南荻MlNAC2基因差异表达与耐盐生理响应的相关性分析

为探究南荻（Miscanthus lutarioriparius）耐盐生理及其与基因表达的相关性,采用0%,0.2%,0.5%,0.8%浓度的NaCl处理奇岗和不同基因型南荻,测量NaCl溶液胁迫下的MlNAC2基因相对表达量和6个耐盐指标,并对二者之间的相关性进行分析。结果显示,南荻MlNAC2基因的表达量变化在不同材料之间差异较大,L2,L6,L9,P1出现10倍以上增加,而L1,L5,L8,L10变化量都在3倍以内。生理指标中叶绿素含量、净光合速率、气孔导度、脯氨酸与无胁迫对照相比均差异显著;丙二醛、超氧化物歧化酶在部分材料中与对照相比无显著差异。相关性分析表明,与MlNAC2基因的表达量变化最相关的生理指标是一系列光合作用相关因子：叶绿素含量、净光合速率、气孔导度。本研究结果可为探究南荻耐盐生理响应与分子机理层面的相互关系提供借鉴。     

能源草生态风险评价体系的构建

为构建一套专门用来评估能源草生态风险等级的体系,本研究通过文献法与专家咨询法确立分布特征、扩散特征、繁殖特征、遗传特征、适应特征、危害特征和被控制特征7个方面共计33个与能源草生态风险评价相关的指标。然后通过yaahp10.1软件利用层次分析法对各指标进行权重赋值,进而构建相应的生态风险评价体系。最后选取10种已知生态风险等级的高大禾草对该体系进行检验,并依据检验结果对评价体系的生态风险等级层次进行划分。结果表明所构建的体系可以有效地辨别出不同物种的生态风险等级,并将风险等级层次划分为高危生态风险(系统评分74.5),一定生态风险(系统评分在54.5～74.5)和基本无生态风险(系统评分54.5)。     

芒SWN1基因的同源克隆及生物信息学分析

植物次生壁生物合成的转录调控网络是由一系列次生壁NAC开关转录因子介导的。在该网络中,顶层主开关SWNs (secondary wall NACs)转录因子与二级主开关MYBs转录因子共同激活下游转录因子和次生壁生物合成基因的表达,并且在进化上具有保守性。为探究芒次生壁合成调控网络,本研究利用水稻次生壁合成调控基因OsSWN1 (SECONDARYWALL NAC DOMAINPROTEIN 1 from Oryza sativa)通过同源克隆法扩增得到了芒MsSWN1基因的cDNA序列。序列分析显示MsSWN1基因编码区长1 215 bp,编码404个氨基酸。所编码的蛋白质相对分子量为43 181.39 kD,预测其等电点(pI)为6.57,属于亲水蛋白,具有保守的NAC结构域。通过二级结构和三级结构预测分析表明,α-螺旋及不规则卷曲是其蛋白质结构中的主要结构组成元件。序列分析和系统进化树分析显示,芒MsSWN1基因编码的蛋白与甘蔗和高粱亲缘关系最为接近,并且该基因在其他禾本科植物中也具有很高的保守性,推测芒MsSWN1基因可能也具有调控次生壁生物合成的功能。本研究旨在为进一步挖掘和验证芒MsSWN1基因功能提供依据,为未来构建芒次生壁合成调控网络和更高效生产生物燃料提供有益信息。     

施氮对贫瘠红壤定植芒草根际土有机碳矿化过程的影响

为了探究不同施氮量对长期定植芒属植物后酸性红壤中固定的土壤有机碳矿化过程的影响,本研究以长期定植芒草的根际红壤为试验材料,采用控制变量法开展土壤有机碳矿化培养试验.结果表明:施氮极显著降低了土壤有机碳矿化量,随着施氮量的升高而降低,呈现极显著的负激发效应(P<0.001).与不施氮相比,低氮与高氮处理下土壤有机碳矿化速...     

南荻炭与镉钝化剂互作对水稻镉含量和产量的影响

为探索一种具有降镉效应的南荻炭基土壤调理剂以缓解湖南省稻田镉污染现状,并为洞庭湖区南荻资源的利用提供新途径。试验以深两优5814为材料,将南荻炭与五种镉钝化剂按L25(56)正交表进行复配,通过模拟镉污染土壤盆栽试验,研究各复配因素施用对水稻镉含量的影响,进而确定南荻炭基降镉土壤调理剂的最佳配伍。结果表明:南荻炭与五种镉钝化剂互作可显著降低(P0.05)水稻茎叶和稻谷籽粒的镉含量,尤其以南荻炭∶腐植酸∶硅酸钾∶钙镁磷∶硫酸锌∶熟石灰=200∶60∶3∶30∶4∶120互作比例下效果最显著,且相应最佳施用量为6.25 t·hm~(-2)。三组最接近理论配比的土调剂施用后,水稻植株的平均镉含量可降至0.88~1.65mg·kg~(-1),与空白处理相比,降镉率达54.4%~75.7%;籽粒的平均镉含量可降至0.13~0.17 mg·kg~(-1),降镉率为45.2%~58.1%。三组土调剂施用还可显著增加稻谷产量,其中最高增产率达34.8%(相当于1.89 t·hm~(-2))。南荻炭与镉钝化剂互作可优化南荻炭的降镉潜力,复配施用后能显著降低水稻镉含量,并能显著提高稻谷产量,具有广阔的市场开发利用潜力。     

南荻种质资源表型性状遗传多样性

本研究测定了采自于黄淮平原亚地区(ⅢD9a),江汉平原亚地区(ⅢD9b),赣南-湘东丘陵亚地区(ⅢD9d)和川、鄂、湘亚地区(ⅢD10c)4个植物区系32份南荻(Miscanthus lutarioriparius)种质材料的干物质产量、冠层高、花茎高、茎径、茎密度、叶长、叶宽、叶茎比、含水量9个表型性状,并采用巢式方差分析、偏相关分析和UPGMA聚类分析方法进行了数据分析。结果表明,1)干物质产量、冠层高、花茎高、茎径、茎密度和含水量6个表型性状在区系间存在显著差异(P0.05),9个表型性状在区系内均存在极显著差异(P0.01),其变异系数范围为13.53%~45.54%。2)干物质产量与茎径显著正相关(P0.05),与叶茎比显著负相关(P0.05);冠层高与花茎高、含水量极显著正相关(P0.01);茎径与叶茎比极显著正相关(P0.01);叶宽与叶长显著正相关(P0.05),与含水量显著负相关(P0.05);海拔与冠层高、茎径显著负相关(P0.05),与茎密度极显著正相关(P0.01);经度与干物质产量显著负相关(P0.05);纬度与茎密度极显著正相关(P0.01),与茎径显著负相关(P0.05)。3)采用UPGMA聚类方法进行综合聚类,4个区系被分为3类,黄淮平原亚地区和赣南-湘东丘陵亚地区为第Ⅰ类,该类群南荻植株较矮、茎秆细小、产量较小;江汉平原亚地区和川、鄂、湘亚地区为第Ⅱ类,该类群南荻植株高大、茎秆粗壮、产量大;江汉平原、赣南-湘东丘陵和川、鄂、湘3个亚地区的南部地区为第Ⅲ类,该类群南荻介于第Ⅰ类和第Ⅱ类之间。     

华东植物区系芒属植物的表型遗传多样性研究

为研究芒草在其重叠分布区内表型性状的遗传多样性,以来自于华东植物区系内的36份芒、五节芒、荻和南荻为材料,对8种表型性状进行多因素方差分析、变异分析和聚类分析。结果表明:8种表型性状种间差异大小依次为分蘖数、基部直径、干物质产量、花序长、株高、最大叶长、最大叶宽、叶长宽比,在种内除最大叶宽与叶长宽比呈显著差异(P0.05)外,其余6种表型均呈极显著差异(P0.01),且8种表型性状在种间和种内存在极显著互作效应;该区系内芒属植物表型变异系数为7.94%～76.80%,Shannon's指数为1.27～1.78,芒草表型变异系数大小依次为芒(26.16%)、南荻(25.46%)、荻(24.49%)、五节芒(17.17%),Shannon's指数大小依次为芒(1.74)、南荻(1.70)、五节芒(1.68)、荻(1.60);4种芒属植物在欧式距离为20时可分为3类,荻为第Ⅰ类,芒和五节芒为第Ⅱ类,南荻为第Ⅲ类;在华东植物区系内,芒的株高与纬度呈极显著负相关,芒的干物质产量与海拔高度呈显著正相关,荻的干物质产量、分蘖数和基部直径与纬度呈显著或极显著负相关,而南荻与五节芒的产量因子表型与地理因子间则无显著相关性。     

4种环境因子对芒种子萌发及幼苗生长的影响

为研究芒(Miscanthus sinensis)种子的萌发特性,探究了不同温度、光照时间、土壤含水量和播种深度对芒种子萌发及幼苗生长的影响。结果表明,1)25℃为芒种子的最适萌发温度,低于10℃时,抑制其种子萌发及幼苗生长;2)光照时间对芒种子萌发率无影响,但对萌发指数、活力指数及幼苗生长有显著(P0.05)影响,光照12h为最适光照时间;3)芒种子最适宜的土壤含水量为10%,土壤含水量25%时,芒种子萌发受到显著(P0.05)抑制;4)播种深度对芒种子出苗与建植影响较大,3mm播种深度最为适宜。综上所述,本研究为芒进行温室育苗与大田建植提供了科学依据。     

我国芒属植物规模化种植的生态风险评估

为评估我国芒属植物规模化种植的生态风险,利用前期建立的能源草生态风险评价体系,从分布特征(P_1)、繁殖特征(P_2)、扩散特征(P_3)、遗传特征(P_4)、适应特征(P_5)、危害特征(P_6)和被控制特征(P_7)等7个决定生态风险等级的层面对芒、五节芒、荻、南荻和奇岗进行相关定性分析;在此基础上再利用数学统计法对各种芒草的生态风险进行定量分析。结果表明:芒、五节芒、荻、南荻和奇岗的生态风险值(R)依次是71、60、66、53和52分,即规模化种植的生态风险趋势为芒荻五节芒南荻奇岗;依据能源草生态风险评价体系划定的评判标准,奇岗和南荻为无生态风险的芒草种类,而五节芒、荻和芒为具有中低生态风险的芒草种类。