NaCl胁迫下pH值和氮素形态对狗牙根生长及钠钾离子调控的影响

以狗牙根〔Cynodon dactylon(Linn.)Pers.〕品种‘阳江’(‘Yangjiang’)为实验材料、2-(N-吗啡啉)乙磺酸(MES)为pH缓冲剂,采用水培法研究NaCl胁迫下pH值和氮素形态(铵态氮和硝态氮)对狗牙根生长和钠钾离子调控的影响。结果表明:处理1周后,若不添加MES,铵态氮处理组培养液的pH值下降到pH 4.0左右,而硝态氮处理组培养液的pH值则上升到pH 9.0左右;添加20 mmol·L^(-1)MES的铵态氮处理组培养液的pH值也下降到pH 4.0左右,而硝态氮处理组培养液的pH值则接近pH 7.0。与0 mmol·L^(-1)NaCl处理组相比,300 mmol·L^(-1)NaCl处理组狗牙根的枝条长度和枝条干质量显著(P<0.05)下降,而根长度、根干质量、根和叶中Na^(+)含量和Na^(+)/K^(+)比、钠钾选择性转运系数、叶Na^(+)和K^(+)的分泌量及分泌物Na^(+)/K^(+)比总体上显著升高。300 mmol·L^(-1)NaCl胁迫下,硝态氮处理组狗牙根的枝条长度、根长度、根干质量、根冠比、根中Na^(+)含量总体上显著高于铵态氮处理组,而叶中Na^(+)和K^(+)含量及Na^(+)/K^(+)比、叶Na^(+)和K^(+)的分泌量明显低于铵态氮处理组。300 mmol·L^(-1)NaCl胁迫下,20 mmol·L^(-1)MES处理组狗牙根的多数生长指标显著高于0 mmol·L^(-1)MES处理组,而根和叶中Na^(+)和K^(+)含量及Na^(+)/K^(+)比、钠钾选择性转运系数在0和20 mmol·L^(-1)MES处理组间的差异不显著。三因素方差分析结果表明:3个因子的单一和交互作用对多数生长指标、叶中Na^(+)含量和泌盐量相关指标的影响具有统计学意义。研究结果显示:硝态氮能缓解NaCl胁迫对狗牙根的伤害,而用MES缓冲根际酸碱环境对NaCl胁迫下狗牙根生长有一定的促进作用,因此,施用硝态氮或添加MES均有利于提高狗牙根的抗盐性。

不同LED光质对紫花苜蓿种子萌发及幼苗酚类化合物合成的影响

[目的]本文旨在研究不同LED光质对紫花苜蓿种子萌发及幼苗光合色素和酚类化合物含量的影响,为紫花苜蓿芽苗菜生产和植物工厂化生产的光质调控技术提供基础。[方法]以黑暗处理(D)为对照,研究10种LED光质(红光R660和R630,蓝光B450和B465,绿光G520,黄光Y590,红蓝光组合R5B2、R1B1和R2B5,白光W)对紫花苜蓿‘WL656’种子萌发、幼苗生长、解剖及酚类化合物合成的影响。[结果]不同处理对紫花苜蓿种子发芽率、发芽势、发芽指数无显著影响。单色光处理中,2种纯红光均促进紫花苜蓿幼苗胚根伸长;B465处理使幼苗下胚轴直径、表皮细胞厚度、皮层厚度和单个导管面积均显著增加,B450使维管束直径显著增加。不同单色光对叶绿素a含量无显著影响,而2种蓝光处理下叶绿素b含量最低,R660处理下类胡萝卜素含量最高;2种纯蓝光均对幼苗中花青素、总酚和类黄酮的积累有促进作用,而在G520、Y590和D处理下幼苗几乎不含花青素。R630提高下胚轴中查尔酮合成酶(CHS)活性,G520显著提高子叶中CHS活性;W提高幼苗下胚轴的花青素合成酶(ANS)活性,Y590提高幼苗中ANS活性。3种红蓝光组合中,随着红光比例降低,茎直径、皮层厚度和下胚轴CHS活性降低,根长、表皮细胞厚度、维管束直径和下胚轴中花青素含量先减少后增加,子叶中光合色素含量和CHS活性上升。下胚轴中总酚和类黄酮含量在R2B5处理中最高,子叶中3种酚类化合物含量无差异。下胚轴中ANS活性在R1B1处理下最高,子叶中ANS活性在R5B2处理下最高。[结论]纯红光促进种子发芽后的幼苗伸长,纯蓝光促进幼苗中花青素、类黄酮和总酚生成,红蓝光组合对幼苗生理特性影响较为复杂。综合考虑生长生理指标,R2B5处理下生长量适中,叶绿素和酚类物质含量较高,是较适合紫花苜蓿幼苗生长的LED光质。

调蓄性湖泊近岸带生态修复植物耐涝特性研究

为筛选和发掘调蓄性湖泊近岸带适宜的生态修复植物,在对江苏省河湖植物群落调查和功能分析的基础上,以常用的芦苇为对照,以花叶芦竹、黄菖蒲、再力花、香蒲、梭鱼草和美人蕉等近岸带生态修复植物为材料,研究1个月的水涝胁迫对其生长的影响。研究可为湖泊近岸带植物群落恢复与生态功能提升提供现成的植物材料和理论依据。

荻不同资源种子萌发期抗盐性评价

用不同浓度NaCl溶液处理26份荻(Miscanthus scchari flora)资源种子,研究盐胁迫对其相对发芽率、发芽势、相对胚根长度的影响,并通过聚类分析法对其抗盐性进行综合评价,以期为荻资源的抗盐性研究提供理论依据。结果表明:随着NaCl浓度的增加,除01144外其余材料的相对发芽率和发芽势均呈下降趋势,所有材料的胚根生长均受到越来越明显的抑制作用。不同指标的变异系数随着NaCl浓度的增加呈现明显升高的趋势,表明盐浓度越高,不同材料对盐胁迫的适应性差异越大。通过聚类分析可将材料分为3类,即极抗盐型,只包括01144;抗盐型,包括11019,12141,12183,01202,11017,12101,12126,12178,01038,01094,01118和01143;敏盐型,包括12006,12023,12051,12055,12078,12135,12154,01073,01305,12184,12189,01149和01252。

部分暖季型草坪草品种(系)在沿海滩涂的生长适应性及其对土壤盐度的影响

采用8个指标（密度、质地、均一性、盖度、耐旱性、萎蔫率、烧伤率及生长量）对12个暖季型草坪草品种（系）在江苏省沿海滩涂上的生长适应性进行了评价,并以电导率为指标分析了12个品种（系）对种植地土壤盐度的影响。结果表明,12个品种（系）8个评价指标的变异系数为32.51%~40.76%,差异不大;12个品种（系）在8个评价指标方面的排序不一致,但总体上各指标中得分最高的前3位均包含了海雀稗‘P006’（Paspalum vaginatum‘P006’）和沟叶结缕草‘Z014’（Zoysia matrella‘Z014’）,而得分最低的均为狗牙根〔Cynodon dactylon（L.）Pers.〕的品种（系）。12个品种（系）中,海雀稗‘P006’综合排名第1,生长适应性最好;沟叶结缕草‘Z014’、结缕草‘Z080’（Z.japonica‘Z080’）和中华结缕草‘Z008’（Z.sinica‘Z008’）的综合排名分别为第2、第3和第4位,生长适应性也较好;而8个狗牙根品种（系）的得分排在第5至第12位,生长适应性较差。从2006年7月至2007年11月,12个品种（系）种植地的土壤平均电导率均随时间的延长出现一定的波动,但总体上呈现逐渐下降的趋势并达到相对一致的水平,且均明显小于空白地的土壤平均电导率。不同品种（系）对种植地土壤的脱盐作用有一定的差异,其中,狗牙根‘C807’的脱盐效应最佳,在所有供试品种（系）中排序第1;而海雀稗‘P006’和沟叶结缕草‘Z014’也具有一定的脱盐效应,在所有供试品种（系）中分别排在第6和第7位。综合分析结果显示,海雀稗‘P006’和沟叶结缕草‘Z014’对盐碱地的适应性较强并具有一定的脱盐效应,可作为滩涂绿化和盐碱地土壤改良的优良草种;而狗牙根‘C807’可以作为滩涂绿化和土壤改良的先锋草种。

7种多年生禾草作为能源植物潜力的研究

以柳枝稷(Panicum virgatum)为对照,对荻(Triarrhena sacchariflora)、芒(Miscanthus sinensis)、芦竹(Arundo donax)、芦苇(Phragmites australis)、斑叶芒(M.sinensis‘Zebrinus’)以及甜茅(Glyceria maxima)7种高大禾草的表型特性及生物质成分进行了研究。结果表明,芒和荻的干物质年产量、燃烧值、折合标准煤均是所有材料中最高的,而灰分是所有材料中最低的,其干物质年产量分别达到了32.11、29.96t.hm-2,燃烧值分别为17.692、18.202MJ.kg-1,折合标准煤分别为19.42、18.64t.hm-2,而灰分分别为29.7、23.8g.kg-1,所有测定的指标中除燃烧值、含水量以及半纤维素含量外,其他指标与柳枝稷均存在显著差异。因此,原产中国的芒属植物是较柳枝稷更适合我国的优良的生物质能源植物。灰分与生物质能源植物的燃烧值呈线性回归关系,灰分越少则燃烧值越高。将生物质产量、灰分及热值结合分析是筛选合适的生物质能源植物科学有效的指标。

优良暖季型观赏草抗寒性研究

为了解暖季型观赏草材料的抗寒性,以暖季型观赏草的叶片为试验材料,用改良电导法配合Logistic方程求拐点温度的方法测定了8份暖季型观赏草材料的半致死温度(LT50),结合供试材料物候期的观测,对材料的抗寒性进行分析和评价。结果表明,经过等梯度的低温(10、5、0、-5、-10、-15、-20和-25℃)处理后,供试材料叶片细胞伤害率和温度之间呈现明显的S形曲线,符合Logistic方程,拟合度较好。8份材料的抗寒性强弱顺序依次是紫田根(Saccharum arundinaceum)>甜茅(S.ravennae)>劲芒(Miscanthus sinensis‘Strictus’)>矮蒲苇(Cortaderia selloana)>歌舞芒(M.sinensis‘Cabaret’)>遍生芒(M.sinensis‘Cosmopolitan’)>狼尾草(Pennise-tum alopecuroides)>柳枝稷(Panicum virgatum)。而LT50与物候期的相关分析表明,抗寒性与青绿期之间没有显著相关性,表明青绿期和抗寒性是可以同时得到改良的。

假俭草花序发育的形态学观察及其与物候期和积温的对应关系

采用连续取样法对假俭草品种‘渝西’(Eremochloa ophiuroides‘Yuxi’)花序发育的形态特征变化进行了观察,并对花序发育各时期对应的物候期和≥5℃积温进行了分析。结果显示:假俭草的花序发育是一个连续变化的过程,可依次划分为8个时期:生长锥初生期、生长锥伸长期、苞叶原基分化期、小穗原基分化期、小穗分化期、小花分化期、雌雄蕊形成期和开花期;其中,生长锥初生期对应返青期,生长锥伸长期对应孕穗初期,苞叶原基分化期至小花分化期4个时期对应孕穗期,雌雄蕊形成期对应抽穗期,开花期对应始花期。生长锥初生期的生长锥呈半球状突起,进入生殖生长后,生长锥伸长发育成半透明的圆柱状穗轴原基,表面连续形成并排排列的苞叶原基,随后在苞叶原基基部产生半透明球状小穗原基,进而在小穗原基基部形成碗状颖片原基;穗轴外侧的2列小穗为有柄小穗并最终退化,而中间2列小穗为无柄小穗,每个小穗发育出1个雄性花原基和1个两性花原基;而后雄蕊原基由半球状逐渐发育成四棱柱状花药,雌蕊原基由小突起逐渐发育成柱头、花柱和子房,最后花药和柱头伸出颖外,小花开放。花序中上部小穗分化最早,后依次向上、向下进行,花序基部小穗分化最晚,每个小穗分化出1朵雄性花和1朵两性花,其开花顺序是自中上部小穗上的小花向花序两端开放。生长锥初生期、生长锥伸长期、苞叶原基分化期、小穗原基分化期、小穗分化期、小花分化期、雌雄蕊形成期和开花期的假俭草生长锥平均长度分别为201、415、1065、2169、3024、8534、28148和155097μm,单个生殖枝的平均叶片数分别为4.2、4.4、4.3、4.5、4.4、4.5、4.5和4.5枚。生长锥初生期持续时间约55 d,其他时期持续时间约4或5 d,对应的≥5℃积温为1217.5℃~1888.5℃;当≥5℃积温达到1217.5℃时,假俭草进入生长锥伸长期,该时期是假俭草从营养生长转向生殖生长的转折点。根据观察结果,建议将≥5℃积温作为判断假俭草花序发育的指标之一。

淹水胁迫对4种暖季型草坪草光合特性的影响

为了筛选耐淹护坡植物,本研究以双穗雀稗(Paspalum paspaloides)、伪针茅(Pseudoraphis spinescens)、海滨雀稗(P.vaginatum)和假俭草(Eremochloa ophiuroides)4种暖季型草坪草为材料,研究不同淹水时间(0、6、12、18、24、30 d)处理对上述材料生长、叶绿素含量和叶片光合参数的影响。结果表明:淹水胁迫对双穗雀稗和伪针茅地上与根系生长未产生显著影响,但显著抑制了海滨雀稗和假俭草地上和根系生长;假俭草和海滨雀稗的光合色素含量呈明显的下降趋势,而双穗雀稗和伪针茅的光合色素含量保持相对稳定,到淹水后期其含量反而有所升高。此外,海滨雀稗和假俭草的净光合速率(Pn)随淹水时间的延长显著下降,而双穗雀稗和伪针茅的光合作用保持相对稳定,在淹水胁迫30 d时反而有所提高;淹水胁迫对伪针茅和双穗雀稗的气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)没有显著影响,而在淹水胁迫30 d时,海滨雀稗和假俭草的Gs分别较对照降低了25.7%和37.7%。结果表明,双穗雀稗和伪针茅在淹水胁迫下能够保持稳定的光合作用,生长未受到明显的影响,具有很强的耐淹性,是河湖库区优良的固土护坡植物。

中国假俭草种质资源物候期的变异分析

对供试的37份假俭草种源的物候期进行了连续3年的观测分析,结果表明:①假俭草种质资源的物候期变异范围大小依次为:孕穗初期(5月28日至8月24日)＞盛花期(7月27日至9月27日)＞结实期(9月18日至10月25日)＞枯萎期(11月15日至12月3日)＞返青期(4月13日至4月30日).生育期变异范围为145～187d,而青绿期为203～228d.②假俭草种质资源的孕穗初期与盛花期、结实期、枯黄期、生育期呈极显著的正相关,盛花期与结实期和生育期呈极显著的正相关;返青期与生育期和青绿期呈极显著的负相关,而枯黄期与生育期和青绿期呈极显著的正相关,同时返青期与枯黄期之间没有显著的相关关系,说明通过系统选育,可以选育出一些青绿期相对较长的优良选系.③假俭草种源的孕穗初期、盛花期、结实期和生育期随纬度的增加而日趋提前.④在欧氏距离15.4处可将种源分为两大类,即早熟型和晚熟型,早熟型较晚熟型生育期平均短18.4d.

快速打破结缕草种子休眠方法的比较

用水和30%NaOH对结缕草(ZoysiajaponicaSteud.)种子进行浸种处理,筛选能快速打破结缕草种子休眠的方法。结果表明:用水浸种6d,8d内发芽率仅为14.70%;用30%NaOH浸种120min,8d内发芽率也仅达28.00%;而用水浸泡2d后再用30%NaOH处理40min,8d内结缕草种子的发芽率达到了82.00%。说明用水和30%NaOH综合处理的方法可以快速有效打破结缕草种子休眠,缩短发芽周期,达到快速出苗的目的。

草坪草植株再生体系研究进展

对草坪草在愈伤组织培养、花药离体培养、悬浮细胞培养以及原生质体培养等方面的研究进展进行综述。分析目前该领域研究出现的问题,并展望了草坪草离体培养的发展趋势。

结缕草再生体系的研究

以结缕草品种‘Zenith’(Zoysia japonica‘Zenith’)的种子为外植体,在附加1.0 mg.L-12,4-D和0.1mg.L-16-BA或2.0 mg.L-12,4-D的MS培养基上培养,愈伤组织诱导率较高,分别达到100%和92%。在添加了2.0 mg.L-12,4-D或1.0 mg.L-12,4-D和0.1 mg.L-16-BA的MS培养基上继代培养可诱导出胚性愈伤组织,诱导率分别为3.26%和14.52%。胚性愈伤组织在含0.01mg.L-12,4-D的1/2 MS分化培养基上的分化率和生根率都达到100%。

SRAP分子标记在假俭草杂交后代真实性鉴定中的应用

以假俭草(Eremochloa ophiuroides(Munro)Hack)两个杂交组合的4个亲本(E022、E142、E102、E092(1))及其杂交后代为材料,从400对SRAP引物组合中筛选出具有父本特征带的引物,选取其中带型稳定、清晰的引物组合进行杂种真实性鉴定。结果表明:(1)A(E102×E092(1))组合的两个亲本间具有父本特征带的引物组合共有51对,B(E142×E022)组合的两个亲本间具有父本特征带的引物组合共有87对。(2)应用6对SRAP引物(303、297、283、180、332和358)对A(E102×E092(1))组合进行杂种真实性鉴定,其中真杂种数目为89个;应用4对SRAP引物(18、199、221和288)对B(E142×E022)组合的杂交后代进行真实性鉴定,其中真杂种的数目是83个。上述鉴定的假俭草真杂种可以用于构建假俭草遗传连锁图谱及重要性状的QTL定位等研究。

7种优良观赏草光合生理日变化及光响应特征研究

采用便携式LI-6400光合测定仪,选择晴朗天气对观赏草劲芒、柳枝稷、花叶虉草、歌舞芒、矮蒲苇、遍生芒、晨光芒的叶片细胞间CO2浓度(Ci)、气孔导度(Cond)、气孔限制值、净光合速率(Pn)、瞬时光合有效辐射(PAR)和蒸腾速率(Tr)等有关参数进行测定,并计算各材料的光合饱和点(LSP)和光合补偿点(LCP),研究材料光合日变化及其耐荫性,测定结果表明,7种观赏草中,柳枝稷的光补偿点、净光合速率和水分利用率(WUE)最高,抗旱耐荫。晨光芒和花叶虉草均有较高气孔导度,两者在净光合速率和蒸腾速率方面,晨光芒最高,花叶虉草最低,花叶虉草WUE最低,抗旱性差,在潮湿或水环境中表现好,为具有较强耐荫能力C3型植物,出现"光合午休"现象,主要由气孔导度下降引起。根据测定的数据及田间不同相对光强下材料的生长情况综合评估,7份材料的耐荫程度由强到弱依次是矮蒲苇、花叶虉草、歌舞芒、遍生芒、劲芒、柳枝稷、晨光芒。

盐胁迫下磷素对沟叶结缕草生长及Na^+和K^+含量的影响

采用水培法研究了盐胁迫(300 mmol/L NaCl)下不同浓度磷素(0,1,5,20 mmol/L)对沟叶结缕草生物量以及钠钾离子调控方面的影响。结果表明,缺磷和盐胁迫均抑制了沟叶结缕草的生长。在磷和盐的双重胁迫下,并没有表现出叠加效应。在缺磷环境下,缺磷对植物生长的抑制比盐胁迫的影响更大。不管有无盐胁迫,随培养液中磷素浓度增加,沟叶结缕草的生长受到促进,但在20 mmol/L磷浓度处理时植株的生长反而受到一定的抑制。适量磷素促进了沟叶结缕草的根系生长,有提高叶片Na+分泌量,抑制Na+从根系往叶片的运输,减低叶片Na+的积累,提高K+的吸收和选择性运输,增加叶片K+积累的趋势,但相关指标并不显著。同时提高了叶片K+/Na+,促进了植物的生长。

结缕草属草坪草种质资源的耐盐性评价

以相对绿叶盖度和相对枝叶修剪干重为指标,通过水培法系统地对7种103份结缕草属种质资源用20g/LNaCl进行耐盐性评价。结果表明,供试材料间的耐盐性差异很大。以相对绿叶盖度进行比较,比‘马尼拉’和‘兰引3号’强的材料各有28份和46份;以相对枝叶修剪干重为指标,比‘马尼拉’和‘兰引3号’强的材料各有11份和25份。供试材料种间耐盐性最强的为太平洋结缕草,大穗结缕草、沟叶结缕草和细叶结缕草的耐盐性也较强,中华结缕草、结缕草和朝鲜结缕草的耐盐性中等或较弱。以相对绿叶盖度和相对枝叶修剪干重为指标对103份结缕草属种质资源进行聚类分析,将103份结缕草属种质资源分成三大类,其中Ⅰ类为极耐盐类型,包括Z5185和Z093两份材料;Ⅱ类的相对绿叶盖度和相对枝叶修剪干重的平均值均较高(>70%),进一步分为耐盐、中等耐盐2类;Ⅲ类相对绿叶盖度和相对枝叶修剪干重的平均值较低,在欧式距离3处将Ⅲ类分为弱耐盐、盐敏感2类。

农杆菌介导的假俭草遗传转化体系的建立

以假俭草优良种质‘E126’为受体材料,以HPT基因为报告基因,通过农杆菌介导法转入ZjDREB1基因。研究了转化体系中筛选剂和抑菌素对胚性愈伤组织生长和绿苗分化的影响,以及菌液浓度、侵染时间和共培养时间对转化效率的影响。结果表明,愈伤筛选和再生苗筛选的最佳潮霉素浓度均为30 mg/L,头孢霉素作为抑菌素的最佳浓度为400 mg/L;菌液OD600值为0.3,侵染30 min,共培养3 d为最优转化条件。经PCR检测,初步获得10株转基因植株。

结缕草肌动蛋白基因全长cDNA的克隆及序列分析

根据植物肌动蛋白(Actin)基因编码区的保守序列设计引物,提取结缕草叶片的总RNA,进行RT-PCR。并采用RACE技术扩增出1 560 bp的Actin基因全长cDNA序列。序列分析表明,该基因的开放阅读框(ORF)为1 134 bp,编码377个氨基酸,5′非编码区117 bp,3′非编码区309 bp。所得序列与GenBank中收录的其他植物肌动蛋白核苷酸序列的一致性均在85%以上,氨基酸序列的一致性高达97%以上。将其命名为ZjACT,GenBank登录号为GU290545。根据高等植物肌动蛋白相似性构建的系统进化树显示,结缕草肌动蛋白与大麦和圆锥小麦肌动蛋白之间的亲缘关系最为密切,在进化中分化时间最为接近。进一步分离克隆了结缕草Actin基因的基因组DNA序列(登录号GU290546),它由4个外显子和3个内含子组成。本研究有助于揭示植物Actin基因家族的进化历史,为研究植物Actin基因家族功能和进化上的多样性奠定理论基础,同时也为开展草坪草和牧草Actin基因的功能分析和利用研究提供参考。