不同根型苜蓿根系对低温胁迫的响应及其抗寒性评价

为了解不同根型苜蓿在越冬期根系对低温胁迫的响应特征及其抗寒性强弱, 本研究以根茎型“清水”紫花苜蓿 (Medicago sativa L. cv. “Qingshui”)、根蘖型“甘农2 号”杂花苜蓿(M. varia Martin. cv. “Gannong No. 2”)和直根型“陇东”紫花苜蓿(M. sativa L. cv. “Longdong”)为材料, 于2009 年9 月15 日、10 月15 日、12 月15 日, 2010 年1 月15 日、3 月15 日在甘肃天水、榆中和武威3 个生态区, 对自然降温、升温过程中苜蓿根系脯氨酸、可溶性蛋白质、可溶性糖和丙二醛(MDA)含量及过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)活性6 项生理指标的动态变化进行监测。结果表明, 在3 个生态区, 3 类根型苜蓿根系MDA 含量随气温的变化均呈先升高后降低再升高的变化趋势; 脯氨酸、可溶性糖含量和CAT 活性均随气温的下降而增加, 随气温升高而减少; 而可溶性蛋白质含量和SOD 活性在不同生态区的不同品种间随气温的变化规律不同。应用隶属函数法进行抗寒性综合评判, 不同根型苜蓿抗寒性强弱顺序为: 根茎型“清水”紫花苜蓿>根蘖型“甘农2 号”杂花苜蓿>直根型“陇东”紫花苜蓿; 同一品种在不同生态区抗寒性强弱顺序为: 榆中>武威>天水, 与所在地的海拔呈显著正相关。     

花生对低温胁迫的生理响应及抗寒性评价

为了调查和综合评价黑龙江省种植的花生品种抗寒能力,本研究以该地区种植面积较大的4个花生品种吉花3号(JH3)、四粒红(SLH)、白沙1016(BS1016)、宏花1号(HH1)为试验材料,测定不同温度下出苗率、出苗时间、生理生化特征等指标。结果表明,随着低温胁迫加剧,出苗时间(ED)延长,出苗率(ER)降低,丙二醛(MDA)、渗透调节物质含量积累,相对膜透性(RMP)、抗氧化酶活性逐渐增加。低温胁迫下SLH出苗时间最短,出苗率最高,可溶性糖和可溶性蛋白含量最高。隶属函数法综合评价4个品种苗期抗寒性发现,SLH抗寒性最强,JH3抗寒性中等,BS1016和HH1抗寒性弱。相关性分析表明,抗寒综合评价值与SP含量呈极显著正相关,与SOD和CAT活性呈显著正相关,但与MDA含量呈显著负相关。抗寒性评价和幼苗生理生化指标结果均表明多粒型SLH具有较强抗寒性,适宜黑龙江省气候条件种植。本研究为耐低温花生种质资源创新和新品种培育提供了理论依据。     

聚乙二醇和低温胁迫对红豆草种子萌发影响的研究

在植物生长箱通过种子萌发试验,从种子发芽进程、发芽率和吸水量等方面研究了水分和低温胁迫对红豆草种子萌发的影响。用10％,15％,20％,25％,30％的聚乙二醇（PEG）溶液和5℃左右低温预处理红豆草种子,结果表明,不同浓度的聚乙二醇和5℃左右低温预处理可以缩短种子的平均发芽时间,提高发芽率;比较发现,聚乙二醇浓度30％和低温处理时间4d时可促进红豆草种子的萌发。     

植物对低温环境的响应及其抗寒性研究综述

低温是影响植物生长发育及分布范围的重要环境因子。本文从生理生态学的角度综述了植物形态结构、内含物质和光合作用等对低温环境的响应,并从光、水分、温度等方面综合评述了植物抗寒性与环境因子的关系,最后就该领域未来的研究重点给出了建议。     

氮磷钾肥对高羊茅生长及抗寒性的影响

利用盆栽试验研究了氮磷钾肥对冷季型草坪草高羊茅生长、叶绿素含量及抗寒性的影响。结果表明,NPK配合施用能有效促进草坪草生长、叶绿素合成及提高抗寒性。NPK处理的叶片数、叶长及株高分别是不施氮处理的1.23、1.73和1.68倍,是不施磷处理的1.96、2.25和2.04倍。播种后100.d,NPK处理SPAD值分别比PK和NK处理高出2.53和3.14倍;越冬期NPK处理的脯氨酸(Pro)、丙二醛(MDA)和电解质渗透率(EL)分别是PK处理的313.6%、36.4%和13.4%,是NK处理的104.2%、14.0%和11.6%。试验结果还表明,磷肥对草坪草生长影响最大,氮肥次之,氮磷肥缺乏均降低草坪草抗寒性;钾肥施用与否对草坪草生长及抗寒性影响不大。说明氮磷钾肥合理施用能有效改善越冬期草坪质量。     

8个葡萄品种抗寒性及生理指标相关性分析

以4个酿酒葡萄品种(北醇、梅鹿辄184、黑比诺222、品丽珠)及4种砧木(贝达、SO4、Ln33、LDP294)为试验材料,考察不同低温处理(0、-7、-15、-20、-30、-70 ℃)对CAT活性、POD活性、PPO活性、SOD活性、MDA含量、可溶性糖含量及Pro含量等生理指标的影响,并通过隶属函数法、生理指标的相关性及主成分分析对酿酒葡萄的抗寒性进行综合性评价。结果表明:经隶属函数统计分析,8个酿酒葡萄及砧木品种的综合抗寒性从高到低依次为贝达、Ln33、LDP294、北醇、SO4、黑比诺222、梅鹿辄184、品丽珠。对7个抗寒性指标的相关性分析显示,在葡萄抗寒性鉴定中,不能单独依赖某个或某两个指标对葡萄抗寒性进行评价;各测定指标主成分分析显示,CAT活性、POD活性、PPO活性及MDA含量具有绝对值较大的特征向量,贡献率达48.66%。     

金花茶对低温胁迫的生理响应及耐寒性分析

为探究金花茶幼苗对低温胁迫的生理响应及其耐寒性,本研究以2 a生金花茶幼苗为材料,进行6~-9℃低温胁迫处理,测定了细胞伤害率(CIR)、丙二醛(MDA)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)、束缚水(BW)/自由水(FW)、脯氨酸(Pro)、可溶性糖(SS)等指标,并进行了低温半致死温度(LT₅₀)和抗寒生理指标相关性分析。结果表明,3~12 h的低温LT₅₀为-6.62~-3.94℃,且随着时间的延长而升高。随着温度的降低, CIR、SS含量及POD、CAT活性总体呈上升趋势, BW/FW、MDA、Pro含量呈先上升后下降趋势, SOD活性总体呈下降趋势;随着胁迫时间的延长,CIR含量呈上升趋势,3~-9℃的SOD活性、0~-9℃的POD活性、-6~-9℃的BW/FW比值呈下降趋势,6~-6℃的SS含量变化较小,-9℃的SS含量呈下降趋势。相关性分析表明,CIR可作为耐寒性鉴定的主要指标,BW、SS、SOD、POD、CAT可作为辅助指标。本研究结果为金花茶引种区域和耐寒性鉴定指标的确定提供了理论依据。     

不同抗性稗草对水稻产量及其生理特性的影响

为探讨对除草剂敏感的稗草和产生多抗性的稗草对水稻生长发育的影响,以南粳9108为试验材料,自水稻移栽至成熟分别与对二氯喹啉酸、稻杰和双草醚均敏感的稗草(敏感稗草,T1)和对二氯喹啉酸、稻杰和双草醚均产生抗性的稗草(多抗性稗草,T2)共生,以无稗草水稻处理为对照(CK)。结果表明,与T1相比,T2的分蘖数、干物质积累量和每穗粒数显著降低、生育期缩短,但千粒重显著增加。与稗草共生后,与CK相比,T1和T2的水稻产量分别显著减产32.5%~33.4%和24.8%~26.7%,T2的减产率略低于T1,但二者差异不显著。与CK相比,T1和T2还显著降低了水稻抽穗期水稻叶面积指数、灌浆期叶片光合速率、根系氧化力、根干重、籽粒中玉米素+玉米素核苷、吲哚-3-乙酸含量、蔗糖合成酶和腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶活性和成熟期干物质积累量,T1与T2间差异不显著。水稻叶面积指数、灌浆期叶片光合速率、根系氧化力、根干重、籽粒中玉米素+玉米素核苷、吲哚-3-乙酸含量、蔗糖合成酶和腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶活性和成熟期干物质积累量的显著降低是T1和T2致使水稻产量降低的重要原因。本研究结果为杂草综合治理和水稻高产栽培提供了理论依据。     

灌溉水质对草坪草生理生化特性及质量的影响

为了大面积利用再生水灌溉，加大污水资源化力度，确保高质量的都市草坪，在永乐店试验站进行了不同灌溉水源灌溉草坪的试验研究。试验采用3种水源灌溉盆栽草坪：清水灌溉；清水和再生水1：1混合灌溉；再生水灌溉。各处理的灌水时间、灌水次数相同。试验结果表明：再生水灌溉在一定程度上能提高草地早熟禾出苗率，与清水适宜灌相比出苗率提高达29％，能获得较为密致的草坪，确保草坪细腻的质地。当外界气温较高时，与清水灌溉处理相比，再生水灌溉会促使草坪草叶片细胞膜透性、过氧化氢酶活性及脯氨酸含量增大；当外界气温转低时，水质对生理生化指标影响减弱，而温度成为影响草坪草生理生化指标的主导因素。     

低温胁迫下不同月季品种的抗寒性评价

为了给兰州新区双膜大棚冬季月季种植品种的选择提供科学依据,通过对 5 个月季品种进行低温胁迫处理,分析其生长和生理生化指标的变化,以筛选出具有较强抗寒能力的月季品种。结果表明,供试月季品种粉扇(木香嫁接)和扉扇在低温胁迫下鲜重下降较少,粉扇鲜重下降最多。干重下降最少的是粉扇(木香嫁接)和朱墨双辉。粉扇(木香嫁接)和粉扇的相对电导率和丙二醛含量较小,膜脂过氧化程度较弱。与其余品种相比,粉和平的游离脯氨酸含量最多。粉扇(木香嫁接)和粉和平的可溶性糖含量、可溶性蛋白含量则均高于其他品种。主成分分析表明,抗寒性最强的月季品种是粉和平与扉扇,粉扇(木香嫁接)次之,粉扇和朱墨双辉抗寒性较弱。综合以上结果认为,在兰州新区双膜大棚冬季种植时建议优先考虑月季品种粉和平、扉扇。     

Phylogenetic characterisation of Onobrychis species with special focus on the forage crop Onobrychis viciifolia Scop.

Sainfoin (Onobrychis viciifolia Scop.) is a perennial forage legume that possesses beneficial properties in the context of sustainable agriculture. In order to initiate a pre-breeding programme, we have assembled a germplasm collection of O. viciifolia from many geographic regions, as well as a collection of Onobrychis species that might be crossed with O. viciifolia to improve its biological and agronomic properties. The objective of this study was to obtain DNA sequences from a representative sample of these accessions in order to characterise their genetic diversity and to assess the robustness of the Onobrychis taxonomy. Because of potential problems with copurification of tannins and polyphenols from Onobrychis leaf tissue, three methods for DNA extraction were assessed and the most appropriate one identified. DNA sequences were obtained for the nuclear internal transcribed spacer region and the trnH-psbA and trnT-trnL intergenic spacers of the chloroplast genome. Neighbour joining trees were constructed and accessions were assigned to operational taxonomic units. The results indicated that there is substantial genetic diversity among Onobrychis species. Redundancies in species nomenclature were identified, as well as possible overlap between some of the sections into which the Onobrychis genus has been divided. A genetic distinction was apparent between O. viciifolia accessions from western Europe and those from eastern Europe and Asia, reflecting a similar division based on agronomic properties. Recognition of these different though related germplasms will be valuable in the design of breeding programmes for the rational improvement of sainfoin as a forage crop for sustainable agriculture.     

Cytological characterisation of the underutilized forage crop Onobrychis viciifolia Scop. and other members of the Onobrychis genus

Sainfoin (Onobrychis viciifolia Scop.) is a perennial forage legume that possesses beneficial properties in the context of sustainable agriculture. A germplasm collection of O. viciifolia was assembled from many geographic regions, as well as a collection of Onobrychis species that might be crossed with O. viciifolia to improve its biological and agronomic properties. The objective of the present study was to obtain cytological information for a broad range of O. viciifolia varieties and related species, in order to confirm and extend previous findings. The study set was 143 accessions of O. viciifolia as well as 34 accessions of 17 other species from the Onobrychis genus. Three of the O. viciifolia accessions were diploid (2n = 2x = 14) and the remainder tetraploid (2n = 4x = 28). Chromosomes were <5 μm in length. Among the other Onobrychis species, roughly half were found to be diploid and the other half tetraploid, with two species, O. arenaria (Kit.) DC. and O. alba subsp. laconica (Orph. ex Boiss.) Hayek, including a mixture of diploid and tetraploid accessions. The basic number of chromosomes was seven, except for O. aequidentata (Sm.) d’Urv. and O. crista-galli Lam., where it was eight. The 2C value for O. viciifolia was estimated at 2.5 pg. These cytological data will be valuable as part of a pre-breeding programme aimed at the eventual production of improved O. viciifolia varieties for use in sustainable agriculture.     

田间低温下多年生黑麦草再生株系的抗寒性研究

为了获得抗寒性好的多年生黑麦草新种质,本研究以多年生黑麦草Derby的19个再生株系和抗寒性较好的Pinnacle为材料,连续2年进行越冬性观测,获得5个表现良好的再生株系.然后在田间低温胁迫下,测定与抗寒性相关的生理生化指标,以期对5个再生株系的抗寒性进行综合评价.越冬性调查结果显示,CK14-3和G16-1在越冬率、绿色期及分蘖速率等方面都表现较好.田间低温下,各试材的叶片含水量(LWC)降低;细胞膜受损程度加重:电导率(EC)和丙二醛(MDA)含量升高;渗透调节物质脯氨酸(Pro)、可溶性糖(SS)和还原性糖(RS)含量升高,可溶性蛋白(SP)含量下降;超氧化物歧化酶(SOD)活性升高,过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性下降;叶绿素(Chl)含量和潜在光化学效率(Fv/Fm)下降.经主成分与隶属函数分析,各试材的抗寒性从强到弱依次是Pinnacle、CK14-3、G16-1、CK9-3、G3-2、G10-5.采用聚类分析法把试材分为3类:Pinnacle和CK14-3的抗寒性强;G16-1和CK9-3的抗寒性中等;G3-2和G10-5的抗寒性差.综上,田间低温胁迫下抗寒性强的多年生黑麦草,细胞膜受伤害程度轻,Pro和RS含量低,SS含量和SOD活性增加率、POD活性下降率大,CAT活性、Chl含量和Fv/Fm下降率小;CK14-3和G16-1的越冬性表现良好、综合排名靠前,有望培育出抗寒性好的新种质.本研究不仅为诱变育种的抗逆性种质选育提供参考,还为多年生黑麦草的抗寒性研究提供理论基础.     

低温对不同耐冷性水稻品种秧苗生理特性及根尖解剖结构的 影响

以秧苗期耐冷性不同的2个水稻品种湘早籼45和三七十萝为材料,利用光照培养箱分别设适温（25℃,CK）和低温（10℃）两个处理,研究低温下水稻秧苗生理特性及根尖解剖结构的变化,以探明低温对水稻秧苗的影响机理。结果表明,与对照相比,低温下幼苗总根数、最长根长、根鲜重、根干重、根系总吸收面积、活跃吸收面积和根系活力下降,且随着处理时间的延长降低幅度增大,冷敏感品种湘早籼45幼苗的降幅大于耐冷品种三七十萝;低温下根系SOD活性、POD活性表现为先增加后降低的趋势,根系相对电导率、MDA含量增加,耐冷品种三七十萝根系SOD活性、POD活性、相对电导率、MDA含量变幅小于冷敏感品种湘早籼45;低温下根系分泌物游离氨基酸含量和可溶性糖含量呈现先增加后降低的趋势,耐冷性品种三七十萝变幅高于冷敏感品种湘早籼45;低温下冷敏感品种湘早籼45根尖薄壁细胞形状不规则,排列疏松,细胞间隙大,维管束结构不清晰,木质部排列紊乱,而耐冷品种三七十萝低温下根尖薄壁细胞形状较规则,细胞排列较紧密,细胞间隙小,维管束结构较清晰,木质部和韧皮部清晰可见。研究结果说明水稻幼苗受低温激发通过诱导不同生理和形态变化以应对低温的影响。     

莲雾苗低温危害等级划分标准初探

为了解低温对莲雾苗的影响,采用盆栽方法在人工气候箱内对1a生莲雾嫁接苗(黑珍珠)进行低温处理,日最低温度(Tmin)分别设定为2.0、1.0、0.0、?1.0、?2.0℃,气温日较差分别设为15℃和6℃,按照固定程序设置日内温度变化过程,每个处理持续1～3d。处理结束当日分别对莲雾苗形态和生理生化指标进行观测,常温下放置10d后再观测其恢复状况,依此对造成莲雾苗叶片和枝条受害的界限低温进行分析,初步构建莲雾苗冷害指标等级。利用地理移置试验观察莲雾苗形态的变化,以对人工控制试验建立的指标进行检验和订正,得到莲雾苗低温危害等级指标。结果表明,地理移置试验结果与人工控制试验结果相一致。莲雾苗的冷害指标等级分别为：（1）Tmin≤?2℃致死,（2）?2℃＜Tmin≤?1℃严重受冻,（3）?1℃＜Tmin≤2℃中度受冻,（4）2℃＜Tmin≤5℃轻度受冻,若Tmin在2~5℃间持续3d以上,且持续时间越长,温度越低,莲雾苗的部分叶片会因低温而干枯脱落,并影响后期生长;（5）Tmin＞5℃正常生长。     

In situ analysis and structural elucidation of sainfoin (Onobrychis viciifolia) tannins for high-throughput germplasm screening

A rapid thiolytic degradation and cleanup procedure was developed for analyzing tannins directly in chlorophyll-containing sainfoin ( Onobrychis viciifolia ) plants. The technique proved suitable for complex tannin mixtures containing catechin, epicatechin, gallocatechin, and epigallocatechin flavan-3-ol units. The reaction time was standardized at 60 min to minimize the loss of structural information as a result of epimerization and degradation of terminal flavan-3-ol units. The results were evaluated by separate analysis of extractable and unextractable tannins, which accounted for 63.6-113.7% of the in situ plant tannins. It is of note that 70% aqueous acetone extracted tannins with a lower mean degree of polymerization (mDP) than was found for tannins analyzed in situ. Extractable tannins had between 4 and 29 lower mDP values. The method was validated by comparing results from individual and mixed sample sets. The tannin composition of different sainfoin accessions covered a range of mDP values from 16 to 83, procyanidin/prodelphinidin (PC/PD) ratios from 19.2/80.8 to 45.6/54.4, and cis/trans ratios from 74.1/25.9 to 88.0/12.0. This is the first high-throughput screening method that is suitable for analyzing condensed tannin contents and structural composition directly in green plant tissue.