青海野生草地早熟禾响应干旱胁迫的代谢通路及转录调控分析

为探究青海野生草地早熟禾（Poa pratensis）响应干旱胁迫的分子机制,本研究以青海野生草地早熟禾抗旱材料‘10-202’和敏感材料‘09-61’为研究对象,采用高通量Illumina Hiseq测序技术对15% PEG-6000模拟的干旱胁迫和正常处理下的2份材料的叶片进行差异基因表达分析。结果表明：‘10-202’处理间存在3 166个差异表达基因（Different expression genes,DEGs）,上调和下调表达基因数目分别为1 979和1 187个;‘09-61’处理间共有314个DEGs,上调表达的有64个,下调表达的有250个。京都基因与基因组百科全书（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG）富集分析发现,2份材料的差异基因均显著富集在淀粉和蔗糖代谢通路。运用MapMan软件对‘10-202’干旱胁迫下与转录调控相关的差异基因进行了功能注释,发现bHLH,AP2/EREPB及C2H2锌指家族转录因子在响应干旱胁迫中发挥着重要作用。本研究为后续挖掘草地早熟禾耐旱相关候选基因的克隆和功能验证奠定了理论基础。     

不同施肥下草地早熟禾GA_3含量动态变化与生长相关性分析

以草地早熟禾‘午夜2号’为材料,采用高效液相色谱法(HLPC),测定了不同施肥处理下草地早熟禾的GA3含量,着重分析了GA3含量的变化与其生长的相关性.并以研究结果为依据筛选出最优的施肥组合.结果表明:施用6.52g二铵+7.18g尿素+30g菌肥+1.5g柠檬酸(处理5),草地早熟禾地上部分生长状况优良,叶片质地最为纤细,为2.13mm,叶绿素含量最高为3.10μg/g,最大密度为123.11株/m2,最大盖度为98.20%,高度可达19.37cm.且根系生长旺盛,根长最长,为7.43cm,最小根冠比为2.26,根体积可达0.058 8cm3,根系活力高达200.99μg/(g·h).说明:适宜的内源激素水平决定着植株体生长发育的状态,不同施肥处理下草地早熟禾各部位在不同生长时期内GA3含量随着施肥时间的增长而上升.在处理5下,草地早熟禾GA3地上、地下部分平均含量最高,分别为537.25ng/g和478.45ng/g.研究结果还证实了所采用的测定方法简便易行,精密度高,重现性好.     

不同促生菌株组合对紫花苜蓿产量和品质的影响

利用前期从苜蓿和小麦根际分离的3株溶磷菌(Bacillus sp.,Pseudomonas sp.和Azotobacter sp.)和1株根瘤菌(Sinorhizobium meliloti)的不同组合研制苜蓿根际专用菌肥,并进行田间随机区组试验,测定其对苜蓿产量和品质的影响。结果表明,单一菌株制作的菌肥处理替代半量磷肥处理后,苜蓿的干草产量和品质较CK(全量磷肥)有所下降,但差异不显著;菌株组合制作的菌肥处理替代半量磷肥处理后,苜蓿的干草产量、粗蛋白(CP)、Ca、P和粗脂肪(EE)含量分别较CK提高10.6%,16.4%,14.1%,11.9%和4.2%,酸性洗涤纤维(ADF)和中性洗涤纤维(NDF)含量分别下降10.9%和7.7%。单一菌株的效果不及菌株组合,经分析比较后推荐S7和Jm170+Jm92+Lx191+S7与半量磷肥配施可代替全量磷肥。     

华北山地阳坡中生灌草群落植被光合差异性研究

测量了华北山地阳坡中生灌草群落中4种代表性植物(荆条、狗尾草、龙牙草、鸭跖草)的各项光合参数,并对4种植物的光合特性进行了分析.结果表明,温度与CO2浓度耦合对荆条和狗尾草光合物质的积累影响较大;光照和CO2浓度是影响龙牙草和鸭跖草净光合速率和蒸腾速率的关键因子;荆条光合作用对温度变化不敏感;温度变化对龙牙草A-Ci曲线影响不显著.预测未来华北山地阳坡上生灌草群落优势种分布将依次为:荆条、狗尾草、鸭跖草和龙牙草.     

草地早熟禾午夜2号植株再生研究

以草地早熟禾(Poa pratensis L.)品种午夜2号成熟种子为外植体,进行植株再生研究,建立高频再生体系,为草地早熟禾进行原生质体培养和细胞融合奠定基础。结果表明:诱导愈伤组织的最佳培养基为MS+2,4-D(1mg/L)+6-BA(0.1 mg/L)+3%蔗糖+0.7%琼脂,其诱导率为52.3%;最佳继代培养基为MS+2,4-D(1mg/L)+6-BA(0.3mg/L)+3%蔗糖+0.7%琼脂;最佳分化培养基为MS+NAA(0.5 mg/L)+6-BA(1 mg/L)+3%蔗糖+0.6%琼脂、分化率为57.5%;生根培养基同分化培养基,供体材料经100d的培养后获得再生植株。     

菌肥与柠檬酸互作对石灰性土壤生物学特性及草坪质量的影响

在草坪的日常管理中,肥料施用是一个必不可少的环节。在实际生产中,一般通过常规的氮、磷肥施用促进草坪草的生长,达到提高和改善草坪质量的目的,而通过施用微生物肥料和柠檬酸等辅助性肥料来改善土壤微生物环境、提高土壤养分有效性,从而促进草坪的生长方面研究较少。本文研究了柠檬酸和促生菌肥的互作处理对冷季型草坪质量及土壤生物学特性的影响,从而探讨柠檬酸和促生菌肥提高草坪草质量的机理,为草坪的科学管理提供理论依据。研究表明,1)一定量菌肥配合柠檬酸增加了石灰性土壤中微生物数量,尤其是深层土壤放线菌数量,且提高了土壤蔗糖酶和脲酶的活性。2)柠檬酸的施用,显著提高了土壤中有效磷含量。3)在一定量的氮、磷肥施用水平下,柠檬酸和促生菌肥有效提高了草坪质量。     

植物抗病性及诱导抗性在匍匐翦股颖病害防治中的应用

针对目前匍匐翦股颖草坪病害防治的弊端,引入诱导植物抗病性的概念,从信号传导、基因表达水平、细胞防御结构和生理响应等层面阐述了诱导抗病性后植株体所发生的变化规律;系统揭示了基于SAR和ISR方式的植物抗病性诱导机理。着意综述了诱导植物抗病性理论和研究成果在匍匐翦股颖病害控制中的应用状况,旨在为匍匐翦股颖新型、环保的草坪病害管理实践提供理论指导。     

紫花苜蓿基因转化的影响因素分析

通过农杆菌介导法对紫花苜蓿不同品种植株进行了抗旱基因转化的研究,得到了一套紫花苜蓿基因转化的优化体系。研究表明,100 mg/L的卡那霉素对苜蓿愈伤组织的生长有着显著的抑制效应。250 mg/L头孢霉素能够有效地抑制农杆菌菌株LBA4404的生长。紫花苜蓿供试材料被切后直接用OD600值为0.3~0.5的农杆菌LBA4404菌液侵染10~15 min;培养材料共培养3 d后在愈伤组织诱导培养基MS 2 mg/L 2,4-D 0.5 mg/LKT 30 g/L蔗糖 9 g/L琼脂 250 mg/L Cef上诱导出愈伤组织;在体细胞胚分化培养基MS 1.0 mg/L BA 0.3 mg/L NAA 30 g/L蔗糖 9 g/L琼脂 50 mg/L Kan 250 mg/L Cef上促进体细胞胚的分化;分化出的体细胞胚在再生培养基上(同分化培养基,Kan为80 mg/L)进一步发育成抗性转化苗;转化的无根小苗在生根培养基1/2 MS 1.0 mg/L IBA 1%蔗糖 0.8%琼脂 100 mg/L卡那霉素上可生长出根系。     

低温胁迫对不同早熟禾品种糖酵解代谢及其相关基因表达的影响

为了探究青海扁茎早熟禾（Poa pratensis var.anceps cv.Qinghai,PQ）糖酵解代谢与其耐寒性的关系,以对温度敏感的草地早熟禾‘巴润’（Poa pratensis ‘Baron’,PB）为对照,在人工气候培养箱中模拟低温（0℃）胁迫,并测定2种材料的细胞膜伤害情况及与糖酵解途径相关的指标。结果表明：低温胁迫下,PQ的细胞膜损伤程度显著低于PB,表现出较强的抗寒性;同时,低温胁迫可引起PQ中可溶性糖、蔗糖、果糖和丙酮酸含量的上升,且显著高于PB;低温胁迫下,PQ的己糖激酶（Hexokinase,HxK）、磷酸果糖激酶（Phosphofructokinase,PFK）和丙酮酸激酶（Pyruvatekinase,PK）活性均显著提高,其中HxK和PFK对低温反应更敏感;PQ中上述3种关键酶对应编码的PpHxK、PpPFK和PpPK基因的相对表达量在低温胁迫下也明显被诱导上调,且上调幅度均高于PB。以上结果表明,PQ在低温胁迫下可以有效调控糖酵解代谢,进而促进糖类及丙酮酸的积累与分解,以缓解低温胁迫对其造成的伤害。     

激素调控草地早熟禾分蘖及品种间分蘖力比较研究

以商用草地早熟禾(Poa pratensis)(‘午夜2号’、‘巴润’、‘肯塔基’)为材料,采用高效液相色谱法(HPLC)测定其分蘖期间内源激素(IAA,ZR+Z)含量的变化特征,为选择适宜的草种和科学地管理草坪提供理论指导和参考依据.结果表明:在草地早熟禾分蘖过程中, IAA与ZR+Z变化趋势相似,呈单峰曲线,发芽后1周左右,IAA含量达到最大值(120 ng·g^-1左右),此后随着生长时间的增长而减小;ZR+Z含量随着生长时间的增长而升高,在发芽后35 d达到峰值(‘午夜2号’205.82 ng·g^-1、‘巴润’146.67 ng·g^-1、‘肯塔基’172.16 ng·g^-1),此后下降;IAA/(ZR+Z)比值呈先下降后上升的变化趋势.草地早熟禾分蘖期间,草地早熟禾平均分蘖数呈先上升后下降趋势,其平均分蘖数与IAA含量成负相关,与ZR+Z含量成正相关.就不同品种分蘖能力而言,‘午夜2号’平均分蘖数均大于‘巴润’和‘肯塔基’,且在发芽后第35 d左右达到最大值 (‘午夜2号’2.45分蘖枝·株^-1,‘巴润’2.15分蘖枝·株^-1,‘肯塔基’1.98分蘖枝·株^-1).表明‘午夜2号’在同等生长环境下分蘖能力最强,‘肯塔基’分蘖能力最差,‘巴润’次之.