不同氮效率紫花苜蓿叶特征及其产量效应研究

为探讨不同氮效率紫花苜蓿(Medicago sativa)叶特征差异及其对产量的影响,本研究采用田间小区试验,设4个不同氮效率紫花苜蓿品种('LW6010'、'甘农3号'、'甘农7号'和'陇东苜蓿')和2个施氮处理(0,103.5 kg·hm-2),对比研究不同氮效率紫花苜蓿的叶特征及其生产性能,并采用通径分析法探讨叶...     

不同紫花苜蓿品种、添加剂、刈割时期对其青贮质量的影响

为探究品种、添加剂(蔗糖和绿汁发酵液)、刈割时期对紫花苜蓿(Medicago sativa)青贮饲料品质的影响,以11个品种紫花苜蓿为原料,在7种刈割时期下分别设置蔗糖(2%)和绿汁发酵液(0.2%)处理,以不使用任何添加剂为对照,袋装青贮120 d。结果表明:'阿尔冈金'、'阿瑞博'青贮品质较好。添加剂处理组的青贮饲料pH显著低于对照组(P<0.01)。紫花苜蓿在第1,2茬的现蕾期、结荚期和第3茬现蕾期进行青贮,都能获得较好的青贮饲料,但现蕾期能获得饲用营养价值更高的青贮饲料。紫花苜蓿品种'阿尔冈金'、'阿瑞博'在现蕾期添加蔗糖(2%)或绿汁发酵液(0.2%)都可以获得质量较好的青贮饲料。     

不同温度下AOX和COX途径对苜蓿种子萌发和幼根生长的影响

为了研究不同温度下交替氧化酶(Alternative oxidase,AOX)和细胞色素氧化酶(Cytochrome oxidase,COX)呼吸途径在紫花苜蓿(Medicago sativa L.)种子萌发过程中的作用,本研究以'新牧4号'和'甘农5号'紫花苜蓿为试验材料,采用呼吸电子传递链专一性抑制剂水杨基氧肟酸(...     

施氮对不同品种紫花苜蓿根系特性和生产性能的影响

为探究紫花苜蓿生长初期根系特性与其生产性能的关系,以紫花苜蓿品种'甘农7号'甘农3号'、'LW6010'和'陇东'苜蓿为试验材料,设不施氮和施氮(103.5 kg·hm-2)2个处理,进行田间小区试验,对种植当年第1茬刈割的紫花苜蓿生产性能和根系特性及其相关性进行研究.结果表明:无论施氮与否,'LW6010'的株高、...     

4个紫花苜蓿品种对低温胁迫的生理响应及抗寒性评价

本研究选取'肇东'、'龙牧801'、'东农1号'、'敖汉'4种紫花苜蓿(Medicago sativa)作为研究对象,进行低温胁迫试验,通过对生理生化指标和叶片解剖结构的观测分析,综合比较了4种紫花苜蓿的抗寒性.结果表明:低温胁迫下,4种紫花苜蓿相对电导率、丙二醛含量、可溶性糖含量、游离脯氨酸含量、过氧化物酶和超氧化物歧化酶活性与对照相比有所上升,其中'肇东'各个指标的上升幅度均最大.通过隶属函数综合分析得出,4种紫花苜蓿的抗寒性为'肇东'>'龙牧801'>'东农1号'>'敖汉'.通过观测4种苜蓿的解剖结构发现,抗寒性较强的'肇东'和'龙牧801'的叶片厚度、栅栏组织厚度和海绵组织厚度小于抗寒性较弱的'敖汉',且细胞结构更为紧密.     

成团泛菌CQ10脂多糖对紫花苜蓿种子萌发及苗期生长的影响

为了探究成团泛菌CQ10脂多糖(Pantoea agglomerans CQ10 lipopolysaccharide,CQ10-LPSp)对紫花苜蓿(Medicago sativ a L.)种子萌发及苗期生长的影响,本研究以紫花苜蓿'巨能551'为试验材料,分别添加4个不同浓度(0,0.267,0.534和0.801...     

桑树1,5-二磷酸核酮糖羧化酶活化酶基因cDNA片段的克隆及原核表达与植物反义表达载体的构建

1,5-二磷酸核酮糖羧化酶活化酶(RCA)对桑树的光合作用具有重要调节作用。以桑树幼叶为材料分离mRNA,反转录合成cDNA,以cDNA第1链为模板,根据RCA的保守区域设计1对兼并引物,经PCR扩增获得RCA的基因功能区中间片段。对得到的桑树RCA的cDNA片段编码氨基酸进行BLAST分析表明,其与GenBank中其它植物来源的RCA有较高同源性。将RCA的部分编码区插入原核表达载体pET30a(+),并转化到大肠杆菌菌株BL21中,经IPTG诱导,RCA的部分编码区在BL21菌株成功表达。将得到的RCA基因片段反向插入植物表达载体,构建了RCA基因反义表达载体pBI121-RCA,以利于进一步阐明RCA与1,5-二磷酸核酮糖羧化酶相互作用和调控关系以及用基因工程手段深入探讨桑树光合作用机制。     

硼处理根瘤菌接种液对紫花苜蓿根、茎、叶中可溶性糖含量的影响

以甘农5号紫花苜蓿(Medicago sativa'G a n n o n g N o.5')为材料,设置未添加硼且未接菌的紫花苜蓿为对照和添加不同硼浓度(0、0.05、1、5、10和100 mg·L?1)的两种根瘤菌菌液(Sinorhizobium meliloti LZgn5f和S.meliloti 12531f)...     

去除紫花苜蓿叶片高丰度蛋白的方法及其应用

紫花苜蓿叶片中大量的高丰度蛋白(核酮糖-l,5-二磷酸羧化/加氧酶,Rubisco)干扰了蛋白质的动态分辨率,严重影响蛋白质组学研究中功能蛋白的检测与鉴定。为了探究去除高丰度蛋白的适宜方法,本研究利用Mg/NP-40与聚乙二醇(PEG)预分离紫花苜蓿叶片蛋白,通过双向凝胶电泳法比较了不同浓度PEG对叶片高丰度蛋白的分离情况。电泳图谱显示0,15%,17.5%,20%PEG处理的蛋白质中分别可以检测到(335±17),(417±3),(445±7),(459±11)个蛋白质点,0,15%,17.5%处理组间差异显著(P<0.05),17.5%和20%PEG 处理组间没有差异(P<0.05)。然而,17.5%PEG能够检测到更多的差异蛋白质点,证明其更能有效沉淀高丰度蛋白,便于检测被Rubisco遮盖的蛋白质点。将该方法应用于紫花苜蓿叶片响应低温胁迫的蛋白质组学研究中检验其应用效果,与三氯乙酸/丙酮法提取的全蛋白相比,去除高丰度蛋白后鉴定出8个新的蛋白质差异点,证明该方法适用于实际的蛋白质组学研究。可见,Mg/NP-40与17.5%PEG法是最适宜去除紫花苜蓿叶片高丰度蛋白的方法。     

紫花苜蓿与3种多年生禾本科牧草轮作的土壤养分生长季动态比较

为研究紫花苜蓿与多年生禾本科牧草轮作对土壤养分的影响,以5龄紫花苜蓿(A)为前茬,设紫花苜蓿-草地早熟禾(AK)、紫花苜蓿-无芒雀麦(AS)、紫花苜蓿-苇状羊茅(AT)3种轮作模式,以连作紫花苜蓿(AA)为对照,研究了不同处理在生长季土壤有机质、全氮、碱解氮、全磷、有效磷含量的动态变化.结果 表明:0～20 cm土层,...     

干旱和高温胁迫下紫花苜蓿PEPC酶活性变化及其基因序列分析

紫花苜蓿(Medicago sativa L.)是一种分布极其广泛的多年生优质豆科牧草，分析干热胁迫下其磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(Phosphoenolpyruvate carboxylase, PEPC)酶活性变化及PEPC蛋白的生物信息学。本研究以‘阿尔冈金’紫花苜蓿和云南德钦县野生紫花苜蓿为材料，测定其在干旱胁迫和高温胁迫下的PEPC酶活性的变化，同时扩增了PEPC基因，并对PEPC蛋白进行了生物信息学分析和系统发育分析。结果表明，在胁迫第12 h酶活性达到峰值，两种胁迫下野生紫花苜蓿的酶活性基本高于‘阿尔冈金’紫花苜蓿，两种紫花苜蓿PEPC蛋白均为不稳定蛋白和亲水性蛋白。干旱胁迫与高温胁迫都对紫花苜蓿PEPC酶活性产生了较大的影响，且两种紫花苜蓿PEPC氨基酸序列保守性均较高。本研究可为提高高温和干旱条件下紫花苜蓿的光合特性进而增加产量提供理论依据。     

青海野生草地早熟禾响应干旱胁迫的代谢通路及转录调控分析

为探究青海野生草地早熟禾（Poa pratensis）响应干旱胁迫的分子机制,本研究以青海野生草地早熟禾抗旱材料‘10-202’和敏感材料‘09-61’为研究对象,采用高通量Illumina Hiseq测序技术对15% PEG-6000模拟的干旱胁迫和正常处理下的2份材料的叶片进行差异基因表达分析。结果表明：‘10-202’处理间存在3 166个差异表达基因（Different expression genes,DEGs）,上调和下调表达基因数目分别为1 979和1 187个;‘09-61’处理间共有314个DEGs,上调表达的有64个,下调表达的有250个。京都基因与基因组百科全书（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG）富集分析发现,2份材料的差异基因均显著富集在淀粉和蔗糖代谢通路。运用MapMan软件对‘10-202’干旱胁迫下与转录调控相关的差异基因进行了功能注释,发现bHLH,AP2/EREPB及C2H2锌指家族转录因子在响应干旱胁迫中发挥着重要作用。本研究为后续挖掘草地早熟禾耐旱相关候选基因的克隆和功能验证奠定了理论基础。     

低温干旱复合胁迫对8个紫花苜蓿品种形态和生理特征的影响

紫花苜蓿种植中普遍遭受低温和干旱胁迫，是亟需重视的问题。本研究选择8个代表性的紫花苜蓿品种作为试验材料，采用盆栽方式模拟低温和土壤干旱环境，通过测定株高、叶绿素、过氧化物酶(Peroxidase,POD)、过氧化氢酶(Catalase,CAT)等形态生理指标，来研究低温干旱复合胁迫对紫花苜蓿的影响。结果显示，与对照组相比，低温干旱处理后各品种紫花苜蓿的形态指标如株高、叶长、叶宽等以及叶绿素含量、氮含量、POD、CAT等生理指标均呈下降趋势。隶属函数综合评价与株高、叶绿素含量和氮含量均呈显著相关关系，表明这三个指标是评价苜蓿抗低温干旱复合胁迫的重要参数。基于隶属函数值综合指数对紫花苜蓿品种在低温干旱环境下的抗逆性进行评价，表现较好的品种为‘东苜2号’及‘北极熊’。     

苜蓿抗寒性与根系抗氧化酶活性相关性分析

为探究不同苜蓿材料的抗寒性与低温胁迫下苜蓿根颈抗氧化酶活性变化的关系,本研究在科尔沁沙地种植黄花苜蓿(Medicago falcata L.)和4个紫花苜蓿(Medicago sativa L.)品种,越冬前挖取越冬器官并进行-10℃,-15℃,-20℃,-25℃,—30℃低温胁迫处理,以低温(4℃)贮藏为对照,测定苜...     

苜蓿叶片及根系对水分亏缺的生理生化响应

利用PEG-6000模拟研究水分胁迫(ψ_s=-0.2 MPa)48 h,后复水48 h,阿尔冈金和陇东苜蓿(Medicago sativa L.)品种幼苗根系与叶片的渗透调节作用及抗氧化酶活性的变化。结果表明:叶片的渗透调节能力及抗氧化酶活性均强于根系;受到水分胁迫后,叶片与根系水势、渗透势及饱和渗透势明显下降并随着时间的延长而逐渐降低;但抗氧化酶(SOD、POD和CAT)活性显著增强并随着胁迫的延续而保持高活性;细胞膜相对透性在胁迫中后期逐渐增大,MDA开始累积;叶片脯氨酸、可溶性糖、K⁺和可溶性蛋白含量随着胁迫时间的延长亦逐渐累积,根系可溶性糖含量逐渐显著升高,脯氨酸含量没有明显变化,而可溶性蛋白和K⁺含量呈现下降趋势;复水后产生一定的恢复补偿效应,但叶片生理代谢未能恢复到正常水平;陇东与阿尔冈金苜蓿抗氧化酶活性间存在差异,且二者对水分胁迫的适应能力亦略有差别。     

全基因组水平紫花苜蓿TCP基因家族的鉴定及其在干旱胁迫下表达模式分析

紫花苜蓿是世界最重要的豆科牧草之一，干旱是影响其产量和地理分布的关键瓶颈。在紫花苜蓿响应干旱胁迫过程中，转录因子发挥着重要的调控作用。TCP（teosinte branchesd 1/cycloidea/pro-liferating cell factors）为植物特有的转录因子，在植物生长、发育、响应逆境胁迫中都具有重要的生物学功能。截至目前，该基因家族在紫花苜蓿中的分布以及响应干旱胁迫的生物学功能仍未见报道。因此，为进一步挖掘紫花苜蓿中响应干旱胁迫功能基因，本研究利用生物信息学方法在全基因组水平对TCP基因家族进行了鉴定，并对其系统进化、基因结构、染色体定位、共线性分析以及干旱胁迫下的表达模式进行了分析。结果表明，紫花苜蓿基因组中共鉴定出40个MsTCP基因，不均匀地分布于20条染色体上，其中包括17对旁系同源基因对，且都是基因片段复制事件。系统发育和保守结构域分析发现，MsTCP基因可以分为2个大分支和3个亚家族（PCF， CIN与CYC/TB1），同一分支中的成员具有相同氨基酸数目的TCP结构域，同亚家族中的成员具有相似的保守基序与基因结构。此外，通过分析紫花苜蓿响应干旱转录组数据共鉴定出4个可能与紫花苜蓿响应干旱胁迫有关的MsTCP基因（MsTCP23，MsTCP27，MsTCP29，MsTCP33）。qRT-PCR结果进一步表明PEG模拟干旱胁迫处理后，这4个基因的表达量在根和叶中均显著上调，进一步确定了这些基因的确响应紫花苜蓿干旱胁迫。该研究为后期深入解析紫花苜蓿响应干旱胁迫理论以及通过基因工程技术创制高抗旱紫花苜蓿新种质奠定基础。     

外源褪黑素对干旱胁迫下烟草幼苗光合碳同化和内源激素的影响

为明确外源褪黑素(MT)对干旱胁迫下烟草幼苗生长缓解的生理机制.以抗旱性不同的两个烤烟品种'豫烟6号'(Y6,耐旱型)和'豫烟10号'(Y10,敏感型)为材料,研究了喷施0.2 mmol·L-1外源MT对干旱胁迫下烟草幼苗生长、叶片叶绿素荧光参数、光合碳同化酶活性、碳水化合物和内源激素含量的影响.结果表明,干旱胁迫下,...     

乙烯利对干旱胁迫下草地早熟禾抗氧化酶基因表达的影响

为探究喷施乙烯利提高植物抗氧化酶活性进而提高植物抗旱性在基因层面的调控、作用机制,以草地早熟禾（Poa pratensis）为试验材料,以前期获得的草地早熟禾高通量转录组测序数据为研究对象,分析并筛选出抗氧化酶编码基因,研究不同处理下抗氧化酶编码基因表达量的差异情况,从基因水平探讨乙烯利对干旱胁迫下抗氧化酶编码基因响应乙烯利调控的表达模式。结果表明,干旱胁迫下各亚细胞区室响应乙烯利处理的抗氧化酶编码基因数量和表达情况均不同;喷施乙烯利处理,显著改变了干旱胁迫下11个基因的表达量,Chl Cu-Zn SOD2,Chl SOD copper chaperone1,Chl MR3,Cyt APX2,Nuc MR的表达量显著提高,Chl GPX2,Cyt CAT3,Cyt GPX1,Per CAT isozyme,Cu-Zn SOD1,MR2表达量显著降低;干旱胁迫下,响应乙烯利调控基因数目最多的亚细胞区室依次为叶绿体、细胞质。本结果为研究乙烯利提高植物抗旱性机制提供理论依据。     

基于植株各器官生理响应对12种苜蓿抗旱性的综合评价

为筛选抗旱性强的苜蓿（Medicago sativa L.）品种,本试验以12个苜蓿品种为材料,利用聚乙二醇（Polyethylene glycol,PEG-6000）模拟干旱处理,设置了100 g·L^-1和200 g·L^-1两个胁迫梯度,分别测定叶片、茎、根颈、根系4个器官的渗透调节物质含量、抗氧化酶活性和植株根冠比,通过主成分分析计算植株各器官生理指标在抗旱性评价过程中所占权重,结合抗旱系数评价苜蓿品种的抗旱性。结果表明,在100 g·L^-1和200 g·L^-1 PEG模拟干旱胁迫下,植株的生长受到抑制,生物量、株高、叶面积、根长均减小,根冠比增加;各器官脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白含量增加;超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶活性提高;在所有的生理指标中,脯氨酸、可溶性糖、过氧化氢酶活性对干旱胁迫的响应较敏感。不同器官生理调节物质的抗旱系数存在差异,叶片各指标对干旱胁迫的响应小于茎和根系,根颈脯氨酸和可溶性糖含量对干旱胁迫的响应大于叶片、茎和根系。在评价品种抗旱性时,根系可溶性蛋白含量、根颈脯氨酸含量、根颈可溶性糖含量、根系可溶性糖含量及根系过氧化氢酶活性占权重较大。综合分析得出,100 g·L^-1 PEG处理时,‘公农1号’、‘中苜1号’和‘前景’的抗旱性比较强;200 g·L^-1PEG处理时,‘骑士2’、‘东苜1号’、‘巨能2’和‘斯贝德’的抗旱性较强,可作为苜蓿抗旱栽培的参考品种。     

干旱胁迫下结缕草叶片抗坏血酸与相关生理指标变化的品种差异研究

通过盆栽试验,以日本结缕草与细叶结缕草为材料,研究了干旱胁迫下结缕草叶片AsA含量与相关生理指标的品种差异。结果表明,干旱胁迫下日本结缕草和细叶结缕草叶片中AsA含量与相关生理指标的动态变化规律基本相似,但品种间差异显著。干旱胁迫下2个品种的AsA含量和AsA/DHA均呈现先上升后下降的变化趋势,但日本结缕草下降的时间更早。干旱胁迫下叶片相对含水量、POD活性在2个品种中均呈下降趋势,但日本结缕草的下降趋势更明显,尤其在干旱胁迫后期。胁迫后日本结缕草叶绿素a与叶绿素b含量下降明显,而细叶结缕草变化不大。胁迫后两者的相对电导率和MDA含量均呈上升趋势,但日本结缕草增加的幅度更为显著。干旱胁迫后日本结缕草和细叶结缕草叶片Rubisco的含量均在第3天开始下降,胁迫后期日本结缕草Rubisco含量恢复到对照水平,而细叶结缕草Rubisco含量在胁迫后期显著高于对照。本研究结果表明,干旱胁迫下结缕草可以通过增加和维持叶片中AsA含量与POD活性来减缓Rubisco及叶绿素的降解,降低干旱胁迫对植株造成的氧化胁迫伤害程度,进而改善其抗旱能力。本研究结果进一步证实结缕草抗旱能力有品种差异,其中日本结缕草抗旱能力弱于细叶结缕草。