老芒麦种子离区酶活变化及组织学分析

通过对青藏高原东北缘6种野生老芒麦不同时期种子离区组织结构的观察和细胞壁水解酶活性的测定,在组织学和生理学层面阐释老芒麦种子落粒的成因。结果表明,老芒麦种子离区结构的形成时期早于种子脱落,离层由2~3层小体积、椭圆形的细胞紧凑排列组成且这些细胞木质化程度高于周围组织细胞,低落粒材料离层木质化细胞数量多于高落粒材料;低落粒材料在种子成熟期无明显的离层断裂,其断裂面粗糙,离层结构完整,而高落粒材料在种子成熟期出现明显的离层断裂,断裂面光滑且离层结构不完整;6种材料纤维素酶(CE)与多聚半乳糖醛酸酶(PG)活性的变化趋势在种子发育各时期均有差异,落粒关键期(抽穗后4~5周)这两种酶活性均与种子脱落密切相关;供试材料在落粒关键期CE与PG活性排序一致,且与同时期电镜观察结果相近;高落粒材料XH09在落粒关键期的两种酶活性均为最高(XH09_CE=479.52 IU·L^-1,XH09_PG=188.87 pg·mL^-1),而低落粒材料ZHN03两种酶活性均为最低。研究表明,老芒麦高落粒与低落粒材料在离层木质化程度、断裂面光滑度、离层结构完整性及落粒关键期细胞壁水解酶活性等方面具有差异。同时,离层木质化程度与落粒关键期细胞壁水解酶活性是造成野生老芒麦种子脱落的重要因素。     

青藏高原老芒麦落粒性及农艺性状相关性研究

为探究青藏高原地区抗落粒老芒麦种质的筛选及落粒率与农艺性状的关系,以15份采自青海不同地区的老芒麦种质资源为研究对象,对老芒麦的落粒率和农艺性状进行了变异分析、相关性分析、主成分分析、回归分析和聚类分析。结果表明：1）15份老芒麦资源自然落粒率存在明显差异,其中17-124的落粒最严重,平均落粒率为56.92%。以17-064和17-050的抗落粒性最强,落粒率分别为17.54%和18.63%,且各资源间落粒性存在较大遗传差异。2）各资源的动态落粒率表明从乳熟后第3天至第15天落粒率不断增加,且各时期存在极显著差异（P<0.01）。3）从各材料落粒率与农艺性状相关性分析结果来看,落粒率与小穗数呈极显著正相关（P<0.01）,相关系数为0.437。与穗轴节数、花序长、小穗宽和外稃长呈显著相关（P<0.05）,而与花序宽呈极显著负相关（P<0.01）,与芒长呈显著负相关（P<0.05）。综合主成分分析和回归分析结果,小穗数、芒长和花序宽是影响落粒率的主要因素。4）15份资源通过农艺性状与落粒率被聚为4类,第Ⅰ类群平均落粒率较高,为41.24%,但小穗数多,单序籽粒数多;第Ⅱ类群和第Ⅳ类群落粒率低,仅为18.63%和17.54%,可作为低落粒种质筛选的候选材料;第Ⅲ类群平均落粒率高达42.41%,小穗数较多,单序籽粒数最少。     

羊草种子的落粒性及其相关特征的研究

羊草(Leymus chinensis)是多年生根茎型乡土草,存在落粒性特征,为揭示羊草的落粒情况及其相关因素,通过对羊草穗结构的显微观察发现,在其种子成熟过程中,小穗轴和种柄之间形成离层,它是导致种子自然脱落的重要原因.羊草小穗最基部的种子虽然在种柄基部有发育完全的离区,但不易脱落.通过采集不同品系和不同时期的羊草小穗并对其上的种子数量等数据的研究发现,羊草落粒性在不同品系间存在明显差异,其落粒率的范围在22.8％～79.90％之间,结实率范围在23.1％～98.4％之间,羊草颖果宽度与落粒率成正相关.研究还发现,S4-3和S5-3等羊草材料的种子成熟后自然落粒并很快萌发,说明这些品系的种子不存在休眠现象.     

青藏高原六种披碱草属牧草落粒性差异及农艺性状分析

为探究青藏高原地区披碱草属(Elymus)不同物种间落粒性的差异,明确影响披碱草属落粒的主要农艺性状,筛选低落粒性披碱草属资源,为披碱草属抗落粒性牧草育种提供育种材料和理论依据。本研究以采自于青海不同地区的披碱草属6种共18份资源为研究对象,对供试材料的落粒性和农艺性状进行了相关性分析、通径分析、主成分分析和聚类分析。结果表明：6种披碱草属牧草自然落粒率存在显著差异,垂穗披碱草(E.nutans)自然落粒率最高,达到49.54%;披碱草属牧草自然落粒率与小穗长、外稃长、芒长均呈显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)正相关关系,与单序籽粒数、小穗数、穗轴节数、株高均呈显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)负相关;单序籽粒数、小穗数、株高、穗轴节数是培育低落粒性披碱草属牧草的目标性状,芒长、小穗长和外稃长是影响披碱草属牧草落粒的关键农艺性状。     

新疆野生老芒麦种质资源形态及生长特性分析

为了探究新疆不同区域野生老芒麦(Elymus sibiricus)种质资源的形态特征及生态适应性,本研究在新疆呼图壁试验区,以14份老芒麦为材料,跟踪其株高动态变化,分析生长速率与试验区环境因子的相关性,统计20个数量性状的变异系数,并对27个表型性状进行聚类和主成分分析。结果表明:哈密和伊犁地区老芒麦的生态幅宽、可塑性强,而阿勒泰和博乐地区种质生态幅相对较窄;按照株高动态变化将14份种质归为早、中、晚期3种生长类型;数量性状变异系数较大的是蜡熟期旗叶至穗基部长度和穗轴第1节间长;聚类分析将14份种质划分成5组,第1组和第3组具有生殖枝长、草层高、叶片长且宽、小穗数多等优良特性。前7个主成分的累计贡献率为89.16%,其中第1主成分与种子产量的关系密切,第2主成分与牧草产量存在相关性。本研究结果可为新疆野生老芒麦的驯化栽培与品种选育提供理论基础。     

燕麦种子产量构成因子与产量的关联性分析

通过对10份燕麦(Avena sativa L.)材料种子产量及其产量构成因子进行研究,明确影响燕麦种子产量的主要因子,并找出提高种子产量的途径。结果表明:10份燕麦材料种子产量构成因子间差异显著(P<0.05)。单株生殖枝数、穗长、小穗数、种子粒数/花序和千粒重与种子产量均成极显著正相关(P<0.01);小穗数对种子产量的间接作用最大,且主要是通过种子粒数/花序、穗长和单株生殖枝数产生。单株生殖枝数、小穗数和千粒重是影响种子产量的主要因素,其回归模型为:Y=-8.359+0.172 X₁+0.112 X₄+1.393 X₆。在注重种子粒数/花序和穗长的同时,应把单株生殖枝数和小穗数作为重要的选择指标。     

禾本科植物落粒机理研究进展

落粒性是野生植物为有效繁衍后代、扩大种群而形成的一种适应特性,但对种子生产可造成不利影响。离区的形成、发育和降解是植物落粒的直接原因,植物激素产生促进或抑制脱落的信号,细胞壁水解酶可引起离区细胞的降解,这些过程的发生受多个基因调控,且调控网络复杂。对于种子落粒的相关研究已在水稻、小麦等农作物中深入开展,而牧草领域则相对较少。综述禾本科植物落粒研究的最新进展,以期为禾本科牧草落粒机理深入挖掘以及品种选育提供理论参考。     

川西北高原短芒型老芒麦种质形态变异及遗传亲缘关系分析

本研究开展了短芒型老芒麦(Elymus sibiricus L.)种质的筛选和综合评价，以筛选优质种质。基于55个形态学指标和SCoT分子标记对川西北地区24份短芒型老芒麦种质以及两份老芒麦对照材料进行形态变异及遗传亲缘关系分析。形态学指标在26份材料之间表现出丰富的遗传多样性，Shannon-Wiener’s多样性指数(H)范围为0.66～2.01;变异系数(CV)范围为4.62%～45.93%,聚类分析将26份老芒麦资源分为5个大类。基于SCoT分子标记，共扩增出多态性条带96条，多态性比率为67.61%。平均有效等位基因数为1.46,平均Nei’s基因多样性指数为0.27,平均Shannon’ s多样性指数为0.38,供试材料的DICE遗传相似性系数为0.67～0.87。通过遗传相似系数的聚类分析，可将26份材料分为四大类。群体遗传结构分析将供试材料划分为两个类群，Q2类群来源单一，Q1类群拥有混合来源。Esdm24,Esdm6,Esdm22这3份种质的芒等相关性状具有优异的性状，可以作为短芒型老芒麦的选育的后备材料。     

生境对无芒雀麦幼穗分化进程及生殖格局的影响

以乌苏1号无芒雀麦为材料,设置2个生长环境（荒漠绿洲区、高海拔地带）,通过观测幼穗分化进程及开花习性,探究生境对无芒雀麦幼穗分化及生殖格局的影响。结果表明,无芒雀麦幼穗分化从分蘖期开始至抽穗期结束,分为初生期、伸长期、结节期、小穗原基分化期、小花原基分化期、雌雄蕊原基分化期、雌雄蕊形成期和完穗期8个时期。幼穗分化是从生长锥顶端第1枝梗原基与小花原基开始分化,相同小枝梗上原基与小花原基均是自下逐渐向上发育;整穗是从顶部向下逐渐开花,下部枝梗开花时间小于上部枝梗;小穗上的小花由下向上逐步开花。与荒漠绿洲区相比,高海拔地带的无芒雀麦幼穗分化时间晚,周期缩短,穗部赤霉素（GA）、脱落酸（ABA）及叶片可溶性蛋白含量相对较高,细胞分裂素（CTK）含量和种子千粒重较低,但高海拔地带单穗成熟种子粒数与单位面积内种子产量高,更适合无芒雀麦种子生产。     

老芒麦种质资源形态多样性分析

对产自我国内蒙古、新疆等不同分布区的21份老芒麦种质资源的8个形态性状进行数量统计分析的结果表明:8个形态性状在材料间均表现显著差异,老芒麦种质资源遗传变异丰富;Shannon-weaver指数分析显示,21份材料在8个性状上具有丰富的遗传多样性(H′=1.7416);基于形态性状的聚类分析把21份材料聚为4类;通过多变量的主成分分析,前3个主成分代表了老芒麦形态多样性的73.52%,叶舌长度、叶长、小穗长及小花数等性状是造成老芒麦表型差异的主要因素。     

呼伦贝尔地区10个引进燕麦品种生产性能及饲草品质比较

为筛选出适宜在呼伦贝尔地区种植的优质燕麦品种,测定10个引进燕麦品种（青燕1号、青海444、加燕2号、青引1号、林纳、青海甜燕麦、青引2号、莫妮卡、青莜3号、骏马）的田间农艺性状、饲草产量、营养成分及籽粒产量,使用相对饲喂价值（RFV）和粗饲料分级指数（GI）对饲草品质进行评价,使用灰色关联度分析法综合评价各品种的生产性能。结果表明,供试燕麦品种在呼伦贝尔地区早熟,生育周期73~88 d。青海444株高最高,达到113.22 cm（P<0.05）;且其开花期的鲜草产量和干草产量均最高,分别为36623.3和9990.5 kg·hm^-2（P<0.05）。各品种燕麦的鲜、干草产量与生育周期、株高、旗叶长、旗叶宽、茎粗、穗长呈极显著正相关（P<0.01）,与叶茎比和干鲜比呈极显著负相关（P<0.01）。籽粒产量最高的是青引1号,达到5348.85 kg·hm^-2,与加燕2号无显著差异（P>0.05）,但显著高于其他品种（P<0.05）。籽粒产量与生育周期、株高、茎粗、穗长、轮层数和千粒重呈极显著正相关（P<0.01）,与小穗数呈极显著负相关（P<0.01）。粗脂肪含量最高的是乳熟期青燕1号（P<0.05）,粗蛋白含量最高的是抽穗期青引1号（P<0.05）,粗灰分含量最高的是抽穗期青燕1号（P<0.05）,干物质最高的是抽穗期青引2号（P<0.05）。GI与RFV饲草等级划分总体趋势相同。综合分析得出,青引1号、加燕2号和青海444的生产性能、营养品质及饲喂价值表现较好,综合排名靠前,具有作为优质燕麦品种在呼伦贝尔地区推广种植的潜力。     

品种及成熟期对玉米秸秆不同形态部位干物质及粗蛋白降解特性的影响

玉米秸秆是反刍家畜主要粗饲料来源之一,其营养降解特性不仅受玉米品种及成熟时期的影响,而且与玉米秸秆形态部位组成相关。本试验通过分析不同类型玉米品种秸秆不同形态部位在2个成熟期干物质（DM）及粗蛋白（CP）的瘤胃降解特性,为玉米秸秆在反刍家畜中的利用提供数据支持。试验选用科湘玉11号（常规玉米）、高油115（高油玉米）、科湘糯玉1号（糯玉米）、沪青1号（饲用玉米）和科湘甜玉1号（甜玉米）5个品种玉米,分别在抽穗后的第17天（乳熟期）和第31天（蜡熟期）采集其叶片、叶鞘、茎秆及苞叶4个形态部位的样品,利用瘤胃尼龙袋技术分析所有样品的DM及CP的瘤胃降解动力学参数变化规律,结果表明：蜡熟期叶片、叶鞘、茎秆部位DM,以及叶片和苞叶部位CP的快速降解部分（a值）显著（P<0.001）高于乳熟期,但其叶片、叶鞘和茎秆部位DM,叶片、叶鞘和苞叶部位粗蛋白的慢速降解部分（b值）,以及苞叶干物质有效降解率（ED）极显著（P<0.001）低于乳熟期。新培育品种玉米不同形态部位干物质及粗蛋白的a、b及ED值与普通品种玉米相近或更高。不同形态部位间DM及CP降解动力学参数也存在显著差异,ED值都按...     

南疆干旱灌溉区青贮玉米农艺性状和发酵品质动态分析及评价

为研究荒漠灌溉地区青贮玉米农艺性状和发酵品质动态变化规律以及筛选第三师地区最佳青贮玉米栽培品种,选择4个青贮专用和11个粮饲兼用型玉米品种为试验材料,分别在灌浆期、1/4乳线期、1/2乳线期和3/4乳线期进行农艺性状测定并调制青贮饲料。发酵60 d进行青贮饲料发酵品质、营养成分和体外消化测定,以农艺性状、营养成分、发酵品质和消化特征为评价指标,利用相似优先比法对15个玉米品种进行综合评价。结果表明:随生育期推进各青贮玉米株高、穗位、鲜草产量、全株鲜重、茎秆鲜重、果穗鲜重、籽粒鲜重、干物质(DM)、粗蛋白(CP)、可溶性碳水化合物(WSC)、淀粉含量和代谢能(ME)不断递增,到3/4乳线期达到峰值;其中,3/4乳线期大丰30鲜草产量最高,金玉9号DM含量最高,新饲玉10号CP含量最高,先玉696 WSC含量最高,屯玉765淀粉含量最高,均与其他品种差异显著(P<0.05)。随生育期推进,中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)含量、氨态氮∶总氮(NH₃-N/TN)、有机物消化率(OMD)和产气速率不断递减,ADF、NDF、NH₃-N...     

抗裂荚箭筈豌豆荚果发育动态及其腹缝线结构

易裂荚箭筈豌豆(Vicia sativa)的荚果开裂主要是由离层和细胞失水产生的机械拉力导致的,但是在抗裂荚的箭筈豌豆中的组织结构尚不明确。该研究以抗裂荚的135号箭筈豌豆(V.sativasubsp.sativa No.135)为对象,对其荚果在发育过程中的形态特征、水分含量、发芽率及腹缝线横截面解剖结构等的动态变化进行观察分析,以探讨抗裂荚箭筈豌豆荚果的抗裂机理,以及为生产中确定其种子收获的适宜时间提供理论依据。结果显示,1)135号箭筈豌豆约在盛花后26d荚果变为棕黑色,荚果的大小、干重已经达到最大值,含水量较低,发芽率较高且硬实率较低。2)135号箭筈豌豆腹缝线处夹在两个维管束之间的薄壁细胞没有分化成离层,而是分化成与维管束细胞一样的厚壁细胞,将两个维管束连接起来,形成由厚壁细胞组成的整体。综上所述,盛花后26d荚果变为棕黑色时是135号箭筈豌豆的适宜收获时间,离层的丢失和分化形成的厚壁细胞是其荚果抗裂的主要原因。     

老芒麦种子染色体端粒及抗氧化防御系统对自然老化的响应

为探讨老芒麦种子响应自然老化的抗氧化作用机制和细胞染色体端粒酶活性变化规律,本试验以'青牧1号’老芒麦(Elymus sibiricus L.'Qingmu No.1’)种子为试验材料,研究常温贮藏1,2,4,5和6年后,老芒麦种子活力、生理生化代谢产物、抗氧化酶活性以及端粒酶活性的变化规律。结果表明：随着贮藏时间增加,老芒麦种子的发芽率、发芽势、发芽指数、芽长和活力指数均逐渐降低,端粒酶活性显著升高(P<0.05),葡萄糖含量和浸出液电导率明显上升;贮藏初期,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)活性缓慢降低,贮藏2年以后,上述指标活性急剧下降,从而加快了老芒麦种子的老化进程。老芒麦种子在自然贮藏过程中抗氧化酶活性的降低造成活性氧不能及时清除,导致细胞膜脂过氧化,膜通透性增加,继而影响了种子的萌芽以及幼苗的生长。     

76份老芒麦种质资源的农艺性状综合评价

为客观评价老芒麦(Elymus sibiricus L.)种质资源农艺性状的遗传多样性及筛选核心种质,本试验对76份老芒麦种质资源的9个农艺性状连续两年开展评价分析。结果表明：9个性状在两年间均呈正态分布,7个性状变异系数大于10%,说明种质资源具有丰富的遗传多样性;相关性分析发现,牧草产量性状间和种子产量性状间存在显著的正相关(P<0.05);因子分析结果显示,长穂因子、种子数因子和叶片数因子特征值均大于1。通过隶属函数综合评价,筛选出3份牧草产量性状优异的种质,5份种子产量性状综合评价高的种质。聚类分析将76份种质分为优势类、良好类及后备类3大类群,最终筛选出编号为8,13,20,27及41的种质可以作为育种的候选亲本或后备核心种质。