柱花草属不同种质钾含量研究

对柱花草属8个种153份种质的钾素含量进行测定,结果表明:圭亚那柱花草钾平均含量为1.19％,其中品129显著高于其它种质;西卡柱花草钾平均含量为0.95％,品121和品122显著高于其它种质;灌木状柱花草钾平均含量为0.87％,品153显著高于其它种质;头状柱花草钾平均含量为1.16％;有钩柱花草钾平均含量为0.90％;马弓形柱花草钾平均含量为1.14％;大头柱花草钾含量为1.22％;矮柱花草钾含量为1.03％.不同种柱花草之间钾含量存在显著差异,大头柱花草、圭亚那柱花草、头状柱花草和马弓形柱花草钾含量显著高于矮柱花草、西卡柱花草、有钩柱花草和灌木状柱花草;矮柱花草钾含量显著高于灌木柱花草和有钩柱花草,西卡柱花草与有钩柱花草和灌木状柱花草之间钾含量差异不显著.     

柱花草次级代谢产物的分离鉴定及其抑菌活性

为探索高抗炭疽病型Mineriao柱花草(Stylosanthes guianensis‘Mineriao’)的抗炭疽菌活性成分,笔者从Mineriao柱花草叶片的乙醇提取物中共分离鉴定出8个化合物,经波谱解析与文献数据对照鉴定其8个化合物的结构为水杨酸,美迪紫檀素,aglycone of crotonionoside F,schensiand A,松脂醇,3'-methoxycoumestrol,stigmast-5-ene-3β,7α-diol和亚油酸甘油酯。8个化合物均为首次从柱花草叶片中分离得到。抗菌活性结果表明:水杨酸对胶孢炭疽菌(Collectotrichum gloeosporioides(Pent.)Sacc.)、香蕉枯萎镰刀菌4号生理小种(F.oxysporum f.sp.cuben)、棉花枯萎镰刀菌(F.oxysporum f.sp.vasinfectum)和棉花黄萎菌(Verticillium dahlia Kleb)有抑制作用;美迪紫檀素对胶孢炭疽菌、棉花黄萎菌有抑制作用;亚油酸甘油酯对胶孢炭疽菌有抑制作用。     

不同施磷浓度对柱花草和黑籽雀稗根系分布的影响

采用根箱法,结合Winrhizo2004a根系扫描测定系统,以豆科牧草柱花草和禾本科牧草黑籽雀稗为试验材料,研究不同施磷水平对柱花草和黑籽雀稗根系分布的影响。结果表明,2种牧草根系分布随土壤深度的增加而减少, 柱花草集中分布于0～10 cm土层, 黑籽雀稗集中分布于0～20 cm土层;磷对2种牧草根系生长的影响存在较大的差异。低磷(P1,0.48 g P₂O₅/kg土)更适合柱花草根系和地上部分的生长,高磷(P3,1.92 g P₂O₅/kg土)水平对根系生长有抑制。黑籽雀稗对磷的需求量大,随着磷施入量的增加,根干重、总根长、根表面积、体积和根系平均直径均有所提高。     

不同刈割周期、留茬高度对4种柱花草属牧草产量的影响

利用正交试验研究了不同刈割周期、留茬高度对4种柱花草属牧草产草量的影响。试验表明,草种和刈割周期对草产量的影响显著,留茬高度对草产量影响不大,各因素对草产量的影响为:RA>RC>RB,即品系>刈割周期>留茬高度。极差分析得出各因素的最优水平为:A2品系,GC1581柱花草;B4留茬高度,40cm;C2刈割周期,60d。     

柱花草子叶组织培养多因素组合数学模型的研究

采用正交试验研究了影响柱花草子叶组织培养的可控因子, 并建立了柱花草子叶培养对可控因子反应的数学模型。结果表明, 可控因子与柱花草愈伤组织诱导率、芽分化系数和生根率之间存在真实的回归关系, 最佳回归模型分别为Y = 86.90+3.34X1+1.36X3+2.86X1X3、Y = 7.70 +1.52X2和Y = 299.30+6.39X1+4.32X1X2。从模型的解析可看出, 对愈伤组织诱导率影响最大的是NAA, 其次是NAA与蔗糖之间的互作, 最后是蔗糖; 对芽分化有影响的是KT; 对生根率影响最大的是NAA, 其次是NAA/IAA的比值。     

柱花草甲壳质酶基因SgGH19-1的克隆表达及酶学性质分析

甲壳质是真菌细胞壁、昆虫外骨骼和甲壳类动物外壳的主要成分。甲壳质的降解主要依赖甲壳质酶的水解作用。诱导PR-3类甲壳质酶蛋白积累是植物增强对真菌性病害抗性的适应性机制。柱花草是一种重要的热带豆科牧草,由胶孢炭疽菌引起的炭疽病是危及柱花草生产的主要真菌性病害。但柱花草甲壳质酶对炭疽菌侵染的响应仍不清楚。本研究旨在鉴定柱花草PR-3类甲壳质酶基因,并对其表达模式、编码蛋白的生化酶学性质进行分析。结果表明：通过同源克隆获得了1个柱花草PR-3类甲壳质酶基因,其编码区序列全长984 bp,属于糖苷水解酶19家族的ClassⅠ亚族,将其命名为SgGH19-1。荧光定量PCR分析表明,接种炭疽菌诱导SgGH19-1在柱花草叶片中显著增强表达,并伴随着甲壳质酶活性的提高。随后,在大肠杆菌中表达纯化了SgGH19-1重组蛋白,生化酶学性质表明,SgGH19-1蛋白兼具甲壳质内切酶与外切酶活性,但内切酶活性比外切酶活性高9.1倍。SgGH19-1的最适pH为5.0,最适温度为40 ℃。综上所述,SgGH19-1基因参与柱花草对炭疽菌侵染的响应,其编码的蛋白具有甲壳质酶活性,可作为柱花草抗炭疽病育种的分子标记。     

混播比例和浇水频率对热研2号柱花草和巴西含羞草生长早期种间竞争的影响

为明确热研2号柱花草(Stylosanthes guianensis‘Reyan No.2')与巴西含羞草(Mimosa invisa)生长早期的种间竞争关系,探索巴西含羞草替代控制的途径和管理策略,在盆栽条件下,设置5种柱花草和巴西含羞草分株数混播比例(柱:巴=8:0,6:2,4:4,2:6,0:8)、4种浇水频率(1次·1d~(-1),1次·3d~(-1),1次·5d~(-1)和1次·7d~(-1)),研究了2种植物的生长变化情况。试验结果表明:随着柱花草混播占比的减少,柱花草的单株总生物量、根冠比、根茎叶各部分生物量、株高、生长速度和叶面积指数均比单播时逐渐降低,而巴西含羞草的各对应指标均逐渐增大;柱:巴小于4:4会使柱花草的各生长指标显著降低,而巴西含羞草的显著增加。有利于柱花草总生物量累积、伸长生长和生物量优先向茎叶分配的浇水频率为1次·3d~(-1),巴西含羞草为1次·5d~(-1)。因此,要利用热研2号柱花草替代控制巴西含羞草,首先注意柱花草的播种量,确保柱花草在群落中的成株比例大于1:1,还要保障其营养生长早期浇水频率达1次·3d~(-1),每次浇水量为土壤最大持水量70%。     

不同品种柱花草中单宁含量的比较

采用F-D法测定10个柱花草品种营养期单宁的含量。结果发现,所测10个柱花草品种中单宁含量均小于1%,907柱花草中单宁含量最高,为0.853%,CIAT11362柱花草中单宁最低,为0.405%。实验数据在单宁含量方面可为以柱花草为主的饲料营养配方提供参考依据。     

重金属Cd处理对柱花草根际土壤酶活性的影响

采用添加外源重金属和土培盆栽法,研究了浓度为0～5.0 mg/kg的镉(Cd)对4个柱花草(热研2号、热研13号、TPRC2001-1和西卡柱花草)根际土壤酶(过氧化氢酶、脲酶、磷酸酶)活性的影响。结果表明,不同柱花草根际土壤过氧化氢酶活性对镉胁迫响应存在显著差异,镉促进4个柱花草根际土壤过氧化氢酶活性的浓度分别为0.5、1.0～5.0、0.5～5.0、2.0～5.0 mg/kg。与对照(CK)相比,低浓度Cd(0.5 mg/kg)胁迫,对热研2号、热研13号和西卡柱花草根际土壤脲酶活性无显著影响,但TPRC2001-1柱花草根际土壤脲酶活性增加;而在1.0～5.0 mg/kg处理条件下,脲酶活性无显著变化。0.5～5.0 mg/kg Cd胁迫时,显著抑制了热研2号、热研13号和西卡柱花草根际土壤磷酸酶活性;2.0～5.0 mg/kg Cd胁迫时,TPRC2001-1柱花草根际土壤磷酸酶活性显著降低。说明,种植TPRC2001-1柱花草能缓解镉对3种土壤酶活性的胁迫,土壤镉对3种土壤酶活性的影响表现为磷酸酶>脲酶>过氧化氢酶,磷酸酶和脲酶可作为土壤中镉污染的指示酶。     

Comparative evaluation of seed coat dormancy breaking treatments in Stylosanthes seabrana

The efficiency of microwave treatment in breaking the hard seed coat dormancy in Stylosanthes seabrana was compared with three other conventional methods including mechanical scarification, hot water treatment (100°C for 1 min) and acid scarification (5 min). The microwave treatment was as efficient in breaking hard seed coat dormancy as the hot water treatment. The ranking of treatments followed the order microwave ≥ hot water ≥ acid > mechanical scarification > control. The electrical conductivity of microwave‐treated seeds, although less than that of hot water, was greater than untreated control seeds, indicating increased permeability of the seed coat for water uptake. Seedling vigour, based on seedling length, was also similar for these treatments. Respiration was found to be higher in microwave‐treated seeds. Although levels of food reserves were not measured, future studies could hypothesize that increased imbibition of water in microwave‐treated seeds could cause a faster breakdown of food‐reserve material that is supplied to the germinating seed, resulting in increased evolution of CO₂ through respiration. Scanning electron micrographs indicated the appearance of cracks and blisters on the seed surface of microwave‐treated seeds. These are most likely the sites of water entry during imbibition.