五节芒（Miscanthus floridulus）不同种群对镉积累与转运的差异研究

采用盆栽试验的方法,对比研究了来源于大宝山矿区和惠州博罗非矿区的两个五节芒种群在不同Cd含量土壤中的生长反应、Cd富集能力及对土壤Cd形态的影响。结果表明,来源不同的两个五节芒（Miscanthus floridulus）种群植株对土壤中不同浓度的Cd的生长反应不同,低浓度Cd处理,非矿区种群的地上部生物量即受到显著影响,而矿区种群受到的影响不显著。Cd处理浓度提高时,非矿区种群的地上部生物量为对照的30.17%～42.07%,矿区种群地上部生物量为对照的57.80%～67.04%。非矿区种群根部生物量随处理浓度的增加而降低,为对照的57.75%-64.08%,而矿区种群显著升高,为对照的117.43%～135.56%。五节芒矿区种群地上部和根部的Cd含量随着土壤Cd处理浓度的升高而迅速升高,其升高速度明显快于非矿区种群。五节芒矿区种群根部积累的Cd总量远大于非矿区种群,且随着土壤中Cd添加量的增加而显著增加（P〈0.05）。随着Cd胁迫程度的加重,五节芒两种群转移系数和耐性指数都有不同程度的下降,矿区种群的转移系数和耐性指数明显高于非矿区种群。Pearson相关性分析发现,五节芒根部生物量与地上部生物量极显著正相关,地上部生物量与根部和地上部Cd含量均呈极显著负相关关系,地上部Cd含量与根部Cd含量及转移系数（Translocation Factor,TF）均呈极显著正相关关系,耐性指数（Tolerant Index,TI）与根部和地上部Cd含量均呈极显著负相关关系,反映了根部和地上部Cd的累积对植物产生了毒性,并对五节芒的生长产生了抑制作用。矿区种群表现出对Cd更强的耐性以及富集作用。     

芒花粉的生活力及测定方法比较

本研究先后采用了花粉离体萌发法、FDA染色法和I2-KI染色法测定了芒离体花粉的生活力。结果表明：在离体萌发法中,离体花粉在培养5 min后即开始萌发,培养30 min后花粉管平均长度达到了145.77 μm。芒离体花粉的平均初始萌发率为82.6 %,但花粉生活力下降很快,室温保存90 min的花粉其萌发率已下降至3.0 %。因此利用离体萌发法能够准确有效地测定芒花粉生活力的变化规律。而利用FDA染色法和I2-KI染色法测定的芒花粉初始生活力与离体萌发法的结果基本一致,分别为84.6 %和86.6 %,但这两种染色法不适合用于跟踪测定花粉生活力的变化。     

New localities and awn morphology variation in Miscanthus ×ogiformis

Miscanthus ×ogiformis is a hybrid between Miscanthus sacchariflorus and Miscanthus sinensis and its several synonyms indicate the insufficient understanding of the morphological variation of its awn on the spikelet, which is a key characteristic for identifying Miscanthus species. In the present study, all the Miscanthus specimens in 19 herbaria were examined in order to find new localities for Miscanthus ×ogiformis. Thirty‐nine Miscanthus ×ogiformis specimens appeared to be naturally occurring hybrids, as their callus hair length, awn length, and callus‐to‐spikelet ratio differed from those found in the parental species. Therefore, new Miscanthus ×ogiformis individuals with morphological variations are likely to be discovered and these strains might be useful as new genetic resources for this biomass crop.     

4种芒属植物光合特性研究

以芒(Miscanthus sinensis)、五节芒(M. floridulus)、荻(M. sacchariflorus)和南荻(M. lutarioriparius)等4种典型芒属植物为试验材料,用LI-6400便携式光合仪测量不同时期的光合特性,来研究芒属植物光响应及光合特性的季节性变化规律。结果表明:光合作用参数对不同光合有效辐射的响应在种间有差异,除南荻的光饱和点(LSP)在800 μmol·m^-2·s^-1左右外,其他3种约在1000 μmol·m^-2·s^-1;最大净光合速率(P_nmax)由大到小依次为荻(47.3 μmol·m^-2·s^-1)、南荻(38.6 μmol·m^-2·s^-1)、五节芒(20.4 μmol·m^-2·s^-1)、芒(8.0 μmol·m^-2·s^-1);表观量子效率(AQY)依次为荻(0.123)、南荻(0.108)、五节芒(0.089)、芒(0.022),荻和南荻的光能转化率强于五节芒和芒。主生长季的净光合速率(P_n)表现出明显的季节性变化,并与生长速率同步,种间差异极显著(P< 0.01),荻和南荻的P_n值高于芒和五节芒。 4种芒属植物在主生长季的水分利用率(WUE)最小值在6-7月,最大值在8-9月,表现出耐旱耐高温能力,且种间差异显著(P< 0.05)。     

芒草ISSR分子标记体系的确定及引物的筛选

为建立并优化适用于芒草的ISSR-PCR扩增反应体系,进一步研究野生芒草群体的遗传多样性水平。以吉林省采集的芒草(Miscanthus sinensis)为材料,采用单因子试验的方法研究模板DNA、TaqDNA聚合酶的用量及引物浓度和退火温度对PCR扩增的影响。结果显示：在20 μL反应体系中,含有模板DNA 40 ng,dNTPs 0.4 mmol/L,引物0.6 μmol/L,Taq DNA聚合酶1.5 U。此外,筛选到10 条扩增稳定、条带丰富的候选引物,并确定了各自的最佳退火温度。     

镉胁迫下不同生态型五节芒的膜脂过氧化水平及抗氧化能力比较

[目的]揭示不同生态型五节芒（Miscanthus floridulus）在抵抗Cd胁迫机制方面的异同。[方法]以粤北大宝山矿山开采地优势植物五节芒为试验材料,比较了五节芒非矿山生态型（采自惠州市博罗县丘陵山地）和矿山生态型（采自大宝山矿区）在相同Cd处理浓度下的生理响应。[结果]Cd胁迫会导致五节芒叶片MDA的积累,非矿区生态型五节芒MDA积累的幅度要大于矿区种群。非矿区生态型五节芒叶片中SOD活性被Cd胁迫抑制,POD活性都受到Cd胁迫的诱导而比对照有所增加,但矿区生态型增加的幅度要大于非矿区生态型,矿区生态型植株2种酶的活性在最高Cd处理浓度时都显著高于非矿区生态型植株。随Cd处理浓度增大,非矿区种群五节芒叶片中PPO活性呈先增加再下降的趋势,矿区生态型植株在受到Cd胁迫后PPO活性显著增加,在最高Cd浓度处理时矿区生态型植株PPO活性要显著高于非矿区生态型。[结论]矿山型五节芒的重金属Cd耐受性要强于非矿山型。     

芒草茎秆弯曲特性试验

以湘杂芒2号、芒/南荻杂交种、2年生南荻无性繁殖苗和3年生南荻种子苗为试验对象,测量、计算芒草不同节间含水率、外径、原始截面面积、茎秆截面惯性矩、最大荷载、弹性模量、抗弯刚度等,研究芒草茎秆的弯曲特性.结果表明,湘杂芒2号、芒/南荻杂交种、2年生南荻无性繁殖苗和3年生南荻种子苗的茎秆最大弹性模量分别为6 377.07、...     

中国芒属植物抗寒性初步研究

以13份具有地理代表性的芒属（Miscanthus Andersson）植物为材料,分别以5,0,-5,-10,-15,-20和-25℃共7个温度梯度进行冷冻胁迫,通过电导法测定电解质外渗率来评价各材料的抗寒性,并对供试材料半致死温度（LT₅₀）与其原产地地理因子进行回归分析。结果表明：半致死温度（LT₅₀）的变化范围为-2.92～-23.85℃,抗寒性由强到弱依次为C0429（-23.85℃） >D0341（-14.10℃） >B0534（-9.60℃） >B0121（-6.97℃） >A0502（-6.77℃） >A0110（-6.51℃） >B0120（-6.34℃） >B0605（-5.39℃） >A0107（-5.00℃） >C0517（-4.27℃） >B0145（-3.26℃） >C0128（-3.08℃） >C0129（-2.92℃）,回归分析表明,半致死温度（LT₅₀）与纬度和海拔成极显著负相关,说明芒属植物抗寒性与地理因子具有一定的相关性。研究结果将为芒属植物抗寒种质资源的筛选提供理论基础。     

奇岗微繁技术建立及幼苗耐盐性评价

以奇岗茎段作为外植体,确定了最佳取材时期、诱导培养基、生根培养基和分化培养基等,成功建立了奇岗微繁技术体系,并研究了不同浓度NaCl对微繁苗生长速率和生物量的影响。结果表明：腋芽生枝途径微繁体系以5~6叶期茎段为外植体,在75%酒精喷洒表面后,1.0%次氯酸钠浸泡20 min时,污染率为0且出芽诱导率较高（85.2%）。当诱导和继代的MS培养基添加5.0 mg·L^-1 6-苄氨基嘌呤（6-BA）和0.25 mg·L^-1萘乙酸（NAA）时,出芽诱导率为84.0%,繁殖系数最高（320.3%）。生根培养基添加5.0 g·L^-1活性炭适合于生根壮苗培养。将试管苗炼苗后移栽到不同NaCl浓度的培养液中,随着NaCl的浓度增加,微繁苗生长速率呈降低趋势;在低于0.8%NaCl条件下奇岗能正常成活,表明微繁苗具有较高的耐盐性。为奇岗快繁、遗传转化体系构建和在盐渍化土地推广应用提供了理论和技术支持。     

芒(Miscanthus sinensis)再生体系的建立和优化

以芒(Miscanthus sinensis)的幼穗为材料,通过外植体消毒灭菌、愈伤组织诱导、不定芽分化增殖、生根和驯化移栽,建立芒组织培养的快速繁殖体系。结果表明:芒愈伤组织诱导的最佳培养基是MS+4.0 mg/L 2,4–D+1.0 mg/L 6–BA+0.5 mg/L Cu SO4,愈伤组织诱导频率达99.33%;不定芽分化和增殖的最佳培养基分别为MS+1.0mg/L 6–BA+0.4 mg/L NAA+0.4 mg/L IAA和MS+3.0 mg/L 6–BA+1.5 mg/L PP333+1.0 mg/L CCC,分化率为96%,增殖系数为9.1;生根培养基选用MS+0.5 mg/L IAA+0.5 mg/L NAA+0.5 mg/L CCC+0.5 mg/L PP333,生根率达100%;将再生苗移栽至用黄土和营养土配制的基质上,其成活率高达95%,且生长势良好。