羊草耐逆的分子生物学研究进展

羊草是欧亚大陆东部草原的多年生关键物种,具有重要的生态和经济价值。近年来,随着分子生物学和测序技术的快速发展,羊草的耐逆研究(耐盐碱、耐干旱、耐低温、耐刈割)在分子水平上取得重要进展。本文综述了羊草耐逆性近年来取得的研究成果,旨在为羊草抗逆基因资源的开发利用提供理论依据。     

耐低钾山羊草基因型的筛选与鉴定

为研究小麦近缘属种的耐低钾特性,分析不同山羊草(Aegilops)耐低钾胁迫下各生理指标的差异,筛选和鉴定耐低钾基因型。本试验通过砂培法,以9种不同基因型山羊草为供试材料,采用改进的Hoagland营养液,设低钾(0.02mmol·L~(-1) KCl)和正常供钾(2.0mmol·L~(-1) KCl)两个水平进行试验。对相对根冠比、相对根长、相对地上部干重、相对钾积累量和相对钾利用效率5个指标进行相关分析和主成分分析,筛选出3个综合指标进行山羊草耐低钾基因型的鉴定。结果发现,不同基因型山羊草对低钾胁迫存在显著的差异。地上部干重、钾积累量和钾利用效率可以作为苗期耐低钾种质筛选的重要指标。综合评价结果表明:双角山羊草(Ae.bicornis)、偏凸山羊草(Ae.ventricosa)、粗厚山羊草(Ae.crassa)、拟斯卑尔托山羊草(Ae.speltoides)、尾状山羊草(Ae.caudata)、粘果山羊草(Ae.kotschyi)、易变山羊草(Ae.variabilis)、欧山羊草(Ae.biuncialis)、小伞山羊草(Ae.umbellulata)的综合评价值(D值)分别为0.383,0.898,0.327,0.516,0.007,0.682,0.338,0.346,0.655。由此可知,其中偏凸山羊草耐低钾胁迫能力最强,其次是粘果山羊草,尾状山羊草耐低钾胁迫能力最弱。通过本试验,初步建立了山羊草耐低钾种质的评价指标,为进一步研究山羊草的耐低钾分子机制,以及小麦育种上利用耐低钾山羊草种质提供了材料和理论依据。     

扎龙保护区不同生境羊草种群生物量的年龄结构

羊草(leymus chinesis)是根茎型禾本科牧草,具有耐干旱、耐瘠薄、耐盐碱、耐短时积水等优良的生物学特性,营养繁殖力极强,在我国东北草原和内蒙古东部草原的羊草分布中心经常形成大面积单优群落.多年来,羊草一直是草地学和生态学学者研究的重点,主要集中在结实率、发芽率、生物量生殖分配、觅养生长格局、遗传分化、密度制约机制、营养繁殖动态等方面,对不同土壤生境下羊草种群生物量的年龄结构报道较少.     

中性盐和碱性盐对羊草幼苗胁迫的研究

用含不同浓度的中性盐（Ｎａｃｌ）和碱性盐（Ｎａ２ＣＯ３＋Ｎａｃｌ）的营养液，模拟土壤盐碱化条件，观察和分析耐盐牧草羊草（Ａｎｅｕｒｏｌｅｐｉｄｉｕｍｃｈｉｎｅｎｓｉｓ）的生长、生理和代谢变化，并对有关生理指标建立了数学模型。结果表明，羊草对中性盐、碱性盐适应方式以耐胁变性为主，盐胁迫首先作用于细胞膜，羊草幼苗以吸收无机离子进行渗透调节。当盐胁迫增加到一定程度时，脯氨酸的积累起到重要的渗透调节作用。中性盐和碱性盐胁迫对羊草幼苗生理效应不同：羊草幼苗对低浓度中性盐胁迫反应比较敏感，相比之下对低浓度的碱性盐胁迫反应较为迟钝；但在高浓度下，两种盐对羊草幼苗都产生了相当程度的危害，其中受碱性盐的危害更为严重，因为碱性盐胁迫下除了Ｎａ＋作用外又增加了高ｐＨ的作用。     

羊草种子耐海水萌发特性初步研究

近年来,海水稻研究引起社会广泛关注。羊草作为耐盐碱乡土草种资源,尚未见羊草耐海水有关试验报道。本文选择S19和S11两份羊草种质,研究了不同海水浓度对种子萌发特性的影响,结果表明,羊草种子萌发率随海水浓度的增加而降低,萌发率与海水浓度呈明显负相关; S19比S11更耐受海水抑制;羊草胚根长度、第一片真叶长度均随海水浓度的增加而受到明显抑制,胚芽鞘所受抑制较小。这些结果对羊草种质资源的耐海水评价和新品种培育具有重要参考价值。     

羊草种质资源耐盐性评价

羊草[Leymus chinensis (Trin.) Tzvel.]是禾本科赖草属多年生优质牧草,具有较强的耐盐性,是非盐生植物中耐盐性最高的物种之一。本试验对100份羊草种质萌发和幼苗期耐盐性进行了评价。结果表明:盐胁迫下,羊草不同种质的萌发率为25. 33%～92. 67%,相对盐害率为-6. 31%～95. 54%,分为耐盐性极强、强、中、弱、极弱五种类型,其中耐盐性极强的种质如Z31、Z3、W36、C31等在盐胁迫下相对萌发率为85%左右;在1%Na Cl处理下,对盐敏感羊草种质的抑制作用大于对耐盐种质的抑制,盐胁迫对各器官的抑制强度不同,对根长的抑制大于对叶长的抑制,对胚芽鞘长度的影响差异不显著;不同时期盐处理的抑制效果不同,在一叶期的抑制作用大于萌发期;羊草萌发阶段盐敏感时期在第1～4d,此时进行盐处理对羊草的萌发率影响最大。这些结果对羊草种质资源的耐盐性评价和新品种培育具有重要参考价值,同时为羊草耐盐的分子作用机理和耐盐基因的挖掘提供了可靠的种质。     

羊草种质资源耐盐性评价

羊草[Leymus chinensis (Trin.) Tzvel.]是禾本科赖草属多年生优质牧草,具有较强的耐盐性,是非盐生植物中耐盐性最高的物种之一。本试验对100份羊草种质萌发和幼苗期耐盐性进行了评价。结果表明:盐胁迫下,羊草不同种质的萌发率为25. 33%～92. 67%,相对盐害率为-6. 31%～95. 54%,分为耐盐性极强、强、中、弱、极弱五种类型,其中耐盐性极强的种质如Z31、Z3、W36、C31等在盐胁迫下相对萌发率为85%左右;在1%Na Cl处理下,对盐敏感羊草种质的抑制作用大于对耐盐种质的抑制,盐胁迫对各器官的抑制强度不同,对根长的抑制大于对叶长的抑制,对胚芽鞘长度的影响差异不显著;不同时期盐处理的抑制效果不同,在一叶期的抑制作用大于萌发期;羊草萌发阶段盐敏感时期在第1～4d,此时进行盐处理对羊草的萌发率影响最大。这些结果对羊草种质资源的耐盐性评价和新品种培育具有重要参考价值,同时为羊草耐盐的分子作用机理和耐盐基因的挖掘提供了可靠的种质。     

松嫩平原主要草原群落放牧干扰梯度对植物多样性的影响

松嫩草原五个主要群落类型放牧干扰梯度对植物样性影响的研究结果表明,在放牧过程通过牧畜的啃食、践踏作用干扰草原环境,使群落物种组成发生变化,优势地位发生更替,导致植物多样性变化。随着放牧干扰强度的增大,群落丰富度随之下降。多样性指标在中牧或重牧阶段出现峰值,主要缘于群落均匀度的增加。β多样性研究结果表明,羊草群落和羊草－杂类草群落植物多样性的耐牧性较差,而贝加尔针茅－羊草群落、贝加尔针茅－杂类草群落     

羊草的最佳播种期

羊草又名硷草,是多年生禾本科根茎牧草。茎叶软嫩适口,是牲畜喜食的优质牧草,近几年各地已经大面积种植,为了更好地发展羊草的种植业,现就我们多年的种植经验谈一下羊草的最佳播种期。不同季节的播种比较按羊草喜润、抗寒、耐盐硷等生物学特性,我们在春、夏及临冬三个季节用同样方法在条件相同的草场进行了多例种植,效果如下表:     

盐渍条件下苜蓿和羊草生长与营养吸收的比较研究

通过室内模拟试验,研究了盐分对苜蓿和羊草生长与营养吸收的影响,结果表明,盐度处理对羊草植株生长的影响低于对苜蓿的影响,羊草较苜蓿更为耐盐。苜蓿的蒸散量和净光合速率（NPn),尤其是日最大净光合速率受盐分的影响比羊草显著。随土壤含盐量的增加,苜蓿和羊草植株N、P含量无明显变化,K含量迅速降低,而Na含量急剧增加。苜蓿与羊草相比,苜蓿则有相对较低的K特定吸收率（SAR）和高的Na特定吸收率（SAR）。     

羊草

(一)生物特性羊草也称碱草,为多年生根茎性禾草.高30～90 cm,羊草适应性强,耐旱、耐寒、耐盐碱、耐风沙,对土壤有广泛的适应能力.羊草的根茎发达,形成根网,其他植物不易侵入.羊草在总含盐量达0.1%～0.3%的土壤中,在排水不良的轻度盐化草甸土上、在排水条件差的黑土和碳酸盐黑钙土上都能正常生长.     

改良草原的新途径——翻耙更新

我省松嫩草原资源十分丰富。在广阔的草原上生长着几十种优良牧草。特别是根茎型禾草草原—羊草分布的很广,在草甸草场中多为建群种。羊草的侵占性,适应性很强,抗寒、抗旱,耐碱、耐践踏,     

羊草对不同浓度碳酸盐胁迫的生理响应

本试验研究羊草在不同pH沙培环境下的生理反应。结果表明,盐碱胁迫不同程度地影响了羊草的营养生长以及物质代谢,pH8.4以下的弱碱性土壤环境有利于羊草的生长。但随着土壤pH的升高(pH>8.4),其株高和地上地下含水量均呈下降趋势。此外,在盐碱胁迫下,羊草叶绿素含量亦呈下降趋势,植物组织中丙二醛的含量、脯氨酸积累量等胁变反应均随pH增高而加剧。胁迫变化表明,羊草具有一定的耐盐性,是研究植物耐盐分子机制的好材料。     

羊草栽培技术与利用

羊草是我国东北、华北、西北等干旱草原地区优良的多年生野生牧草.抗寒、耐旱、耐践踏、耐瘠薄、耐盐碱,具有广泛的适应性,是优良的禾本科牧草.每亩(667平方米)干草产量为150～300千克,高者达500千克.羊草具有较高的饲用价值,适口性好、营养丰富,可放牧、调制干草及青贮,是牛、羊、马等家畜的优质饲料.优质干草也是我国出口的主要牧草产品之一.     

推广耕翻技术 提高草场生产力

一、浅耕翻提高羊草草场产草量的原理 羊草是多年生根茎型禾草,具有很强的适应能力,耐寒、耐旱、耐盐碱,再生能力强,耐践踏、产草量高、适口性好、营养价值高。它有两种繁殖方式,一种是有性繁殖(种子繁殖),一种是无性繁殖,即利用地下发达的根茎进行繁殖。地下的根茎纵横交     

贝加尔针茅草原主要植物地上生物量分配对放牧梯度的响应

通过对放牧梯度下贝加尔针茅草原主要植物不同器官(茎、叶、花或果)的生物量分配格局变化进行探索,结果表明:贝加尔针茅草原主要植物的繁殖分配随牧压梯度增加,表现出明显的规律性,中牧条件下,贝加尔针茅草原植物群落的繁殖分配与优势种羊草等较耐牧植物变化趋势一致,均较轻牧下显著增加,而优良禾草、豆科牧草等均显著减少;重牧条件下,植物群落的繁殖分配与优良禾草、豆科牧草等以及退化标志植物变化趋势一致,均较中牧下显著减少,而较耐牧植物羊草等均显著增加。     

羊草△1-吡咯琳-5-羧酸合成酶(LcP5CS1)基因的克隆与分析

羊草具有耐寒、耐盐和耐早等特点,是一种兼具经济价值和生态价值的多年生重要牧草.脯氨酸是植物在渗透胁迫下积累的主要渗透调节物质之一.△1-吡咯啉-5-羧酸合成酶(P5CS)是脯氨酸的谷氨酸合成途径中的关键酶.根据前期Solexa测序结果的数据,设计同源引物,从羊草中克隆了一个P5CS基因,该基因cDNA序列全长2 197 bp,推断其编码730个氨基酸,根据序列比对将其蛋白命名为LcP5CS1.同源性分析表明:LcP5CS1与单子叶植物短柄草P5CS的同源性为95％,而与双子叶植物的P5CS同源性较低.表达模式分析表明,在叶鞘、叶和茎中,LcP5CS1均有较高表达;在冷、ABA、盐和干旱胁迫下,该基因明显受胁迫诱导,并随胁迫时间的延长,其表达量总体呈上调趋势.对羊草人工创伤处理后的Solexa测序差异表达数据分析表明:LcP5CS1在处理2和6h后表达量明显提高,推测羊草创伤处理后体内脯氨酸含量升高可能是其耐牧的一种适应性机制.     

羊草新品种栽培试验

羊草[Aneurolepidium Chinense(Trin.)Kitag]是我国东北、西北、华北地区著名的优良牧草。它具有抗寒、耐旱、耐瘠薄及耐盐碱等特性。羊草叶量丰富,适口性好,各种家畜均喜食,尤其大家畜最喜食,被广大牧民誉为“抓膘草”。吉林省生物研究所培育出了吉生1、2、4号新品种,为了观察其生态特性和生产性能,我校1987年以来进行了对比栽培试验。     

羊草与灰色赖草及其杂交种的耐盐生理特性比较

用不同浓度的复盐(NaCl 60%,Na2SO4 40%)进行根际盐分胁迫处理,研究了羊草(Leymus chinensis)、灰色赖草(Leymus cinereus)及其杂交种的耐盐生理特性.结果表明,在0.2%、1.0%和2.0%盐浓度胁迫处理下,两亲本及其杂交种叶片均表现相对含水量(RWC)逐渐降低,相对电导率、丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性逐渐增加,但亲本羊草和杂交种的SOD酶活性在2.0%盐浓度胁迫下,酶活性开始降低.而且杂交种对盐胁迫的敏感性与亲本灰色赖草接近,小于另一亲本羊草.     

火生态因子对内蒙古草原羊草种群的影响

用控制火烧的方法,研究了火烧对内蒙古草原羊草种群的影响。结果表明,火烧不利于羊草种群枝条的生长发育,抑制羊草的生长高度,降低其单枝干重。但在羊草样地内,由于火烧可以极大地提高羊草种群的密度,增加种群的总地上生物量,因此从种群整体角度来看火烧对羊草群落中羊草种群的生长发育具有积极的促进作用。从研究结果来看,每隔几年（大约4～5年）适当火烧一次非常有利于羊草种群的发展,火烧效应至少可以维持4～5年的时间。然而,连年重复火烧将对羊草种群产生不利的影响。此外,火烧对羊草种群的作用效应受环境状况的强烈影响,在水分条件和土壤理化性状较差的大针茅群落中,火烧会对羊草种群产生不利的影响。