水分胁迫对不同紫花苜蓿品种幼苗生长特性和根系ABA含量的影响

为探讨水分胁迫对3个紫花苜蓿(Medicago sativa L.)品种的生长特性和根系ABA浓度的影响,在温室可控条件下,采用盆栽停水法设置轻度(停水7d)、中度(停水14d)和重度(停水21d)3个水分胁迫水平,对敖汉、中苜1号和三得利3个紫花苜蓿品种进行处理,并分别测量叶片水势、相对含水量、气孔导度、根系ABA含量、地上生物量、根冠比及Fv/Fm。结果表明:随着水分胁迫程度增加,紫花苜蓿的地上生物量、Fv/Fm、叶水势、叶片相对含水量和气孔导度下降,根冠比和根系ABA含量升高。品种间的地上生物量和根系ABA含量差异显著(P0.05),Fv/Fm和根冠比无显著差异(P0.05);敖汉和三得利的气孔导度和土壤体积含水量呈线性正相关,中苜1号则是二项式相关;3个紫花苜蓿品种的气孔导度与叶水势以及气孔导度与ABA含量皆呈指数相关。3个品种对水分胁迫的响应存在显著差异,中苜1号的抗旱性最强,其地上生物量和根系ABA含量最高,敖汉次之,三得利最弱。     

Changes of Proline Content, Activity, and Active Isoforms of Antioxidative Enzymes in Two Alfalfa Cultivars Under Salt Stress

The plants of two elfalfa （Medicago sativa L.） cultivars differing in salt tolerance were subjected to three salt treatments, 70, 140, and 210 mM NaCl for 7 days. Root, shoot, and leaf growths were inhibited by increased salt treatments in both cultivars, and at 140 and 210 mM salt treatments, Zhongmu 1 had significantly higher root, shoot, and leaf dry weights per plant than Deft. The malondialdehyde （MDA） accumulation in Deft was considerably greater than in Zhongmu 1, indicating a higher degree of lipid peroxidation at 140 and 210 mM salt treatments. The changes in the activity and active isoforms of antioxidant enzymes such as superoxide dismutase （SOD, EC 1.15.1.1）, catalase （CAT, EC 1.11.1.6）, peroxidase （POD, EC 1.11.1.7）, and ascorbate peroxidase （APOX, EC 1.11,1.11）, accumulation of free proline, and rate of lipid peroxidation in leaves of two alfalfa cultivars were also investigated. After stress, the activity and active isoforms of antioxidative enzymes were altered and the extent of alteration varied between the cultivar Deft and Zhongmu 1. The proline accumulation in Deft was considerably greater than in Zhongmu 1 at 210 mM salt treatment. This indicated that proline accumulation may be the result, instead of the cause, of salt tolerance.     

黄淮海平原旱作条件耐旱苜蓿品种筛选的试验研究

黄淮海平原是中国重要农区,农业生产在中国占有举足轻重的地位。在当前的农业结构调整中,苜蓿已经全面引入该区农业系统中,具有广阔的发展空间。但该区人均水资源占有量及亩均水资源占有量分别是全国的16%和18%,水资源严重不足问题在该区将长期存在。筛选适应该区旱作条件下的苜蓿新品种无疑具有重要意义。通过引进国内外10个苜蓿品种,完全旱作条件下开展3年的品种比较试验,结果表明,在旱作条件下产量较高的苜蓿品种分别是RS、中苜一号、BG-1和R-1,3年干草平均产量分别为6761.4kg/hm2、5991.8kg/hm2、6103.6kg/hm2和5980.2kg/hm2,分别比对照敖汉苜蓿增产55.5%、37.8%、40.3%和37.5%。     

50个紫花苜蓿品种在黄河三角洲盐碱地区的生产性能评价

采用田间随机区组试验方法,分析评价了50个紫花苜蓿品种在黄河三角洲盐碱地区连续3年的株高、产量等性状指标,以期筛选出适合该地区种植的紫花苜蓿品种。结果表明：不同苜蓿品种的生产性能差异较大,四季旺在黄河三角洲盐碱地区不能正常生长。3年生长过程中‘SR4030’、‘中苜1号’、‘55V12’、‘中苜2号’、‘巨能6’、‘巨能551’、‘新牧2号’、‘鲁苜1号’等品种株高和产量均表现较好,其中,‘SR4030’年干草总产量最高达20.53 t/hm2,株高最高达76.50 cm;‘龙牧806’、‘草原3号’、‘大富豪’、‘DLF-194’、‘皇后’、‘阿尔冈金’、‘苜蓿王’、‘敖汉’等品种株高和产量均较低。总体而言,不同苜蓿品种干草产量和株高随茬次增加呈降低趋势。‘SR4030’的生产性能最好,是最适宜在黄河三角洲盐碱地区种植的品种,其次为‘中苜1号’、‘55V12’、‘中苜2号’等品种。     

紫花苜蓿品种比较试验的研究

为筛选出适宜黑龙江省种植的紫花苜蓿品种,对引自国内外的8个紫花苜蓿品种进行了物候期、返青率、株高以及产量等性状的比较试验。结果表明:不同苜蓿品种的生育时期有较明显的差异;返青率国内苜蓿好于国外苜蓿,其中国外苜蓿返青率第三、四年明显下降;农菁1号品种一次刈割株高高于其它品种;肇东品种二、三次刈割株高高于其它品种;肇东苜蓿产量最高,农菁1号与草原1号次之,敖汉最低,国外品种第三年后产量降低明显。综合评价认为,农菁1号、肇东苜蓿、草原1号及龙牧801紫花苜蓿品种的综合性状好、产量高且稳定,适宜黑龙江省地区推广种植。     

异源表达芥菜BjMATE增强紫花苜蓿耐酸铝胁迫的机理

【目的】酸铝胁迫是南方农业生产面临的主要环境胁迫之一。研究乡土植物对酸铝胁迫的适应机理,发掘并利用优良基因培育抗酸耐铝作物新品种,从而为紫花苜蓿分子遗传改良奠定基础。【方法】贵州省草业研究所紫花苜蓿遗传改良组前期已从贵州乡土资源平坝苦油菜中克隆获得BjMATE,并将其构建过量表达载体。采用组织培养和花器官浸泡法分别对紫花苜蓿和拟南芥进行遗传转化,根据NPT抗性基因和特异基因设计引物对转化材料进行分子鉴定,并采用qRT-PCR进行表达量的鉴定。利用水培法平行比较转基因和对照紫花苜蓿在酸、铝和酸铝组合胁迫条件下的发芽率、幼苗生长状况,以及在长时间弱酸铝胁迫条件下的幼苗地上和地下部分的生长变化。采用酶标仪检测酸、铝以及酸铝组合胁迫条件下转基因和对照紫花苜蓿根系中POD、SOD、CAT等抗氧化酶的活性和MDA含量的变化,同时在BjMATE过表达的拟南芥中采用qRT-PCR的方法分析酸铝代谢途径的关键基因AtMATE、AtPIN2、AtALS3、AtALMT1和AtSTOP1在胁迫条件下的表达变化,并对其调控关系进行讨论。【结果】过量表达BjMATE的拟南芥和紫花苜蓿的阳性率分别为100%与66.7%,候选紫花苜蓿和拟南芥转基因株系中BjMATE的表达量分别比对照上调63.02和76.87倍。过量表达BjMATE紫花苜蓿株系OEMs-5和对照中苜1号紫花苜蓿的发芽率在正常、酸胁迫、铝胁迫和酸铝组合胁迫条件下都没有显著差别,但是其发芽势在胁迫条件下显著优于对照中苜1号。在长时间弱胁迫条件下,OEMs-5的株高与对照没有显著区别,但在铝离子胁迫和酸铝组合胁迫条件下,其的生物产量和根系伸长显著优于对照中苜1号。抗氧化酶活性和MDA含量在OEMs-5与中苜1号中的变化不尽相同。POD和SOD的活性在胁迫处理后的2个材料中都显著上升,但只有SOD的活性在2材料间差异显著。CAT的活性在处理间和材料间都没有显著的差异。MDA的含量略有下降,在铝离子和酸铝组合胁迫条件下的2个材料中差异达显著水平。qRT-PCR显示,在OEAt-1植株中,AtMATE、AtPIN2、AtALS3、AtALMT1和AtSTOP1受铝和酸铝组合胁迫诱导,但只有AtSTOP1在OEAt-1与野生型之间差异显著。【结论】BjMATE能够正向调节紫花苜蓿在种子萌发和幼苗生长阶段对酸铝胁迫的耐受性。活性氧清除系统尤其是SOD以及酸铝代谢途径关键基因AtSTOP1可能参与BjMATE介导的酸铝胁迫调节。     

黄瓜幼苗根系对水分胁迫的生理反应

以津优1号和春四黄瓜为试验材料,研究了黄瓜幼苗根系对不同程度水分胁迫的生理生化反应。结果显示,随着水分胁迫程度的增大,两个黄瓜品种幼苗的根系活力在轻度胁迫时上升,此后随着胁迫程度的加剧开始下降;根系相对电导率、丙二醛含量和可溶性糖含量都随着水分胁迫程度的增大呈明显上升趋势;脯氨酸含量随着水分胁迫程度的增大逐渐上升,但在严重胁迫时开始下降;津优1号和春四的SOD活性随着水分胁迫程度的增大明显上升,但津优1号的SOD活性在严重胁迫时略有下降。     

NaCl胁迫下秋眠型紫花苜蓿光合作用特性的研究

以中苜一号为对照,研究NaCl溶液(0,50,100,150和200 mmol.L-1)处理下秋眠型紫花苜蓿Maverick、Vernal、Pioneer5446的光响应动态,观察形态特征和盐害级别,用Li-6400光合仪测定叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和细胞间隙CO2浓度(Ci)。结果表明,随NaCl浓度的增加和胁迫时间的延长,Maverick、Vernal、Pioneer5446和中苜一号叶片的盐害级别均加大,但品种间和处理间盐害出现的时间早晚和最终盐害程度不同。在50和100 mmol.L-1 NaCl的较低浓度下秋眠型紫花苜蓿和中苜一号光合响应存在着预警阶段恢复阶段-耗尽阶段,在150和200 mmol.L-1 NaCl的高浓度下,紫花苜蓿光响应直接进入耗尽阶段。秋眠型紫花苜蓿的耐盐性低于中苜一号。     

关中地区紫花苜蓿生产性能和利用年限的研究

【目的】研究了关中地区8个紫花苜蓿品种连续8年的生产性能及其利用年限,旨在筛选出适合关中地区的紫花苜蓿新品种。【方法】2002-2009年,以8个国内外紫花苜蓿品种为研究对象,对其株高、鲜干比、茎叶比和产量等进行了测定,运用隶属函数法综合评价了各苜蓿品种的适应性,并对其在关中地区的最佳利用年限进行了分析。【结果】平均株高较高的品种是维多利亚和中苜1号,分别为71.67和70.89 cm;鲜干比较低的品种有放牧者、德宝和维多利亚;茎叶比较高的品种是三得利和关中;不同年份各个苜蓿品种平均产量具有明显差异,其中平均产量较高的品种分别是放牧者、中苜1号和三得利,分别比当地品种关中高48.19%,39.16%和38.55%。根据产量的二次回归方程可知,紫花苜蓿的干草产量高峰出现在第4年。【结论】中苜1号、三得利和放牧者的生产性能均较佳,适宜在关中地区推广应用,且最佳利用年限为5~6年。     

不同紫花苜蓿品种对低磷环境的形态与生理响应分析

【目的】筛选耐低磷苜蓿品种及与耐低磷密切相关的性状指标,进一步为紫花苜蓿耐低磷机制研究和生产应用提供理论依据。【方法】在溶液培养条件下,对20个紫花苜蓿品种的24 d龄的幼苗分别进行常磷(500μmol·L~(-1) KH2PO4)和低磷(5μmol·L~(-1) KH_2PO_4)处理,30 d后检测各品种的茎叶干重(SLW)、株高(PH)、根干重(RW)、根冠比(RS)、总根长(TRL)、根表面积(RSA)、全磷含量(TP)、磷利用率(PUE)、酸性磷酸酶活性(ACPA),并计算各指标的耐低磷系数。进一步对各指标的耐低磷系数进行相关性分析,并运用主成分分析、隶属函数分析、回归分析及聚类分析方法,综合评价不同品种耐低磷性及筛选与耐低磷密切相关的指标,同时建立耐低磷评价模型。【结果】低磷胁迫下,各品种紫花苜蓿的地上部分生长受到抑制,地下根系增大,全磷含量显著下降(P0.01)。通过主成分分析可将9个单项指标转化为4个新的相互独立的综合指标。进一步利用隶属函数对4个新的综合指标进行耐低磷综合评价,结合聚类分析结果,可将20个紫花苜蓿品种可分为三类,其中耐低磷较强的品种包括敖汉、新牧1号、耐盐之星、皇冠;中度耐低磷品种包括骑士T、驯鹿、牧歌37CR、龙牧801等9个品种;耐低磷较弱的品种包括巨能Ⅱ、中苜2号、康赛等7个品种。进一步利用逐步回归分析方法建立了紫花苜蓿耐低磷性评价数学模型D=-0.7997+0.3856SLW+0.2025PH+0.3789RW+0.1051TRL+0.4188TP+0.1347ACPA,方程的决定系数R~2=0.9982.【结论】通过分析紫花苜蓿不同品种的耐低磷能力,得出耐低磷较强的品种为敖汉、新牧1号、耐盐之星、皇冠,与耐低磷性最相关的指标有茎叶干重、株高、根干重、总根长、全磷含量和酸性磷酸酶活性,可用于紫花苜蓿耐低磷性的评价筛选。     

野生番茄和栽培番茄的耐盐差异性比较研究

以野生番茄秘鲁番茄,潘那利番茄和栽培番茄“鲜丰98-7”、“交农1号”和“交农2号”为材料,并对其幼苗进行盐胁处理。15 d后对植株的干重、根冠比、叶片含水量和POD酶谱等进行检测与分析。结果表明,野生种的植株干重显著高于栽培种,且保持较高的叶片含水量和根冠比,具有较强的盐适应能力,且潘那利番茄耐盐性强于秘鲁番茄。栽培种的耐盐性低于野生种,且品种间存在差异:“交农1号”和“交农2号”显著优于“鲜丰98-7”。盐胁迫条件下野生番茄和栽培番茄在酶带数量和活性上有极显著的不同,尤其是表现在POD2这条酶带上,其在2个野生种体内活性很强,远远高于栽培番茄。     

盐胁迫对番茄幼苗的营养及生理效应

以耐盐性不同的2个番茄品种中蔬4号和白果强丰为材料,珍珠岩为基质,1/2 Hoagland营养液为营养介质,研究了0~200 mmol/L NaCl对番茄幼苗生物量、含水量、叶绿素含量、脯氨酸(Pro)含量、氮磷钾(NPK)含量等的影响。结果表明:白果强丰在50~200 mmol/L NaCl、中蔬4号在100~200 mmol/L NaCl处理时,幼苗生物学产量显著降低,100~200 mmol/L NaCl处理显著降低了中蔬4号的根冠比。在100~150mmol/L NaCl下,白果强丰的干物质量显著高于中蔬4号。随盐浓度的增加白果强丰幼苗地上部的含水量逐渐减小,而中蔬4号则表现出先增加后减小的趋势。两个品种幼苗叶片叶绿素总量和叶绿素a的含量随盐胁迫浓度增加先增大后减小,叶绿素b不受盐处理的影响。2种番茄幼苗叶片脯氨酸(Pro)的含量随盐浓度增加而增大,在100~150 mmol/L NaCl下,中蔬4号的Pro含量高于白果强丰。盐胁迫降低了幼苗全N和全K含量,对全P影响不大;但盐胁迫下,白果强丰的养分含量高于中蔬4号。两个品种综合比较,中蔬4号养分吸收能力较弱,受盐胁迫的影响较大,自身调节能力差,因此抗盐能力弱于白果强丰。     

紫花苜蓿对Cd胁迫的响应及品种差异研究进展

为利用紫花苜蓿对Cd污染土壤进行修复和综合利用提供理论基础。综述了紫花苜蓿对Cd胁迫的响应,包括:紫花苜蓿的生长对Cd的响应存在"低促高抑"现象;紫花苜蓿对Cd吸收的可能途径包括根表皮质膜的H+交换、Ca~(2+)和Mg~(2+)阳离子通道,根际环境和Cd元素在土壤中的有效态等因素会影响紫花苜蓿对Cd的吸收;在Cd由根部向地上部转运的过程中,随着土壤Cd含量的增加,更多的Cd被累积在紫花苜蓿的根部;紫花苜蓿应对土壤Cd胁迫的调控机理包括信号分子调控、抗氧化系统调控、生物巯基化合物对Cd的螯合、调节Cd的亚细胞分布和耐Cd基因的表达等多个方面。总结了紫花苜蓿对Cd胁迫响应的品种差异,主要表现在:种子萌发和幼苗生长;根瘤生长、植株形态和生物量;生理指标;对Cd的吸收与累积等方面。今后的研究工作可重点关注品种差异评判标准的建立、差异显著品种的系统筛选、在分子水平上的响应机理及品种差异机理的分析等方面。     

干旱条件下不同苜蓿品种田间抗旱性对比试验

通过在中部干旱带同心县下马关镇五里墩村对不同苜蓿品种的抗旱性进行田间试验,结果表明:在同一种植条件下,阿尔冈金、绿海苜蓿、中苜一号、三得利等4个苜蓿品种的出苗率、株高、产草量、地下根长等指标综合的抗旱性表现较好。     

青岛地区不同紫花苜蓿品种对蚜虫的田间抗性评价

[目的]明确不同苜蓿品种对蚜虫的抗性。[方法]在青岛地区采用蚜情指数法对来自国内外的32个苜蓿品种进行了田间抗蚜性评价。[结果]蚜情指数法所确定的不同抗性品种的结果能够较好地体现出品种之间的抗性。将32个品种对蚜虫的抗性分为5类,即南澳、Baralfa 421Q、TG4 CW044026、新牧2号、无名4、Bar003 A12-3136F12、天山苜蓿、WL319HQ和Baralfa 321Q为高感品种;无名3、WL525Q、新牧1号、加拿大为感蚜品种;赛迪10、甘农4号、TG3(CW0530)、敖汉苜蓿、三得利、WL323、无名2和WL343为中抗品种;赛特、Millionaire、5S43、甘农1号、公农1号、无名1、TG7 CW2883、三得菲和中牧3号为抗性品种;而WL363HQ和Brarlfa 53HQ为高抗品种。[结论]该研究初步筛选出以WL363HQ和Brarlfa 53HQ为主、适合在青岛地区种植、具有抗蚜性的19个抗性品种,为科学利用优质苜蓿种质资源提供了理论依据。     

耐盐碱苜蓿品种中苜1号的生产性能研究

[目的]研究耐盐碱苜蓿品种中苜1号的生产性能。[方法]以中苜1号为参试品种,对其不同年份在盐碱地上的鲜干草产量、株高、分枝数进行比较。[结果]苜蓿品种中苜1号在盐碱地种植生产性能较高,尤其是在种植以后的3~5年内,其植株株高较高,分枝数较多,地上生物量大,鲜干草产量高。[结论]中苜1号能改良盐碱土壤及恢复环境,同时在盐碱地上具有一定的适应性,可作为土壤盐碱地改良的苜蓿推广品种。     

河北坝上草原紫花苜蓿-根瘤菌高效共生体的筛选

[目的]筛选适合河北坝上寒冷、干旱和半干旱特殊环境下的紫花苜蓿-根瘤菌菌株高效共生体。[方法]采用5株分离自河北坝上地区紫花苜蓿的根瘤菌菌株对敖汉和阿尔冈金紫花苜蓿品种分别进行田间接种试验,测定2种紫花苜蓿品种的平均株高、地上部分干重和结瘤数等性状。[结果]菌株HBU75002和HBU03701在各方面表现较为优良,菌株HBU75002与其他菌株相比,具有显著的增产效果,比对照增产26.6%。接种根瘤菌对2种苜蓿品种生物量也产生了不同影响,敖汉苜蓿产量较阿尔冈金增产幅度略大,最高达36.8%,而阿尔冈金则为35.6%;2株根瘤菌菌株对苜蓿品种也表现出不同的增产效果,菌株HBU03701对阿尔冈金苜蓿的增产效果最佳;菌株HBU75002对敖汉苜蓿的增产效果最佳。[结论]该研究为苜蓿牧草生产提供高效优良的根瘤菌菌株。     

播种当年紫花苜蓿根颈和根系特征初步研究

【目的】研究播种当年紫花苜蓿根茎和根系特征与越冬率的关系.【方法】对播种当年24个紫花苜蓿品种的根颈和根系特性进行研究.【结果】不同紫花苜蓿品种间根颈和根系特性差异显著.将24个紫花苜蓿品种根据不同苜蓿根颈和根系特征的聚类分析分为5大类,其中第Ⅳ类,为根颈分枝数较多、根颈分枝直径较粗、主根较粗、侧根着生距根颈较远、主根鲜质量较高的苜蓿品种,是播种当年干草产量达4 500~5 200kg/hm2的苜蓿品种,包括‘三得利’‘皇后’‘巨人201T’‘驯鹿’‘斯贝德’和‘公农1号’.播种当年‘公农1号’和‘皇后’的根颈分枝数最多,且有较大主根直径和根鲜质量,是适宜科尔沁沙地种植的紫花苜蓿品种;而‘WL363’‘WL168’‘WL319’则相反.【结论】苜蓿根颈分枝直径与越冬率的相关系数最大,可作为鉴定苜蓿品种越冬率高低的参考指标.     

干旱对夏玉米根冠生长的影响

利用大型活动式防雨旱棚,人工严格控制不同的土壤含水量,全生育期系统研究了夏玉米根冠生长对水分的响应,结果表明:干旱并不影响夏玉米根系、冠层干物质累积、株高增加、茎(基)粗增大等过程的总趋势。但随胁迫的增强,根、冠干物质累积速率、干物质累积总量降低,根条数变少、株高降低、茎(基)粗变细,但它们并不呈线性相关关系;水分供应量的减少延长了夏玉米的生育周期,随胁迫的增强,根系生物量最大值、最大根条数、冠层最大株高出现的时间延后;根冠比(R／S)随土壤水分的改变而改变;不同水分处理的夏玉米,R／S值影响最小的时期是开花-灌浆盛期,最大的时期是在拔节-抽雄,此阶段充分供水处理H的R／S是严重水分胁迫处理L的125.77％。充分供水的处理则有最大的根冠比(R／S=0.173)。在干旱条件下,协调夏玉米根冠平衡,最大程度发挥根系和地上部叶片的功能,才有利于提高产量。     

土壤干旱对济麦21根、冠生长的影响

通过盆栽试验,对不同土壤水分条件下冬小麦幼苗期、拔节期、扬花期和灌浆期4个时期根、冠生物量和二者关系进行了研究。结果表明:随干旱胁迫的加剧,各个时期根、冠生物量均呈降低趋势,根冠比呈增加趋势,这说明土壤干旱促进光合产物向根部分配,增加根系生长量,提高抗旱性。且随生育期的推进,根、冠生物量均呈增加趋势,根冠比则呈减小趋势。最后通过回归分析,建立了根、冠生物量回归方程,表明干旱胁迫对根、冠生长及二者关系具有显著影响。