中国西南区野生芒居群表型变异研究

生物能源被认为是21世纪最有希望在解决能源危机方面有所作为的能源。芒植株普遍高大、生物质产量高、燃烧品质好,加之其分布广泛、抗逆性强、适宜在广袤的边际土地上种植,成为一种极为理想的生物能源植物。为探明中国西南区野生芒居群的表型多态性及表型变异规律,对37个野生居群材料的9个植物学形态特征及产量性状进行了研究。结果表明,11个表型性状在居群间的差异均达到极显著(P＜0.01)水平,各性状特征在居群间存在广泛的变异,变异系数由大到小依次为单株产量干重、单株产量鲜重、分蘖数、旗叶长、旗叶宽、叶宽、茎节数、茎节长度、茎粗、株高和叶长。11个性状特征间存在显著的相关性,叶片长而且宽的芒,旗叶长而宽,植株高大,茎秆粗壮,分蘖较少,反之亦然。此外发现分蘖数、株高、叶长3项指标对芒单株产量存在显著正相关(P＜0.01),是评价芒单株产量的3项主要指标。9个植物学形态特征可归成为4个主成分因子,累计贡献率达到82.551%,最大程度上反映了所有材料测定的表型特征。采用欧氏距离系统聚类法将37个芒野生居群依据9个植物学形态特征分为3类:植株高大叶片窄长型、植株高大叶片宽长型和植株低矮叶片窄短型。     

广西省芒野生居群表型多样性研究

通过方差、聚类和相关分析等方法对分布在我国广西省芒的13个野生居群的18个叶片、茎秆、花序和小穗的表型性状进行居群内和居群间的遗传多样性研究。结果表明,18个表型性状在居群内和居群间均存在极显著差异,说明芒种群内表型性状变异较丰富且遗传多样性较高。表型分化系数的变幅为17.99%～47.21%,其中,叶片、茎秆、花序和小穗性状分别为38.01%,29.80%,32.84%和27.14%,所有性状均值为32.05%,说明芒表型性状的变异主要来源于居群内。UPGMA聚类结果表明,在阈值5.388处可以将13个居群分为4个类群,聚类结果表明,聚成一类的居群在地理位置上并不靠近。表型性状与地理因子的相关性分析表明,部分表型性状的变化与地理因子呈显著或极显著相关性。本研究结果为我国芒属能源植物在遗传改良以及野生资源的保护与利用等方面提供了可参考的理论依据。     

Prospects of Miscanthus x giganteus for PAH phytoremediation: A microcosm study

Phytoremediation of large surface areas using crop cultivation appears as an attractive strategy to allow for long-term but economically viable site rehabilitation programs. The contribution of Miscanthus x giganteus root exudates to the biostimulation of PAH degradation was recently demonstrated using in vitro assays. The aim of this work was to characterize the phytoremediation potential of this perennial grass in the situation of PAH polluted soils. For this purpose, three factors affecting bioremediation, namely the nature of soil organic contaminants (spiked phenanthrene and pyrene each at 100 mg/kg dry soil), bioaugmentation (with a PAH-degrading microflora) and planting (with Miscanthus x giganteus), were arranged according to a full factorial design in pot experiments. Effects of each factor (alone or in combination) were assessed on soil bacterial communities (total culturable bacteria and PAH-degrader enumerations, 16S rDNA molecular diversity analysis) and PAH dissipation. Results showed that contamination was the main factor positively influencing the development of degrader populations. Phenanthrene dissipation was observed regardless the presence of plants or initial PAH-degrading bacterial inoculum whereas significant decreases in pyrene contents were positively influenced by bioaugmentation and to a lesser extent by planting. The ability of plants to maintain a degrading rhizosphere microflora thus enhancing the dissipation of recalcitrant compounds in polluted soils would deserve further investigations.     

芒属植物分蘖数性状的QTL定位

芒属植物是一种多年生C₄高大禾草,是一种重要的生物能源作物。分蘖是芒属植物重要的农艺性状之一,在调控其产量方面具有极其重要的作用。以五节芒和荻的种间杂交群体为材料,利用前期已构建的五节芒和荻的种间基因组遗传连锁图谱,结合2014年泰安、2015年泰安和东平3次重复调查的分蘖数表型数据,进行该重要性状的QTL遗传定位研究。结果表明:分蘖数频率分布呈现正态连续分布,符合数量性状遗传的特征;采用MQM复合区间作图法共定位到16个与分蘖数性状相关的QTL,单个QTL可解释的表型变异范围为11.4%~21.5%,LOD值为3.06~6.09。其中,3个QTL在3次定位分析中可重复检测到,qmfTI-2可分别解释12.7%、12.0%和15.5%的表型变异,qmsTI-1可分别解释12.0%、12.1%和19.8%的表型变异,qmsTI-2可分别解释21.5%、20.2%和13.4%的表型变异;3个QTL在2次定位分析中可重复检测到,qmfTI-1、qmfTI-3和qmsTI-4分别解释12.4%和11.4%、13.8%和13.2%、12.1%和14.3%的表型变异。通过对芒属植物分蘖数性状QTL分析,为芒属植物种质资源改良、分子标记辅助选择以及遗传学研究奠定基础。     

五节芒栽培花菇技术与效益的分析

在闽东北寿宁山区花菇种植区开展了五节芒代木栽培花菇的研究,结果表明:五节芒粉与杂木屑混合配方原料栽培的花菇效果好,其较佳混合配方比例为:五节芒粉25%、杂木屑55%、麦皮16.6%、石膏粉2%、硫酸镁0.4%;能够达到纯杂木屑为原料栽培花菇的水平,五节芒粉、杂木屑混合配方与纯杂木屑栽培花菇的投入产出比分别为1:2.72...     

五节芒纤维素纳米晶体制备工艺的正交分析

为高效利用五节芒Miscanthus floridulus,通过硫酸酸解五节芒纤维素制备了纤维素纳米晶体(CNC),并采用正交分析法考察了硫酸质量分数、酸解时间和反应温度对五节芒CNC产率、悬浮液稳定性和CNC尺寸的影响。透射电镜(TEM)研究结果表明:用酸解法可成功制备五节芒CNC,CNC为刚性棒状结构,长度为100~200nm,直径为5~15 nm,产率为25%~50%。动态光散射(DLS)和Zeta电位测试发现,五节芒CNC悬浮液的稳定性很好,DLS得到的CNC流体力学直径略小于由TEM观察到的CNC长度。正交分析表明,3个工艺参数对CNC产率的影响依次为:硫酸质量分数(P=0.03),酸解时间(P=0.06),反应温度(P=0.35);对CNC流体力学直径的影响依次为:硫酸质量分数(P=0.03),反应温度(P=0.22),酸解时间(P=0.38)。制备五节芒CNC的最优工艺条件为:硫酸质量分数(62%),酸解时间(45 min),反应温度(45℃)。     

4种不同土壤对荻生长及光合特征的影响

本文采用4种常见土壤对荻(Miscanthus Sacchariflorus)进行栽培试验,研究荻在不同土壤中的生长规律及光合作用特征,以探究荻的最适生长土壤因子及其对荻生长和光合特征的影响。结果表明:荻的净光合速率和蒸腾速率以及水分利用效率的日变化均呈现“双峰曲线”,表明荻有明显的“午休”现象,气孔限制因素是主要原因;净光合速率在不同土壤间表现为菜园土>森林土>河流冲积泥>黄土,生物量表现为菜园土>河流冲积泥>黄土>森林土;通径分析结果表明,有机碳含量与速效钾含量是荻净光合速率和生物量的主要影响因子,而全钾含量是荻净光合速率的限制因子,磷元素含量是荻生物量的限制因子。本研究为荻的引种栽培和高产示范提供了参考。     

荻实生苗生物构件对土壤水分胁迫的响应

以荻（Miscanthus sacchariflorus）实生苗为研究对象，对其生物学构件在轻度、中度和重度水分胁迫下的响应进行了研究。结果表明，随着土壤含水量的下降，荻的株高、茎粗、茎节间长度、叶面积、比叶重、地下茎茎粗、地下茎分布深度、地下茎节间长度、地上及地下部分生物量和冠根比均随之下降；荻可以适应轻度的水分胁迫，在轻度水分胁迫下，除了冠根比、茎粗、叶面积和比叶重等构件外，其余生物构件与对照无显著差异（P>0.05）；而在中度和重度水分胁迫下，荻生物构件均受到严重抑制，与对照差异显著（P＜0.05）。     

模拟复合盐碱胁迫对芒幼苗生理特性的影响

土壤盐碱化在世界范围内普遍存在,日益严重的盐碱化威胁着植物的生长发育,致使植物种类减少。芒(Miscanthus sinensis)作为能源植物具有良好的经济效益和生态效益,本研究模拟我国东北大庆盐碱地的低(4.147 5、8.295 0 g·L~(-1))、中(12.442 5 g·L~(-1))、高(16.590 0、20.737 5 g·L~(-1))浓度土壤环境,以引种自辽宁省本溪阿家岭的芒为研究对象,对其幼苗的各项生理指标进行研究。结果发现,芒幼苗在受到复合盐碱胁迫处理时,未胁迫对照组各指标随时间的延长变化不大;低浓度处理时芒幼苗体内叶绿素含量随着胁迫时间的延长呈现出先升高后降低的趋势,中、高浓度处理时则不断降低;而相对电导率和丙二醛(MDA)含量则不断升高;超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)活性和抗坏血酸(ASA)、谷胱甘肽(GSH)含量以及根活力一般在低浓度的复合盐碱处理时缓慢升高,高浓度处理时则呈现出先升高后降低的趋势。本研究基本界定了芒的复合盐碱耐受范围,可以为今后芒类能源植物的耐盐碱性筛选和在园林中的应用提供理论依据。     

五节芒离体再生与多倍体诱导技术体系的建立

以五节芒(Miscanthus floridulus)幼穗为外植体,建立了五节芒的离体再生体系:幼穗的最佳愈伤诱导培养基为MS+4.0 mg/L 2,4–D+0.1 mg/L 6–BA,最佳分化培养基为MS+2.0 mg/L 6–BA,最佳生根培养基为MS+1.0mg/L IAA+0.1 mg/L IBA+1.0 mg/L CCC。比较不同浓度秋水仙碱溶液对五节芒愈伤组织诱变的效果,结果显示,以1 000 mg/L秋水仙碱处理愈伤组织72 h,诱导率可达12.48%,形态特征、DNA含量和染色体核型分析表明,诱导获得的再生植株为五节芒四倍体。