哈茨木霉的耐镉性及其对狗牙根耐镉能力的影响

为明确耐镉微生物的生物学特性及其对植物耐镉性的影响,并为微生物-植物联合修复重金属污染土壤提供参考,以从湖南株洲清水塘化工厂重金属污染土壤样品筛选鉴定出来的一株耐镉性较强的真菌-哈茨木霉（Trichoderma harzianum）为试验材料,研究了其基本生物学特性和对镉胁迫下狗牙根（Cynodon dactylon）生长与生理的影响。结果表明：哈茨木霉生长的适宜pH约为7,最大生长量的培养时间约为72 h;哈茨木霉对镉离子的吸附率在镉浓度为100 mg·L^-1时最高,达到63.54%;在镉浓度为0~300 mg·L^-1条件下,哈茨木霉对镉离子的吸附方式主要为细胞壁吸附;在不同镉浓度下,哈茨木霉均能产生吲哚乙酸（Indole-3-acetic acid,IAA）;正常培养条件下（镉浓度为0 mg·L^-1时）,哈茨木霉产IAA量为30.88 μmol·L^-1,镉浓度为300 mg·L^-1时,产IAA量为10.46 μmol·L^-1;外源添加哈茨木霉能有效缓解镉胁迫对狗牙根根长的抑制、降低丙二醛（Malondialdehyde,MDA）含量,并有效促进狗牙根对镉离子的吸收。本试验研究结果不仅为镉污染土壤的微生物修复提供重要菌株,同时提供了一种高效的微生物-植物联合修复重金属污染土壤的途径。     

不同基因型高羊茅的耐铅与铅富集特性

高羊茅(Festuca arundinacea)具有修复铅(Pb)污染土壤的应用潜力。为筛选耐铅和铅富集能力强的高羊茅基因型,本研究利用水培试验,分析了铅浓度在500、1 000、1 500 mg·L-1递增的条件下,18个高羊茅基因型的生长反应和铅吸收转运特征。结果表明,500 mg·L-1铅浓度下,所有基因型均保持良好的生长状况及草坪质量;当浓度升至1 000、1 500 mg·L-1时,草坪质量、植株铅含量以及铅转移系数均出现显著的基因型间差异(P＜0.05)。‘Kentucky-31’,‘PI232876’,‘PI634229’和‘AST7001’等基因型的地上部铅含量大于35 mg·g-1DW (干质量),同时,它们对铅的转移系数也较高(大于0.42)。而‘Silverado’的地上部铅含量(3.34 mg·g-1 DW)和铅转移系数(0.03)均最小,对铅的耐性最强。研究结果为铅污染土壤的植物修复与植被重建提供了新的材料和参考。     

NaCl胁迫对狗牙根生理生化特性的影响

试验采用不同浓度NaCl(0、100、200、300、400、500mmol/L)对山西野生狗牙根进行盐胁迫处理,15d后取样测定叶绿素含量、相对含水量、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、丙二醛(MDA)、脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白等指标。结果表明:随着NaCl浓度的升高,叶绿素含量、相对含水量显著降低(P0.05);脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白含量增加;SOD和POD活性呈先升高后降低的趋势。综合分析可知,山西野生狗牙根对NaCl溶液的耐受上限为400 mmol/L,且不同部位对NaCl的敏感性不同,依次表现为叶茎根。     

新疆不同生境狗牙根种质抗旱性综合评价

以2份国外品种(对照)和41份来自不同生境的新疆狗牙根种质为供试材料,设置干旱处理和对照处理,在30 d干旱处理后测定叶绿素含量、绿叶率、相对电导率、叶片相对含水量、脯氨酸含量、丙二醛含量、生长速度和地上生物量的基础上,采用相关分析、主成分分析构建综合评价指标,进一步结合隶属函数分析、聚类分析、灰色关联度分析及判别分析方法对其抗旱性进行综合评价,筛选抗旱鉴定关键指标,明确种质抗旱性与其生境气候带间关系。结果表明,干旱胁迫后供试种质的相对电导率、脯氨酸及丙二醛含量呈显著增加,叶片相对含水量、叶绿素含量、地上生物量、生长速度和绿叶率显著降低,各指标对抗旱性的响应存在一定差异。主成分分析将8个指标转换为6个综合指标,代表种质抗旱性87.34%的数据信息;依据抗旱性度量值(D)、综合抗旱系数(CDC)、加权抗旱系数(WDC)的隶属函数分析及聚类分析结果,认为C₁₁₈、C₁₃₈、C₂₄抗旱性较强,C₁₀、C₁₃₄、C₃₂抗旱性较弱。灰色关联度分析认为相对电导率、叶绿素含量及丙二醛含量可作为狗牙根种质抗旱评价的关键指标,且判别分析认为新疆狗牙根种质抗旱性与其生境气候带间无明显相关性。综合分析发现C₁₁₈、C₁₃₈、C₂₄等种质抗旱性优于Tifway,其为狗牙根抗旱新品种选育提供可用优异种质,也为进一步研究狗牙根抗旱生理及分子机制提供可用材料。     

两狗牙根品种对干旱胁迫反应的差异

在新疆农业大学试验场,通过人为控水和长期自然干旱的环境下,对成坪草坪草新农一号狗牙根和喀什狗牙根进行了形态观测,同时测定了细胞膜相对透性、叶片水分饱和亏缺(WSD)、可溶性糖含量、游离脯氨酸(Pro)含量、淀粉含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、丙二醛(MDA)含量等若干生理生化指标。结果表明,在干旱胁迫下(0~60 d),新农一号狗牙根比喀什狗牙根叶片枯黄发生率高(4.3%~75.2%),膜系统受伤害程度大(超过30%),维持MDA/SOD平衡能力低(0.61~3.38),形态适应性较弱。但在渗透调节物质对干旱的调节能力上,比喀什狗牙根强。不同部位受害程度的大小为叶<茎<根茎<须根。     

狗牙根对不同干旱胁迫处理的生理响应

以无土基质培育的狗牙根(Cynodon dactylon)为研究对象,研究了狗牙根对不同干旱胁迫处理的生理响应,以探讨工厂化培育下狗牙根合理的灌溉时间.结果表明,干旱胁迫导致叶片相对含水量降低,游离脯氨酸含量和超氧化物歧化酶活性增加,在干旱胁迫12 d以前复水的处理,叶片相对含水量和游离脯氨酸含量能恢复到未处理以前,在...     

两类新疆狗牙根抗旱基因型抗氧化酶保护系统及其基因表达差异分析

新疆狗牙根具发达的根状茎和细长的匍匐茎,在耐旱性方面表现出广泛的遗传变异特性,对抗旱型C138和不抗旱型C32狗牙根两个基因型进行自然干旱7 d后复水3 d处理,明确2个基因型在干旱胁迫及复水下抗氧化酶系统生理响应及基因表达水平上的差异。结果表明：干旱胁迫降低了狗牙根草坪表观质量、叶片相对含水量和叶绿素含量,电导率及丙二醛（malondialdehyde, MDA）含量升高,且C32较C138下降或升高更为明显。随干旱时间延长,狗牙根体内超氧阴离子自由基（O₂^·-）、过氧化氢（H₂O₂）、MDA含量均显著上升,且C32较C138升高更显著,而超氧化物歧化酶（superoxide dismutase, SOD）、过氧化物酶（peroxidase, POD）和过氧化氢酶（catalase, CAT）活性呈先升后降趋势,抗坏血酸过氧化物酶（ascorbate peroxidase, APX）活性呈增加趋势。抗旱型C138对比不抗旱型C32表现为SOD、POD、APX、DHAR和GPX等抗氧化基因高水平的表达,而不抗旱型C32较C138表现出高的脂质过氧化和低的抗氧化酶活性及基因表达水平;在复水过程中,POD活性在提高抗氧化能力及清除活性氧（reactive oxygen species, ROS）过程中起着至关重要的作用。干旱胁迫诱导抗氧化酶及其相关基因上调表达,增强了细胞内的抗氧化防御能力,有助于狗牙根维持细胞膜稳定性,延缓叶片的脱水,从而提高了狗牙根的抗旱能力。     

10份新疆狗牙根种质抗旱性评价

以新疆南北疆10份狗牙根为材料,测定其在干旱胁迫下的再生速度、叶绿素含量、相对电导率、叶片相对含水量、枯黄率,了解新疆南北疆狗牙根种质资源的抗旱性差异,筛选抗旱种质。结果表明,随干旱持续时间延长,供试狗牙根叶片枯黄率、相对电导率均呈增加趋势,而再生速度、叶绿素含量及叶片相对含水量均呈降低趋势。不同材料响应干旱胁迫存在一定差异,材料C138、C7在干旱条件下维持较低的枯黄率和相对电导率、较高的叶片相对含水量,为抗旱种质;而材料C17、C20则呈相反趋势,表明这两份材料抗旱性较差。初步分析认为新疆狗牙根抗旱性与其来源地气候条件无明显相关性。     

铝胁迫对狗牙根根系生长和营养元素的影响

为了探究狗牙根(Cynodon dactylon(L.) Pers.)耐铝种质及敏铝种质根系生长和营养元素对铝胁迫的响应。本研究以狗牙根耐铝种质A22和敏铝种质A326作为试验材料,在500μM AlCl₃(pH值4.0)溶液中设计了3个处理时间(0 h, 12 h, 24 h),在24 h处理时间点设计了4个铝处理浓度,分别为0(CK),250,500,750μM AlCl₃(pH值4.0)。通过对相对根长、根系苏木精染色、根系铝含量和10种营养元素的测定,结果表明,在不同铝胁迫下,A22根系伸长受抑制的程度均小于A326;A326根系苏木精染色深于A22,且根系铝含量高于A22;营养元素P,Ca, Mg, K,Fe, Mn, Cu, Zn和B的含量在A22和A326中都受到了不同程度的抑制,且与两个种质中根系铝含量呈负相关。初步了解铝胁迫下狗牙根在营养生理上的耐铝机制,有利于在酸性土壤中更好地利用狗牙根,为培育耐酸铝的草品种提供初步的理论基础。     

狗牙根抗寒性研究进展

狗牙根Cynodon dactylon作为最重要、应用最广的暖季型草坪草种之一,低温是其最大限制因素.综述了国内外狗牙根抗寒性的相关研究,包括低温胁迫下其形态结构和生理生化变化、抗寒性测定方法以及增强抗寒性的措施等,并提出了今后的研究建议.     

四种冷季型草坪植物对镉的耐受性与积累特性

高羊茅、草地早熟禾、多年生黑麦草和匍匐剪股颖在镉(Cd)污染土壤上有很高的耐受力,但它们对Cd的耐受性和积累能力鲜有报道。4种冷季型草坪植物在不同Cd浓度(50, 100, 200, 400 mg Cd/kg)下处理60 d,本文对4种草坪植物在Cd胁迫下的生理响应及地上部和根系的Cd含量进行了研究。从Cd胁迫对草坪植物的草坪质量、相对生长速率、草坪密度、地上部和根系的生物量、叶片电导率、叶片相对含水量和叶片光化学效率的影响可以看出,高羊茅对Cd的耐受性最好,其次为多年生黑麦草,再次是草地早熟禾,匍匐剪股颖对Cd的耐受性最差。本研究还发现草坪植物在Cd胁迫下,叶片相对生长速率和根系生物量比其他的生理指标敏感。4种草坪植物地上部和根系的Cd浓度和积累量随着处理浓度的增加而增加。在相同Cd浓度处理下,草地早熟禾地上部Cd浓度最高,高羊茅和匍匐剪股颖次之,多年生黑麦草地上部的Cd浓度最低。4种草坪植物中根系Cd浓度最高的是多年生黑麦草。在50~400 mg Cd/kg处理下,草地早熟禾的转运系数和萃取率最大,多年生黑麦草的转运系数和萃取率最小。在相同Cd处理水平下,草地早熟禾地上部的Cd积累量比其他3种草坪植物高,匍匐翦股颖根系生物量低导致其根系的Cd积累量最低。本研究结果表明,4种草坪植物对Cd有较强的耐受性和积累能力,它们具有应用于Cd污染土壤上植物固定的潜力。     

“新农一号”狗牙根足球场草坪的建植与管理技术

通过总结“新农一号”狗牙根在新疆托克孙县建植足球场草坪的成功经验,探索了我国西北干旱、半干旱地区利用“新农一号”狗牙根建植运动场草坪的建植和养护管理技术。初步形成了适合该地区运动场草坪的建植和养护管理技术规范。对同等地区运动场草坪的建植及养护管理具有指导性意义。     

四川攀西地区野生狗牙根坪用价值研究

以四川攀西地区12份野生狗牙根Cynodon dactylon为研究材料,以四川省夹江、海南省兴隆和国外品种Tifway 3份材料作为对照,通过小区引种试验,对其坪用价值进行评定.结果表明:C10在运动草坪中表现已超过商业品种Tifway,极有开发价值; C10适合于用作观赏草坪; C01,C05和C10适合用作游憩草坪;C05,C01和C08在水保草坪中具有一定开发价值.     

草类植物耐铝性的研究进展

酸土在全世界热带、亚热带及温带地区广泛存在,酸雨的频繁沉降,加速了土壤酸化。酸性土壤中铝毒害是植物生长发育的主要限制因子。笔者综述了国内外关于铝毒害对草类植物生长发育的影响、草类植物耐铝机理以及草类植物耐铝性遗传育种的研究进展。最后分析了目前草类植物耐铝性研究存在的问题,并对草类植物耐铝性研究前景进行展望。     

不同生长年限紫花苜蓿磷的积累与分配规律

以2龄、3龄、4龄、5龄和7龄紫花苜蓿Medicago sativa为试验对象,研究了紫花苜蓿磷的积累与分配规律。结果表明,紫花苜蓿地上部分的磷含量,随着生育期的推移先降低后略有升高,随着生长年限的增加而持续降低,成熟期的磷含量总体上表现为:叶生殖器官茎。随着生育期的推移,紫花苜蓿地上部分磷的积累量持续增加,积累速率先升后降。不同生长年限紫花苜蓿成熟期各器官磷的分配比例平均为:茎(64.7%)生殖器官(23.7%)叶(11.6%)。紫花苜蓿茎中磷的分配比例随生长年限的增加而升高;叶中磷的分配比例则随生长年限的增加而降低;生殖器官中磷的分配比例以2龄紫花苜蓿最高,7龄紫花苜蓿最低。     

氮高效利用基因型水稻干物质生产和氮素积累特性

采用土培试验,研究氮高效利用基因型水稻不同生育阶段干物质生产特性和氮素积累特征,并探讨其与产量和氮素利用效率关系。结果表明,1)高效基因型水稻在保证高产的同时也具有较高的氮素利用效率,产量为低效基因型的1.74~2.37倍,氮素籽粒生产效率较低效基因型高23.97%~70.55%。2)高效基因型干物质量积累高峰期出现在抽穗-成熟阶段,而低效基因型出现在分蘖-拔节阶段;高效基因型干物质量在分蘖-拔节、拔节-抽穗、抽穗-成熟阶段分别是低效基因型的1.12,1.49和5.85倍,差异显著。3)高效基因型在分蘖期(移栽后32 d)进入氮素高速积累时期,并在48 d时积累速率达到最高(美国谷、IR31892-100-3-3-3、IRIT216分别为11.32,12.36和15.83 mg/d·株),且持续时间长达49 d;而低效基因型也是在分蘖期进入氮素高积累时期,并在37 d时积累速率达到最高(加早935、IR32429分别为9.31和7.25 mg/d·株),但维持高积累速率的时间较高效基因型短12 d。4)抽穗-成熟阶段水稻干物质量和氮素积累量对产量的影响程度最大,贡献率分别为62.65%和47.42%;对氮素籽粒生产效率的贡献率分别为14.51%和8.77%,对氮素收获指数的贡献率分别为22.14%和15.90%。表明,抽穗至成熟期水稻干物质积累和氮素的积累与产量和氮素利用效率的提高关系密切,分蘖至抽穗期是水稻氮素营养管理的关键阶段。     

我国植物空间诱变育种及其在草类植物育种中的应用

在介绍空间诱变育种定义的基础上,对其优缺点和研究方法进行了阐述。阐明了植物体在空间飞行过程中,经强辐射、微重力及多因素复合作用下,形态学、物候期、细胞学、生理生化和基因方面发生的变化;回顾了我国空间诱变育种在粮食和经济作物、园艺作物所取得的成就;并介绍了我国草类植物空间诱变育种研究进展及发展前景。     

施氮对禾本科牧草硝酸盐积累和氮素回收率的影响

采用盆栽试验,研究4种氮肥水平下杂交狼尾草和墨西哥玉米在不同生长期叶和根的硝酸盐含量,茎叶粗蛋白含量以及不同氮肥水平的氮素利用率。结果表明,杂交狼尾草叶和墨西哥玉米根的硝酸盐含量受施氮量影响较大,二者之间都呈正相关。从生长过程来看,随着牧草的生长,叶的硝酸盐含量有少量升高,根的硝酸盐含量先升高后降低,但在氮肥水平下,2种牧草各个时期的硝酸盐含量均低于硝酸盐有毒限量指标0.25%。另一方面,随着施氮水平的提高,2种牧草的粗蛋白含量逐渐升高,杂交狼尾草粗蛋白含量最高达23.23%,墨西哥玉米粗蛋白含量最高达25.80%,但2种牧草的干物质生产效率、粗蛋白质生产效率和氮素表观回收率均降低,说明施氮量越大,氮素利用效率越低,损失率也越大。从生长过程来看,随着2种牧草的生长其粗蛋白含量均逐渐降低。综合考虑,笔者认为在山地红壤中种植杂交狼尾草和墨西哥玉米以施纯氮200 kg/hm2就能满足牧草高产优质的生产需求。