干旱胁迫下老芒麦遗传多样性分析

对干旱胁迫处理的20份不同居群的老芒麦10对多态性引物进行SSR分析,研究干旱胁迫处理对老芒麦遗传多样性的影响。结果显示:10对引物总扩增带数115条,平均每个引物对扩增11.5条,多态性带数为103条,占总条带数的89.57%,每对引物扩增7~15条,平均为10.3条,多态性信息含量(PIC)为0.255~0.473,平均为0.368,SSR标记效率(MI)为3.87;通过POPGENE软件得出供试材料的Nei’s遗传多样性指数(He)为0.332 4,Shannon指数(Ho)为0.492 6。NTSYSpc 2.1软件和POPGENE 32软件聚类结果均表明,胁迫处理材料与同批材料胁迫前的聚类结果差异较大。意味着干旱胁迫处理造成非编码区的微卫星序列的遗传变异和分化,致使其重复次数发生相应改变;而胁迫前后UPGMA聚类都表明产地相同的材料大多聚为一类,但不完全一致,其中,内蒙古的材料胁迫前后差异较大。分析结果表明,供试老芒麦材料间差异明显,遗传多样性丰富,应加快其开发和合理利用。     

老芒麦种质对干旱胁迫的生理响应

以3个老芒麦种质为材料,采用不同PEG浓度(0％、5％、10％、15％)模拟干旱胁迫,通过老芒麦苗期生理指标的变化,并用隶属函数对3种老芒麦抗旱性进行分析,研究老芒麦幼苗对干旱胁迫的生理响应.结果 表明:随着干旱胁迫程度的增加,老芒麦种质叶片相对含水量降低;超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶等抗氧化物质均显著增加(...     

老芒麦幼苗糖代谢对PEG模拟干旱胁迫的响应

以青牧1号老芒麦(Elymus sibiricus cv.Qingmu No.1)为试验材料,采用不同浓度PEG模拟干旱胁迫,研究干旱对老芒麦幼苗糖代谢产物含量及酶活性的影响.结果 表明:随着干旱胁迫的持续,老芒麦幼苗体内糖代谢相关产物含量及相关酶活性均发生改变,且高浓度干旱胁迫下变化幅度更明显.其中,低浓度处理下,蔗...     

干旱胁迫下高羊茅基因组甲基化分析

DNA甲基化是真核细胞基因组重要的一种表观遗传调控。DNA甲基化影响基因表达,在植物逆境胁迫适应中起着重要作用。高羊茅是禾本科单子叶羊茅属植物,具有良好的耐寒、耐热性,大量用作运动场草坪和防护草坪,也可用做牧草。干旱是限制高羊茅分布和产量的主要因素之一。本研究利用甲基化敏感扩增多态性技术(MSAP),比较了高羊茅在干旱胁迫15 d后基因组胞嘧啶甲基化的变化。在干旱胁迫下,植株生长受到严重抑制。MSAP分析显示,10对选择性扩增引物,共扩增出475个CCGG位点,其中131个位点发生了甲基化或去甲基化变化,占27.58%。对照组和干旱处理组,总甲基化水平分别是43.16%和42.11%,显示干旱胁迫诱导高羊茅总的甲基化率下降了1.05%。对差异条带进行归类分析,并克隆、测序,获得13条不同变化类型的序列。序列同源分析显示,大多数序列是参与胁迫应答的基因片段。其中2个片段,Fa6和Fa7为干旱诱导下发生甲基化的位点,分别与小麦和大麦的一个逆转录转座子具有较高的同源性,在干旱胁迫下它们的甲基化程度增加,表明干旱诱导二者进一步甲基化。甲基化的转座子在维持基因组稳定性具有重要作用。综上,干旱胁迫诱导的甲基化的变化,可能参与高羊茅对环境的适应性调节。     

9份野生老芒麦种质资源抗旱性综合评价

以9份采自川西北高原的野生老芒麦种质资源为试验材料,通过对苗期至开花期自然干旱胁迫处理下的生理生化、生长特性、生物量等指标的观测,筛选出鉴定老芒麦抗旱性的重要指标,在此基础上对供试材料的抗旱性进行综合评价.结果表明:可将干物质胁迫指数作为老芒麦抗旱性鉴定的初级指标,POD活性、株高、叶面积、生育期、分蘖数、地上部分鲜重等作为次级指标;并筛选出抗旱性较强的SAG205190、SAG204059、SAG205164、SAG205171、SAG205118作为抗性育种中间材料进一步研究.     

聚乙二醇模拟干旱胁迫对老芒麦幼苗生长及次生代谢部分产物的影响

本研究采用不同浓度的聚乙二醇（polyethylene glycol,PEG-6000）溶液对老芒麦（Elymus sibiricus L.）幼苗进行模拟干旱胁迫,研究干旱胁迫对老芒麦幼苗生长、次生代谢相关酶活性和相关产物含量的影响。结果表明：与对照相比,干旱胁迫抑制了老芒麦幼苗生长,叶片不同程度萎蔫,显著降低了叶片相对含水量（Relative water content,RWC）、株高、根长、叶和根鲜重,且中度干旱的降幅大于轻度干旱;干旱胁迫下,过氧化物酶（Peroxidase,POD）活性在中度干旱胁迫中响应比轻度干旱更迅速;苯丙氨酸解氨酶（L-phenylalanine ammonia-lyase,PAL）活性在轻度干旱20 d和中度干旱15 d时最强;两种干旱处理第15 d时,老芒麦叶片的总酚、类黄酮和单宁含量显著高于对照（P<0.05）,且中度干旱胁迫下的增幅较大。综上所述,干旱胁迫导致老芒麦幼苗生长减缓,幼苗叶片POD快速响应,表现较为敏感,POD和PAL相互协作,促进部分次生代谢产物积累,从而使老芒麦适应干旱胁迫。     

干旱胁迫对2种不同抗旱性老芒麦幼苗ROS积累及抗氧化系统的影响

为探究不同抗旱性老芒麦（Elymus sibiricus L.）材料对干旱胁迫下幼苗活性氧（Reactive oxygen species,ROS）积累和清除的影响,从而为老芒麦抗旱生理机制的研究及抗旱材料的选育提供一定的理论基础,本试验选用抗旱性差异明显的2份老芒麦材料（抗旱性强的材料,记为Q,处理组QD,对照组QC;抗旱性弱的材料,记为S,处理组SD,对照组SC）,采用砂培法培养材料,待幼苗长到2叶1心时,用含有20% PEG 6000（W/V）的1/2 Hoagland营养液进行胁迫处理,2份材料的对照正常培养。在处理7 d、14 d和21 d取样,分别测定各项指标。试验结果表明,在整个胁迫过程中,QD的株高、叶片相对含水量（Relative Water Content,RWC）降幅及ROS和丙二醛（Malondialdehyde,MDA）增幅均低于SD,但是抗氧化酶活性的增幅以及抗氧化物质的比值高于SD。与各自的对照相比,干旱胁迫21 d后,QD和SD的株高分别下降39.11%和55.20%;RWC分别下降78.34%和84.52%;O₂^·-含量分别增加235.71%和323.03%;H₂O₂含量分别增加126.19%和234.88%;MDA含量分别增加318.99%和434.81%;超氧化物歧化酶（Superoxide dismutase,SOD）活性分别增加156.20%和83.83%;过氧化氢酶（Catalase,CAT）活性分别增加32.39%和30.50%;抗坏血酸过氧化物酶（Ascorbate Peroxidase,APX）活性分别增加58.10%和172.89%;脱氢抗坏血酸还原酶（Dehydroascorbate Reductase,DHAR）活性分别增加66.54%和11.38%;谷胱甘肽还原酶（Glutathione Reductase,GR）活性分别增加227.07%和130.29%;抗坏血酸（Ascorbic Acid,ASA）和脱氢抗坏血酸（Dehydroascorbic acid,DHA）比值（ASA/DHA）的降幅分别为52.51%和73.69%;谷胱甘肽（Glutathione,GSH）和氧化型谷胱甘肽（Glutathiol,GSSH）比值（GSH/GSSH）的降幅分别为40.94%和61.43%。综上可得,干旱胁迫下抗旱性强的材料株高和RWC降幅、ROS积累和膜脂过氧化程度显著低于抗旱性弱的材料;抗旱性强的老芒麦响应干旱胁迫时以SOD、CAT和GR为主,抗旱性弱的老芒麦响应干旱胁迫时以SOD、CAT和APX为主;但是整体来看,抗旱性强的老芒麦表现出更强的抗氧化防御系统。     

利用EST-SSR标记构建中国老芒麦品种DNA指纹图谱及种质遗传多样性

本研究利用EST-SSR分子标记,对国内的52份老芒麦(Elymus sibiricus)材料进行遗传多样性的研究,并构建了7个老芒麦品种及栽培材料的DNA指纹图谱。20对EST-SSR引物共产生204个条带,平均每对引物扩增出10.2条带,176(86.27%)条带为多态性条带,表明供试材料具有较高水平的多态性。同时,引物Elw404和Elw195构建的指纹图谱较为容易地将品种和栽培材料与其他材料区别开。分子方差分析(AMOVA)表明,老芒麦地理区域内(73.94%)的遗传变异远高于地理区域间(26.06%)。结构分析将52份材料分为5组,主成分分析(PCoA)结果与之相似。与品种及栽培材料相比,野生材料具有更高的遗传多样性[多态性条带数(NPB)为174,多态性百分比(PPB)为85.29%,香农多样性信息指数(I)为0.296 6,Nei’s基因多样性(H)为0.179 8,观察等位基因数(Na)为1.852 9],可作为重要的遗传资源用于后续的育种工作。本研究结果表明,EST-SSR分子标记可以有效地评价老芒麦种质遗传多样性及进行品种鉴定。研究结果为制定老芒麦种质原位和非原位保护策略提供参考。     

老芒麦染色体组型分析

以老芒麦种子为材料,利用酶解-火焰干燥法来分析有丝分裂中期染色体核型,为老芒麦系统分类及育种工作提供科学依据。研究结果表明,老芒麦染色体数目为28条,13号染色体上有1对随体,臂比值大于2的染色体占7.14%,最长染色体与最短染色体比值为2.04,核型公式是2n=4x=28=24m+4sm(2SAT),不对称类型为2B。细胞有丝分裂呈现出间期、前期、前中期、中期、后期5个不同的时期。在分裂间期,细胞核染色均匀;到分裂前期时可以看到纤细状的网状染色体;进入分裂前中期,可辨别单个染色体;到分裂中期,染色体高度浓缩,姊妹染色单体及着丝点都清晰可辨;在分裂后期,姊妹染色单体分离。     

老芒麦野生种质材料芽期耐铅性评价

通过测定不同铅浓度（0.05、1.0、2.5、5.0、10.0mol/L）胁迫下6份老芒麦材料种子的发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数等4项指标,比较不同老芒麦材料芽期耐铅性的强弱。结果表明,不同Pb＋浓度对供试种子的发芽率,发芽势、发芽指数和活力指数都有影响。通过对6个供试种子指标的比较,来自河北沽源县的老芒麦材料表现出了对重金属铅较强的耐受性;来自河北雾灵山的老芒麦材料表现出对重金属铅较弱的耐受性,其他材料耐铅性介于两者之间。     

披碱草和老芒麦野生居群生物多样性研究

以收集的13份披碱草和21份老芒麦野生居群为材料，以13个田间农业生物学性状为基本数据，运用聚类分析中的欧氏距离，分析披碱草和老芒麦各野生居群间的生物多样性，研究结果表明，披碱草和老芒麦野生居群间表型差异明显，生物多样性丰富。根据聚类结果，披碱草和老芒麦分别被分为5个和6个组(类型)。披碱草野生居群中采自新疆吉阜康的1个居群(XEDl)和新疆伊犁不同地点和生境的3个居群(XED3、XED4、XED5)有较高的牧草生产性能。在老芒麦野生居群中各农艺性状较为突出的是采自新疆阿勒泰地区的老芒麦(XED6)，其牧草和种子生产性能远高于其它居群。     

2种老芒麦种子发芽特性研究

适合在内蒙古生长的多年生牧草优良栽培品种严重匮乏,是制约内蒙古草牧业健康发展和农牧民增收的瓶颈。针对该问题,采用“本土植物选育”方法,从内蒙古乌拉特前旗白音花镇大桦背采集野生老芒麦种子,经过人工引种栽培驯化成为适宜在内蒙古地区气候条件下推广种植的饲用和生态及经济价值较高的新品系老芒麦。研究以野生老芒麦为对照,对新品系老芒麦种子的种子形态、吸水能力、发芽特性等进行比较分析。结果表明,野生老芒麦的芒长、吸水量显著(P<0.05)高于新品系老芒麦;新品系老芒麦的发芽率、发芽势、发芽指数、种子活力均显著高于野生老芒麦;2个品种颖果长无显著差异。经过驯化后的新品系老芒麦芒长变短,发芽能力变强,更适合进行田间种植生产。     

PEG-6000对老芒麦种质材料萌发期抗旱性影响的研究

为了解老芒麦Elymus sibiricus种质材料萌发期的抗旱性,选取7份来自不同地区的老芒麦种质材料,在0、50、100、150、200、250和300g/L的聚乙二醇(PEG-6000)的胁迫下,对相对发芽率、发芽势、发芽指数、种子活力、胚根/胚芽值进行综合测定评价,结果表明:高抗旱性老芒麦分别来自新疆昌吉埠康白杨沟的E03、山西五台山的E04和甘肃碌曲玛艾的E07;抗旱性偏弱的材料是山西五台山的E01、新疆伊犁的E02、新疆乌鲁木齐甘沟的E05;山西沁源县的E06的抗旱性最差。老芒麦作为优良的牧草,研究其在PEG-6000胁迫下时的萌发特性的变化,对其优良品种的选育具有重要意义。     

老芒麦种质资源的研究进展

我国有着极其丰富的老芒麦(Elymus sibiricus)种质资源,这对于今后研究老芒麦种质资源具有非常重要的作用。目前国内外对老芒麦种质资源的研究主要集中在其系统分类和遗传多样性方面,而老芒麦种质资源的育种和遗传完整性方面的研究还不够深入,尤其是遗传完整性方面还未见报道。本研究主要综述了老芒麦种质资源的植物学和生物学特征、遗传多样性、育种等国内外的研究进展,并提出了老芒麦种质资源研究中存在的主要问题,为老芒麦种质资源的进一步研究提供参考依据。     

加拿大披碱草与老芒麦及其杂种的生长规律和形态特性

研究加拿大披碱草与老芒麦及其杂种的生育时期、生长繁殖特性、穗部形态及育性特征.研究结果表明:加拿大披碱草比老芒麦生育期晚30 d左右,繁殖能力较弱,二者在形态学上有较大差异;其F1代在生长和无性繁殖特性上表现出杂种优势,而育性极为衰退,其它特征则介于双亲之间.     

激动素对盐胁迫下老芒麦幼苗端粒酶活性及生理特性的影响

以2015年采自青藏高原高寒草地野生老芒麦为对象,研究了不同程度NaCl盐胁迫下激动素对老芒麦幼苗端粒酶活性及生理特性的影响,为土壤盐渍化地区的农业生产以及老芒麦人工草地改良提供科学依据。采用营养液砂培法,待幼苗生长至第3片叶抽出并刚展开时,对老芒麦幼苗进行不同浓度(0、50、100、150、200 mmol·L^-1)的NaCl盐胁迫处理168 h,随后用不同浓度(0、5、10、20、30 mg·L^-1)的激动素叶面喷施处理240 h并测定幼苗的端粒酶活性以及生理指标:叶绿素、游离脯氨酸(Pro)、丙二醛(MDA)、可溶性糖(SS)、可溶性蛋白(SP)含量。结果表明,随着盐胁迫的增强,端粒酶活性呈现出先上升后下降的趋势,在50 mmol·L^-1的NaCl处理下,端粒酶活性达到最大值。当处理浓度大于50 mmol·L^-1时,随着盐胁迫的进一步增强,端粒酶活性逐步减小,渗透调节物质游离脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白含量均上升。可溶性糖在250 mmol·L^-1盐浓度下增加量最显著(P<0.05),与对照相比增加了101.5%。0 mmol·L^-1盐胁迫下经10 mg·L^-1 的激动素处理后,MDA含量下降64.9%。较高浓度激动素对盐胁迫的缓解效果显著(P<0.05),250 mmol·L^-1盐胁迫下经20 mg·L^-1激动素处理的植株,叶绿素含量较对照增加了17.3%,可溶性糖在100 mmol·L^-1盐胁迫下经20 mg·L^-1激动素处理,其含量较对照增加了165.6%。结果表明外源激动素对盐胁迫具有一定的缓解作用,适宜浓度的盐胁迫诱导了细胞端粒酶活性,高浓度盐胁迫可能造成了老芒麦细胞的氧化损伤,最终导致端粒酶活性下降。     

不同盐浓度下9份老芒麦种质材料的萌发及生理特性

为研究不同老芒麦(Elymus sibiricus)种质材料耐盐性表现,以筛选出耐盐品种,为耐盐老芒麦种质材料育种提供科学支撑,采用不同浓度梯度NaCl溶液(0.3%、0.6%、0.9%、1.2%、1.5%和1.8%)模拟盐胁迫,对9份来自全国不同地区的老芒麦种质材料进行耐盐处理,筛选出老芒麦萌发期适宜浓度,分别测定其萌发指标及幼苗叶片生理指标(脯氨酸、超氧化物歧化酶、丙二醛),分析不同浓度胁迫下指标的变化情况,并对9份老芒麦的耐盐性进行综合评价。结果表明,NaCl胁迫对老芒麦种子的相对发芽率、发芽指数均产生抑制影响,抑制了胚根与胚芽的生长,其叶片中超氧化物歧化酶活性、丙二醛及脯氨酸含量对盐胁迫浓度变化响应灵敏,0.9%NaCl盐浓度为合适的萌发期筛选浓度,根据隶属函数法进行综合评价,9份老芒麦材料耐盐性由强到弱依次为E03、E04、E08、E09、E07、E05、E06、E02和E01。     

4种微量元素对老芒麦种子质量的影响

本试验研究了B、Mn、Zn、Mo四种微量元素喷施对老芒麦种子质量的影响。结果显示,4种微量元素对老芒麦种子的质量均产生了明显影响。B和Mn的施用增加了种子的百粒重,显著提高了种子的活力。Zn的施用提高了种子的活力。B、Mn、Zn对老芒麦种子质量均有促进作用。Mo的施用对老芒麦种子质量有负面影响。施用后,种子百粒重下降,发芽特性指标表现出下降趋势,老化发芽率明显降低,表明该浓度的Mo喷施已产生了明显的副作用。