不同贮藏年限老芒麦种胚线粒体抗氧化功能的变化规律

种子在自然贮藏过程中常常伴随着内部生理机能的恶化，线粒体作为种子内活性氧（reactive oxide species，ROS）产生的主要位点是最先遭到破坏的细胞器。为探讨不同贮藏年限对老芒麦种胚线粒体抗氧化功能的影响，本试验以室温贮藏0～4年的老芒麦种子为材料，分析比较其老化规律及种胚线粒体抗氧化特性的变化规律。结果表明：随着贮藏年限的延长，老芒麦种子发芽势、发芽率和种苗鲜重逐渐下降，死种子逐渐增多，种胚线粒体苹果酸脱氢酶（mitochondria malate dehydrogenase，MDH）、谷胱甘肽还原酶（glutathione reductase，GR）、单脱氢抗坏血酸还原酶（monodehydroascorbate reductase，MDHAR）活性逐渐下降，但在死种子中超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）活性显著升高。此外，在贮藏过程中老芒麦种胚线粒体O₂^·-产生速率不断上升，而H₂O₂含量则呈现逐渐降低的趋势，表明线粒体中O₂^·-的积累与细胞氧化损伤密切相关。     

青藏高原老芒麦落粒性及农艺性状相关性研究

为探究青藏高原地区抗落粒老芒麦种质的筛选及落粒率与农艺性状的关系,以15份采自青海不同地区的老芒麦种质资源为研究对象,对老芒麦的落粒率和农艺性状进行了变异分析、相关性分析、主成分分析、回归分析和聚类分析。结果表明：1）15份老芒麦资源自然落粒率存在明显差异,其中17-124的落粒最严重,平均落粒率为56.92%。以17-064和17-050的抗落粒性最强,落粒率分别为17.54%和18.63%,且各资源间落粒性存在较大遗传差异。2）各资源的动态落粒率表明从乳熟后第3天至第15天落粒率不断增加,且各时期存在极显著差异（P<0.01）。3）从各材料落粒率与农艺性状相关性分析结果来看,落粒率与小穗数呈极显著正相关（P<0.01）,相关系数为0.437。与穗轴节数、花序长、小穗宽和外稃长呈显著相关（P<0.05）,而与花序宽呈极显著负相关（P<0.01）,与芒长呈显著负相关（P<0.05）。综合主成分分析和回归分析结果,小穗数、芒长和花序宽是影响落粒率的主要因素。4）15份资源通过农艺性状与落粒率被聚为4类,第Ⅰ类群平均落粒率较高,为41.24%,但小穗数多,单序籽粒数多;第Ⅱ类群和第Ⅳ类群落粒率低,仅为18.63%和17.54%,可作为低落粒种质筛选的候选材料;第Ⅲ类群平均落粒率高达42.41%,小穗数较多,单序籽粒数最少。     

野生老芒麦种质资源鉴定与基部叶鞘绒毛变异分析

为更好地利用老芒麦(Elymus sibiricus L.)野生资源,本研究从我国青藏高原、西北、华北、东北地区以及国外部分地区共采集了1 723份野生披碱草属种质资源,通过表型特征观测和流式细胞仪检测,共鉴定出了990份野生老芒麦种质,246份垂穗披碱草种质,并测得老芒麦的DNA含量在5.86～7.30 Gb之间,平均DNA含量为6.66 Gb;垂穗披碱草材料的DNA含量在9.50～10.36 Gb之间,平均DNA含量为9.97 Gb。研究结果显示,在西北、华北以及东北地区的部分野生老芒麦材料在苗期基部叶鞘出现了绒毛,分析发现该表型出现的概率与经度和纬度呈极显著正相关关系(P<0.01),与海拔、年年均气温以及年平均降雨量呈极显著负相关关系(P<0.01)。表明老芒麦苗期基部叶鞘绒毛的有无与环境因子之间存在着必然的联系,可能是老芒麦种质应对不同环境类型的适应性机制之一。本研究为老芒麦的形态鉴定提供了新的依据,为老芒麦种质资源挖掘和育种应用提供了材料基础。     

西伯利亚龟象取食对荞麦不同抗感品种生化物质的影响

为探讨抗虫和感虫荞麦品种对西伯利亚龟象Rhinoncus sibiricus取食的反应, 选择抗虫品种‘蒙0207’‘晋苦6’和感虫品种‘蒙0208’‘晋苦2’, 研究害虫不同程度(轻度、中度和重度)取食情况下, 荞麦叶片中营养物质(可溶性蛋白和可溶性糖)和次生代谢物质(单宁、总酚和类黄酮)含量, 防御酶［过氧化氢酶(CAT)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)］以及蛋白酶抑制剂［胰蛋白酶抑制剂(TI)、胰凝乳蛋白酶抑制剂(CI)］活性的变化, 以及西伯利亚龟象体内主要解毒酶活性的变化。结果表明, 西伯利亚龟象取食48 h后, 各处理组荞麦叶片中可溶性性蛋白、可溶性糖、单宁、总酚和类黄酮的含量以及PAL、CAT、TI、CI活性均有增加。在供试的4个荞麦品种中, 抗虫品种被取食后可溶性蛋白和可溶性糖含量上升幅度较感虫品种更大, 感虫品种被取食后单宁含量,PAL、TI、CI活性上升幅度较抗虫品种更大。在不同取食程度下, 抗虫品种中的TI和CI活性均显著高于感虫品种。西伯利亚龟象成虫取食抗虫荞麦品种后体内羧酸酯酶(CarE)和谷胱甘肽S-转移酶(GSTs)活性均显著高于取食感虫品种的个体。研究结果表明, 西伯利亚龟象取食能诱导荞麦抗虫性物质含量的变化, 但对荞麦抗性品种与感虫品种的影响不同。     

老芒麦种子染色体端粒及抗氧化防御系统对自然老化的响应

为探讨老芒麦种子响应自然老化的抗氧化作用机制和细胞染色体端粒酶活性变化规律,本试验以‘青牧1号’老芒麦(Elymus sibiricus L.‘Qingmu No.1’)种子为试验材料,研究常温贮藏1,2,4,5和6年后,老芒麦种子活力、生理生化代谢产物、抗氧化酶活性以及端粒酶活性的变化规律。结果表明：随着贮藏时间增加,老芒麦种子的发芽率、发芽势、发芽指数、芽长和活力指数均逐渐降低,端粒酶活性显著升高(P<0.05),葡萄糖含量和浸出液电导率明显上升;贮藏初期,超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase, SOD),过氧化物酶(Peroxidase, POD)和过氧化氢酶(Catalase, CAT)活性缓慢降低,贮藏2年以后,上述指标活性急剧下降,从而加快了老芒麦种子的老化进程。老芒麦种子在自然贮藏过程中抗氧化酶活性的降低造成活性氧不能及时清除,导致细胞膜脂过氧化,膜通透性增加,继而影响了种子的萌芽以及幼苗的生长。     

施肥对老芒麦种子活力--耐贮性的影响

在老芒麦种子生产田进行N、P、K肥单施、混施和喷施微量元素后，对其生产当年和贮藏三年后的种子萌发特性进行比较以及田间萌发试验的比较。结果表明：施N、P、K肥对收获当年和贮藏三年后的种子萌发力无显著影响；喷施微量元素对贮藏三年后的种子的萌发力有一定作用，提高了老芒麦种子的耐贮性，其中Mo对种子耐贮性有显著影响。     

老芒麦衰老过程形态特征变化规律及对养分添加的响应

试验以青藏高原青海省高寒草地中广泛分布和退化草地补播改良中的常用牧草品种-‘青牧1号’老芒麦为研究对象,在青藏高原东北部,青海湖湖东地区设置1龄到6龄老芒麦自然生长田,6龄老芒麦施肥田和老芒麦连续施肥田（6年）的3个处理,测定老芒麦地上生物量和穗部特征并进行比较分析。结果表明：青牧1号老芒麦2龄和3龄地上生物量较高,3龄后逐年降低。青牧1号老芒麦地上生物量变化情况,可以分为4个阶段,1龄期,2~3龄期,4~5龄期和6龄期。老芒麦单穗重从2龄到5龄逐渐增加,6龄显著性降低。青牧1号老芒麦从2龄到5龄,单株穗重占比逐渐升高,6龄开始降低。6龄田施用氮肥和磷肥均显著提高了老芒麦地上生物量,氮肥增产效果优于磷肥。高氮（N₇₅）处理下6龄老芒麦地上生物量最高。6龄青牧1号老芒麦单穗重在N₆₀处理下最高。长期施肥可有效提高老芒麦地上生物量,N₆₀P₇₅处理下地上生物量最高,在N₇₅P₇₅处理下6龄老芒麦单穗重最高。长期不施肥,6龄老芒麦茎重比例最高。N₄₅P₉₀长期施肥处理下,茎秆重量比例下降,穗重和叶重比例相对增加明显。N₆₀P₉₀和N₇₅P₇₅长期施肥处理下,也可有效提高单株老芒麦穗重的比例。     

干旱胁迫下老芒麦遗传多样性分析

对干旱胁迫处理的20份不同居群的老芒麦10对多态性引物进行SSR分析,研究干旱胁迫处理对老芒麦遗传多样性的影响。结果显示:10对引物总扩增带数115条,平均每个引物对扩增11.5条,多态性带数为103条,占总条带数的89.57%,每对引物扩增7~15条,平均为10.3条,多态性信息含量(PIC)为0.255~0.473,平均为0.368,SSR标记效率(MI)为3.87;通过POPGENE软件得出供试材料的Nei’s遗传多样性指数(He)为0.332 4,Shannon指数(Ho)为0.492 6。NTSYSpc 2.1软件和POPGENE 32软件聚类结果均表明,胁迫处理材料与同批材料胁迫前的聚类结果差异较大。意味着干旱胁迫处理造成非编码区的微卫星序列的遗传变异和分化,致使其重复次数发生相应改变;而胁迫前后UPGMA聚类都表明产地相同的材料大多聚为一类,但不完全一致,其中,内蒙古的材料胁迫前后差异较大。分析结果表明,供试老芒麦材料间差异明显,遗传多样性丰富,应加快其开发和合理利用。     

施肥处理对老芒麦种子质量和产量的影响

在河北省坝上地区鱼儿出牧场中国农业大学科技攻关实验站内，以种植2种和3年的老芒麦为试验材料，通过施肥处理（尿素130kg/hm^2＋磷酸二铵70kg/hm^2），研究测定种子产量和质量的变化。试验结果表明：施肥可以提高不同种植年限老芒麦种子产量，但对老芒麦种子质量的影响不一致，可明显提高种植第3年的种子质量，在种子活力测定中，加速老化测定、脱氢酶活性和酸性磷酸酯酶活性测定能较好地反映施肥对种子质量的影响，而活力指数、电导率值和浸种液含糖量测定结果变化不大，无法表现种子质量的变化。     

灌溉制度对老芒麦（Elymus sibiricus）生长的影响

 发展稳定、优质、高产人工草地是解决中国北方农牧交错带地区草畜矛盾的根本出路，而灌溉是发展人工草地的核心。本文于2001～2003年在河北坝上地区，研究了充分灌溉和关键生育期灌溉对不同利用年限老芒麦人工草地地上部和地下部生长的影响规律。结果表明，灌溉显著增加地上生物量和株高。从关键生育期灌溉的试验结果可知灌溉时间比灌溉量更能影响老芒麦地上部的生长；灌溉处理促进了根长密度、根重密度以及地下部生物量的增加，但不同灌溉处理之间地下部生物量差异不显著。