草;耐盐能力的强弱顺次为：蒙农青饲2号=蒙农3号=白壳苏丹草=佳宝高丹草〉蒙农青饲1号=黑壳苏丹草=健宝高丹草〉乐食高丹草。     

不同红豆草材料苗期抗旱性综合评价

探讨不同程度干旱胁迫对苗期红豆草(Onobrychis viciaefolia)的影响及抗旱性差异,为红豆草种质材料抗旱新品种选育、种质资源的开发利用提供理论依据。以7份红豆草材料(5份来自俄罗斯,2份源于中国)为研究对象,盆栽模拟土壤干旱条件,对不同程度干旱胁迫下各材料的株高、地上生物量、叶片相对含水量、叶绿素、MDA、可溶性糖、可溶性蛋白质及脯氨酸含量进行了测定。结果表明:随干旱胁迫程度的加剧,植株高度、叶片相对含水量和叶绿素含量都明显下降,重度胁迫下,蒙农红豆草的株高、地上生物量、叶绿素含量均显著低于其他红豆草材料,甘肃红豆草的叶片保水能力相对较好;MDA、可溶性糖、可溶性蛋白质和脯氨酸含量都明显上升,重度胁迫下,Ⅱ材料的MDA含量、甘肃红豆草的可溶性糖、可溶性蛋白质及脯氨酸含量均显著低于其他红豆草材料。经抗旱隶属函数分析,得出其抗旱性顺序为:ZXY2003p-147ZXY2003p-132=ZXY2005p-623ZXY2007p-3423ZXY2010p-7369甘肃红豆草蒙农红豆草。     

高粱-苏丹草杂交种的生长特性和光合功能研究

研究了高丹草(Sorghum bicolor×S.sudanense)和苏丹草(Sorghum sudanense (Piper) Stapf.)的生长特性、叶片叶绿素荧光特性及激发能的分配对干旱的响应。结果表明:高丹草的株高、根系长度和干物质积累等明显优于苏丹草,干旱下高丹草地上部相对含水率高于苏丹草。干旱降低了2种牧草叶片的PSⅡ反应中心活性和反应中心开放程度,电子传递速率降低,但高丹草叶片在重度干旱下的电子传递速率高于苏丹草,光抑制程度明显低于苏丹草。干旱下2种牧草叶片的PSⅡ反应中心吸收的光能用于光化学反应的量子产额(Ф_PSⅡ)和依赖于叶黄素循环的能量耗散的量子产额(Ф_NPQ)所占比例呈现降低趋势,但重度干旱下高丹草叶片的Ф_PSⅡ和Ф_NPQ明显高于苏丹草,而 PSⅡ反应中心的热耗散量子产额(Ф_NF)所占比例低于苏丹草,说明高丹草叶片在重度干旱下叶片以叶黄素循环为主的光保护机制在防御光破坏方面发挥着重要作用,从而保证了PSⅡ反应中心的正常生理功能,减轻了高丹草在重度干旱下的光抑制程度。     

高丹草叶片PSⅡ光化学活性的抗旱优势

本试验利用快速叶绿素荧光诱导动力学分析技术研究了高丹草(Sorghum bicolor×S.sudanense)和苏丹草(S.sudanense)叶片PSⅡ光化学活性对干旱的响应。结果表明,随着干旱的加剧,高丹草和苏丹草幼苗叶片PSⅡ的最大光化学效率(Fv/Fm)和效能指数(PIABS)明显降低,特别是PIABS的降低幅度明显大于Fv/Fm,即干旱下两种牧草幼苗叶片的PSⅡ光化学活性降低,但不同干旱程度下高丹草幼苗叶片的PSⅡ光化学活性明显高于苏丹草。分析原因可以发现:干旱下高丹草幼苗叶片OJIP曲线上0.15和0.3 ms时(L点和K点)的相对可变荧光VL和VK增加幅度明显小于苏丹草,即干旱条件下对高丹草幼苗叶片PSⅡ电子供体侧放氧复合体OCE活性和类囊体聚合状态的影响明显小于苏丹草,这对于电子传递链上的电子供应及电子传递的稳定性起到了重要的作用。另外,干旱下两种牧草幼苗叶片OJIP曲线上2和30 ms时(J点和I点)的相对可变荧光VJ和VI明显增加,即干旱导致PSⅡ光化学活性降低还与PSⅡ电子受体侧电子由QA向QB传递受阻以及PQ库接受电子能力的降低有关。但干旱下高丹草和苏丹草幼苗叶片仅VJ差异明显,而VI却无明显差异,这说明干旱下高丹草幼苗叶片电子传递体QB接受电子的能力明显高于苏丹草,从而使干旱下高丹草幼苗叶片PSⅡ受体侧电子传递能力高于苏丹草。     

‘晋牧1号’高丹草的选育及其特征特性研究

为提高饲草产量及适口性,2005年以新型A3细胞质雄性不育系A3SX14A为母本,以SCR72为父本组配而成高粱/苏丹草杂交种,2006—2011年通过品种比较试验、区域试验和生产试验,2012年通过全国草品种委员会审定,定名为‘晋牧1号’高丹草(Sorghum bicolor×S.sudanense‘Jinmu 1’)。结果表明:‘晋牧1号’高丹草平均干草产量10020kg·hm~(-2),比对照‘皖草3号’增产5.90%,比‘乐食’增产10.70%,适宜在北京、天津、新疆、四川、山西等地种植推广。     

国审品种‘苏植1号’杂交结缕草抗旱性初步评价与分析

以‘苏植1号’杂交结缕草为研究对象,‘兰引3号’结缕草为对照品种,采用沙培试验控水处理,根据叶片萎蔫度、叶片相对含水量、根系电解质外渗率和土壤含水量4个指标对‘苏植1号’的抗旱性进行了初步评价,同时分析了两个品种的根系生长特性(根系干重、比根长)和干旱胁迫下最大光化学量子产量(Fv/Fm)的变化特点。结果表明,干旱胁迫过程中,两个品种的叶片萎蔫度逐渐增大,土壤含水量逐渐下降,不同品种的变化趋势相似,胁迫结束时,两个品种的叶片萎蔫度、叶片相对含水量、根系电解质外渗率和土壤含水量均无显著差异,说明‘苏植1号’整体抗旱表现与‘兰引3号’近似。同时,相对于‘兰引3号’而言,虽然‘苏植1号’的根系干重显著较小,但是较大的比根长和干旱胁迫中期较高的Fv/Fm值很可能使‘苏植1号’在一定程度上抵消了较小的根系生物量所带来的不利影响,是其重要的抗旱机制。总体来看,‘苏植1号’与‘兰引3号’抗旱性相当,但两者具有不同的抗旱途径。     

干旱胁迫对4种观赏草枯叶率及生理指标的影响

以红叶白茅(Imperatacylindrica‘Red Baron’)、花叶芒(Miscanthus sinensis‘Variegatus’)、细茎针茅(Stipatenuissi ma)和金叶苔草(Carexoshi mensis‘Evergold’)4种观赏草为试验材料,进行干旱胁迫处理,分析4种观赏草枯叶率、叶片相对含水量、叶片细胞膜透性、丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、可溶性蛋白含量、叶绿素含量的变化。结果表明,随着干旱胁迫时间的推进,4种观赏草的细胞膜透性、MDA含量和可溶性蛋白含量不断增加,与枯叶率的增加呈显著正相关;叶片相对含水量、叶绿素含量不断降低,与枯叶率的增加呈显著负相关。比较形态和生理指标后,发现4种观赏草的抗旱性依次为金叶苔草细茎针茅花叶芒红叶白茅。     

卫星搭载冰草的抗旱性分析

为了比较卫星搭载冰草种子苗期的抗旱性,试验在土壤干旱胁迫条件下,测定了植株叶片的相对含水量、叶绿素、脯氨酸和丙二醛含量,并且运用模糊隶属函数法对卫星搭载的27份材料的耐旱性进行了综合分析。结果表明:空间搭载对种苗生长的4项生理指标表现出正负2种效应;4项生理指标综合评价结果显示,空间环境处理的冰草抗旱性在A24、A25、A28株系的抗旱能力均优于对照。说明空间诱变可获得有价值的变异材料。     

川西北高寒草地3种禾草种子萌发期抗旱性

摘要:为研究川西北高寒草地牧草种子萌发期的抗旱性,选用川西北高寒草地当地的3种牧草--‘阿坝’硬秆仲彬草（Kengyilia rigidula ‘Aba’）、川草2号老芒麦（Elymus sibiricus cv.‘chuancao No.2’)和垂穗披碱草(Elymus nutans)为研究对象,用0、50、100、150和200 g/L的聚乙二醇（PEG 6000）溶液模拟干旱胁迫。采用隶属函数法对各材料的相对发芽率、相对发芽势、相对发芽指数、相对活力、抗旱指数进行抗旱性综合评价。结果显示,50 g/L的PEG 6000有利于种子的萌发;相对发芽指数、抗旱指数为鉴定川西北高寒草地3种牧草种子萌发期抗旱性的较好指标;抗旱性强弱依次为硬秆仲彬草＞垂穗披碱草＞川草2号老芒麦。     

3种观赏草苗期对干旱胁迫的响应 及抗旱性评价

通过自然失水胁迫试验,探究了狼尾草(Peuuisetum alopecuroides)、蓝羊茅(Festuca glauca ‘Freddy’)、细茎针茅‘马尾’(Stipa tenuissima ‘Pony Tails’)苗期对干旱胁迫形态特性和生理特性的响应变化,并对其抗旱性进行综合分析评价。结果显示,在干旱胁迫过程中,狼尾草的土壤含水量下降速率小于其他两者。随着干旱胁迫时间的延长,3种观赏草幼苗的株高变化量和叶绿素含量均呈下降趋势;脯氨酸含量、丙二醛含量均呈上升趋势;超氧化物歧化酶活性表现为先增大后减小的变化趋势;狼尾草的可溶性蛋白含量呈先增大后减小的变化趋势,蓝羊茅和细茎针茅则呈先减小后增大的变化趋势。采用隶属函数法对3种观赏草苗期表现进行抗旱性综合评价,其抗旱能力强弱表现为细茎针茅‘马尾’蓝羊茅‘Freddy’狼尾草。     

六份川西北短芒披碱草种质萌发期抗旱性评价

分别以5%、10%、15%浓度的PEG-6000溶液作渗透介质模拟干旱胁迫,评价六份川西北短芒披碱草种质材料萌发期的抗旱性差异。结果表明,5%浓度PEG-6000有利于促进六份种质的萌发,10%和15%的PEG-6000对抗旱性较弱的种质抑制作用显著大于抗旱性强的种质(P0.05);六份种质的萌发抗旱指数、种子活力指数、相对发芽率和相对发芽势的抗旱能力评价均与隶属函数法综合评价所得结果一致,相对芽长和相对根长的抗旱性评价结果与隶属函数法综合评价有差异。根据隶属函数分析,萌发期抗旱性顺序为:红10-5205176205133红6-5204290205104。     

不同高丹草品种对干旱胁迫的响应及抗旱性评价

采用全生育期田间模拟干旱法,设置"正常浇水"和"干旱胁迫"2个处理,从生长发育特性、品质以及产量性状方面研究了自育高丹草(Sorghum bicolor×S.sudanense)新品种(冀草1号、冀草2号)与生产中主推品种(皖草3号、乐食、健宝)在抗旱性上的差异,借鉴小麦抗旱鉴定技术规范中的抗旱指数(Drought index,DI)对参试品种进行抗旱性评价。结果表明:各单项指标的性状抗旱系数(Drought resistance coefficient,DRC)显示干旱胁迫降低了植株株高、草产量、鲜干比及粗蛋白含量,增加了主茎糖锤度含量,对茎叶比影响较小;相同指标的性状抗旱系数在不同品种间差异性表现不同。运用DI得出,鲜草产量下各品种抗旱性排序为冀草1号>冀草2号>乐食>健宝>皖草3号,干草产量下各品种抗旱性排序为冀草1号>皖草3号>冀草2号>乐食>健宝。     

干旱胁迫对4种观赏草枯叶率及生理指标的影响

为了解观赏草的抗旱机制,在盆栽控水条件下,对红叶白茅(Imperata cylindrical‘Red Baron’)、花叶芒(Miscanthus sinensis‘Variegatus’)、斑叶芒(Miscanthus sinensis‘Zebrinus’)和花叶虉草(Phalaris arundinaceavar.picta)4种观赏草进行了外观形态及生理生化响应研究。结果表明:随着干旱胁迫的加剧,4个草种的土壤含水量、叶片相对含水量(RWC)均呈下降趋势,枯叶率、叶片细胞质膜透性(REC)、丙二醛(MDA)含量、脯氨酸(Pro)含量均呈上升趋势;超氧化物歧化酶(SOD)活性和可溶性蛋白含量均呈先上升后下降的变化趋势。抗旱性强的草种RWC下降最慢,枯叶率、REC,以及MDA和Pro含量上升幅度低于抗旱性弱的草种。综合评价4种观赏草的抗旱性顺序为斑叶芒>花叶芒>红叶白茅>花叶虉草。     

15份燕麦材料苗期抗旱性综合评价

为了研究干旱胁迫对不同燕麦材料苗期生理特性的影响以及评价不同材料的抗旱性,采用营养液砂培法,于两叶一心期对15份燕麦材料施加15% PEG胁迫,分别于胁迫0、7和14 d测定供试材料的抗氧化酶活性、丙二醛含量、渗透调节物质含量、叶绿素含量、水分利用率和相对电导率。利用相关性和主成分分析筛选燕麦抗旱性鉴定指标,通过聚类分析和隶属函数法对15份材料进行抗旱性综合评价。结果表明：干旱胁迫下,供试燕麦的抗氧化酶活性随胁迫时间的延长呈现“先升后降”的趋势;丙二醛含量、渗透调节物质含量和相对电导率均随胁迫时间的延长而增加,水分利用率及叶绿素含量显著下降（P<0.05）。10个抗旱性指标之间具有较好的相关性,相关系数最高达0.97。主成分分析结果表明,干旱胁迫下燕麦的质膜系统因子、光合因子、渗透调节因子可作为抗旱性评价的综合指标,通过第一主成分可将15份燕麦材料清晰地划分为抗旱性不同的两个独立类群;聚类分析进一步将供试材料划分为抗旱性不同的4个亚组,其中6份材料（蒙燕1号、青引1号、定燕2号、DA92-2F4、青燕1号、巴燕5号）属于抗旱种质。抗旱隶属函数综合评价值（D）显示,抗旱性较强的燕麦材料有青燕1号（0.829）、青引1号（0.744）和DA92-2F4（0.728）,而陇燕3号（0.208）、坝燕6号（0.240）和张燕4号（0.241）抗旱性相对较弱。利用多方法关联分析的综合评价方法所得结果更加准确,可靠性较高。研究结果为燕麦抗旱性评价及抗旱种质筛选提供了参考。     

高丹草（Pacesetter）

高丹草是饲用高粱与苏丹草的最新杂交组合 ,一年生。须根发达 ,茎高 2～ 3ｍ ,分蘖能力强 ,叶量丰富 ,叶片中脉和茎杆呈褐色或淡褐色。疏散圆锥花序 ,分枝细长 ;种子扁卵形 ,千粒重 10～ 12ｇ。高丹草为喜温植物 ,它与传统高粱与苏丹草品种相比 ,具有更长的营养生长时间、更高的消化率以及更高的产草量 ,而且抗旱性强、耐热 ,较耐寒 ,在降水量适中或有灌溉条件的地区可获得较高产量。草380 0～ 5 0 0 0ｋｇ ,南方地区最高亩产鲜草可达 13吨左右。高丹草(Pacesetter)     

不同高丹草品种发芽期NaCl胁迫评价研究

采用水培法对高丹草及亲本进行发芽期耐盐性评价。结果表明:盐胁迫对种子发芽起到明显的抑制作用;标准差系数赋予权重法、5级评分法能够准确评价耐盐性;明确了胚芽长、胚根长、幼苗生物量、发芽率等可作为耐盐性测定指标;耐盐性强的亲本组配的杂交种耐盐性也较强;NaCl溶液耐盐性评价方法简单,结果准确;不同材料耐盐性强弱顺序为冀草1号、S2006、冀草2号、天农2号、冀草3号、S76、HB623B、HG5B、H239B;按不同种分析,高丹草耐盐性最强,苏丹草次之,保持系较差。     

苏丹草和高丹草转录组测序及其差异基因表达分析

为了初步探明苏丹草[Sorghum sudanense(Piper) Stapf.]和高丹草[Sorghum bicolor(Linn.) Moench.×Sorghum sudanense(Piper) Stapf.]相关差异基因的表达,本研究对两者进行转录组测序,并对分蘖调控以及粗蛋白和木质素合成关联基因的差异表达进行分析。结果表明：与苏丹草相比,高丹草的单株分蘖数显著降低,粗蛋白、木质素和独角金内酯含量以及果糖激酶、苯丙氨酸解氨酶、多酚氧化酶、反肉桂酸4-单加氧酶活性显著提高,己糖激酶-3(HXK3)、果糖激酶2(FRK2)、天冬氨酸转氨酶(ASPAT)、S-腺苷甲硫氨酸合成酶1(SAMS1)、多酚氧化酶II(PPOII)、双功能天冬氨酸激酶/高丝氨酸脱氢酶2(AKI/DHI2)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)、反-肉桂酸4-单加氧酶(C4H)基因表达上调,独角金内酯酯酶D14(SLsE D14)基因表达下调。本研究为苏丹草和高丹草相关功能基因的克隆、分子标记开发等工作奠定了基础。     

国审苏丹草和高丹草品种SSR指纹图谱构建及遗传多样性分析

利用SSR分子标记技术,从108对引物中筛选出20对在国审10个苏丹草(Sorghum Sudanense)和7个高丹草(Sorghum bicolor×Sorghum sudanense)品种中进行了指纹图谱构建及遗传多样性分析。结果表明:20对引物在17个品种中共扩增出121条谱带,其中多态性条带有117条,多态性信息含量(PIC)平均为0.703;单对引物能将17个品种区分为2~14个类型,2~5对引物指纹图谱可以将17个品种区分开,可作为鉴别高丹草和苏丹草品种的分子依据;17个品种材料的平均Nei's基因多样性指数(H)为0.480,平均Shannon多样性信息指数(I)为0.820,品种间的相似系数介于0.58~0.96之间,可见,国审苏丹草和高丹草品种具有丰富的遗传多样性。     

苏丹草生长早期耐旱性评价方法及种质耐旱性筛选

本研究采用Hoagland营养液砂培法,以PEG-8000为水分胁迫物,建立了苏丹草(Sorghum sudanense)生长早期耐旱性评价方法,并评价了22份苏丹草种质材料的耐旱性。结果表明:不耐旱基因型'06-222'能忍受的PEG-8000的最高浓度为-0.675 MPa。当PEG-8000的浓度为-0.600和-0.700 MPa时,22份苏丹草种质材料在相对存活率、相对株高及相对地上部干质量3个性状上的差异均达极显著水平。按照耐旱指数,将22份苏丹草种质材料分为5类,其中,'内农1号'、'89-105'及'TS185'的耐旱性最强,而'06-222'最弱。相对存活率和相对地上部干质量均与相对株高间存在较强的相关性。因此,对苏丹草进行生长早期耐旱性评价时PEG-8000的最高浓度应在-0.675 MPa左右;在评价苏丹草早期的耐旱性时考察相对存活率和相对地上部干质量2个性状即可。     

披碱草与老芒麦苗期抗旱性综合评价

盆栽模拟土壤干旱条件,对采自我国不同生境的披碱草(Elymus dahuricus Turcz.)与老芒麦(Elymus sibiricus L.)10份野生种质材料苗期形态学和生理生化指标进行研究,旨在了解干旱胁迫下苗期抗旱特征及其抗旱能力,为披碱草属种质材料抗旱新品种选育、种质资源的开发利用提供理论依据。结果表明,随干旱胁迫日数增加,植株高度、叶面积、相对含水量和叶绿素都明显下降,而电导率、脯氨酸、SOD和POD都明显上升。经抗旱隶属度分析,10份材料抗旱性可分为3类:第一类为相对抗旱,包括SXD1、XJD2、NMD3、NMD4、GSD5、GSS1和JLS2共7份材料;第二类为中等抗旱,包括NMD6和SXS3共两份材料;第三类NMS4为相对易感。经相关分析筛选出对抗旱性影响显著的指标为:相对含水量、叶面积、相对电导率和叶绿素含量。