耐盐碱栽培牧草--长穗薄冰草

长穗薄冰草(Thinopyrum ponticum)是禾本科小麦族薄冰草属植物,其异名为长穗偃麦草(Elytrigiaelongata)和高冰草(Agropyronelongatum )。因其所含染色体组为J(E) ,完全不同于偃麦草属SX染色体组和冰草属P(C)染色体组,所以欧美国家的学者大多支持将其另立为薄冰草属的学术观点。长穗薄冰草原产于欧洲东南部和小亚细亚,生境为海滨和盐碱草甸,具有良好的耐盐性。上世纪5 0年代从土耳其引入北美,广泛用于盐碱滩地的改良、干草和青饲料生产。我国于2 0世纪80～90年代从前苏联、加拿大和美国等国家多次引进,其中美国培育的几个品种,如Jose、A…     

偃麦草属3种植物种子形态解剖结构研究

采用体视显微镜和常规石蜡切片的方法,对偃麦草属3种植物(偃麦草、中间偃麦草和长穗偃麦草)的种子形态特征和解剖结构进行测定分析。结果表明:偃麦草属3种植物的种子形态均呈舟形,顶端均具毛;颜色略有不同,主要以黄色、土黄色及深褐色为主;种子长,宽和厚度差异显著(P<0.05),种子长的顺序为:长穗偃麦草>中间偃麦草>偃麦草,种子宽和厚度均为中间偃麦草>长穗偃麦草>偃麦草;长穗偃麦草种子千粒质量较大,平均为0.564 g,而偃麦草种子千粒质量仅为0.269 g。偃麦草属3种植物的种子胚位于种子基部,呈侧生型,胚乳占绝大部分比例;中间偃麦草种子的种皮厚度最大,长穗偃麦草种子的最小;偃麦草种子的种胚长度、胚根长、胚芽长和盾片均小于长穗偃麦草。通过对偃麦草属3种植物种子长度、宽度、厚度、千粒质量和种皮厚度等的比较分析,可为其分类保存和遗传特性的系统研究提供科学依据。     

6种根茎型禾草PMC减数分袭及花粉形态的研究

对3种赖草属植物和3种偃麦草属植物花粉母细胞的减数分裂过程中花粉粒形态、饱满度和生活力进行了观察与比较研究，结果表明：赖草、大赖草、中间偃麦草、巴顿硬叶偃麦草、茹莎娜硬叶偃麦草的PMC减数分裂过程中存在分裂期不同步现象；巴顿硬叶偃麦草和茹莎娜硬叶偃麦草在后期Ⅰ同源染色体分离时产生染色体桥的异常现象，巴顿硬叶偃麦草在中期Ⅰ出现染色体落后现象；PMC减数分裂的胞质分裂方式为连续型；赖草属中，大赖草的3－细胞花偻百分率高于2－细胞花粉；偃麦草属中，巴顿硬叶偃麦草的3－细胞花粉百分离高于2－细胞花粉，而中间偃麦草的3－细胞花偻百分率低于2－细胞花粉，其花偻生活力高于其它种。     

中间偃麦草和长穗偃麦草染色体核型分析

选用从国外引进的中间偃麦草(Elytrigia intermedia)和长穗偃麦草(E.elongata)种子为材料,采用根尖压片法进行细胞染色体核型分析。结果表明,中间偃麦草染色体数目为2n=6x=42,染色体相对长度组成为：10L+10M2+12M1+10S,核型公式为：K(2n)=6x=42=34m+8sm,属于“2B”类型。长穗偃麦草染色体数目为2n=10x=70,染色体相对长度组成为:10L+22M2+30M1+8S,核型公式为：K(2n)=10x=70=38m+22sm+8st+2t,属于“2B”类型。本研究结果可以为中间偃麦草和长穗偃麦草的细胞学特性和遗传机制的研究提供理论依据。     

一种耐盐碱牧草——长穗偃麦草研究进展

长穗偃麦草是一种耐盐碱、耐旱、耐涝的多年生冷季型牧草，已在美国、加拿大、澳大利亚等国大面积种植。自1954年起，作为小麦遗传改良的重要资源，在我国长期被用作小麦远缘杂交的亲本。尽管1980-1990年代我国曾引进长穗偃麦草用于防风固沙和牧草生产，但鲜有大面积种植的报道。全世界已审定推广了10个以上的长穗偃麦草品种，而我国目前还没有自主选育的长穗偃麦草品种。2012年起中国科学院遗传与发育生物学研究所李振声组先后在北京、曹妃甸、南皮、海兴、东营等地进行多年多点种植试验，再次证实其耐盐碱高产特性。于是，2020年1月李振声提出了利用环渤海盐碱荒地种植耐盐碱牧草（如长穗偃麦草）建立“滨海草带”的设想。为此，需建立适合长穗偃麦草大面积种植的栽培技术、选育耐盐高产新品种。本研究综述了国内外有关长穗偃麦草耐盐碱、耐涝、耐旱等特点及牧草品质、品种选育、栽培技术与长穗偃麦草“滨海草带”方面的研究进展，以期为长穗偃麦草研究利用与示范推广提供参考。     

6种根茎型禾草PMC减数分裂及花粉形态的研究

对3种赖草属植物和3种偃麦草属植物花粉母细胞的减数分裂过程中花粉粒形态、饱满度和生活力进行了观察与比较研究,结果表明赖草、大赖草、中间偃麦草、巴顿硬叶偃麦草、茹莎娜硬叶偃麦草的PMC减数分裂过程中存在分裂期不同步现象;巴顿硬叶偃麦草和茹莎娜硬叶偃麦草在后期Ⅰ同源染色体分离时产生染色体桥的异常现象,巴顿硬叶偃麦草在中期Ⅰ出现染色体落后现象;PMC减数分裂的胞质分裂方式为连续型;赖草属中,大赖草的3-细胞花粉百分率高于2-细胞花粉;偃麦草属中,巴顿硬叶偃麦草的3-细胞花粉百分率高于2-细胞花粉,而中间偃麦草的3-细胞花粉百分率低于2-细胞花粉,其花粉生活力高于其它种.     

4种小麦族牧草种子耐盐补偿生长特性研究

在不同浓度单盐(NaCl)与复盐(NaCl:CaCl_2:MgSO_4:K_2SO_4=71:3:4:22)土壤中对冰草、中间偃麦草、长穗偃麦草Alker及Tyrell种子萌发时的耐盐补偿生长特性进行了研究.结果表明,单盐胁迫下仅长穗偃麦草Alker表现出耐盐补偿生长现象;复盐胁迫下4种牧草种子均表现出耐盐补偿生长现象,冰草仅在0.4%盐浓度下表现耐盐补偿生长,中间偃麦草在0.2%及0.6%盐浓度下表现耐盐补偿生长,长穗偃麦草Tyrell与Alker的耐盐补偿生长范围为0.2%～0.8%.耐盐补偿生长点除冰草为0.4%外,中间偃麦草、长穗偃麦草Alker及Tyrell种子的耐盐补偿生长点相同,均为0.2%.4种材料种子的耐复盐能力高于耐单盐能力. Alker及Tyrell种子萌发时的耐盐补偿生长特性进行了研究.结果表明,单盐胁迫下仅长穗偃麦草Alker表现出耐盐补偿生长现象;复盐胁迫下4种牧草种子均表现出耐盐补偿生长现象,冰草仅在0.4%盐浓度下表现耐盐补偿生长,中间偃麦草在0.2%及0.6%盐浓度下表现耐盐补偿生长,长穗偃麦草Tyrell与Alker的耐盐补偿生长范围为0.2%～0.8%.耐盐补偿生长点除冰草为0. %外,中间偃麦草、长穗偃麦草     

小麦族多年生牧草几个有关属的分类现状

禾本科小麦族多年生植物在分类学历史上分歧由来已久,并多有变化,使得由北美引进中国的该族牧草在名称使用上十分混乱。属级的类群变化及分歧主要存在于冰草属(A-gropyron)、披碱草属(Elymus)、偃麦草属(Elytrigia)等8个属之间。近期发展起来的染色体组分类系统与形态分类学中被广泛接受的某些系统对该族冰草属、赖草属(Leymus)和新麦草属(Psathyrostachys)的分类是吻合的;但在披碱草属、偃麦草属和鹅观草属(Roegneria)等的分类上存在较大分歧。染色体组分类系统中的不同属同样可以根据形态特征加以区别。     

偃麦草属植物种子和幼苗的耐盐性

采用培养皿法研究了偃麦草属 3种植物种子萌发时期的耐盐性 ,采用盆栽育苗法研究了长穗偃麦草出苗和生长时期的耐盐性。结果表明 ,毛偃麦草和长穗偃麦草种子的耐盐性基本一致 ,并且 2者明显强于偃麦草。长穗偃麦草幼苗能够在 1%盐浓度的环境中生长     

基于叶绿体atpB-rbcL序列探讨猬草属和赖草属植物的系统发育和母系起源

对小麦族猬草属、赖草属(NsXm)、披碱草属(StH)及含不同染色体组(St、H、Ns、E^b、E^e、P、F 、V、W)的近缘二倍体属共46个类群的叶绿体基因间隔区atpB-rbcL序列进行系统发育分析,探讨猬草属和赖草属植物系统发育关系及母系起源。结果显示,1)猬草属模式种H. patula与拟鹅观草属和披碱草属物种聚为一支,表明H. patula与披碱草属植物亲缘关系近,其母本来源为含St染色体组的拟鹅观草属物种;2)猬草、长芒猬草、4个新麦草属物种及滨麦和所有欧亚分布的赖草属物种聚在一支,说明猬草、长芒猬草与欧亚赖草亲缘关系较近,其母本供体来自含Ns染色体组的新麦草属物种;3)高丽猬草和东北猬草与北美赖草及冰草属、旱麦草属、大麦属物种处于同一分支,表明高丽猬草和东北猬草与北美赖草具有较近亲缘关系,其母本供体为未知来源的Xm染色体组。研究结果支持将H. patula组合到披碱草属中,猬草、长芒猬草、高丽猬草和东北猬草应组合到赖草属中。     

中间偃麦草第6同源群特异STS标记开发

中间偃麦草(2n=6x=42,JJJ~sJ~sStSt)是小麦遗传改良的重要野生资源之一,因其基因组尚未完成测序,造成目前已报道的特异分子标记数量较少,不能满足小麦生产和研究领域内对杂交材料中外源片段或外源基因鉴定的需求。本研究利用中间偃麦草GBS芯片探针数据组装了5877409条Contig序列,筛选后获得5452条与小麦基因组相似性低于80%的、具有染色体位置信息的非冗余序列,据此开发2019个序列标签位点(sequence-tagged site,STS)分子标记,在中间偃麦草第1至第7同源群中的分布依次为250、215、323、253、323、253和402;利用5株中间偃麦草和5份小麦农家种的DNA从253个第6同源群(G6)标记中进一步筛选出160个中间偃麦草特异标记,其中"+/-"型特异标记共有53个,分布在G6-Chr1(32个)、G6-Chr2(13个)和G6-Chr3(8个)染色体上;接着利用拟鹅观草(2n=2x=14,StSt)、百萨偃麦草(2n=2x=14,J~bJ~b)、二倍体长穗偃麦草(2n=2x=14,J~eJ~e)以及中国春-二倍体长穗偃麦草6J~e代换系推断G6-Chr2为6St染色体;最后利用6St上开发的13个"+/-"型标记,从分子水平对小麦-偃麦草代换系F881(6St/6D)中的外源6St染色体进行了验证。研究结果将为中间偃麦草染色体或染色体片段的鉴定提供较为方便和经济的检测手段。     

中间偃麦草第6同源群特异STS标记开发

中间偃麦草(2n=6x=42,JJJ^sJ^sStSt)是小麦遗传改良的重要野生资源之一,因其基因组尚未完成测序,造成目前已报道的特异分子标记数量较少,不能满足小麦生产和研究领域内对杂交材料中外源片段或外源基因鉴定的需求。本研究利用中间偃麦草GBS芯片探针数据组装了5877409条Contig序列,筛选后获得5452条与小麦基因组相似性低于80%的、具有染色体位置信息的非冗余序列,据此开发2019个序列标签位点(sequence-tagged site,STS)分子标记,在中间偃麦草第1至第7同源群中的分布依次为250、215、323、253、323、253和402;利用5株中间偃麦草和5份小麦农家种的DNA从253个第6同源群(G6)标记中进一步筛选出160个中间偃麦草特异标记,其中"+/-"型特异标记共有53个,分布在G6-Chr1(32个)、G6-Chr2(13个)和G6-Chr3(8个)染色体上;接着利用拟鹅观草(2n=2x=14,StSt)、百萨偃麦草(2n=2x=14,J^bJ^b)、二倍体长穗偃麦草(2n=2x=14,J^eJ^e)以及中国春-二倍体长穗偃麦草6J^e代换系推断G6-Chr2为6St染色体;最后利用6St上开发的13个"+/-"型标记,从分子水平对小麦-偃麦草代换系F881(6St/6D)中的外源6St染色体进行了验证。研究结果将为中间偃麦草染色体或染色体片段的鉴定提供较为方便和经济的检测手段。     

山羊草属杀配子染色体2C特异SCAR标记的建立

用40条10碱基随机引物,对普通小麦“中国春”、“中国春”-杀配子染色体2C二体附加系、柱穗山羊草进行RAPD分析,筛选到1个杀配子染色体2C特异引物OPF03。从“中国春”-杀配子染色体2C二体附加系中克隆了该DNA片段。测序结果表明,该片段长1 496 bp,与大麦1个cDNA的同源性为92%。根据OPF03₁₄₉₆的序列设计了1对SCAR引物2C-F₅₈₆、2C-R₅₈₆,对普通小麦“中国春”、“中国春”-杀配子染色体2C二体附加系、柱穗山羊草、二倍体长穗偃麦草、“中国春”-长穗偃麦草7E二体附加系等材料进行了SCAR分析,在“中国春”-杀配子染色体2C二体附加系、柱穗山羊草中扩增出了586 bp的片段,而在普通小麦“中国春”、二倍体长穗偃麦草、“中国春”-长穗偃麦草7E二体附加系中没有该产物,初步证明此标记可以用于杀配子染色体2C的检测。进一步用该对SCAR引物对“中国春”-杀配子染色体2C二体附加系与“中国春”-长穗偃麦草7E二体附加系的杂种F₁代、F₂代进行了分析,结果在全部F₁代以及部分F₂代材料扩增出了目的片段,进一步证明了此SCAR标记可以用来检测小麦背景下的杀配子染色体2C,为小麦背景中杀配子染色体2C的快速跟踪检测提供了新途径。     

四种偃麦草光合特性日变化分析

用LI-6400型便携式光合测定仪观测4种偃麦草光合特性。结果表明:供试材料净光合、蒸腾作用日变化均为双峰型,有明显的光合“午休”现象,其中中间偃麦草(Elytrigia intermedia)和偃麦草(E.repes)的“午休”是叶肉细胞光合能力下降所改^[5-7],而长穗偃麦草(E.elongcata)和毛偃麦草(E.trihophora)则因气孔导度下降所致;蒸腾速率“午休”主要由于光辐射强、叶温高、湿度低、叶片缺水和气孔部分关闭所致;长穗偃麦草具有较高的光能利用率和较低水分利用率,因此在灌溉地区可以获得高产;在少水地区偃麦草则是理想的高产草种;通过合理密植毛偃麦草和中间偃麦草也有望获得高产。     

“中国春”小麦-偃麦草易位系的创制与鉴定

利用杀配子染色体创制易位系的方法,以"中国春"小麦(Triticum aestivum L.)-长穗偃麦草(Elytrigia repens)(2E)异二体附加系为母本与"中国春"小麦-柱穗山羊草(Ae.cylindrical)(2C)异二体附加系为父本杂交,创制"中国春"小麦-偃麦草易位系.F1的结实率为31.02%,F1套袋自交结实率为31.41%,亲本自交结实率92.59%;获得的F2利用染色体C-分带和原位杂交进行鉴定,从127株后代中筛选出9株易位系.     

河西走廊多年生豆禾混播对牧草产量和品质的影响

在河西走廊绿洲边缘区,以紫花苜蓿(Medicago sativa)、红豆草(Onobrychis viciifolia)、无芒雀麦(Bromus inermis)、长穗偃麦草(Elytrigia elongata)组成的5种混播草地为对象,研究不同组合对多年生豆禾混播草地生产性能的影响。结果表明:1)豆禾混播不同程度提高了草地牧草产量,其中"紫花苜蓿+无芒雀麦+长穗偃麦草"混播组合的产量最高,与其他混播及单播相比,建植第1年产量提高了4.8%～92.5%,第2年提高了7.9%～134.9%,第3年提高了11.0%～313.6%。2)所有组合的混播草地土地当量比均大于1,其中"紫花苜蓿+无芒雀麦+长穗偃麦草"组合的土地当量比最高,且随建植年限的增加而提高,并趋于稳定。3)豆禾混播不同程度提高了牧草粗蛋白、粗脂肪、粗灰分和半纤维的含量与单位面积可消化营养物质产量,"紫花苜蓿+无芒雀麦+长穗偃麦草"组合的品质在所有混播组合中最优。4)通过TOPSIS模型对各处理的产量和品质的各项指标综合评价显示,"紫花苜蓿+无芒雀麦+长穗偃麦草"组合与理想混播组合的贴合度最高,是适合在河西走廊荒漠绿洲区推广种植的多年生豆禾混播草地组合。     

苜蓿与禾草混播对海流图盐碱地土壤改良效果研究

为探求不同混播组合和混播比例对盐碱土壤的影响，筛选最适合海流图盐碱地的混播方式，本研究以杂花苜蓿(Medicago varia)分别与新麦草(Psathyrostachys juncea)、缘毛雀麦(Bromus ciliatus)和长穗偃麦草(Elytrigia elongata)混播建植草地，连续三年测定土壤养分含量和pH,结果表明，建植混播草地对土壤有机质、全氮、速效磷、速效钾积累都有显著促进作用，降低土壤pH效果显著。苜蓿与新麦草混播最有利于土壤速效钾的积累，苜蓿与缘毛雀麦混播最有利于土壤有机质、氮素、速效磷的积累，苜蓿与长穗偃麦草混播降低土壤pH效果最显著。对于该地区同类型盐碱地综合改良效果而言，短期以苜蓿-长穗偃麦草1∶2混播土壤改良效果最好，长期以苜蓿-缘毛雀麦1∶2混播土壤改良效果最好。     

河西走廊多年生豆禾混播对牧草产量和品质的影响

在河西走廊绿洲边缘区,以紫花苜蓿(Medicago sativa)、红豆草(Onobrychis viciifolia)、无芒雀麦(Bromus inermis)、长穗偃麦草(Elytrigia elongata)组成的5种混播草地为对象,研究不同组合对多年生豆禾混播草地生产性能的影响.结果表明:1)豆禾混播不同程度提高了草地牧草产量,其中"紫花苜蓿+无芒雀麦+长穗偃麦草"混播组合的产量最高,与其他混播及单播相比,建植第1年产量提高了4.8％～92.5％,第2年提高了7.9％～134.9％,第3年提高了11.0％～313.6％.2)所有组合的混播草地土地当量比均大于1,其中"紫花苜蓿+无芒雀麦+长穗偃麦草"组合的土地当量比最高,且随建植年限的增加而提高,并趋于稳定.3)豆禾混播不同程度提高了牧草粗蛋白、粗脂肪、粗灰分和半纤维的含量与单位面积可消化营养物质产量,"紫花苜蓿+无芒雀麦+长穗偃麦草"组合的品质在所有混播组合中最优.4)通过TOPSIS模型对各处理的产量和品质的各项指标综合评价显示,"紫花苜蓿+无芒雀麦+长穗偃麦草"组合与理想混播组合的贴合度最高,是适合在河西走廊荒漠绿洲区推广种植的多年生豆禾混播草地组合.     

中间偃麦草、长穗偃麦草及其杂交种抗旱性评价

测定了杂交种植物组织相对含水量、脯氨酸、叶绿素、可溶蛋白、丙二醛生理指标,利用主成分分析、隶属函数综合评价偃麦草属不同材料[中间偃麦草（Elytrigia intermedia）、长穗偃麦草（E.elongata）及其杂交种]的抗旱性。结果表明,5个单项生理指标可综合为3个相互独立的综合指标;正交杂种（E.intermedia×E.elongata）的抗旱综合值为 0.529,反交杂种（E.elongata×E.intermedia）为0.702,而其2个亲本中间偃麦草和长穗偃麦草仅为0.308和0.191,杂交种材料的抗旱能力远高于2个亲本,其中反交杂种的抗旱性最强。     

外源赤霉素GA3对偃麦草属植物种子萌发特性的影响

促进偃麦草属植物种子萌发是偃麦草属植物栽培草地成功建植的关键。通过不同浓度外源赤霉素 GA₃溶液(0、500、1 000、1 500 和 2 000 mg/L)对长穗偃麦草、中间偃麦草和偃麦草种子进行浸种处理,分析外源 GA₃对 3 种偃麦草属植物种子萌发及生理特性的影响。结果表明：随外源 GA₃处理浓度的增加,3 种偃麦草属植物种子发芽率和发芽势均显著提高,1 500 mg/L 是最适合打破种子休眠而萌发的浓度;GA₃浸种处理促进了 3 种偃麦草属植物种子胚根和胚芽的生长,提高了内源生长促进物质 IAA 和 GA₃ 含量,降低生长抑制物质 ABA 含量,且提高了胚芽的 POD 活性,降低了 MDA 含量。 1 500 mg/L 外源 GA₃浸种处理可较好地调控种子内源激素含量继而促进种子萌发,为偃麦草属植物种子高效生产和草地建植提供了理论依据。