柱花草组织培养研究

以6个柱花草品种为材料，研究了柱花草愈伤组织的诱导、芽和根的分化等组织培养技术，结果表明，外值体和培养基对柱花草组织培养的影响较大．愈伤组织的诱导，6个品种之间无显著性差异，但不同的外值体却表现出极显著的差异，其中真叶的出愈率最高；芽和根的分化，真叶的分化系数、生根率和生根系数最高，最佳芽和根的分化培养基分别为MS＋I．0mg／LNAA＋4．0mg／LKT，1／2MS＋I．0mg／LNAA＋0．5mg／LKT．     

干热河谷退化山地柱花草品种(系)比较试验

2007-2009年在元谋干热河谷退化山地对12个柱花草品种(系)进行比较试验研究。观测研究牧草物候期、地上生物量、叶茎比、青干比、分枝数及株高、营养成分等生产性状和经济指标。试验结果表明,CIAT11362柱花草是综合性能较优的材料,年均产量、旱季产量和3年保存率最高,是较耐旱的牧草,适应干旱和半干旱地区种植,年均干草产量为20.31 t/hm²,旱季干草产量为7.17 t/hm²,3年植株的保存率为87.5%。GC1579柱花草和热研5号柱花草也是综合性状较优种质,可作为干热河谷地区推广的牧草。90089柱花草和西卡柱花草综合性能虽不是特别突出,但各有不可忽视的优点,在不同性能要求下是理想的材料。     

圭亚那柱花草新EST-SSR标记验证及其在柱花草属上的转移

柱花草(Stylosanthes spp.)是我国南方热带地区优良豆科牧草。为获得高效的柱花草分子标记，本课题组利用热研5号圭亚那柱花草（Stylosanthes guianensis）转录组测序数据开发了2008个EST-SSR标记。为验证新EST-SSR标记的有效性及在柱花草属中的通用性，本研究从中随机挑选117个EST-SSR标记并分析了其在圭亚那柱花草中的有效性及其在其他8种柱花草中的可转移性。结果表明，有98个EST-SSR标记可获得有效扩增，其中96个在不同柱花草种质间有多态性，每个标记检测出的等位基因2～11个，共检测到等位基因456个。98个EST-SSR标记在其他8种柱花草间的可转移率为82.2％～100％，其中69个标记在8种柱花草间都能有效扩增。     

太空搭载‘热研2号’柱花草后代RAPD多态性分析

以返回式卫星搭载的‘热研2号’柱花草(Stylosanthes guianensis (Aubl.) Sw.)种子为材料,经过5年地面种植和选择,获得26个变异株系。利用RAPD分子标记技术对26个变异株系和2个对照‘热研2号’与‘热研5号’柱花草进行遗传多样性研究。从50个随机引物中筛选出11个,共扩增出77条带,其中53条为多态性带,占68.8%,平均每个引物扩增出多态性带4.8条;采用Nei72方法计算出不同材料间的遗传距离,其变化范围为0.056~0.509;利用NTSYS软件进行非加权组法(UPGMA)聚类分析,建立‘热研2号’柱花草太空育种后代材料间的分子系统树状图;并以相似系数0.77为标准,将28份材料分为5类。     

过量锰处理对苗期柱花草生长及抗氧化酶活性的影响

以2份柱花草基因型(TF210和TF226)为材料,分析过量锰处理对苗期柱花草生长、叶绿素浓度(SPAD)、最大光化学效率(F_v/F_m)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性的影响,探究柱花草中潜在的耐锰机制。结果表明,过量锰(400 μmol·L^-1)处理显著抑制了柱花草基因型TF210地上部和根系的生长、降低了其叶片SPAD和F_v/F_m值,但对TF226生长影响不明显,说明TF226为耐锰基因型,而TF210为锰敏感基因型。虽然过量锰处理增加了两个柱花草基因型组织锰含量,但TF226地上部和根部的锰含量显著低于TF210,暗示在过量锰处理下,TF226积累了较少的组织锰含量。过量锰处理显著增加了两个基因型叶片SOD活性,但仅增加了TF226叶片POD和CAT活性,并且在过量锰处理下,TF226叶片SOD、POD和CAT活性值均高于TF210。以上结果说明维持根系生长、降低组织锰含量和提高抗氧化酶活性是苗期柱花草TF226耐锰的生理机制。研究结果为探索柱花草耐锰机理及耐锰柱花草品种改良提供了理论依据及种质材料。     

低磷胁迫对太空诱变耐低磷柱花草酸性磷酸酶活性和磷效率的影响

低磷胁迫是酸性土壤限制牧草生产的主要障碍因子之一。本课题组前期的研究中,通过太空诱变获得了一个耐低磷柱花草突变体TPRC2001-84,但其适应低磷胁迫的机制仍不清楚。以TPRC2001-84及其亲本热研2号(RY2)为试验材料,通过水培方法,比较正常供磷(+P,250 μmol·L^-1 KH₂PO₄)和低磷(-P,5 μmol·L^-1 KH₂PO₄)处理对TPRC2001-84和RY2生物量、磷吸收效率、磷利用效率、可溶性磷浓度、细胞壁磷含量和酸性磷酸酶(ACP)活性的影响。结果表明,相对于正常供磷处理,低磷处理显著降低了两份柱花草材料的植株干重和磷吸收效率(P<0.05),但显著提高了两份柱花草材料的磷利用效率(P<0.05)。并且,TPRC2001-84在低磷处理下的植株干重和磷利用效率分别是RY2的1.6和1.4倍。在低磷胁迫下,虽然TPRC2001-84叶片和根系的细胞壁磷含量只有RY2的70%左右,但是,TPRC2001-84叶片和根系的可溶性磷浓度分别比RY2高36.8%~42.6%,细胞壁ACP活性分别比RY2高46.6%~53.6%。以上结果说明,柱花草TPRC2001-84在低磷胁迫下具有较高的细胞壁ACP活性,有利于其对细胞壁中贮存磷的活化利用,从而获得较高的磷利用效率。这将为选育磷高效柱花草新品种提供理论依据和种质材料。     

柱花草AFLP反应体系的建立与引物筛选

以柱花草奥克雷品种为材料，采用改良的CTAB法提取基因组DNA，对影响AFLP反应体系的主要因素进行了优化，建立了柱花草的AFLP反应体系。结果表明：20 μL为最佳反应体系，酶切体系中DNA模板量为1 000 ng，用5 U EcoR I 37℃酶切2 h、5 U Mse I 65℃酶切2 h效果最佳；分别取5 μL酶切液、1 μL T4连接酶(5 μL/L)、1 μL EcoR I接头、1 μL Mse I接头、2 μL缓冲液(T4DNA酶自带)，于22℃下连接10 min效果最佳；预扩增体系中模板稀释15倍、Mg2+浓度为0.75 mmol/L、Taq酶用量为1 U、dNTPs浓度为0.2 mmol/L、引物浓度为2 ng/μL效果最佳；选择扩增体系中模板稀释20倍、Mg2+浓度为1.25 mmol/L、Taq酶为1 U、dNTPs浓度为0.225 mmol/L、引物浓度为0.4 ng/μL效果最佳。利用热研5号、奥克雷2个品种对8对引物组合进行筛选，筛选出46对引物组合，为利用AFLP标记对柱花草进行分子生物学研究及分子育种奠定基础。     

热研5号柱花草栽培技术初探

通过不同的刈割频率、施肥条件和种植密度3个单因子实验,测定其鲜草产量、干草产量和分枝数,以探索热研5号柱花草的栽培技术,结果表明:对柱花草生物产量影响最大的是刈割频率,而种植密度和施肥水平对其产量的影响不显著.     

纳豆的保健功效及开发应用

利用石蜡切片和压片等方法观察热研2号柱花草传粉受精过程花朵形态变化及双受精作用过程。凌晨6时绝大多数花蕾已进行自花授粉，花粉粒在柱头上经过2～3 h后萌发。授粉后2～3 h，花粉管沿子房内壁生长进入胚珠，进行珠孔受精。开花后5～6 h，精卵细胞融合，几乎同一时间精子与极核融合。     

热研7号柱花草的选育

进行了热研7号柱花草品种比较试验、区域试验和生产性试验的选育研究。研究结果表明:该品种具有高产、优质、抗病、耐寒、晚熟的特点。年平均干草产量14879.3kg·hm-2,年平均种子产量424.0kg·hm-2 ,分别比格拉姆柱花草增产84.0%、116.4%,与热研2号柱花草差异不显著。粗蛋白含量16.86%,粗脂肪含量2.65%,生育期为239d。可用于青饲料、干草粉生产等。适合我国热带、南亚热带地区种植。