披碱草属种质资源研究进展

披碱草属Elymus牧草分布广泛,种类繁多,广义的披碱草属包括近150个种,而在我国,则比较接受狭义披碱草属的概念,即有12余种.披碱草属牧草为中生-旱中生多年生优良牧草,是草原和草甸的重要组成部分,饲用价值极高.该属是禾本科小麦族中非常重要的一个类群,它具有麦类作物所缺乏的抗病、抗虫、抗旱、耐盐等优良抗逆基因,是现代麦类育种的重要种质资源.在前人研究的基础上,对国内外披碱草属种质资源的系统学分类、分布情况、遗传多样性研究进行了总结和探讨,以期为披碱草属资源的进一步研究利用提供参考依据.     

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。     

披碱草属植物抗逆性研究现状和存在的问题

披碱草属是禾本科小麦族重要的经济属,主要分布在海拔2000～5200 m的地区。属内绝大多数种是优良牧草,饲用价值极高,该属部分种具有耐盐、抗旱、耐寒等优良抗性,适应性广,遗传多样性丰富,因此不仅是生态恢复的重要物种,也能为其他牧草和麦类作物提供优异的基因资源。按照狭义上的分类标准,该属在全世界共有30余种,我国有13种,主要有老芒麦、披碱草、垂穗披碱草、短芒披碱草、圆柱披碱草等。近年来,由于全球变化和人类活动引起非生物胁迫的加剧,越来越多的研究开始关注披碱草属非生物胁迫抗性,包括耐盐性、抗旱性、低温胁迫抗性、重金属胁迫及复合胁迫抗性,其中大多数研究来自中国学者。目前绝大多数关于披碱草属抗逆性的研究主要集中在通过电解质外渗率、叶绿素、脯氨酸等渗透调节物质和抗氧化酶活性等生理指标评价属内不同种,和/或不同品种/种质的抗性方面,然而这些研究采用了不同的分析方法和评价体系,导致得出的结果不尽相同。此外,除了冷胁迫外,目前关于该属植物的抗逆机制却极少涉及。因此,综述了近年来在披碱草属植物抗逆性方面的研究进展,并提出存在的问题及今后研究的方向,旨在为进一步挖掘和利用其优良遗传资源奠定基础。     

披碱草属牧草的栽培特性和栽培技术

一、披碱草属牧草的一般栽培特性 (一) 披碱草属牧草在我省的种类和分布披碱草(Elymus)属的牧草,是中生或中湿生、地下芽,短寿命,疏丛型上繁禾草。据调查,分布于我省天然草地的种有:老芒麦(Elymus sibiricus L.),短芒披碱草(E.breviaristatus)(keng keng),粉绿披碱草[E.glaucus (Buckl) Nevski],披碱草(E·dahuricus Turez.),黑紫披碱草[E.atratus (Ne-     

披碱草属植物抗逆性研究现状和存在的问题

披碱草属是禾本科小麦族重要的经济属,主要分布在海拔2000～5200 m的地区。属内绝大多数种是优良牧草,饲用价值极高,该属部分种具有耐盐、抗旱、耐寒等优良抗性,适应性广,遗传多样性丰富,因此不仅是生态恢复的重要物种,也能为其他牧草和麦类作物提供优异的基因资源。按照狭义上的分类标准,该属在全世界共有30余种,我国有13种,主要有老芒麦、披碱草、垂穗披碱草、短芒披碱草、圆柱披碱草等。近年来,由于全球变化和人类活动引起非生物胁迫的加剧,越来越多的研究开始关注披碱草属非生物胁迫抗性,包括耐盐性、抗旱性、低温胁迫抗性、重金属胁迫及复合胁迫抗性,其中大多数研究来自中国学者。目前绝大多数关于披碱草属抗逆性的研究主要集中在通过电解质外渗率、叶绿素、脯氨酸等渗透调节物质和抗氧化酶活性等生理指标评价属内不同种,和/或不同品种/种质的抗性方面,然而这些研究采用了不同的分析方法和评价体系,导致得出的结果不尽相同。此外,除了冷胁迫外,目前关于该属植物的抗逆机制却极少涉及。因此,综述了近年来在披碱草属植物抗逆性方面的研究进展,并提出存在的问题及今后研究的方向,旨在为进一步挖掘和利用其优良遗传资源奠定基础。     

海拔高度对披碱草属植物形态特征的可塑性

海拔是影响植物生物进化和亲缘关系的重要因素,为了探明海拔对披碱草属植物表型特征的影响,本试验对不同海拔(3098~4203 m)的3种披碱草属植物:六倍体垂穗披碱草(Elymus nutans)、四倍体的昆仑披碱草(Elymus burchan-buddae)和老芒麦(E. sibiricus),27个种群810个体的13个表型性状进行测定,结果表明,垂穗披碱草的变异系数范围为8.8%~59.1%,昆仑披碱草为8.2%~53.7%,老芒麦为7.6%~56.7%,外稃长是3种披碱草变异系数最小的表型性状。聚类分析可以看出形态上相似的种群海拔来源基本相同,而且聚为一类的多数种群具有相似的生境。相关分析表明:海拔和供试材料的多个表型性状之间存在着明显的相关性(P<0.01)。本研究表明,海拔对披碱草属植物形态特征具有较强的可塑性,不同披碱草属植物的形态特征对海拔变化的反应不同,四倍体披碱草属植物对海拔的变化反应更加敏感。因此,部分形态特征可以用于披碱草属植物在海拔梯度上的演化规律的分析。     

北方地区披碱草属野生牧草资源的搜集与评价

通过对北方地区披碱草属野生牧草资源的搜集,获得了披碱草属123份野生牧草种质资源,得到了一批优良野生牧草种质材料,如老芒麦、披碱草、垂穗披碱草等。其中绝大多数为栽培牧草的野生种或野生近缘种。这些材料通过在太仆寺旗科研基地的种植与评价表现出：老芒麦更适合于补播改良天然草场和建立人工草场;披碱草可作为抗性品种的选育材料,也可作为培育高产新品种的基础材料;而垂穗披碱草更适应在高海拔的高寒湿润地区的推广应用。     

荧光原位杂交法分析披碱草和圆柱披碱草染色体构成

采用荧光原位杂交(FISH)和基因组原位杂交(GISH)技术,对披碱草和圆柱披碱草的染色体组组成和亲缘关系进行了分析,结果表明：(1)披碱草和圆柱披碱草均为异源六倍体,染色体数为2n=6x=42,染色体组组成为StStYYHH,核型类型分别为2A和2B。(2)两种披碱草属植物的H染色体组起源于大麦属,St染色体组起源于拟鹅观草属的不同物种;Y染色体组与St染色体组有共同的祖先。(3)披碱草和圆柱披碱草都有6个5SrDNA位点,和4个45SrDNA位点;两个物种中有1对染色体上同时含有5SrDNA和45SrDNA位点,但5SrDNA和45SrDNA在染色体上的定位和所在染色体组别不同。(4)重复序列pAs1和pSc119.2在两种披碱草染色体上的分布呈现多态性,主要集中于H组,在St和Y组的分布较少,可作为披碱草属植物的细胞学标记,用于区分H组和其他染色体组。(5)两种披碱草均有染色体易位或重组的变异。     

干旱胁迫对西藏4份野生披碱草属牧草幼苗生理指标的影响

以西藏地区4种不同生境的野生披碱草属植物作为试验材料进行干旱胁迫模拟盆栽试验,通过对比幼苗叶片中相对含水量(RWC)、丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)、游离脯氨酸(Pro)、以及植物体内可溶性糖(SSC)含量的变化对供试幼苗进行抗旱性分析与评价。干旱处理4d、8d、12d、16d,测其叶片生理指标(RWC、MDA、Pro、SOD、SSC)。研究表明:4种披碱草属植物幼苗在干旱胁迫条件下,RWC含量随胁迫程度的加剧而下降,MDA、Pro及SSC含量随胁迫程度的加剧而上升,SOD则是先上升后下降。5个生理指标在4种披碱草属植物幼苗间均存在显著差异,可以作为披碱草属植物抗旱性的评价指标。在胁迫8d后各测试指标的变化趋势均出现了明显的转折点,表明8d后土壤的含水量可能是披碱草属幼苗耐旱的关键水势点。本试验采用隶属函数法对4种西藏野生披碱草属幼苗进行抗旱性综合评价后,得出其抗旱性强弱顺序依次为:申扎垂穗披碱草那曲垂穗披碱草林芝垂穗披碱草拉萨老芒麦。     

盐胁迫对西藏3种野生披碱草属牧草种子发芽影响

为确定披碱草属(Elymus Linn.)3种优良牧草品种的耐盐能力,明确其耐盐浓度范围,试验设0%(对照)、0.4%、0.8%、1.2%、1.6%5个NaCl浓度水平,对3种披碱草属牧草(披碱草、老芒麦、垂穗披碱草)进行单盐胁迫。结果发现:不同的单盐浓度对3种野生牧草种子发芽的影响很大;随着盐浓度的增加,3种野生牧草种子的发芽率、发芽势、相对发芽率、萌发指数和活力指数不断下降;当盐浓度为1.6%时,披碱草、垂穗披碱草的发芽率、发芽势、萌发指数、相对盐害率等均为0,即种子萌发受到了完全抑制。结合指标综合评价,西藏3种牧草种子萌发期的耐盐性排序:老芒麦>垂穗披碱草>披碱草。初步判定,西藏野生老芒麦耐盐性最强,西藏野生披碱草耐盐性最差。     

体外产气法评价青海高原补饲草料与天然草地牧草组合效应

采用体外产气法评价了青海高原反刍家畜补饲用燕麦草(Arrhenatherum elatius(Linn.)Pressl)、老芒麦草(Elymus sibiricus L.)和精补料分别按质量比0:100,25:75,50:50,75:25,100:0的比例与藏嵩草(Kobresia tibetica Maxim.)草地型冷季牧草两两组合后的发酵产气特性。结果表明:补饲草料与藏嵩草草地型冷季牧草组合能有效提高单一藏嵩草的消化率;燕麦草和老芒麦草与藏嵩草草地型冷季牧草均以25:75比例组合时较为合适,精补料与藏嵩草草地型冷季牧草以50:50比例组合时较为合适,且各饲草料组合的正组合效应大部分在发酵12～24h时较高,体外发酵48h后其组合效应有下降趋势。研究结果将为该地区草地放牧家畜的营养平衡补饲提供科学依据。     

呼伦贝尔地区6种禾本科牧草养分对应分析

本研究运用对应分析方法对呼伦贝尔地区种植的6种禾本科牧草营养价值进行综合评定,结果表明:牧草品种间营养成分存在差异,且养分含量与品种间存在一定的相关性。‘阿坝'垂穗披碱草(Elymus nutans‘Aba')的粗蛋白与粗脂肪含量最高(P0.05),多花黑麦草(Lolium multiflorum Lamk)最低;披碱草(Elymus dahuricus Turcz)的吸附水含量最高,老芒麦(Elymus sibiricus Linn)最低;偃麦草(Elytrigia repens(L.)Nevski.)的粗纤维和粗灰分含量最高,蒙农杂种冰草(Agropyron cristatum×A.desertorum‘Hycrest Mengnong')最低;老芒麦钙和磷的含量最高,蒙农杂种冰草钙含量最低,偃麦草磷的含量最低。     

大通河上游16种多年生禾草引种试验研究

为筛选出适宜在青海祁连山大通河上游地区种植的多年生牧草,以丰富人工草地的建植、快速恢复黑土滩退化草地,于2012年引进了适于青藏高原栽培的16种禾本科牧草,采用随机区组试验,对不同品种在该地区的适应性、生产性能及营养价值进行了研究与综合评价。3年的研究结果表明:虉草不能越冬,其余15个牧草品种能安全越冬;青牧1号老芒麦、同德老芒麦、川草2号老芒麦无法完成生育期,其余12个牧草品种能完成生育期。2013-2014年青牧1号老芒麦地上植物量最高,为479.13 g/m²,阿坝披碱草次之。阿坝披碱草种子产量最高,为98.30 g/m²。梭罗草营养价值显著高于其他牧草品种。将高度、地上植物量、地下植物量、草籽产量、粗蛋白含量用模糊数学隶属函数综合评价,结果为:阿坝披碱草、垂穗披碱草、青海扁茎早熟禾、青海草地早熟禾、青海中华羊茅、同德短芒披碱草综合价值高,适宜在青海祁连山区推广种植。     

旱作条件下新疆天山北坡中山带人工草地建植效果评价

在新疆天山北坡中山带选用紫花苜蓿(Medicago sativa)、红豆草(Onobrychis viciaefolia)、无芒雀麦(Bromus inermis)、冰草(Agropyron cristatum)、披碱草(Elymus dahuricus)等8种牧草,旱作建植豆禾混播、豆科及禾本科单播多年生人工草地。运用AHP和DTOPSIS分析法进行产量、营养品质、土壤养分综合比较,旨在筛选适宜于该区域及类似生态区域推广种植的旱作人工草地类型。结果表明:在本地区最适宜的混播人工草地类型是红豆草+无芒雀麦+冰草+苇状羊茅混播;最适宜的单播人工草地类型是红豆草。     

高寒地区两种老芒麦生态适应性和生产性能评价

在海拔3 200 m的青海环湖地区,对多叶老芒麦Elymus sibiricus cv.duoye和短芒老芒麦E. breviaristatum的生态适应性和生产性能进行了连续4年的观测与分析.结果表明:2种老芒麦在试验区无灌溉条件下,均表现出返青早、抗寒、耐旱、产草量高等优良特性.多叶老芒麦干草产量和种子产量分别达11.75和o.82 t/hm2,可作为试验区建植多年生人工草地的当家草种.短芒老芒麦干草产量可达9.50 t/hm2,可作为试验区内以收获饲草为目的的优良草种.     

人工调控对禾草混播草地群落特征的影响

在三江源区的"黑土滩"退化草地上,以当地野生驯化牧草,垂穗披碱草(Elymus nutans Griseb)、青海草地早熟禾(Poa pratensis L. cv. Qinghai)、青海中华羊茅(Festuca sinensis Keng cv. Qinghai)、青海冷地早熟禾(Poa crymophila Keng cv. Qinghai)、碱茅(Puccinellia distans(L.) Prarl)和西北羊茅(Festuca kryloviana Reverd.)为种源,设人工调控和对照2组处理,每组处理6个混播组合,探索不同草种组合和调控措施下人工群落的生产力与稳定性.2006-2008年试验表明:人工调控各组合群落的高度、盖度和植物量均显著高于对照,组合群落中禾草植物量第2、3年分别比相应对照组合高1倍和2倍以上,群落结构和稳定性显著高于对照;不同品种搭配下,混播组合群落的高度、盖度和植物量高于垂穗披碱草单播群落,第3年的群落植物量和禾草植物量比例均高于单播群落,随着组合草种增加,混播群落对环境条件的适应性增强,群落中禾草与杂类草的竞争力显著增强,群落稳定性提高;综合比较,初步确定以垂穗披碱草+青海草地早熟禾+青海中华羊茅+青海冷地早熟禾+碱茅+西北羊茅和垂穗披碱草+青海草地早熟禾+青海中华羊茅+青海冷地早熟禾为三江源区"黑土滩"退化草地建植混播人工草地的合理组合.同时,合理的草地管理有利于提高人工草地的生产力,延长草地利用年限.     

"黑土型"退化草地优良牧草筛选试验

在青海省玛沁县乳品厂"黑土型"退化草地,引入13属30个草种,经4年淘汰,筛选出9属17个草种.其中,干草产量最高的是垂穗披碱草(Elymus nutans),达14585 kg/hm2;能完成生育期的有12个草种,短芒老芒麦(Elymus breviaristatum)种子产量最高(1832 kg/hm2),不能完成生育期的有5种,但产草量都比较高,叶量丰富,适应性强,尤其是无芒雀麦(Bromus inermus)和赖草(Leymus secalinus)根茎繁殖力强,形成草皮快.试验表明,筛选出的17个草种在"黑土型"退化草地上有很好的适应性和推广价值.该研究为进一步选育牧用价值高,恢复退化草地能力强的优良牧草品种奠定了基础.     

黄河源区不同黑土滩人工草地土壤水分动态研究

对青海草地早熟禾人工草地、垂穗披碱草人工草地、中度退化草地及黑土滩退化草地土壤水分动态进行了研究,结果表明:各样地0~20cm土层土壤含水量变化趋势均为先增高,后降低,各个时期各层及平均含水量总体上为中度退化草地﹥青海草地早熟禾人工草地﹥黑土滩退化草地﹥垂穗披碱草人工草地;各时期0~20cm土壤水分垂直变化,总体上人工草地和中度退化草地随土层深度的增加而减小,黑土滩退化草地随土层深度的增加而增大。     

高海拔地区6个披碱草属牧草品种比较试验

为了研究6个披碱草属牧草品种(野生披碱草、同德老芒麦优良株系、红原老芒麦、青牧1号老芒麦、同德短芒披碱草、同德老芒麦)在高海拔地区的适应性,在青海省海晏县对这6个披碱草属牧草品种进行了试种,并对其植株高度、产草量、干鲜比、茎叶比进行了研究。结果表明,同德老芒麦、红原老芒麦的初花期株高、鲜草产量表现较好,这说明同德老芒麦明显优于其他品种;红原老芒麦鲜草产量指标表现优异,待进一步区域试验后可推广利用。     

大通河上游麦宾草适宜收获期的研究

麦宾草是高寒地区本土优良牧草,为获得高产、优质的牧草,在青海省祁连县大通河上游高寒草甸区对麦宾草进行了不同刈割时间的试验。经过2年的研究,结果表明:用模糊数学的隶属函数值法,对不同收获期的麦宾草的生长特性、生产性能和营养价值进行综合评价,确定麦宾草的适宜收获期应选择在8月31日到9月15日。