黄腐酸对紫花苜蓿根瘤菌内生定殖及幼苗生长的影响

黄腐酸（Fulvic acid,FA）是一种植物生长调节剂,可促进植物生长。为探索FA对根瘤菌生长、菌株内生定殖及幼苗生长的影响,本试验以3株青色荧光蛋白标记根瘤菌株Rhizobium LH3436f（3436f）、Rhizobium GN5f（gn5f）和Ensifer meliloti 12531f（12531f）为材料,筛选出有利于各标记根瘤菌生长的FA浓度,添加到根瘤菌液中并接种于苜蓿幼苗根系,检测根瘤菌结瘤、苜蓿幼苗生长和菌株内生定殖情况。结果表明：添加适宜浓度FA可显著促进标记根瘤菌侵染根系和在苜蓿体内定殖,12531f根瘤菌添加0.02% FA后接种苜蓿,其在根中的内生定殖数量达到单独接种的11.18倍,差异显著（P<0.05）;根瘤菌添加FA接种可明显促进苜蓿结瘤和生长,效果最佳的是3436f添加0.01% FA接种;根瘤菌添加FA接种也使苜蓿叶绿素含量显著提高,gn5f添加0.02% FA时苜蓿叶片叶绿素含量最高,显著高出WCK 111.41%（P<0.05）。因此,FA可促进根瘤菌在苜蓿幼苗内的定殖,二者可协同促进苜蓿幼苗生长。     

三种豆科牧草的快速繁殖法研究

本试验采用茎芽组织快速分化成苗结合土壤刺激生根来提高育种材料的繁殖系数。以往组织培养中,从产生愈伤组织、分化成苗到生根都是在人工培养基上完成,其中组培幼苗生根比较困难。通过对百脉根(Lotus corniculatus)、红豆草(Onobrychis viciaefolia)、鹰嘴紫云英(Astragalus sinicus)无根幼苗移栽于土壤中刺激生根的试验研究表明,不仅其成活率高达70％以上,而且无根苗移栽后七周左右可全部生根,其田间繁殖系数为55.35,总繁殖系数达437,为珍贵材料的快速繁殖开辟了一条新途径。     

甘肃省草地蝗虫测报系统优化研究

在现有的研究基础上,利用原有的数据进行大量计算机的拟合试验,并对甘肃省草地蝗虫进行实地调查研究,建立了一个具有准确预测预报草地蝗虫发生动态的系统模型。同时,利用所建立的模型,结合有关草地蝗虫的专家知识,在DET平台和网络系统上构建了“甘肃省草地蝗虫预测预报专家系统”软件,以便甘肃省草地防蝗工作有目的、有计划、有重点地进行。     

一氧化氮对NaCl胁迫下苜蓿种子萌发的影响

以甘农4号、阿尔冈金2个品种苜蓿为材料,用一氧化氮(NO)供体硝普钠、NO 清除剂c-PTIO、一氧化氮合酶抑制剂N-硝基-L-精氨酸甲脂、硝酸还原酶抑制剂钨酸钾及硝普钠类似物亚铁氰化钠(不产生NO)处理苜蓿种子,研究NO对盐胁迫下苜蓿种子萌发的生理效应。结果表明,盐胁迫显著抑制了2个苜蓿品种的发芽率、胚芽和胚根长及幼苗干重(P<0.05),降低种子萌发过程中α、β-淀粉酶、蛋白水解酶活性,抑制淀粉水解和可溶性糖积累(P<0.05);盐胁迫下添加外源NO则使2个品种苜蓿α、β-淀粉酶、蛋白水解酶活性、种子发芽率显著提高(P<0.05),淀粉含量降低,可溶性糖含量升高、胚芽和胚根长及幼苗干重显著增加(P<0.05);NO 供体SNP 的类似物亚铁氰化钠对盐胁迫下苜蓿种子萌发的各项指标无明显影响;施用NO 清除剂c-PTIO、硝酸还原酶抑制剂钨酸钾和一氧化氮合酶抑制剂N-硝基-L-精氨酸甲脂具有降低苜蓿种子萌发的效应(P<0.05)。因此,盐胁迫抑制苜蓿种子的萌发,而添加外源NO是缓解这种抑制作用的有效途径,内源NO也可能参与盐胁迫下苜蓿种子萌发的调节,且通过NOS和NR途径产生的NO在缓解盐胁迫抑制苜蓿种子萌发中可能起关键作用。     

放牧干扰对高寒杜鹃灌丛草地地下养分库化学计量特征的影响

采用室外取样与室内分析结合的方法对祁连山高寒杜鹃灌丛草地不同放牧干扰条件下土壤、根系养分化学计量比进行研究。结果表明:1)植物群落地下生物量随土层深度增加而迅速减少,60%～70%根系聚集于0～10 cm土层,随放牧压力增加活根向土壤深层转移。2)总根系生物量及其C、N、P储量随牧压增加均下降,重牧与轻牧相比C、N、P养分储量分别下降26%、17%、27%;表层单位质量活根C含量轻牧最高、N含量中度放牧最高、P含量重牧最高;死根N、P变化与活根相反。3)随牧压增加土壤有机碳、全氮密度以及N、P速效养分均上升,全磷含量相对稳定,但表层全磷含量下降。数据分析得出,休牧增加了根系生物量的同时,表层土壤根系的C/N、C/P比值升高,N/P比值降低。说明根系对土壤C积累及养分循环起重要作用,而生长季休牧有利于高寒灌丛草地土壤养分保持,这与高寒地区植物生长缓慢特性相适应。     

甘农4号紫花苜蓿愈伤组织原生质体游离条件的研究

以甘农4号紫花苜蓿下胚轴诱导所得愈伤组织为材料,研究酶液组合,渗透压调节物甘露醇浓度,酶解时间,愈伤组织继代时间及预处理措施对原生质体游离效果的影响。结果表明:当酶液组合为2%纤维素酶+0.5%果胶酶+0.3%半纤维素酶,渗透压为0.6mol/L甘露醇,愈伤组织继代培养时间为12d,预处理措施为在CPW-11溶液中预质壁分离1h,酶解时间10～12h时,游离出的原生质体产量最高,可达3.34×106个/g,原生质体活力高达82.8%。     

不同草田轮作方式对土壤肥力、微生物数量及自毒物质含量的影响

为了探究不同草田轮作方式对土壤肥力、微生物及自毒物质的影响,以轮作5年的“甘农3号”紫花苜蓿地为试验材料,研究紫花苜蓿与小麦和玉米在不同轮作处理下对土壤养分含量、微生物数量和自毒物质含量的动态变化及影响。结果表明:1)与CK相比,紫花苜蓿与玉米和小麦轮作后土壤有机质、全氮、碱解氮、速效磷的消耗增加。轮作玉米后有机质、全氮、碱解氮、速效磷的消耗量显著高于轮作小麦(P<0.05)。2)紫花苜蓿轮作玉米、小麦后,土壤细菌和放线菌数量显著增加(P<0.05),且增量大小顺序为5年紫花苜蓿-2年小麦>5年紫花苜蓿-1年小麦>5年紫花苜蓿-2年玉米>5年紫花苜蓿-1年玉米;真菌数量下降,轮作处理较CK显著降低了48.96%、65.19%、66.72%、74.91%(P<0.05)。3)紫花苜蓿轮作玉米和小麦后,土壤主要自毒物质(绿原酸、阿魏酸、咖啡酸、对羟基苯甲酸、香豆素)含量均降低,轮作玉米和小麦后自毒物质总量在第1年较CK显著降低17.90%和27.50%(P<0.05),且轮作小麦第2年比第1年降低24.20%。综上所述,紫花苜蓿与玉米、小麦轮作能显著影响土壤微生物组成,降低自毒物质含量,有效改善土壤环境,而土壤养分缺乏并不是引起紫花苜蓿连作障碍的主要因素。在半干旱地区紫花苜蓿的草田轮作中,以紫花苜蓿-小麦轮作为宜,且轮作2年小麦对土壤的解毒效果更为明显,应避免紫花苜蓿-玉米轮作,以维持农田肥力平衡。通过典型性分析发现,土壤微生物数量和自毒物质含量之间呈显著相关关系,土壤中细菌和真菌数量对自毒物质总含量影响最大,放线菌数量和自毒物质绿原酸、阿魏酸、咖啡酸、对羟基苯甲酸、香豆素显著相关。     

紫花苜蓿根瘤菌分子分型和生物型划分研究

根据表型和共生效应,对种内根瘤菌划分生物型,为苜蓿与根瘤菌高效共生育种提供理论依据。以分离自甘肃省3个栽培区域5个苜蓿品种植株不同部位的根瘤菌株为材料,进行16SrRNA测序、多位点序列分型(Multilocus Sequence Typing,MLST)、表型数值分类和共生效应测定。结果表明,78株初筛菌经16SrRNA和MLST分析有20株属于Rhizobium radiobacter;表型特征数值分类将其聚为7个群。接种5个苜蓿品种,选择对共生效率贡献率最大的地上干重进行多重比较。当接种处理地上干重显著高于未接种处理CK时标记共生效应为A,与CK差异不显著时标记为B,显著低于CK时标记为C。以苜蓿品种为甘农3号、甘农9号、陇中、清水和WL168HQ的顺序,将各菌株共生效应结合,形成6种共生模式。结合表型和共生模式,20株R.radiobacter被划分为14种生物型,WL168HQ、甘农3号和陇中苜蓿品种内生物型多样性丰富,甘农9号和清水苜蓿品种内生物型单一。综上所述,根据表型特征和共生模型可以进行种内根瘤菌株的生物型划分,苜蓿品种内根瘤菌生物型多样性丰富。     

干旱胁迫对不同抗旱性苜蓿品种根系形态及解剖结构的影响

以强抗旱陇中苜蓿、中抗旱陇东苜蓿和弱抗旱甘农3号紫花苜蓿为试验材料,采用营养液沙培法,以-1.2 MPa PEG-6000模拟干旱胁迫,比较不同胁迫时间(0、3、6、9、12和15 d)对不同抗旱性苜蓿品种幼苗根系形态及解剖结构的影响。结果表明:随胁迫时间的延长,陇中苜蓿的根尖数、根系干重、根系总长度、根系总表面积和木质部面积不断增大;陇中苜蓿和陇东苜蓿的维管束直径、维管束面积和韧皮部面积均不断增大;甘农3号的根系总长度、根系总表面积及皮层占根系直径比例不断增大,而其根系干重、原生和次生木质部导管直径、维管束直径及维管束面积不断减小。胁迫6 d后,陇中苜蓿和陇东苜蓿的根系总长度、根系总表面积和根体积均显著高于甘农3号;胁迫9 d后,陇中苜蓿根系平均直径、根体积、根系干重、维管束面积、木质部面积和次生木质部导管数目均显著高于陇东苜蓿和甘农3号。供试苜蓿均可通过增加根系总长度及次生木质部导管数目响应干旱胁迫。此外,陇中苜蓿可通过增加根体积、根尖数和改善根系解剖结构来适应干旱;陇东苜蓿通过增加维管束直径、维管束面积和韧皮部面积来适应干旱。相比之下,胁迫时间超过9 d时,甘农3号内部输导组织结构的变化削弱了其输导水分的能力。     

苜蓿、小麦自毒及他感作用机理

通过苜蓿(Medicago sativa)和小麦(Triticum aestivum)幼苗植株浸提液种内浇灌和种间浇灌培养生长,研究了苜蓿、小麦自毒和他感效应。结果表明,浸提液种内浇灌,浓度大于0.1 g·L~(-1),随着浸提液浓度的增加自毒效应增强;浸提液种间浇灌,浓度为0.1、0.25、0.5 g·L~(-1)时,苜蓿小麦间存在他感正效应,其中0.25 g·L~(-1)的浸提液他感正效应最强,且小麦浸提液对苜蓿的他感正效应较苜蓿浸提液对小麦的他感正效应更大;浓度达1 g·L~(-1)时,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性改变为持续降低,导致丙二醛(MDA)、过氧化氢(H_2O_2)含量增加,相对膜透性增强,活性氧有效积累,生命系统维持遭到破坏,抑制生长,苜蓿小麦间表现为他感负效应。苜蓿、小麦自毒效应会随着浸提液浓度的增大而增强。苜蓿、小麦他感效应表现出低促高抑的浸提液浓度效应。