种子活力及保持和提高牧草种子活力的研究概述

种子活力是种子生理学的较新领域,它是以植物生理学、生物化学和遗传学为基础的种子生理学的前沿.目前,它是检验种子质量高低的一项可靠指标.以往对种子活力的研究多集中在蔬菜及粮食作物种子上,近年来对牧草种子活力也有一些研究,并取得了一定的成果.与其他作物相比,多数牧草种子千粒重低,且生育期、花期、种子成熟期同步性差,同一时间采收的种子成熟度差异很大,从而导致发芽势弱、出苗缓慢,还有些种子有不同程度的休眠特性及种子的活力丧失等等.改善这类种子的出苗速率,培育健壮的幼苗是草业建设中面临的一项重大的技术课题.     

秦岭山区牧草引种试验研究

根据几年的试验研究,初步认为白三叶、红三叶、小冠花、牛尾草、苇状羊茅、多年生黑麦草、鸡脚草是秦岭山区草地建设极有价值的推广草种,表现为生长期长,枯草期短,产量高,品质好。特别是白三叶、红三叶是该区草场改良最重要的牧草,它对于改善天然草场之植被组成,具有重要意义。     

21世纪中国草业应用研究展望(下)

[编者按] 由于篇幅所限,本刊2003年第4期刊登了呼天明教授"21世纪中国草业应用研究展望"一文的上半部分,本期我们刊登出下半部分,以飨读者.     

马蹄金不同生长时期抗旱生理的变化

试验在陕西杨凌新兰德公司试验基地进行。采用裂区试验设计,施肥量为主区因子,分别为不施肥(对照区),低肥区(N:24kg/hm2,P2O5:90kg/hm2),中肥区(N:57kg/hm2,P2O5:120kg/hm2),高肥区(N:90kg/hm2,P2O5:150kg/hm2);土壤水分为裂区因子,分别为田间持水量的60%~70%(多水区,水分充足)、40%~50%(轻水区,水分轻度胁迫)、20%~30%(缺水区,水分严重胁迫);重复3次,以重复为区组。氮、磷试验各36个小区,小区面积2m×2m,保护行0·5m。试验肥料作为基肥一次性施入,各小区灌以萌发适宜水分,待60%出苗后进行水分处理,以张力计控制土壤水分,水分胁迫区搭建…     

外源钙对低温胁迫下西藏野生垂穗披碱草生理及相关基因表达的影响

为探究Ca²⁺调控西藏野生垂穗披碱草（Elymus nutans）适应低温的生理和分子响应机制,本研究采用叶面喷施外源CaCl₂的方法,研究其对当雄野生垂穗披碱草表型,生物量,电解质渗透率、活性氧、丙二醛、渗透调节物质含量以及抗氧化酶活性的影响。结果表明,喷施15 mM CaCl₂有效地缓解低温对垂穗披碱草幼苗的生长抑制;CaCl₂处理显著提高低温胁迫下垂穗披碱草地上/地下生物量,降低丙二醛和活性氧的积累,提高可溶性糖和游离脯氨酸的含量及过氧化物酶、过氧化氢酶、超氧化物歧化酶、抗坏血酸过氧化氢酶等抗氧化酶活性。RT-qPCR结果表明,外源CaCl₂能上调EnAPX,EnCAT2,EnGPX,EnGST4,EnMDAR,EnPER1,EnCu/ZnSOD,EnFeSOD,EnMnSOD抗氧化酶基因的表达水平,同时上调胁迫相关基因EnCOR410,EnCS120,EnDHN5和EnMYB4的表达。综上,低温胁迫下适宜浓度的Ca²⁺能够激活抗氧化酶活性,及时清除过量积累的活性氧,缓解低温对西藏野生垂穗披碱草细胞膜系统造成的氧化伤害,提高细胞渗透调节能力,并且能够诱导胁迫相关基因的表达,从而提高垂穗披碱草的抗寒性。     

西藏野生垂穗披碱草EnPLA1基因克隆与表达分析

为探究α-亚麻酸调控植物低温胁迫应答的分子机制,本研究从西藏野生垂穗披碱草（Elymus nutans Griseb.）中克隆了其合成酶磷脂酶基因（EnPLA1）,对其进行生物信息学、基因表达模式和亚细胞定位分析,并采用外源添加的方法分析α-亚麻酸在西藏野生垂穗披碱草低温适应中的作用。结果表明：EnPLA1基因的编码序列（Coding sequence,CDS）全长为1 305 bp,编码434个氨基酸;分子量为47.44 KD,等电点为6.05;EnPLA1蛋白为亲水性蛋白且偏酸性,含有1个高度保守的Lipase（class 3）结构域和4个跨膜结构域;二级结构以α-螺旋和无规则卷曲为主;EnPLA1蛋白与粗山羊草（Aegilops tauschii subsp. Tauschii）,圆锥小麦（Triticum turgidum subsp.Durum）,大麦（Hordeum vulgare subsp.Vulgare）的氨基酸序列相似性达80.76%,且该蛋白主要定位在细胞质。EnPLA1基因在垂穗披碱草的根、茎、叶中均有表达,其中叶中表达高于茎和根;低温诱导叶和茎中EnPLA1基因表达（P<0.05）,对根中表达影响较小;25 μM α-亚麻酸处理显著地提高植物的抗寒性。本研究为深入地阐明EnPLA1基因调控垂穗披碱草低温适应机制奠定基础,并为利用优良野生种质资源改良牧草及作物提供思路。     

三种土地利用方式下南方高山土壤温室气体通量特征及其影响因子研究

为探讨湖北火烧坪三种土地利用方式下土壤温室气体排放的特征及其影响因子,以研究区农田、草地和天然林地为研究对象,采用野外原位静态箱-气相色谱法对其土壤温室气体通量动态变化进行监测,并对环境因子进行分析。结果表明：三种土地利用方式下土壤CO₂均表现为排放,农田土壤CH₄和N₂O表现为排放,草地表现为吸收,林地不一致;土壤含水量抑制土壤CO₂,促进土壤CH₄产生,过氧化氢酶活性与土壤CO₂和CH₄的排放具有显著相关性,有机肥的施用影响土壤N₂O的排放;全球增温潜势（Global warming potential,GWP）由大到小表现为草地 > 林地 > 农田,但草地由于生物量高光合呼吸作用强,向大气排放CO₂的总量则较低。因此,人工草地的建造有利于降低研究区土壤温室气体的排放。     

青藏铁路当雄至羊八井段路基边坡植被护坡研究

为了恢复青藏铁路对当地生态环境造成的破坏,减少铁路与自然景观的反差,保护铁路路基的长期稳定,在羊八井模拟的铁路路基边坡进行了种植试验,通过对5种耐寒、耐旱的草本植物筛选,选出了适合在当地用作铁路护坡的垂穗披碱草和鲁梅克斯。为青藏铁路植被护坡提供了理论依据。     

拮抗链霉菌NW136菌株鉴定及其对番茄灰霉病等真菌病害的控制效果

从陕北地区的土壤放线菌样品中分离到一株链霉菌NW136。该菌株的形态特征、培养特征、生理生化特征与已报道的近似种不同,而与微白链霉菌相似。室内和田间试验表明,它所产生的抗生素对番茄灰霉病等具有良好的防治效果。     

不同处理对西藏7种嵩草种子果皮结构和发芽率的影响

【目的】观察了西藏7种嵩草(喜马拉雅嵩草、大花嵩草、藏北嵩草、短轴嵩草、线叶嵩草、矮生嵩草、高山嵩草)种子的形态特征,阐明不同种子预处理方法提高其发芽率的机理。【方法】对采自西藏的7种嵩草种子形态特征进行了扫描电镜观察,并对其中的喜马拉雅嵩草和藏北嵩草种子进行了赤霉素、PEG、H2SO4、NaOH处理后的扫描电镜观察;以未预处理种子为对照,对7种处理后的嵩草种子进行了萌发试验。【结果】除喜马拉雅嵩草种子果皮最外层表皮细胞的细胞壁较薄且有裂孔外,其他几种嵩草种子都具有果皮厚、外表致密、保护组织机械性强、胚位于胚乳之中果柄一侧等特征。不同预处理方式对果皮的影响不同,赤霉素、PEG对果皮几乎无机械破坏作用;硫酸对果皮有一定的破坏作用,但作用较为有限;氢氧化钠对果皮的机械破坏效果最好,使上述7种种子的发芽率依次由未经任何预处理的91%,0,76%,69%,14%,21%和0,分别提高到96%,90%,93%,96%,74%,63%和50%。【结论】嵩草属种子致密的果皮,限制了其气体的交换和水分的进入,过厚的果柄也限制了胚根和胚芽的穿破能力;NaOH处理种子能均匀去掉果皮角质层,甚至破坏果皮最外层的大型厚壁细胞,增大细胞间隙,使中间的纵向致密组织变得疏松,有利于水分和氧气进入种子,从而提高了发芽率。