西藏野生大麦的分类和分布

 本文报道西藏野生大麦资源的4年考察结果；叙述它们的历史发现过程、分类、分布、形态特征；确定它们属于1个种、2个亚种和48个变种，其中新变种38个，包括已报道的16个变种。西藏野生大麦具有分布地区广泛、变种多为重叠分布、变异类型多样和主要遗传性状的显性基因频率高（深色型占70%）的特点；西藏野生二棱大麦在酯酶同功酶谱带、春冬性和小穗轴毛长短方面都有别于中东地区的以色列野生二棱大麦；考古资料证明西藏远在距今4000-5000年前已有了农事活动。这说明我国青藏高原地区是中国栽培大麦的起源地，推测是野生大麦的起源中心之一。     

拉萨河下游灌草交错区土壤养分空间分异特征

以拉萨河下游半干旱区亚高山带灌草交错区为研究区域,分别对其南、北坡的灌丛、灌草和草地土壤养分含量进行对比分析。结果表明,土壤p H值在6.6~8.5,总体呈中性偏弱碱性,适宜中性和弱碱性植物生长,南、北坡灌丛及南坡草地的土壤p H值与土层深度均可用二次函数拟合。土壤有机质含量在15.15~43.74 g/kg,南坡0~40 cm土层土壤有机质平均含量表现为草地灌草灌丛,北坡表现为灌草灌丛草地;南、北坡灌丛和草地及北坡灌草的土壤有机质含量与土层深度均呈显著负相关,且符合二次函数关系。土壤全氮含量在0.72~2.15 g/kg,南坡土壤全氮含量表现为草地灌草灌丛,北坡表现为灌丛灌草草地;南、北坡灌丛及南坡灌草土壤全氮含量与土层深度呈显著负相关,且符合二次函数关系;南、北坡草地土壤全氮含量与土层深度无显著相关性。土壤全磷含量在0.22~0.54 g/kg,南坡土壤全磷含量表现为草地=灌草灌丛,北坡表现为灌丛草地灌草;南坡灌草土壤全磷含量与土层深度无显著相关性,而北坡则呈显著正相关,且南、北坡灌草全磷含量与土层深度均可用二次函数拟合。土壤全钾含量在2.70~4.59 g/kg,南坡全钾含量表现为草地灌草灌丛,北坡表现为灌草草地灌丛,且南、北坡灌丛、灌草和草地的土壤全钾含量与土层深度均无显著相关性,南、北坡灌丛土壤全钾含量与土层深度的关系都可用二次函数拟合。总体上,南、北坡的土壤养分含量有明显差异,其中南坡灌丛和灌草的土壤有机质、全氮、全磷和全钾含量都低于北坡;对于草地,除南坡土壤全磷含量低于北坡外,其余养分含量均为南坡高于北坡。     

起源地生态地理因素对野生二棱大麦生长的影响

为探讨起源地生态地理因素对野生二棱大麦物候期及农艺性状的影响,采用斯皮尔曼秩相关性(Spearman’s Rho Correla-tion)和逐步多元回归分析(Stepwise multiple regressions)方法,研究了起源地生态地理因素对以色列6个群体16个生态型野生二棱大麦的物候期及农艺性状的影响。结果表明,粒重与起源地的14个生态地理因素中的8个因素有显著相关性(P0.05),生长期、旗叶面积、株高、穗长、芒长和每穗小穗数分别与纬度、年平均降雨量、年平均湿度和年平均蒸发量等因素有显著相关性(P0.05);生态地理因素中的水分、温度和地理因素对野生二棱大麦的11个物候期及农艺性状起关键影响作用。说明,野生二棱大麦物候期及农艺性状差异实质是其长期与环境相互作用,在自然选择压力下进化形成的遗传多样性。     

野生大麦和栽培大麦籽粒性状及蛋白质含量的多样性分析

为了加强种质资源开发与利用,改良大麦籽粒性状,选用来自国内外214份大麦材料,按照其地理来源、棱型、皮裸性进行分类;并对其9个籽粒表型性状和籽粒蛋白质含量(grain protein content, GPC)进行多样性比较分析。结果显示:按遗传进化关系划分,野生大麦的GPC(10.89%)、粒长(11.36 mm)与籽粒直径(5.57 mm)均显著高于栽培大麦的GPC(9.06%)、粒长(8.97 mm)与籽粒直径(5.10 mm);而野生大麦的粒宽(2.99 mm)和籽粒圆度(0.26)显著低于栽培大麦粒宽(3.12 mm)和籽粒圆度(0.34);栽培大麦和野生大麦之间千粒重差异不显著。按地理来源划分,中亚野生大麦和西南亚野生大麦各籽粒性状均无显著差异,所有地区中西藏野生大麦表现出最高千粒重(36.25 g)和最低GPC(6.85%)。6个地区栽培大麦的GPC由于长期的人工选育已经趋于大致相同水平。按其棱型划分,野生二棱大麦的GPC(11.26%)显著高于野生六棱大麦(7.30%),而其千粒重(30.77 g)却显著低于六棱野生大麦(34.66 g);相反,栽培二棱大麦的GPC(8.51%)显著低于栽培六棱大麦(9.64%),而其千粒重(31.81 g)显著高于栽培六棱大麦(28.34 g)。按皮裸性划分,无论是栽培种质还是野生种质,皮大麦的粒长与籽粒直径均显著大于裸大麦。同时,各性状间的相关性分析表明千粒重分别与粒宽和籽粒直径呈极显著正相关,相关系数分别为0.850和0.681;而千粒重与GPC呈极显著的负相关,与籽粒的长宽比呈显著的负相关,其相关系数分别为-0.216和-0.121。在野生六棱大麦中,千粒重与GPC呈现出极显著的正相关(r=0.569~(**))。基于10个籽粒性状的聚类分析结果表明,栽培大麦与野生皮大麦之间、裸大麦与皮大麦之间聚为不同的类群,大部分栽培大麦聚为Ⅰ类群,大部分裸大麦聚集为Ⅱ类群,而大部分的野生皮大麦聚为Ⅳ类群。     

以色列野生二棱大麦籽粒多组分营养性状的相关性分析

为探讨起源地生态地理因素对野生二棱大麦营养性状的影响,对源自以色列不同地区9个野生二棱大麦群体的60个生态型材料的籽粒总氮、可溶性蛋白质、总淀粉含量等主要营养成分进行测定。经单因素方差分析(One-Way ANOVA)、相关性网络分析(correlation-based network analysis,CAN)和斯皮尔曼秩相关分析(Spearmanp’s Rho Correlation)等软件分析结果表明,以色列野生二棱大麦在群体、生态型水平和籽粒的主要营养成分均存在明显差异;总氮、可溶性蛋白质含量以及单粒重与起源地多个生态地理因素显著相关(P0.05)。因此得出结论,野生二棱大麦是在长期适应起源地生态地理环境的过程中,在自然选择压力下形成了其特有的营养性状遗传多样性。     

基于ADH3基因的野生大麦系统进化分析

为探究大麦的遗传进化关系,选用91份来源于近东、中亚和我国西藏的野生大麦材料,基于乙醇脱氢酶Ⅲ基因（ADH3）对其进行系统进化分析。结果显示:近东野生大麦的单倍型个数（H=22）和遗传多样性（H_d=0.914,π=0.012 65）均明显高于西藏野生大麦（H=5,H_d=0.753,π=0.012 16）和中亚野生大麦（H=8,H_d=0.810,π=0.011 10）。91份野生大麦材料主要被分成2个类群（Ⅰ和Ⅱ）,81%的近东野生大麦和80%的西藏野生大麦聚类于Ⅰ类群;91%的中亚野生大麦与少部分近东和西藏野生大麦混合聚类于Ⅱ类群。同时,群体结构分析进一步佐证了西藏野生大麦与近东野生大麦之间的亲缘关系更近,与中亚野生大麦的亲缘关系较远。该研究结果明确了近东、西藏、中亚野生大麦的遗传进化关系,可为研究栽培大麦的起源提供分子依据。     

普通小麦与大麦杂交研究进展

对普通小麦与大麦远缘杂交的研究成果进行了综述.大麦具有早熟、多花多粒性、抗盐碱、抗穗发芽、赖氨酸含量高、抗白粉病、叶枯病、锈病等优良性状,大麦与普通小麦杂交,可以把这些优良性状导入小麦,对丰富小麦遗传种质资源、提高小麦育种水平具有重要意义.截止目前不完全统计,已成功进行普通小麦与普通大麦、野生二棱大麦、栽培二棱大麦、智利大麦、球茎大麦、海大麦、平展大麦和窄小大麦等的杂交;成功进行了硬粒小麦与智利大麦,提莫菲维小麦与布顿大麦,一粒小麦、二粒小麦与普通大麦等的杂交.已创制出约24种不同的大小麦杂交后代材料,并对部分材料利用染色体分带、原位杂交、分子遗传标记等手段进行了鉴定.对大麦优良性状的利用目前较多的是抗病性、抗穗发芽、高分子量谷蛋白亚基等.大小麦杂交对拓展小麦种质资源具有重要作用,今后应当利用现代基因克隆及重组技术,把远缘杂交和分子育种技术相结合,提高大小麦杂交的成功率和大麦优良性状的利用率.     

不同生境下以色列野生大麦群体与栽培大麦农艺性状的遗传多样性分析

将来自以色列的3个野生大麦自然群体和世界不同国家的25个栽培大麦品种,总计110份材料,分别种植在陕北干旱沙地和陕西关中地区,对10个主要农艺性状进行分析。结果表明,野生大麦群体间农艺性状表现出丰富的遗传多样性。野生大麦和栽培大麦农艺性状间存在较为显著的差异,在株高、穗粒数、百粒质量、生物产量、分蘖数上差异明显,栽培大麦百粒质量和生物量明显高于野生大麦。聚类分析表明地理来源与农艺性状的表现存在一定联系,野生大麦和栽培大麦可明显的分成2部分。方差分析表明除穗和穗粒质量没有达显著水平外,其余8个性状均达显著水平,其中分蘖数、百粒质量和生物产量的变异系数较高,表明这几个性状容易受环境影响而表现出较高的变异性。     

云南省千家寨不同坡向大理茶群落结构比较

大理茶(Camellia talinensis) 为国家二级保护植物袁近年来遭受人类的过度砍伐与采摘,已逐渐濒危。以目前我国发现的面积最大、保存最完整的云南省千家寨野生大理茶群落为研究对象,通过样方调查的方法研究其不同坡向群落的树种多样性及群落结构。结果表明,大理茶为乔木第二层的优势种,其第一层的优势种为香花木姜子(Litsea panamonja)、腾冲栲(Castanopsis wattii)、截头石栎(Lithocarpustrun catus) 等;大理茶在东坡、南坡的群落中为优势种,在西坡、北坡的群落中为亚优势种;高度级、径级分析均表明,物种丰富度、多度呈现出随高度级、径级增加而降低的趋势,说明上层植物为下层植物生长创造了良好的环境;坡向对大理茶各群落物种多样性有较大影响袁其中,西坡具有较高的树种多样性（S、D、H）,南坡、北坡居中,东坡的最低;南坡与其他各坡向树种相似性较低。并提出了相应的保护措施。     

不同棱型大麦材料灌浆特性分析

以10个大麦品种(品系)为材料,用Logistic曲线方程对其灌浆过程进行拟合.结果表明:不同棱型大麦灌浆参数不同,二棱大麦的灌浆平均速率(R),灌浆渐增期速率(R1),最大灌浆速率(Rmax),理论最大粒质量(K)和千粒质量显著大于四棱大麦.二棱大麦千粒质量与灌浆平均速率(R)和灌浆渐增期速率(R1)呈显著正相关.四棱大麦千粒质量与灌浆缓增期速率(R3)呈极显著正相关,与灌浆最大速率(Rmax)、灌浆快增期速率(R2)和灌浆最大速率出现时间(Tmax)呈显著正相关.     

Acid,cold, and drought tolerance in cereals

The response of plants to low temperatures has been determined in cereals differing in tolerance to environmental acidity, aluminum ions, and drought in the seedling stage. An interrelation is found between acid, drought, and cold tolerance in spring wheat and barley. It is shown that cold tolerance can be a dynamic indicator of one of the types of stress.     

Comparative Analysis of Hina Gene Sequences in Wild （Hordeum spontaneum） and Cultivated （H. vulgare） Barleys

The Hina gene is one of the two known Hin genes for hardness, and its RNA expression is correlated with grain hardness and dry matter digestibility variation. In this study, only one clone of Hina gene was obtained from one barley accession. A total of 121 Hina gene sequences were isolated from 121 wild barley {Hordeum spontaneum) accessions in Israel, Iran, and Turkey, and then their molecular characteristics were compared with 97 Hina gene sequences from 74 cultivated barley (H. vulgäre) lines in Europe and 23 landrace (H. vulgäre) with global distribution and other 26 Hina gene sequences from cultivated barleys (H. vulgäre) with unknown global distribution. C/s-acting regulatory element (CARE) searching revealed that there were different types of regulatory element for the Hina gene in wild and landrace/cultivated barleys. There were six consistent cw-acting binding sites in wild and landrace/cultivated barleys, whereas 8 to 16 inconsistent TATA-boxes were observed. In addition, three special elements (E2Fb, Spl, and boxS) were only observed in wild barley, while one (AT 1 -motif) was only found in landrace/cultivated barley. Forty-four deduced amino acid sequences of HINA from wild and landrace/cultivated barleys were obtained by deleting repetitive amino acid sequences, and they were clustered into two groups on the basis of Neighbor-Joining analysis. However, there was no obvious difference in the amino acid sequences of HINA between wild and landrace/cultivated barleys. Comparing to protein secondary structure of wheat PINA, it was indicated that HINA also existed a signal peptide. In addition, HINA was a hydrophilic protein on the basis of the protein properties and composition.     

Sequence Polymorphisms and Phylogenetic Relationships of hina Gene in Wild Barley from Tibet, China

The hina gene encodes a HINA protein in seeds of barley (Hordeum vulgare), which was known to affect the grain hardness. 171 hina gene sequences from Tibetan wild barley accessions and worldwide were characterized. Across 1 452 nucleotides of 171 hina genes, 152 SNPs were detected, giving an average frequency of one SNP per 9.5 bases. There were 93 singleton variable sites (the nucleotide polymorphism only observed in a single accession), 59 polymorphic sites (the polymorphisms found in two or more accessions) and 8 indels. A total of 18 haplotypes were defined, and most of the barley accessions shared one gene haplotype. H. spontaneum had a wider haplotype distribution. Through the analysis of median-joining network of the 18 haplotypes, 4 haplotype groups were found, which were testified by neighbor-joining tree based on the complete sequence alignment. Extremely low level of hina gene diversity was observed in Tibetan wild barley accessions, indicating that Tibet is unlikely a center of origin for cultivated barley.     

沙埋和种子大小对沙蒿种子萌发及幼苗生长的影响

研究实验室条件下不同深度的沙埋和种子大小对沙蒿种子萌发及幼苗生长的影响。结果表明,沙埋深度对沙蒿的种子萌发率、休眠率、幼苗出土率及生物量均有显著影响。没有沙土覆盖时沙蒿种子即可萌发;0.5~5 cm的浅层沙埋下,种子萌发率、出苗率、幼苗存活率及生物量最高,休眠率最低;沙埋深度>5 cm 时,沙蒿的种子萌发率、出苗率、幼苗存活率及生物量随沙埋深度增加显著降低,而休眠率却显著升高;沙埋深度为12 cm时,种子不出苗,幼苗也不能存活。种子大小对沙蒿种子萌发率、出苗率、幼苗存活率及休眠率均无显著影响,但对幼苗生物量大小具有显著影响,在0~12 cm的沙埋深度中,除5 cm和7 cm深度下中粒种子和小粒种子萌发的幼苗的生物量间没有显著差异外,其他深度处理时,大粒种子萌发的幼苗的生物量显著高于同一沙埋深度下中粒种子萌发的幼苗生物量,后者又显著高于小粒种子萌发幼苗的生物量,因此研究认为,沙蒿种子最适宜沙埋深度为 1~ 3 cm的浅层沙埋。     

甘蔗叶片生态特征及脯氨酸含量、膜透性与抗旱性关系研究

以陇川割手密、桂糖１１号、桂糖１２号、桂糖８３／４９２、桂糖１５号、Ｆ１３４、Ｆ１７２、粤蔗５７／４２３和Ｂａｄｉｌａ９个甘蔗品种或种为试验材料，分别调查和测定了在干旱胁迫与正常供水（对照）条件下植物叶片的生态特征、叶片含水量、切叶自然失水速度、叶片细胞质膜透性和叶片脯氨酸含量的变化。结果表明，抗旱性较强的品种在植株遭受干旱胁迫时，通过叶片卷缩或枯死，减少叶片面积的方式来避过干旱；在干旱胁迫下品种间叶片细胞质膜透性和脯氨酸含量都表现出显著的差异，抗旱性较强的品种显著地高于抗旱性较弱的品种；在正常供水条件下，品种间叶片的质膜透性和脯氨酸含量虽然也存在显著差异，但看不出这些差异与抗旱的关系。作者认为，在干旱胁迫下，甘蔗叶片膜透性和脯氨酸含量及其比受旱前提高的幅度均可作为选育甘蔗抗旱品种的参考指标之一。     

2,4-表芸苔素内酯浸种对干旱胁迫下大麦种子萌发及幼苗生理特性的影响

【目的】研究不同浓度芸苔素内酯溶液对干旱胁迫下大麦种子萌发及幼苗生长的影响,分析芸苔素内酯溶液的最佳浸种浓度。【方法】以新啤6号大麦种子为材料,采用不同浓度(0、5、25、50、100、200μg/L)芸苔素内酯溶液浸种后,在蒸馏水(CK)或23%聚乙二醇溶液中进行纸上发芽试验。统计发芽率、发芽势、发芽指数以及根和芽的干、鲜重,测定分析不同浓度芸苔素内酯溶液浸种对干旱胁迫下大麦芽和根中相对含水量、电导率、丙二醛、脯氨酸、可溶性糖含量以及抗氧化酶活性的影响。【结果】干旱胁迫显著抑制大麦种子的萌发和幼苗生长。与仅干旱胁迫处理相比,5、25μg/L芸苔素内酯溶液处理可使大麦种子发芽率、发芽势和发芽指数分别提高34.23%、65.74%、25.80%和45.45%、31.82%、47.70%。与仅干旱胁迫相比,25μg/L芸苔素内酯处理使根和芽中的可溶性糖含量分别增加7.86%和12.53%,使根和芽中的游离脯氨酸含量分别增加35.06%和20.63%。25μg/L芸苔素内酯处理可使根和芽中的过氧化氢酶、过氧化物酶以及超氧化物歧化酶活性均有所提高。【结论】适宜浓度的芸苔素内酯溶液浸种可提高干旱...     

2,4-表芸苔素内酯浸种对干旱胁迫下大麦种子萌发期淀粉代谢的影响

为研究2,4-表芸苔素内酯对干旱胁迫下大麦种子萌发期淀粉代谢的影响,将新啤6号大麦种子用不同浓度芸苔素内酯浸种处理,在质量分数23%聚乙二醇-6000溶液中进行培养。在种子萌发72 h时,统计发芽率和幼苗生长指标,并在12、24、36、48、60、72 h测定种子的淀粉酶活性和淀粉、可溶性总糖、蔗糖、果糖、葡萄糖含量。结果表明：干旱胁迫会显著抑制种子萌发,也会降低萌发过程中的淀粉酶活性,提高淀粉含量,降低可溶性糖含量;与单独干旱胁迫相比,适宜浓度(5、25μg·L^-1)的芸苔素内酯可显著提高种子的发芽率、根长、芽长和胚芽鞘长,使萌发种子内的淀粉酶活性不断增强,淀粉含量持续降低。25μg·L^-1芸苔素内酯处理的大麦种子可溶性总糖、葡萄糖、蔗糖和果糖含量显著提高,而较高浓度(200μg·L^-1)芸苔素内酯对上述指标表现出抑制作用。综上,适宜浓度的芸苔素内酯可通过提高干旱胁迫下种子的淀粉代谢速率来促进种子萌发和幼苗生长。     

亚精胺浸种对渗透胁迫下玉米幼苗叶片抗氧化非酶物质含量的影响

[目的]探讨多胺增强植物抗旱性的机理。[方法]用亚精胺(Spd)浸种,研究了渗透胁迫下玉米品种农大108(抗旱性较强)和掖单13(抗旱性较弱)幼苗叶片中抗氧化非酶物质含量的变化。[结果]渗透胁迫2 d,抗旱性弱的掖单13幼苗叶片的过氧化氢(H2O2)和丙二醛(MDA)含量的上升幅度明显大于抗旱性强的农大108,而农大108幼苗叶片中抗坏血酸(ASA)和谷胱甘肽(GSH)含量的上升幅度明显大于掖单13;Spd浸种处理,明显促进渗透胁迫条件下掖单13幼苗叶片内ASA和GSH含量的升高,并且明显抑制其H2O2和MDA含量的上升。[结论]渗透胁迫下,Spd浸种促进了玉米(特别是抗旱性较弱的品种)幼苗叶片中抗氧化非酶物质ASA和GSH含量的上升,降低叶片内的活性氧水平,从而减轻活性氧对幼苗的伤害,增强玉米幼苗的抗渗透胁迫能力。     

干旱锻炼对小麦幼苗期形态指标的影响

为了探讨干旱锻炼对小麦幼苗期形态指标的影响,对经过干旱锻炼的小麦在不同程度干旱胁迫下小麦的苗高、苗鲜质量、叶相对含水量、叶干质量以及叶绿素含量等形态指标进行动态研究。结果表明,与对照相比,经过干旱锻炼的小麦幼苗在干旱胁迫条件下的苗高、苗鲜质量和叶干质量都相对较高,叶片的相对含水量减少程度显著降低。叶绿素含量均呈现先升高后降低的趋势,但在较低胁迫下经过干旱锻炼的叶片叶绿素含量降低较少。由此得出小麦幼苗期干旱锻炼能显著提高小麦的耐旱性。