气候变化背景下川西北高原多年生垂穗披碱草种植适生区分布预测

本文以川西北高原主要栽种的多年生禾本科属垂穗披碱草（Elymus nutans）为研究对象,利用生态位模型（MaxEnt）模拟分析影响多年生垂穗披碱草种植的主要气候因子,预测当前及未来气候变化情景下的适生区分布格局。结果显示：湿润指数、≥ 0℃积温、等温性、气温年较差是影响川西北高原多年生垂穗披碱草分布的4个主要气候因子,其适宜值范围分别为>48.60,1 118.20℃·d~2 350.50℃·d,>36.10%,31.40℃~36.20℃。构建模型训练数据的受试者工作曲线下面积（Area under curve,AUC）值均大于0.85,测试数据AUC值均大于0.90,达到良好和极好的水平。气候变暖背景下,从当前到未来（21世纪80年代）,川西北高原多年生垂穗披碱草的潜在分布气候适宜区面积将增加52.70%,海拔将升高252 m。本研究可为维持草地生态系统稳定、推动沙化治理乃至农牧业产业结构调整提供科学决策依据。     

野生垂穗披碱草种质遗传多样性的SRAP研究

用SRAP标记对采集自中国四川、西藏、甘肃、青海、新疆的68份垂穗披碱草种质进行了多态性分析,获得下述结果,1)用20对引物共扩增出495条带,平均每对引物扩增出24.75条,其中多态带425条,平均每对引物21.25条,多态率达85.39%。材料间遗传相似系数变化范围为0.374~0.997,平均值为0.745。这些结果说明,供试垂穗披碱草材料具有较为丰富的遗传多样性。2)对所有材料的聚类分析和主向量分析发现,在GS值为0.77的水平上供试材料可聚成5个类群,大部分来自相同或相似生态地理环境的材料聚为一类,表明供试材料的聚类和其生态地理环境间有一定的相关性。     

阿坝垂穗披碱草区域试验研究

本研究以甘南垂穗披碱草为对照,选择阿坝州红原、甘孜州康定、青海铁卜加3个不同气候区域,开展阿坝垂穗披碱草区域试验。连续3年的区域试验结果表明,阿坝垂穗披碱草在3个区试点干草产量为5001.4～9514.5kg/hm2(1平07均3.0为～72940351..50kkgg//hhmm2)2(,平比均对为照1品55种1.1甘kg南/h垂m2)穗,披比碱对草照增高产-41.61%.4～%～6.92%6.(8%平(均平为均0.为4%1)8,.5与%)对,照差相异当显。著阿;坝种垂子穗产披量碱为草在3个不同生态区域物候期与对照基本一致,生育天数140～153d,具有抗寒、耐贫瘠、耐旱、抗病虫害等特点,生产性能稳定,适宜试验地区及类似气候区人工打贮草基地建设和退牧还草、草地生态建设等推广利用。     

我国垂穗披碱草遗传育种研究进展

垂穗披碱草是禾本科披碱草属优良牧草,在青藏高原生态修复和草牧业发展中具有重要作用.虽然我国野生垂穗披碱草种质资源十分丰富,但育成品种不足严重制约其大面积推广和利用.本文从种质遗传多样性评价、常规育种策略和分子育种方面综述了我国垂穗披碱草的育种研究进展,以期为加快培育垂穗披碱草新品种提供参考.     

阿坝垂穗披碱草品种比较试验研究

通过垂穗披碱草新品系Z03024与对照品种甘南垂穗披碱草进行物候期、农艺性状、品质、生产性能等方面的品种比较试验表明:在同等栽培管理条件下,阿坝垂穗披碱草干草产量平均达10 503.4kg/hm2,比对照甘南垂穗披碱草增产25.4%,差异显著;种子产量平均达2 874.4kg/hm2,与对照相当;叶茎比比对照高61.75%,总的叶量比对照多40.32%。该品系具有迟熟、持青期长、抗寒等特点和茎节多、茎秆细、叶片宽长、叶量丰富、适口性好、消化率高等特性,适宜进行刈牧兼用。可以在川西北高原及类似气候区人工草地建植、天然草地补播改良、退化草地治理等方面大力推广利用。     

青藏高原和新疆地区垂穗披碱草种质的SRAP及RAPD分析

使用SRAP和RAPD标记对采集自我国青藏高原和新疆地区的64份垂穗披碱草(Elymus nutans Griseb.)进行遗传多样性和亲缘关系分析,并测其遗传变异和各地理类群的遗传多样性水平。结果表明:2种标记都显示供试材料具有较高的遗传多样性水平(PPB=85.86%,90.39%),且新疆地区材料的遗传多样性水平高于青藏高原地区,它们分别得到相似但并不完全相同的聚类图,相似生态地理环境的材料可以聚为一类;2种标记的分子方差分析(AMOVA)揭示了地理类群内部和地理类群间分别有48.23%,39.87%和51.77%,60.13%的变异;通过2种标记的比较分析,SRAP能更高效地对垂穗披碱草种质进行遗传变异分析;青藏高原和新疆地区的材料存在明显的遗传分化,气候和山脉等生态地理条件以及繁育系统等可能是使材料发生遗传变异的重要因素。这些结果将为垂穗披碱草种质的育种以及种质资源的收集和保存提供基础依据。     

垂穗披碱草的研究进展

垂穗披碱草是青藏高原分布最广的优质牧草之一,作为高寒地区栽培利用、退化草地补播及改良的主要草种,具有重要的经济和生态利用价值,对人工草地建植和天然草地植被修复具有重要意义。对垂穗披碱草遗传多样性、种子萌发特性、农艺性状、栽培及利用、抗逆性等方面的研究现状进行综述,以期为下一步垂穗披碱草的研究和利用提供一定参考。     

青藏高原野生优质牧草——垂穗披碱草

1植物学特征 垂穗披碱草（Elymus nutans Griseb）为披碱草属多年生疏丛型上繁禾草，在青藏高原海拔2500～4000m的地区广泛分布，生长植株根系发达，播种当年须根人土可达50cm左右。茎秆直立，株高80～100cm；叶片扁平，叶长8～15cm；穗状花序长15～20cm，小穗排列略偏于一侧，通常弯曲下垂；穗轴每节具小穗两枚，渐近穗轴顶端者1枚，每小穗含3～4朵小花，其中仅2～3朵小花发育，成熟后带紫色，具芒；颖果，种子千粒重为3．4～4．9g。     

垂穗披碱草种质资源繁殖相关特性遗传多样性研究

对采自甘肃、青海以及四川等地的50个垂穗披碱草居群的穗长、穗宽、每穗小穗数、种长、芒长和千粒重等6个与其繁殖相关的性状进行了遗传多样性研究。Shannon-weaver指数分析显示,50个居群在形态性状上具有丰富的遗传多样性(H′=1.873)。遗传多样性主要集中在居群内部(63.8%),居群间存在一定的遗传变异(36.2%)。各性状间的遗传变异具有不均衡性,穗宽变异较大(CV=0.347 2),种长变异最小(CV=0.118 4)。聚类分析表明,50个居群可分为3组;相关分析结果表明,海拔、经度、纬度、年均温和年均降水量对垂穗披碱草的繁殖性状变异有不同程度的影响,其中海拔和年均温对穗长和每穗小穗数影响极显著(P<0.01)。此外,提出了垂穗披碱草的利用和保护建议。     

若尔盖高原垂穗披碱草种群分化和性状遗传规律研究Ⅰ综合报告

以若尔盖高原的垂穗披碱草种群和群体内的变异类型为代表，从宏观和微观上探讨了种群分化、性状遗传基础、遗传规律等。结果表明，若尔盖高原的垂穗披碱草种群在长期的人为活动和区域气候的影响下，形式了明显的生物生态型和气候生态型分化。从其种群内分化出的变异类型的表现型可以明显看出有八种不同的类型分异，从其染色体组型分析结果发现染色体对数存在着明显差别，最多达４２对（六倍体），最少２１对（三倍体），其间有３５对（五倍体）。     

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。     

西藏野生垂穗披碱草EnCBL10基因的克隆与功能研究

钙调磷酸酶B类蛋白(Calcineurin B-Like Proteins, CBLs)是钙信号通路中重要成员,在植物应答多种非生物胁迫中具有重要的作用。本研究基于前期转录组数据,在西藏野生垂穗披碱草(Elymus nutans Griseb.)中筛选EnCBL10基因,将其异源表达于烟草(Nicotiana tabacum)中,分析转基因植株EnCBL10在低温和干旱胁迫下的生长及生理响应。结果表明：EnCBL10开放阅读框为792 bp,编码263个氨基酸。EnCBL10蛋白的理论等电点为5.17,为疏水蛋白和非分泌蛋白。低温和干旱胁迫下,对比于野生型烟草,转基因烟草叶片的细胞膜稳定性显著增加,过氧化物酶(Peroxidase, POD),抗坏血酸过氧化物酶(Aseorbateperoxidase, APX)和谷胱甘肽还原酶(Gluathione reductase, GR)活性显著升高。低温胁迫下,两个转基因株系的脯氨酸含量分别提高了79.7%和70.8%(P<0.05);在干旱胁迫下,野生型植株(WT)和过表达植株中脯氨酸含量均有所降低,但转基因植株比WT的下降幅度小。因...     

丛枝菌根真菌对垂穗披碱草的生长发育和防御性酶活的影响

为研究丛枝菌根真菌(Arbusculae mycorrhizal fungi, AMF)在植物抵御虫害过程中的作用,本研究以垂穗披碱草(Elymus nutans Griseb.)为供体植物,老芒麦(Elymus sibiricus Linn.)为受体植物,以摩西管柄囊霉(Funneliformis mosseae)作为接种菌种,共设置5个处理,即：存在菌丝,但无根系连接(A)、无菌丝和根系连接(B)、无根系但有菌丝连接,且在虫害处理前旋转(C)、既有菌丝又有根系连接(D)、无接菌但存在根系连接(E),测定了菌根侵染率、地上地下生物量、碳氮含量以及防御酶活性等指标。结果表明：AM真菌显著提高了受体植物地下生物量(P<0.05);虫害发生后,AM真菌诱导了供受体植物体内的防御酶活性显著升高(P<0.05)。本试验证明了AMF可以促进宿主植物的生长发育,菌丝网络则为主要防御化学信号的传递途径。     

披碱草属(Elymus L.)植物遗传多样性研究

以我国 9 种披碱草属(Elymus L. )的40个居群为材料, 采用形态学、等位酶和微卫星3 种标记对28个形态特征、7个等位酶位点和 11对SSR引物进行遗传多样性分析。结果表明:不同居群的披碱草间形态差异显著; 不同种、居群和形态特征变异规律也有所不同。旗叶与穗基部长度、生长速度( 幼苗-分蘖) 、小穗柄、植株绒毛分级在种内变异较大, 而穗的形状、穗节数、株高和内稃的变化较为稳定。聚类分析结果表明:披碱草(E.dahuricus Turcz.) 、圆柱披碱草(E.cylindri-cus( Franch.) Honda) 、紫芒披碱草(E. purpuraristatus C. P. Wang et H. L. Yang)变异很大, 垂穗披碱草(E.nutans Griseb L.)和老芒麦(E.sibiricus Linn.) 的居群按种归类比较清晰明显。     

青藏高原垂穗披碱草种质资源遗传多样性的SSR分析

采用SSR分子标记技术,对采自青藏高原的30份野生垂穗披碱草(Elymus nutans)种质进行遗传多样性分析。结果表明,1)筛选出的16对引物共获得了116个等位基因位点,92个多态性位点,多态性位点率(PPB)为79.75%,多态性信息(PIC)含量为0.063~0.325,平均值为0.188,材料间遗传相似系数(GS)介于0.692~0.976,平均值为0.828。2)聚类分析表明,在遗传相似系数0.804处,30份供试材料可聚为四大类,单独聚为一类的09-214表现出与其他材料较远的亲缘关系,主成分分析结果与UPGMA结果基本一致。群体遗传结构分析显示,大部分材料的遗传背景较为单一,群体划分的结果与聚类分析的结果部分保持一致。研究显示,供试种质材料间存在较大的差异,部分材料表现出相对独立的特性,遗传多样性较丰富,可为垂穗披碱草的保护利用、新品种的选育及优良基因的挖掘提供参考依据。     

不同放牧强度下垂穗披碱草遗传多样性分析

放牧对草地植物种群遗传与进化产生重要影响,本研究利用SSR分子标记对4个不同放牧强度下垂穗披碱草种群遗传多样性进行研究,试验地选择在甘肃省甘南自治州玛曲县的阿孜试验站,利用8对多态性强的SSR引物对不同放牧压力下4个居群的800个个体基因组进行检测,每个位点的有效等位基因数在1.2267~1.9976之间。利用popgene分析发现不放牧垂穗披碱草种群遗传多样性最高,在3种不同放牧地,中等放牧强度的遗传多样性指数较高,其次为重牧,最后为轻度放牧。在不同放牧干扰下的4个垂穗披碱草种群的遗传分化系数为0.5168,基因流N_m=0.2337,说明4个种群的遗传变异主要发生在种群之间。从种质资源保护角度来讲,不放牧对于垂穗披碱草种质资源的保护是有利的;从草地利用角度,中等放牧强度比较合理。     

披碱草属植物遗传多样性研究进展

综述了近年来国内外关于披碱草属(Elymus L.)植物遗传多样性的研究现状和存在的问题,同时讨论了其作为重要种质资源的应用前景。     

6份川西北短芒披碱草种质苗期的抗旱性综合评价

为了探明来自川西北的6份短芒披碱草(Elymus breviaristatus)种质材料的苗期抗旱性差异,采用室内盆栽法对种质进行为期21d的干旱处理,分别于停止浇水第0、7、14和21天取植株叶片,研究了不同水分胁迫条件下各种质的相对含水量(RWC)、相对电导率(REC)、脯氨酸(Pro)含量、叶绿素(Chl)含量、丙二醛(MDA)含量和超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性7个生理特征指标的变化,并采用隶属函数法对6份短芒披碱草种质材料的抗旱性进行综合评价。结果表明,干旱胁迫对不同抗旱短芒披碱草种质材料的各生理指标有显著的影响(P0.05),其各表型值与对照差异显著(P0.05),且各种质间差异显著(P0.05)。随着干旱胁迫时间的延长,6份短芒披碱草材料的相对含水量和叶绿素含量呈显著下降趋势(P0.05),而丙二醛含量、相对电导率、脯氨酸含量和POD活性表现出上升趋势,SOD活性呈现先上升后下降的趋势。由隶属函数分析7个生理指标得到供试材料苗期抗旱性强弱顺序依次为205176205133红10-5204290红6-5205104。