柱花草根系分泌物对缺磷胁迫的响应分析

为探索柱花草(Stylosanthes guianensis)根系分泌物对缺磷胁迫的响应,本研究以‘热研5号’柱花草为材料,通过水培试验,分析了正常供磷(+P)和缺磷(-P)处理对柱花草生长及根系分泌物的影响。结果表明,相对于+P处理,-P处理显著降低了柱花草植株干重和全磷含量。随后,代谢组共检测到101个根系分泌代谢物,可被分为有机酸、氨基酸、类黄酮、糖及醇类等七类,其中-P与+P处理间的差异累积代谢物25个。属于有机酸的咖啡酸、1-氨基环丙烷-1-羧酸和α-酮戊二酸在-P处理下的分泌量显著增加,且其中α-酮戊二酸对磷酸铝具有较强的溶解能力。此外,荧光定量PCR分析发现,柱花草根系中参与α-酮戊二酸合成的柠檬酸脱氢酶基因SgICDH在-P处理下的表达量显著增加。因此,柱花草根系通过上调SgICDH基因的表达,促进α-酮戊二酸的合成与分泌,从而增强对难溶性磷的活化利用,以适应缺磷胁迫。     

6个紫花苜蓿品种根系形态结构对低磷胁迫的响应

为明确低磷胁迫下紫花苜蓿（Medicago sativa L.）根系形态结构的响应差异对磷效率的影响,以6个紫花苜蓿品种为材料,采用营养液砂培法,测定两种磷水平（对照：0.5 mmol·L^-1;低磷：0.05 mmol·L^-1）下苜蓿根系形态、解剖结构和磷效率。结果表明：低磷胁迫下,各苜蓿品种的根系长度、表面积、导管直径、中柱直径及其占根直径比例均降低,其余根系性状则呈现不同的变化趋势。低磷胁迫抑制了各苜蓿品种的生长和磷吸收;除‘赛迪’的磷利用效率显著增加外,其余5个苜蓿品种的磷利用效率均显著降低。‘赛迪’主要通过增加根冠比和磷利用效率,表现出较强的耐低磷能力。总体表明,根系长度、表面积、体积、导管直径、中柱直径及其占根直径比例是苜蓿根系响应低磷胁迫的主要指标,其中根系长度和中柱直径占根直径比例分别是影响6个苜蓿品种磷吸收和利用效率最关键的根系性状。     

低磷胁迫对太空诱变耐低磷柱花草酸性磷酸酶活性和磷效率的影响

低磷胁迫是酸性土壤限制牧草生产的主要障碍因子之一。本课题组前期的研究中,通过太空诱变获得了一个耐低磷柱花草突变体TPRC2001-84,但其适应低磷胁迫的机制仍不清楚。以TPRC2001-84及其亲本热研2号(RY2)为试验材料,通过水培方法,比较正常供磷(+P,250 μmol·L^-1 KH₂PO₄)和低磷(-P,5 μmol·L^-1 KH₂PO₄)处理对TPRC2001-84和RY2生物量、磷吸收效率、磷利用效率、可溶性磷浓度、细胞壁磷含量和酸性磷酸酶(ACP)活性的影响。结果表明,相对于正常供磷处理,低磷处理显著降低了两份柱花草材料的植株干重和磷吸收效率(P<0.05),但显著提高了两份柱花草材料的磷利用效率(P<0.05)。并且,TPRC2001-84在低磷处理下的植株干重和磷利用效率分别是RY2的1.6和1.4倍。在低磷胁迫下,虽然TPRC2001-84叶片和根系的细胞壁磷含量只有RY2的70%左右,但是,TPRC2001-84叶片和根系的可溶性磷浓度分别比RY2高36.8%~42.6%,细胞壁ACP活性分别比RY2高46.6%~53.6%。以上结果说明,柱花草TPRC2001-84在低磷胁迫下具有较高的细胞壁ACP活性,有利于其对细胞壁中贮存磷的活化利用,从而获得较高的磷利用效率。这将为选育磷高效柱花草新品种提供理论依据和种质材料。     

不同基因型柱花草的根系构型差异及其磷效率

柱花草是华南坡地果园生草栽培的重要草种,为减轻柱花草与果树的根系养分竞争,有必要筛选根系构型适宜的基因型柱花草。本试验在正常供磷条件下研究了7个基因型柱花草的根系构型特征,发现存在显著的差异,且总根长、主根长和根系表面积与生物量存在显著正相关。根据生物量和根系构型将其分为3类,选择生物量高但基根角度差异大的2个基因型(‘格拉姆’和‘184号’)进行进一步的磷效率比较研究,结果表明基根角度小的‘184号’在高磷条件下具有较高的磷吸收效率,但在低磷条件下的磷吸收效率较低,从而导致其磷效率较低。本研究表明,基根角度是影响磷吸收效率的重要因子,但是磷效率还取决于低磷条件下的生长表现;‘格拉姆’可能比‘184号’更适于用作果园间作。     

不同红豆草材料耐低磷性评价及种质筛选

为筛选耐低磷红豆草材料及与耐低磷相关性状指标,采用营养液砂培方法,对生长42d的11份红豆草材料分别进行常磷(1.00mmol/L KH₂PO₄)和低磷(0.01mmol/L KH₂PO₄)处理,15d后测定各材料的株高、根系活力、叶片相对含水量、根冠比、根系平均直径、根系体积、根系总表面积、根系总长、根尖数,叶片和根系可溶性蛋白(SP)、游离脯氨酸(Pro)、可溶性糖(SS)、丙二醛(MDA)含量及过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、酸性磷酸酶(ACP)活性,并计算各指标的耐低磷系数。结果表明,低磷胁迫显著抑制红豆草幼苗生长,增加渗透调节物质含量(SP、Pro)和抗氧化酶活性(POD、CAT、SOD)。聚类分析表明,11份红豆草材料可分为4类,其中材料5和甘肃红豆草为耐低磷型,材料6为低磷敏感型。回归分析表明,根冠比、根长、根直径、根尖数、SS、Pro、SOD、POD、CAT、ACP与耐低磷性相关,可用于红豆草耐低磷性的评价筛选。     

不同披碱草种质对低氮胁迫的形态和生理响应分析及耐低氮性评价

本研究以22份披碱草(Elymus dahuricus Turcz.)种质为试验材料,设置全氮(1 mmol·L-1,TN)和1/100氮(0.01 mmol·L-1,LN)两个氮浓度处理28 d,对处理后披碱草的形态指标和生理指标进行测定,并对各测定值进行隶属函数分析比较,探究22份披碱草种质在长期低氮胁迫下的耐低氮特性.结果表明:在低氮胁迫下,22份披碱草的植株表型均受到不同程度影响,表现为株高降低,根长缩短;生理指标方面:低氮显著降低了披碱草幼苗的硝态氮含量、净光合速率、蒸腾速率、胞间二氧化碳浓度、气孔导度、硝酸还原酶和谷氨酸合成酶活性以及可溶性糖含量;低氮显著提高了谷氨酰胺合成酶和谷氨酸脱氢酶活性,同时显著增加了超氧阴离子、过氧化氢以及可溶性蛋白的含量.经过相关性分析、主成分分析和隶属函数分析,提取7个主成分作为披碱草耐低氮性评价的综合指标,经过计算得出耐低氮性较强的种质是E17,E19,低氮敏感型种质是E12,E16.研究结果为披碱草耐低氮品种选育工作提供理论支持.     

不同品种紫花苜蓿根系形态及生理特征对磷水平的响应

为明确不同品种紫花苜蓿(Medicago sativa)根系形态和生理特征对磷水平的响应,以营养液水培的试验方法,分析了0(P0)、50(P1)、100(P2)、500(P3)1000(P4)和1500ymol·L-1(P5)磷水平下,6种紫花苜蓿根系形态及生理特征对磷水平的响应.结果发现,各品种总根长、根表面积均在P1处理时达到最大,新牧一号、耐盐之星、肇东、巨能Ⅱ 4个品种在P2低磷水平时总根长、根表面积高于陇东、龙牧801.设定磷水平下,各品种根体积仅在P0、P1处理时存在差异性,陇东根体积在Pl、P2、P3、P5处理下均小于其他品种.P1处理时新牧一号、龙牧801根系磷吸收效率高于其他4个品种,P2、P3、P4处理下肇东根系磷吸收效率显著(P＜0.05)高于其他品种.根系酸性磷酸酶活性均在P1时达到最大且同浓度磷水平时各品种间存在显著差异.低磷水平下,耐盐之星、巨能Ⅱ根系酸性磷酸酶活性显著高于其他4个品种,综合各耐低磷指标表明新牧一号、耐盐之星的耐低磷性高于其他品种是较好的磷高效品种,其次是肇东、巨能Ⅱ,而陇东、龙牧801则可归纳为磷低效品种.     

不同品种紫花苜蓿根系形态及生理特征对磷水平的响应

为明确不同品种紫花苜蓿(Medicago sativa)根系形态和生理特征对磷水平的响应,以营养液水培的试验方法,分析了0(P₀)、50(P₁)、100(P₂)、500(P₃)1000(P₄)和1500μmol·L^?1(P₅)磷水平下,6种紫花苜蓿根系形态及生理特征对磷水平的响应。结果发现,各品种总根长、根表面积均在P₁处理时达到最大,新牧一号、耐盐之星、肇东、巨能Ⅱ4个品种在P₂低磷水平时总根长、根表面积高于陇东、龙牧801。设定磷水平下,各品种根体积仅在P₀、P₁处理时存在差异性,陇东根体积在P₁、P₂、P₃、P₅处理下均小于其他品种。P₁处理时新牧一号、龙牧801根系磷吸收效率高于其他4个品种,P₂、P₃、P₄处理下肇东根系磷吸收效率显著(P<0.05)高于其他品种。根系酸性磷酸酶活性均在P₁时达到最大且同浓度磷水平时各品种间存在显著差异。低磷水平下,耐盐之星、巨能Ⅱ根系酸性磷酸酶活性显著高于其他4个品种,综合各耐低磷指标表明新牧一号、耐盐之星的耐低磷性高于其他品种是较好的磷高效品种,其次是肇东、巨能Ⅱ,而陇东、龙牧801则可归纳为磷低效品种。     

不同供磷水平对紫穗槐生长及根系形态的影响

以紫穗槐(Amorpha fruticosa)为材料,利用土培法研究不同供磷水平对其植株生长和根系形态的影响,以期为在黄土高原确定适宜的建植地区及建植过程中合理的磷肥施用量奠定基础。结果表明,52.5 mg·kg-1供磷水平下,紫穗槐植株株高、地径、总生物量、地上部及根系生物量均最大,叶片生长良好;根系平均直径、根系总长、根系总表面积和总体积最大,根系发育最好。17.5 mg·kg-1低磷水平下,根冠比最大,通过维持较大比例的根系来响应低磷环境。供磷水平过低或过高对紫穗槐生长均产生不利影响,52.5 mg·kg-1是紫穗槐生长的最适土壤磷浓度。紫穗槐对土壤磷素水平要求较低,能够在较为贫瘠的土壤中生长良好。     

酸性红壤区柱花草磷效率基因型差异

本试验选用十三个不同基因型柱花草品种,通过盆栽试验,比较其营养生长和磷吸收情况。结果表明,在酸性低磷红壤区,品种间的磷效率差异明显,根据其在低磷酸性红壤不同的生长状况,可划分为野生型、栽培型和磷高效率型三种类型。在相同磷水平下,不同基因型柱花草品种的磷含量并无明显差异,基因型间对低磷或高磷的适应能力并不表现在植株含磷量的差异方面,通过计算植株吸磷量和磷效率比值,对磷的吸收效率和利用效率进行比较,前者对磷高效率基因型更为重要。     

ABA及其合成抑制剂对柱花草抗冷性及抗氧化酶活性的影响

以脱落酸(ABA)和ABA合成抑制剂钨酸钠(Tungstate)处理柱花草.试验结果表明,外源ABA处理提高了柱花草叶片的ABA含量,同时降低了低温下的相对电导率,提高了低温下的最大光化学效率(Fv/Fm)水平;ABA加钨酸钠处理降低了柱花草叶片ABA水平,ABA降低膜透性、提高低温下的Fv/Fm水平的作用被削弱.ABA处理提高了超氧化物歧化酶(SOD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性,而ABA与钨酸钠同时处理,在降低叶片ABA含量的同时,ABA提高SOD、APX活性的作用被削弱.证明ABA提高了柱花草的抗冷性和抗氧化酶的活性,ABA对抗氧化酶的诱导与其提高抗冷性可能存在相关性.     

高产抗病柱花草新品种选育 II高产抗病柱花草品种比较

于 1998 - 2 0 0 0年选择 12个柱花草Stylosanthesguianensis新种质进行品种比较 ,结果表明 :Mineirao柱花草、GC15 81柱花草年干草产量分别为 116 5 0 0kg/hm2 和 114 2 0 0kg/hm2 ,高于热研 5号柱花草 (9831 1kg/hm2 ) 18 5 0 %和 16 16 % ;抗旱性强 ,在冬春低温干旱季节的干质量占年产量的 2 9 2 5 %和 2 9 15 % ;较抗柱花草炭疽病 ,试验期内平均病级分别为 1 6 7,1 74 ;植株越冬存活率分别为 30 83%和 4 1 6 8% ,耐寒性强 ;茎叶比为 1 0 3和 1 0 7,营养价值丰富 ,营养生长期粗蛋白含量分别为 15 36 2 %和 11 5 5 0 % ,是优良的柱花草新品种。     

假地豆响应缺磷胁迫的代谢衍生物分析

为探究假地豆(Desmodium heterocarpon)对缺磷胁迫的生理和代谢响应,本研究通过水培试验,分析了正常供磷(+P处理)和缺磷(-P处理)对假地豆生长及代谢物积累的影响。结果表明：缺磷胁迫降低了假地豆地上部干重和磷含量,但促进了根系生长。随后,代谢组共检测到假地豆叶片和根系的267个代谢物,可被分为12类。其中,叶片和根系的缺磷胁迫差异累积代谢物(DAMs)均为79个。缺磷处理导致假地豆叶片和根系的原花青素、槲皮素及其衍生物的积累显著增加,而2′-脱氧腺苷5′-单磷酸(dAMP)的积累显著减少。此外,缺磷处理使根系的8个有机酸和4个糖及醇类的积累显著增加。综上,假地豆通过促进根系生长和调整代谢物积累来提高对缺磷胁迫的适应性。本研究将为进一步解析假地豆适应缺磷胁迫的机理提供理论参考。     

柱花草硼、钼微肥施用效果的研究

在热带地区土壤中硼、钼微量元素缺乏较为普遍.采用田间试验的方法,针对柱花草(Stylosanthes guianensis)喷施硼、钼微肥效果进行研究.结果表明,在土壤缺硼、钼的情况下,适量喷施钼、硼肥均能增加柱花草的产量.其中喷施钼增产效果较明显,其次为硼肥.与对照相比较,喷施钼肥和硼肥柱花草产量分别增加了2 475...     

柱花草刈割次数与生产性能的关系

对格拉姆柱花草的刈割次数与生产性能关系进行了两年时间的研究,结果表明:不同年度、不同次数刈割对生产性能影响很大,当年刈割一次比刈割两次产草量增长44%—68%,粗蛋白产量增长40%左右;第二年刈割两次比刈割一次产草量增长4.8%,粗蛋白产量增长52%,而比刈割三次产草量增长17%,粗蛋白产量增长9%。     

柱花草浸出液对荔枝幼苗生长的影响

为研究柱花草(Stylosanthes guianensis)浸出液对荔枝(Litchi chinensis)幼苗生长的影响,试验以4种不同浓度的柱花草浸出液根施荔枝幼苗,观测荔枝幼苗生长的情况。结果表明：4种浓度柱花草浸出液对荔枝幼苗生长均有促进作用;柱花草浸出液处理可使荔枝植株增高,叶片数增多,叶面积增大,叶片叶绿素相对含量(SPAD)和全N、全P和全K的含量增加;浓度为25.0 mg/mL的柱花草浸出液处理效果最佳。     

超声波处理柱花草种子的生物学效应研究

采用超声波对柱花草Stylosanthes guiancnsis种子进行不同时间的处理,初步探讨超声波对柱花草种子的生物学效应。结果表明,适当时间的超声波处理对柱花草种子的发芽势、发芽率、幼苗株高、根长及活力指数均具有促进作用,以10 min的处理促长效果较理想。