兰州百合同源四倍体诱导及其基因组大小估算

兰州百合(2n=2x=24)是重要的“药食同源”植物,进行其种质创新和基因组大小分析对于丰富其种质资源和生物学信息具有重要意义。以兰州百合的种子和试管小鳞茎为试验材料,通过秋水仙素浸泡诱导染色体加倍,经流式细胞仪倍性检测获得的同源四倍体植株分别有10和4株,四倍体诱导率分别为21.11%和33.27%。为了估算兰州百合基因组大小,以小麦品种“中国春”为内标,通过流式细胞仪测算兰州百合二倍体和四倍体植株中的DNA含量,得出兰州百合基因组为64.9 Gbp,是“中国春”核基因组的4倍。     

兰州百合同源四倍体诱导及其基因组大小估算

兰州百合(2n=2x=24)是重要的"药食同源"植物,进行其种质创新和基因组大小分析对于丰富其种质资源和生物学信息具有重要意义。以兰州百合的种子和试管小鳞茎为试验材料,通过秋水仙素浸泡诱导染色体加倍,经流式细胞仪倍性检测获得的同源四倍体植株分别有10和4株,四倍体诱导率分别为21.11%和33.27%。为了估算兰州百合基因组大小,以小麦品种"中国春"为内标,通过流式细胞仪测算兰州百合二倍体和四倍体植株中的DNA含量,得出兰州百合基因组为64.9 Gbp,是"中国春"核基因组的4倍。     

流式细胞术鉴定黄花苜蓿染色体倍性水平

采用流式细胞术检测47份黄花苜蓿种质材料的染色体倍性水平,同时结合传统的根尖染色体制片法进行验证.结果表明,47份黄花苜蓿种质材料中45份为四倍体(2n=4x=32),核DNA含量为1.85±0.09 pg/2c;2份为二倍体(2n=2x=16),核DNA含量为1.016±0.021 pg/2c.研究结果为黄花苜蓿遗传育种、种质资源的合理利用及苜蓿属的系统进化研究提供了理论依据.     

二倍体和四倍体新麦草细胞学特性分析

对蒙农四号新麦草二倍体和四倍体的细胞学指标进行比较分析,结果表明:四倍体蒙农四号新麦草体细胞染色体数目为28(2n=4x=28),二倍体为14(2n=2x=14);四倍体植株叶片的长、宽较二倍体有所增加;四倍体植株的气孔增大,气孔密度和表皮毛密度减小且均与二倍体植株间存在极显著差异(P0.01)。两种倍性植株的气孔大小、密度及表皮毛密度间均存在变异,其中变异幅度最小的是上表皮气孔长(6.57%),变异幅度最大的是下表皮毛密度(17.58%)。     

苏打盐碱胁迫对两种苜蓿种子萌发影响及品种耐性综合分析

本试验以WL343HQ和龙牧807苜蓿（Medicago sativa L.）种子为试材,研究不同苏打盐碱浓度（20,25,30,35,40,45,50,55和60 mmol·L^-1）对苜蓿种子萌发的影响。结果表明：2种苜蓿种子随苏打盐碱胁迫浓度的增加发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数和芽苗的胚芽长、胚根长、干重、鲜重均呈下降的趋势,发芽率、发芽势和发芽指数在苏打盐碱浓度为40 mmol·L^-1（WL343HQ）或35 mmol·L^-1（龙牧807）均低于50%,活力指数、芽长、根长、鲜重和干重在苏打盐碱浓度为40 mmol·L^-1（WL343HQ）或35 mmol·L^-1（龙牧807）时显著下降;苏打盐碱浓度超过55 mmol·L^-1抑制苜蓿种子萌发;以种子发芽率作为苏打盐碱胁迫适宜浓度指标的筛选并进行线性回归,确定WL343HQ和龙牧807苜蓿种子对苏打盐碱胁迫的半致死浓度分别为42.41 mmol·L^-1和36.61 mmol·L^-1。隶属函数分析结果表明：WL343HQ种子的萌发和芽苗生长各指标均高于龙牧807,WL343HQ抗苏打盐碱能力高于龙牧807苜蓿。     

利用细胞染色体技术对苜蓿属和胡卢巴属亲缘关系的鉴定

通过对24份来自不同地方的供试材料(苜蓿属18份、胡卢巴属6份)的根尖细胞染色体进行压片,采用染色体计数法初步了解供试材料的染色体数目、平均臂比值和平均着丝点指数,进一步了解苜蓿属和胡卢巴属亲缘关系。实验结果表明:苜蓿属18个材料中共检测出二倍体(2n=2x=16)和四倍体(2n=4x=32)的2个倍性水平;胡卢巴属6个材料均为二倍体,染色体组成为(2n=2x=16)。从染色体数目和倍性水平初步来看,胡卢巴属植物与苜蓿属的部分植物亲缘关系较近。聚类分析结果表明:胡卢巴属植物与苜蓿属的扁蓿豆材料亲缘关系较近,与苜蓿属的其它材料亲缘关系比较远。     

外源氯化钙对‘龙牧807’苜蓿幼苗干旱缓解效应分析

为探讨外源氯化钙对干旱胁迫下苜蓿（Medicago Sativa L.）幼苗生理生化指标的影响,本研究对20%聚乙二醇（Polyethylene glycol,PEG）模拟干旱胁迫下的苜蓿幼苗分别施加5,10,15,20 mmol·L^-1外源氯化钙,分析外源氯化钙对干旱胁迫下苜蓿幼苗叶片的渗透调节物质、叶绿素、细胞膜透性以及抗氧化酶活性的影响,并利用隶属函数法综合评价最佳外源氯化钙缓解浓度。研究结果表明：未施加外源氯化钙时,随着PEG胁迫浓度（10%,15%,20%,25%）的增加,苜蓿叶片的可溶性蛋白、可溶性糖和脯氨酸含量均呈先升后降的趋势,丙二醛含量和相对电导率逐渐增加,叶绿素含量逐渐降低,过氧化物酶、过氧化氢酶和超氧化物歧化酶活性均呈先升后降的趋势;综合分析显示,20% PEG胁迫浓度可以有效模拟苜蓿幼苗对干旱胁迫的反应;苜蓿幼苗在20% PEG胁迫下施加10 mmol·L^-1 CaCl₂后,幼苗叶片的可溶性蛋白含量、脯氨酸含量、叶绿素含量,过氧化物酶活性、过氧化氢酶活性最高分别增加了32.40%,31.10%,69.41%,21.39%和6.87%,相对电导率最低降低了27.37%;20% PEG胁迫下施加15 mmol·L^-1 CaCl₂后,可溶性糖含量最高增加了14.17%,丙二醛含量最低降低了36.36%;超氧化物歧化酶活性在20% PEG胁迫下施加5 mmol·L^-1 CaCl₂浓度为最高;隶属函数法综合评价显示,适宜CaCl₂浓度可以缓解干旱对苜蓿幼苗造成的伤害,本试验中以浓度为10 mmol·L^-1 CaCl₂缓解效果最佳。     

湖北海棠无融合生殖遗传分析与胚发育模式研究

以湖北海棠变种平邑甜茶、泰山海棠与B9做杂交组合,培育实生苗1750株,筛选杂种F1代96株。用去雄套袋法鉴定F1的无融合生殖率,用流式细胞仪鉴定杂种的染色体倍性。结果表明：无融合生殖型率在80%以上的有40株,15%以下有40株,20%-50%之间有16株;25株四倍体皆为无融合生殖型,10株二倍体皆为有性生殖型,三倍体中无融合生殖型加上中间型与有性生殖型数量比接近1：1。初步推测湖北海棠的无融合生殖基因型为“Aaa”（“A”显性,无融合生殖;“a”隐性,有性生殖）,以显性单基因质量性状为主,也有数量性状效应;胚囊多数情况下由未减数的2n=3x配子直接发育成与母株基因相同的胚,部分2n配子与雄配子结合,形成2n+n=4x型后代,少量胚囊经减数分裂产生n=x、n=2x两种配子,无融合生殖基因随n=2x配子分离。     

渍水胁迫对不同磷水平下紫花苜蓿根系生长的影响

为明确渍水胁迫对不同磷水平下紫花苜蓿生长的影响，本试验通过沙培研究了渍水对低磷（LP，0.1 mmol·L^-1 NaH₂PO₄）、中磷（NP，1.0 mmol·L^-1 NaH₂PO₄）和高磷（HP，2 mmol·L^-1 NaH₂PO₄）下紫花苜蓿根系生长的影响。结果表明：在正常水分下，与NP水平相比LP和HP均抑制了苜蓿的生长；在渍水胁迫下，NP和HP水平下苜蓿的生长速率、地上部干重、总根长、根系表面积、根系体积和根尖数等指标显著低于正常供水，而LP水平下苜蓿的生长速率和地上部干重则高于正常供水，总根长、根系表面积、根系体积和根尖数等指标在短期渍水（2 d）时高于正常供水，在长期渍水（11 d）时则显著低于正常供水。综上所述，渍水能缓解LP对苜蓿的伤害，主要是通过维持根系的生长，而渍水则对HP下苜蓿的生长不利。因此，在我国南方多雨和地下水位高的土壤中栽培苜蓿，适当少施磷肥既可减少磷的流失，又有利于提高苜蓿的耐渍性。     

不同诱变处理对芒多倍体诱导效果的研究

以芒（Miscanthus sinensis）种子为外植体诱导出愈伤组织,对愈伤进行处理,探讨秋水仙素、诺考达唑、安磺灵3种不同诱变剂在相应条件下对芒多倍体诱导的作用效果。通过流式细胞仪进行DNA含量测定、染色体制片技术进行染色体数目鉴定和比较四倍体与二倍体叶片中气孔保卫细胞大小和密度等手段检测再生植株的倍性。结果表明：在对芒的愈伤进行处理时,最佳组合为安磺灵浓度10 μmol·L^-1,温度5℃,1.02 mmol·L^-1的Ca²⁺浓度,处理15 min,其诱导率为35.19%。诱变剂对材料的毒害作用表现为秋水仙素毒害作用最大;诺考达唑和安磺灵对材料的毒害作用次之,且二者无显著差别。     

不同抗虫性苜蓿根围土壤线虫群落研究

为探索不同抗虫性苜蓿品种根围土壤线虫群落的特征，本试验以线虫为生物指标，对‘草原2号’杂花苜蓿（Medicago varia Martin. ‘Caoyuan No.2’）和‘草原4号’紫花苜蓿（Medicago sativa L. ‘Caoyuan No.4’）根围土壤线虫群落特征进行了研究。结果表明：‘草原2号’感虫苜蓿根围土壤线虫种类及数量显著高于‘草原4号’抗虫苜蓿；‘草原4号’土壤线虫富集指数（Enrichment index，EI）显著高于‘草原2号’；‘草原4号’0~10 cm土层的土壤线虫区系位于土壤养分好且以细菌降解为主的A区，其它位于D区。综上所述，种植抗虫性不同的苜蓿品种会对其根围土壤线虫群落组成、数量及营养类群产生不同的影响。在建立人工苜蓿草地及土壤恢复过程中应优先选择抗虫性强的苜蓿‘草原4号’。     

4种豆科植物根际土壤真菌群落特征与土壤理化因子间相关性分析

为探究4种豆科牧草根际土壤真菌群落特征与土壤理化因子间相互关系。利用Illumina HiSeq PE250高通量测序技术分析4种豆科植物扁蓿豆Medicago ruthenicu、紫花苜蓿Medicago sativa、红豆草Onobrychis viciifolia、蚕豆Vicia fabaL.根际土壤真菌多样性，并分析土壤理化性质和土壤真菌优势类群的相关性。结果表明，4种豆科植物根际土壤理化性质差异显著。高通量测序共得到267 532条有效序列和966个OTUs （Operational taxonomic units）。4种植物根际土壤真菌群落Chao1指数为蚕豆>紫花苜蓿>红豆草>扁蓿豆；Shannon指数为蚕豆>扁蓿豆>红豆草>紫花苜蓿。在门分类水平上，子囊菌门（Ascomycota）、球囊菌门（Mortierellomycota）、担子菌门（Basidiomycota）为优势类群。相关性分析表明，土壤真菌多样性与土壤理化因子存在一定的相关性。4种豆科植物根际土壤真菌群落差异显著，土壤全氮、全磷、全钾、速效磷和有机质是影响土壤真菌群落分布的主要环境因素。     

GsCRCK基因转化农菁1号苜蓿及其耐盐性分析

GsCRCK基因是参与胁迫早期应答的钙/钙调素调控的受体类蛋白激酶基因,研究发现GsCRCK正向调控拟南芥对NaCl和ABA胁迫的耐性,将耐盐蛋白激酶基因GsCRCK转化苜蓿,对于增强苜蓿的耐盐性具有重要的现实意义。本研究采用农杆菌介导法将其转入农菁1号苜蓿,获得大量抗性植株。经 PCR和RT-PCR检测证明GsCRCK基因已整合到农菁1号苜蓿基因组中并在转基因植株中转录表达。对获得的2个转基因株系进行耐盐性分析,在300 mmol/L NaCl条件下进行胁迫处理,测定处理0,3,6,9,12,15 d后的质膜透性、丙二醛(MDA)和叶绿素(Chl)含量,以及胁迫15 d时的SOD活性;并统计400 mmol/L NaCl处理15 d时各株系的死亡率。结果显示,300 mmol/L 高盐胁迫15 d后转基因苜蓿仍能正常生长,而野生型苜蓿则遭受盐害严重;转基因苜蓿的相对电导率极显著低于野生型,MDA含量也显著低于野生型,而Chl含量和SOD活性都显著高于野生型;在400 mmol/L NaCl处理下,2个转基因株系的死亡率分别为13.33%和10.00%,明显低于野生型植株(63.33%)。表明GsCRCK基因的导入提高了转基因苜蓿的耐盐性。     

4种豆科栽培牧草根际土壤细菌群落分布特征研究

为探究高寒地区不同豆科栽培牧草的根际土壤细菌群落分布特征,本试验选取4种豆科栽培牧草扁蓿豆(Melissilus ruthenicus(L.)Peschkova(TrigonellaruthenicaL.))、紫花苜蓿(Medicago sativa L.)、红豆草(Onobry-chis viciifolia)、蚕豆...     

PEG-6000模拟干旱胁迫下10种草本植物萌发期抗旱性比较

本研究采用聚乙二醇（Polyethylene glycol,PEG-6000）模拟干旱胁迫的方法,测定10种生长分布在宁夏煤炭基地的草本植物种子在干旱胁迫下的萌芽率、发芽指数等指标,旨在比较其萌发期的抗旱性。结果表明：不同PEG浓度处理对草本植物种子萌发的影响不同。随着PEG浓度的增加,种子的发芽势、发芽率、发芽指数、幼苗胚根长和胚根粗总体上呈降低趋势;其中低浓度PEG（5%）胁迫处理,对沙打旺（Astragalus adsurgens Pall.）的发芽势、沙蒿（Artemisia desertorum Spreng.Syst.Veg.）的发芽率、甘草（Glycyrrhiza uralensis Fisch.）的胚根长以及蜀葵（Althaea rosea（Linn.）Cavan.）的胚根粗等具有明显的促进作用;与对照相比,在PEG浓度为15%的处理下,紫花苜蓿（Medicago sativa L.）、蜀葵、白三叶（Trifolium repens L.）的发芽率、发芽势下降幅度最大;PEG浓度为20%时,苦豆子（Sophora alopecuroides L.）、紫花苜蓿、碱蓬（Suaeda glauca （Bunge） Bunge.）、白三叶的发芽率、发芽势下降幅度最大。采用隶属函数法对10种草本植物的萌发期抗旱性进行综合评价,其抗旱性顺序为：甘草 > 草木樨（Melilotus suaveolens Ledeb.） > 碱蓬 > 沙米（Agriophyllum squarrosum （Linn.） Moq.） > 紫花苜蓿 > 苦豆子 > 沙蒿 > 沙打旺 > 蜀葵 > 白三叶。     

紫花苜蓿品种苗期耐盐性分析及评价指标筛选

为了探讨紫花苜蓿苗期耐盐特性，筛选耐盐性快速评价指标并建立耐盐性数学评价模型，本研究以20个紫花苜蓿品种为材料，采用盆栽沙培法，设置两个NaCl处理水平：0和150 mmol·L^-1，胁迫5周后测定各品种的17个形态和生理指标，以各单项指标的耐盐系数为基础，运用主成分分析、隶属函数值法和逐步回归分析等方法进行综合评价。结果显示：将17个单项指标转换为5个相互独立的综合指标，累计贡献率为87.07%；获得各品种综合耐盐评价值(D值)，对D值进行聚类分析，筛选出1个高度耐盐、7个耐盐、4个中度耐盐、6个盐敏感和2个盐高敏感品种。建立紫花苜蓿苗期耐盐性评价数学模型：D'=-0.284+1.342 ADW+0.182 LN (R²=0.967,P=0.001)，并筛选出地上部干重和单株叶片数为紫花苜蓿苗期耐盐性评价指标。     

免耕补播对冀西北坝上地区草原植被群落特征的影响

为探究免耕补播对冀西北坝上地区草原植被群落特征的影响,本试验在国家牧草产业技术体系张家口综合试验站以中度退化草地为对象,设置补播紫花苜蓿(Medicago sativa)+冰草(Agropyron cristatum)+施肥(MAF)、紫花苜蓿+冰草(MA)、紫花苜蓿单播(M)、紫花苜蓿+披碱草(Elymus nutans)+施肥(MEF)、紫花苜蓿+披碱草(ME)、披碱草单播(E)、冰草单播(A)、不补播(CK)8个处理。测定其地上生物量、植被盖度、群落多样性等指标,结果表明,紫花苜蓿+冰草+施肥处理使地上生物量与盖度显著提高(P<0.05);该处理下提高了禾本科植物在群落中的重要值(P<0.05),丰富度指数、多样性指数显著增加(P<0.05)。因此,紫花苜蓿+冰草+施肥处理的补播效果最好。     

偏关苜蓿种子萌发及植株再生体系优化

本试验以偏关苜蓿（Medicago sativa ‘Pianguan’）种子为材料,从不同消毒剂、培养基成分对种子萌发以及不同激素及浓度配比对愈伤组织诱导分化的影响等方面展开研究。结果表明：0.1% HgCl₂消毒6 min后置于1/4MS培养基上的种子发芽率、发芽势较高,霉烂率低;不同外植体的最优愈伤诱导培养基为MS+2 mg·L^-1 2,4-D+0.4 mg·L^-1KT,下胚轴与子叶最高诱导率分别为100%和98%;最优愈伤分化培养基为UM+1.6 mg·L^-1KT,下胚轴与子叶最高分化率分别为59%和44%;不定芽转至1/2MS生根培养基,生根率达64%。本研究系统构建了优化的偏关苜蓿植株再生体系,可为后续遗传转化提供技术支撑。     

张家口坝上地区豆-禾牧草混播效果研究

为研究张家口坝上地区豆禾牧草混播草地的建植效果,本试验以紫花苜蓿（Medicago sativa）与无芒雀麦（Bromus inermis）、垂穗披碱草（Elymus nutans）为研究对象,于2019年5月25日在国家牧草体系张家口综合试验站开展同行混播试验。试验设紫花苜蓿+无芒雀麦（MW）、紫花苜蓿+垂穗披碱草（MP）、紫花苜蓿+无芒雀麦+垂穗披碱草（MWP）3种混播组合,豆禾比为3：7,4：6,5：5,6：4,7：3共5个混播比例,在紫花苜蓿初花期对建植当年人工草地生物量、牧草品质进行研究。结果表明：MWP组合在豆禾比4：6处理下产量较高,在豆禾比7：3处理下品质较好;MP组合在豆禾比3：7,5：5处理下能提高牧草的产量及品质;综合混播牧草品质与产量分析,MW为较理想的混播组合,以豆禾比为3：7处理表现最佳。综上所述,在张家口坝上地区建立人工草地时,建议采用紫花苜蓿与无芒雀麦3：7的混播处理。     

冀西北地区错期交叉混播对第3年草地生产力的影响

本研究在无芒雀麦与垂穗披碱草的基础上错期交叉播种紫花苜蓿，以豆禾交叉混播3年草地为研究对象，对第3年草地干草产量和牧草品质进行分析测定，探究不同播期下紫花苜蓿与无芒雀麦、垂穗披碱草交叉混播对草地生产力的影响。结果表明：交叉混播第3年，紫花苜蓿在无芒雀麦播后0 d，30 d，45 d与之交叉混播，年干草产量显著高于其他处理；在垂穗披碱草播后15 d与之交叉混播，年干草产量最高。在无芒雀麦播后30 d内播种紫花苜蓿，与间隔75 d的处理相比，牧草品质得到显著改善。在垂穗披碱草播后0 d，30 d播紫花苜蓿，牧草CP含量显著高于对照；其纤维含量较低、RFV与RFQ较高且与60~75 d处理间差异显著。综合产量与品质优势分析，冀西北地区在禾草播后30 d内播种紫花苜蓿进行交叉混播，可以获得较高的产草量及较好的牧草品质。