狗牙根诱变后代生长速度评价及DNA指纹图谱构建

狗牙根(Cynodon dactylon)是一种常见的暖季型草,利用诱变技术处理现有品种进行改良,是快速选育优良新品种的一种途径。本研究以国审品种‘阳江’狗牙根通过60Co-γ辐射处理获得的12个诱变后代为材料,进行生长速度评价和基于序列相关的扩增多态性(SRAP)分子标记技术的DNA指纹图谱构建。结果表明,诱变后代间匍匐茎总长度、地上部分干重、匍匐茎数量、地下部分干重等4个指标均存在显著的变异。对这4个指标进行隶属函数分析,对诱变后代的生长速度进行综合评价,认为其生长速度由快到慢依次为M37>M16>M1>M25>M10>M18>M28>M29>M26>‘阳江’>M22>M31>M4。利用12对SRAP引物对12个诱变后代和6个狗牙根主栽品种进行指纹图谱构建,其中7对引物组合可以直接对18份参试材料进行准确鉴定。本研究为进一步国产狗牙根新品种的选育和保护提供了可靠的实验依据。

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。

狗牙根覆盖对三峡库区消落带波浪作用力和侵蚀的影响

波浪侵蚀是三峡库区消落带土壤侵蚀的主要类型,已严重威胁到库区经济发展和生态环境构建。植被修复可以实现水土保持和增强消落带稳定性目的,但关于在波浪作用于消落带上坡面时植物覆盖对波压力和孔隙水压力和侵蚀量的影响及关系尚不明确。为此,设置3个波高(4、6和8 cm)、3个坡面条件(裸坡对照、30%狗牙根覆盖和60%狗牙根覆盖),开展模拟波浪试验,分析不同植被盖度对消落带波浪作用力和侵蚀的影响。结果表明:裸坡时,随波高增加,波压力和孔隙水压力分别增加3.80%~48.62%和13.12%~50.44%,侵蚀量增加0.88%~8.08%。存在植被时,对比裸坡,随波高增加,波压力和孔隙水压力分别降低2.98%~220.17%和15.47%~75.64%,侵蚀量则降低29.31%~80.83%。植物可以通过地上部分和地下部分消散波压力和孔隙水压力,从而提高消落带受波浪作用的耐受性,进而有效降低波浪造成的侵蚀量。以上结果加深了在波浪作用于紫色土消落带坡面时狗牙根覆盖与波浪作用力与侵蚀量关系的理解,为库区消落带植被恢复和水土保持提供一定的参考。

基于转录组测序的狗牙根抗旱根系关键代谢途径分析

根系是狗牙根响应干旱胁迫的重要器官,其响应不同程度干旱的分子机制有待进一步明确。以抗旱(C138)和敏旱(C32)2个狗牙根基因型为材料,对其正常灌溉(土壤相对含水量为田间持水量的80%~90%)、中度干旱(50%~60%)及重度干旱(20%~30%)下的根系进行取样,基于Illumina高通量测序平台进行转录组测序,共获得43581条单基因,有33025条得到注释。结果表明,与正常灌溉相比,中度及重度干旱下C138共7537个差异基因表达,其中上调1164个,下调6373个;C32有6731个差异基因表达,其中上调4304个,下调2427个。Top20 GO富集分析发现,中度干旱下C138主要富集于氧化还原酶活性、碳水化合物代谢和纤维素结合等,重度干旱下C138主要富集于磷酸代谢及蛋白磷酸化等,C32主要富集于过氧化物酶活性、氧化应激反应等;KEGG Pathway富集分析发现中度干旱下C138主要富集在谷胱甘肽代谢、苯丙基类生物合成和氮代谢途径;C32主要富集在氧化磷酸化、三羧酸循环(TCA)、核糖体和碳代谢途径;重度干旱胁迫下C138主要富集在谷胱甘肽代谢、花生四烯酸代谢、核糖体酶途径;C32主要富集在谷胱甘肽代谢、苯丙基类生物合成途径。总体而言,狗牙根中度干旱胁迫基因表达响应主要与氧化反应有关,重度干旱胁迫主要与Ca2+通路、脱落酸(ABA)信号通路和谷胱甘肽代谢有关,因而谷胱甘肽代谢可能是狗牙根响应干旱的主要KEGG通路。且与C32相比,C138响应干旱胁迫时有更多的钙依赖性蛋白激酶相关基因表达,因而抗旱性能更强。综上,谷胱甘肽代谢和MYB转录因子相关基因可能是狗牙根抗旱的关键,可作为其干旱胁迫基因研究的首选。

干旱胁迫下不同抗性狗牙根脯氨酸和甜菜碱代谢变化

以敏旱型Cd32和抗旱型Cd138狗牙根为对象,研究了2种类型狗牙根中脯氨酸和甜菜碱代谢的相关底物含量及酶活性对3种干旱处理的响应差异。结果表明,与正常灌溉相比,中度及重度干旱胁迫后狗牙根根系及叶片脯氨酸、甜菜碱含量均显著增加,重度胁迫下达到峰值,且叶片含量高于根系;干旱胁迫下Cd138与Cd32的脯氨酸含量差距较大。2份材料的叶片与根系脯氨酸代谢底物鸟氨酸含量在中度干旱达到峰值,而谷氨酸含量随干旱加剧在2份材料的根系及Cd32材料的叶中呈增加趋势,Cd138叶中呈降低趋势;P5CR、P5CS活性随干旱呈先增后降趋势,与对照相比显著增强,而P5CDH和ProDH活性则显著下降,导致供试狗牙根脯氨酸合成增强、分解受到抑制,特别是在Cd138叶中积累较多。Cd138的甜菜碱合成通路中两个关键酶BADH和CMO活性随干旱加重增强,Cd32的CMO活性在中度干旱时达到峰值(8.54 U/g),但仍然低于Cd138(8.99 U/g)。综上,狗牙根可通过促进脯氨酸、甜菜碱代谢来缓解干旱胁迫造成的伤害,脯氨酸代谢主要以谷氨酸途径为主,在甜菜碱代谢中,重度干旱下CMO在Cd32中下降,但在Cd138中仍能保持较高的活性,这可能是Cd138比Cd32更抗旱的原因之一。

外源脱落酸对干旱胁迫下狗牙根幼苗光合特性的影响

【目的】研究外源脱落酸(ABA)对干旱胁迫下狗牙根(Cynodon dactylon)光合特性的影响,为缓解狗牙根干旱损伤及抗旱栽培提供参考依据。【方法】利用聚乙二醇(Polyethylene glycol-6000,PEG-6000)模拟中度和重度干旱胁迫,研究干旱胁迫和外源ABA(200,500μmol/L)对狗牙根幼苗光合色素、净光合速率、气孔导度和叶绿素荧光参数等光合指标的影响。【结果】干旱胁迫降低了狗牙根叶绿素含量、净光合速率、最大荧光(Fm)、可变荧光(Fv)、电子传递速率(ETR),提高了光化学猝灭(qP)和非光化学猝灭(NPQ)(P<0.05)。外源ABA降低了干旱胁迫对光合的抑制作用,不过其效应与喷施浓度及干旱程度有关。中度干旱胁迫下,喷施500µmol/L ABA使叶绿素含量、PSII最大光化学量子产量(Fv/Fm)、qP显著提高(P<0.05);重度干旱胁迫下,外源500µmol/L ABA提高了狗牙根叶绿素含量、净光合速率和水分利用率,降低了胞间CO_(2)浓度(P<0.05),但对叶绿素荧光参数影响不显著。【结论】外源ABA可通过提高光合色素含量、水分利用率及光能转化效率等形式缓解干旱胁迫对狗牙根幼苗的伤害,使植株更好地适应干旱环境,其中喷施浓度为500µmol/L效果较好。

Tifton 85狗牙根在安徽地区引种比较评价研究

本文对引进国内外优异狗牙根牧草品种Tifton 85、Common以及安徽本土狗牙根AN001进行了产量、品质及形态学比较研究,为进一步选育高产优质品种提供依据。结果表明:Tifton 85全年干物质产量34.001t/hm^(2),显著高于Common(27.697t/hm^(2))和AN001(21.996t/hm^(2))(P<0.05);Tifton 85的粗蛋白(CP)、粗脂肪(EE)显著高于Common和AN001,中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)和酸性洗涤木质素(ADL)显著低于Common和AN001;Tifton85的饲用价值为129.61,显著优于Common(100.95)和AN001(98.76)(P<0.05);Tifton 85的茎叶比为0.66,显著小于Common(1.21)和AN001(1.95)(P<0.05);茎横切面的木质素染色占比为15.79%,小于Common(16.26%)(P>0.05)和AN001(20.19%)(P<0.05)。牧草品质分析表明:优质狗牙根牧草品种Tifton 85在化学成分上表现为高CP、高EE和高灰分(Ash),低NDF、ADF及ADL;在形态解剖上表现为茎叶比和木质素染色比例低,其形态解剖指标可作为高品质牧草的快捷选择标准。综合评价结果:Tifton 85比Common和AN001高产,品质好,在安徽省乃至我国南方具有较高的推广价值。

铅胁迫下吲哚乙酸对狗牙根铅累积及生理特性的影响

为明确外源生长素对狗牙根在铅(Pb)胁迫下的作用与机制,本研究以Pb耐性植物狗牙根为对象,在盆栽试验条件下,对处于324.4 mg·kg^(-1)土壤Pb胁迫下的狗牙根叶面喷施不同浓度的(0、1、10、100 mg·L^(-1))吲哚乙酸(IAA)与5、10 mg·L^(-1)的生长素极性运输抑制剂(NPA),探究外源IAA对狗牙根的生长、生理特性及Pb积累的影响。结果表明:外源IAA使狗牙根IAA与细胞分裂素(CTK)含量升高,脱落酸(ABA)含量及吲哚乙酸氧化酶(IAAO)活性降低,促进了狗牙根在Pb胁迫下株高、根长、地上和地下部干重的增加。其中,喷施10 mg·L^(-1)IAA效果最好。与对照相比,10 mg·L^(-1)IAA叶面喷施处理使株高、根长及地上与地下部干重分别提高了32.4%、30.1%、32.2%和25.5%,叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素含量分别升高到对照组的1.35、1.36和1.21倍,叶与根中的Ca2+与可溶性蛋白含量显著上升。10 mg·L^(-1)IAA叶面喷施还改善了狗牙根体内的抗氧化指标,表现为丙二醛(MDA)含量相较于对照组显著下降,过氧化物酶(POD)活性显著升高。此外,10 mg·L^(-1)IAA叶面喷施促进了根对Pb的吸收和固定,同时抑制Pb的根-冠转移。但喷施NPA加重了Pb对狗牙根的生长抑制且该生长抑制具有对NPA的剂量依赖效应,10 mg·L^(-1)NPA的抑制效果最强,削弱了狗牙根内源激素对Pb的应激效应、降低了叶绿素荧光参数与光合色素含量、提高了狗牙根地上部分Pb含量、导致MDA含量升高。综合分析表明,本试验条件下狗牙根喷施10 mg·L^(-1)IAA效果最佳,通过增强狗牙根对Pb的激素应激反应、提高光合作用和抗氧化能力改善了植株生长;同时通过提升胞内Ca2+与可溶性蛋白含量抑制了Pb的根冠迁移,从而降低膜脂质过氧化水平,缓解了Pb胁迫下狗牙根的氧化损伤。本研究结果丰富了狗牙根耐Pb机制,并为应用外源IAA缓解植物Pb毒害提供了科学依据。

狗牙根TCP转录因子基因家族鉴定与分析

TCP转录因子是植物特有的一类转录因子,在植物生长发育过程发挥着关键作用。狗牙根(Cynodon dactylon)是被广泛应用的、具有重要经济价值的暖季型草坪草,具有发达的根状茎和匍匐茎。本研究从狗牙根基因组鉴定了65个分属于PCF、CIN、CYC/TB1亚族的TCP转录因子。染色体定位分析表明,65个TCP基因不均衡地分布于狗牙根36条染色体上;共线性分析表明,串联复制机制作用于TCP基因。研究结果表明,3个亚家族族内的TCP转录因子基因成员的基因结构、蛋白结构域均高度保守。亚细胞定位预测结果显示,TCP转录因子能够定位于细胞核、叶绿体和线粒体。启动子元件分析发现,TCP基因启动子区存在数量不等的激素应答顺式作用元件。转录组学数据显示,TCP基因具有不同的组织表达模式,该现象在匍匐茎和根状茎尤为明显。本研究为进一步探究TCP转录因子在狗牙根茎特化和生长发育过程中的作用奠定了基础。

药用植物狗牙根的化学成分及其抗炎活性研究

综合采用正相、反相硅胶柱色谱、Sephadex LH-20凝胶柱色谱、半制备液相色谱等色谱方法进行化学成分分离纯化,运用核磁共振和质谱等波谱方法鉴定化合物的结构,对药用植物狗牙根[Cynodon dactylon(L.)Pers.]95%乙醇提取物进行化学成分研究,并对其中的黄酮类和蒽醌类进行抗炎活性研究.从狗牙根全草中分离得到16个化合物,分别鉴定为苜蓿素(1)、chrysoeriol(2)、isoliquiritigenin(3)、tricin 4′-O-(threo-β-guaiacyl-(7′′-O-methyl-9′′-O-acetyl)-glyceryl)ether(4)、木犀草素(5)、tricin 4′-O-(erythro-β-guaiacylglyceryl)ether(6)、calquiquelignan D(7)、calquiquelignan E(8)、5,5′-dihydroxy-2′,4′-dim-ethoxyflavone-7-O-β-D-(6′′-O-Zp-coumaroyl)-glucopyranoside(9)、4′-hydroxy-2,3-dihydroflavone-7-β-D-glucopyranoside(10)、tricin 4′-O-(threo-β-guaiacyl-(7′′-O-methyl)-glyceryl)ether(11)、ω-Hydroxyemodin(12)、phomarin(13)、aurantio-obtusin(14)、β-谷甾醇(15)、豆甾醇(16).除化合物5外,其他化合物均为首次从该植物中分离得到,其中化合物2、3和14显示显著抗炎活性,其IC50值分别为2.74、2.35、3.61μmol/L.

狗牙根根系抗拉性能对水淹时长的响应

为明确水淹胁迫下植物根系对水淹时长的响应特征,该研究以三峡库区消落带优势植物狗牙根根系为研究对象,以未水淹为对照,分析不同水淹时长下(0,15,30,60,90,120,150和180 d)狗牙根根重密度、根系活力及抗拉性能的变化规律,明确根系抗拉性能对水淹时长的响应规律。结果表明:随着时间的增加,对照组根重密度和根系活力基本无明显变化,而淹没组根重密度与根系活力均随水淹时长增加呈先急剧减小后缓慢减小的变化规律,水淹初期(15 d)减小量分别占根重密度和根系活力总减小量的65.15%和75.86%。水淹环境会明显降低狗牙根根系抗拉性能,根系最大抗拉力和抗拉强度均随水淹时长的增加而下降,180 d水淹分别造成根系抗拉系数和抗拉强度系数减小了59.46%和59.48%。不同直径根系对水淹的响应程度有所不同,根系最大抗拉力下降程度随其直径的增加而增加,0.6~0.7 mm直径狗牙根根系最大抗拉力下降幅度最大,达7.56 N,抗拉强度下降程度则随根系直径的减小而增加,0.1~0.2 mm直径狗牙根根系抗拉强度下降幅度最大,达36.42MPa。因此,水淹显著降低狗牙根根重密度、根系活力和抗拉性能(P<0.05),根系活力能够较好的解释其抗拉性能的变化。研究结果对进一步探究水淹胁迫下根系固土机理具有重要科学意义。

‘桂南’狗牙根的选育

中国野生狗牙根(Cynodon dactylon)种质资源非常丰富,但育成品种较少。为选育更多优良狗牙根新品种以供草坪建植应用,中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所自2000年起开展了狗牙根新品种的选育研究,从国内外收集的狗牙根种质资源中筛选出坪用性状优良的种质,经过连续多次单株选择和扩繁、坪用价值系统评价、品种比较试验、区域试验及生产性试验,选育出坪用性状优良的狗牙根新品种‘桂南’狗牙根,于2020年审定通过。‘桂南’狗牙根具有质地细腻、草坪密度大、均一性好、绿色期长、成坪速度快等特点。适于在我国长江中下游及以南地区作为景观绿化和水土保持草坪建植。本研究对‘桂南’狗牙根的选育过程、品种特征特性、栽培技术要点等进行总结,为‘桂南’狗牙根新品种的推广利用提供科学依据。

不同抗旱性狗牙根地上地下表型特征及内源激素对干旱胁迫的响应

为了研究干旱胁迫对不同抗旱性狗牙根形态建成及内源激素的影响,明确不同抗旱性狗牙根响应干旱的表型特征及内源激素差异,探讨狗牙根表型特征与内源激素的相关性,丰富狗牙根抗旱理论以及生产实践中利用外源激素调控其抗旱性提供参考。采用PVC管栽植狗牙根,控制不同水分达到预设梯度维持10 d,对其叶、根相对含水量、相对电导率、内源激素[吲哚乙酸(IAA)、脱落酸(ABA)、赤霉素(GA_(3))、玉米素核苷(ZR)、油菜素内酯(Br)]、叶部特征(叶长、叶宽、叶面积)、根部特征(总根长、根表面积、根体积、根平均直径、根干重、最长根长、根系活力)进行测定,分析干旱胁迫下不同抗旱性狗牙根叶、根内源激素比例变化及表型特征与激素的相关性。结果表明,随着干旱胁迫加剧,显著降低了2类狗牙根的叶长、叶宽、叶面积、根平均直径,促进了根部生长发育;提高了叶、根ABA含量,降低了IAA、GA_(3)、ZR、Br含量,且IAA/ABA、GA_(3)/IAA与叶部指标、根部指标呈相反相关性,这均从侧面表明狗牙根叶、根在干旱胁迫下选择了相反的生存策略,即促进地下部生长,抑制地上部生长。抗旱狗牙根通过本身具有较大叶面积或者更发达的根系系统,以及相同胁迫下较高的ZR/ABA、GA_(3)/ABA、IAA/ABA、Br/ABA来维持一定的生长以及减缓衰老来更好地适应干旱胁迫环境。

三峡消落带不同坡度狗牙根及实生土壤生态化学计量特征

三峡库区消落带反季节水位波动驱使下植物的养分适应策略和内稳态特征研究对消落带植被恢复及生态功能调控有重要意义。然而,三峡消落带范围广、地形复杂,不同生境下植物适应特征仍存在不确定性。本研究以三峡消落带广泛分布的优势植物狗牙根为研究对象,选取28个地形差异较大的样地进行采样分析,重点探讨不同坡度(0—5°、5—10°、10—15°、15—20°、>20°)狗牙根及其实生土壤生态化学计量特征的变异关系,揭示坡度对狗牙根养分适应及内稳态的影响机制。结果表明:(1)坡度对狗牙根实生土壤的养分及化学计量特征具有显著影响,土壤有机碳(SOC)、全氮(STN)、速效氮(SAN)、全磷(STP)、速效磷(SAP)含量均随坡度增加而降低,<10°的缓坡消落带土壤养分显著高于10°以上的样地;土壤碳氮比(C∶N)、碳磷比(C∶P)均随坡度增加而降低,而氮磷比(N∶P)比相对稳定,表明坡度增大,土壤营养物的流失具有同步性,且流失速度较有机碳慢;(2)随坡度增加,狗牙根各营养器官C含量呈增加趋势,而氮(N)、磷(P)则呈降低趋势,且坡度变化改变了狗牙根各营养器官间的养分分配;植物根、茎C∶N、C∶P随坡度增加而增加,N∶P随坡度增加而降低,而叶片均没有明显变化,表明在坡度改变了土壤养分供应水平的情况下,狗牙根优先稳定其叶片化学计量比以提高适应能力;(3)坡度与土壤中SOC、STN、SAN含量呈现显著负相关,而土壤STN与狗牙根植物养分及化学计量特征均有显著相关关系,由此可见,坡度变化导致土壤氮素流失增加是影响狗牙根生态化学计量特征分异的主要机制;(4)狗牙根与实生土壤的碳氮磷元素内稳性整体表现为C>P>N,化学计量比内稳性表现为C∶P>C∶N>N∶P,随着坡度增加,狗牙根N、P的内稳性呈增强趋势,而C∶N、N∶P呈显著降低,表明坡度变化导致狗牙根形成了不同的适生策略。研究表明,在三峡库区复杂的地形条件下,狗牙根能有效维持体内化学计量平衡以响应不同的坡度条件,并且内稳性较好,是三峡库区消落带植被恢复与保护的优势植物物种。

不同抗旱性狗牙根种质的抗旱生理响应差异分析

为揭示狗牙根抗旱生理机制,筛选不同干旱胁迫下影响其抗旱性的关键指标,探明不同抗旱性狗牙根对干旱胁迫的响应差异,以2种类型不同抗旱性狗牙根(Cynodon dactylon)种质(敏旱种质:C10和C32;抗旱种质:C118和C138)为供试材料,研究其在渐进式缓慢干旱胁迫下叶片相对含水量、相对电导率、光合色素含量、抗氧化酶活性及渗调物质含量等的变化规律。结果表明,随着土壤含水量降低、干旱胁迫加剧,供试狗牙根叶片的相对含水量不断下降,相对电导率及丙二醛、可溶性蛋白、脯氨酸含量呈升高趋势,光合色素含量及3种抗氧化酶活性呈现先升后降趋势。与敏旱材料相比,抗旱狗牙根种质在中、重度干旱胁迫下能够维持较高的抗氧化酶活性,积累更多的脯氨酸和可溶性蛋白,导致其相对电导率及丙二醛含量增加缓慢。即使同为抗旱类型,不同种质对干旱的响应机制也存在差异,C118具有较高的叶绿素含量,而C138维持较高的类胡萝卜素含量。灰色关联分析表明,中度干旱下,相对电导率、类胡萝卜素含量及超氧化物歧化酶活性受狗牙根的抗旱性影响较大;而重度干旱下,脯氨酸和可溶性蛋白含量与抗旱性的关联度更高。以上结果明确了不同抗旱性狗牙根种质的干旱生理响应机制,为选育耐旱草种及节水技术奠定基础。

赤霉素和细胞分裂素对狗牙根分蘖芽形态结构的影响

分蘖是禾本科植物的生物学特征,分蘖数是草坪草密度评价的关键指标之一。狗牙根(Cynodondactylon)是一种连续分蘖的禾本科草坪草,分蘖促进产生新枝,对于狗牙根草坪迅速返青、形成致密的草坪具有重要的作用。目前有关狗牙根分蘖还没有深入的研究报道,本研究以‘新农1号’狗牙根(‘Xinnong No.1’)为材料,分别喷施1μmol·L^(-1)赤霉素(GA3)和细胞分裂素(6-BA),对分蘖芽的形成进行组织切片,分析解剖结构和表型。结果显示:狗牙根在三叶期形成分蘖原基,在八叶期形成新的分蘖芽后突破母茎;喷施GA3和6-BA使狗牙根形成分蘖芽时间提前,GA3处理分蘖芽提前5 d在七叶期形成,6-BA处理分蘖芽提前8 d在六叶期形成;同时喷施两种激素狗牙根分蘖数和根长均增加,且6-BA处理后分蘖数增加最多,是对照的1.18倍。通过对不同激素处理下分蘖芽形成叶期的解剖结构观察,发现无论表皮厚度、皮层厚度,还是维管束直径均表现为6-BA>GA3>CK,且在6-BA处理下是GA3处理的1.28倍、2.33倍、1.34倍。研究结果表明,在狗牙根分蘖初期喷施6-BA促进分蘖芽生长发育效果优于喷施GA3。

种植草本植物狗牙根改良滨海黏性盐碱地的研究

针对江苏省连云港市徐圩新区盐碱地重度黏性的特点,通过原位田间试验对比分析了种植1年狗牙根土壤与裸地对照土壤,研究了种植草本植物狗牙根对重度黏性盐碱土的改良效果和机制。结果表明:在重度黏性盐碱地种植狗牙根可以降低土壤盐分、土壤pH及Ca^(2+)、K+、Mg^(2+)、Na^(+)、Cl^(–)含量,增加土壤吸湿水、有机质与有效磷含量,同时还可以增加土壤微生物群落多样性和丰富度。总之,种植草本植物狗牙根对滨海重度黏性盐碱土壤的盐碱障碍消除和地力提升效果明显,改良成效卓著。

敏旱和抗旱狗牙根叶片对干旱胁迫的转录组响应差异分析

狗牙根[Cynodon dactylon(Linn.)Pers]是一种优质抗旱草坪草,但其抗旱分子机制有待进一步明确。本研究以抗旱(C138)和敏旱(C32)2个狗牙根基因型为材料,对其正常灌溉(土壤相对含水量为田间持水量的80%~90%)、中度干旱(50%~60%)及重度(20%~30%)干旱处理10 d后的叶片进行取样,利用Illumina高通量测序平台进行转录组测序。与正常灌溉相比,干旱胁迫下C32有1086个上调基因;C138有525个上调基因;C32整体响应基因数量更多,说明C32主要通过基因的正调控来响应干旱。差异基因GO富集分析显示,C138受到干旱胁迫时有更多的光合作用基因响应,C32主要富集在细胞分裂上。KEGG富集分析显示,中度胁迫下C138主要富集在叶绿素代谢和二萜类生物合成,C32主要富集在氮代谢和类黄酮生物合成;重度胁迫下C138主要富集在类黄酮生物合成,C32主要富集在氮代谢、苯并恶嗪类生物合成。中度胁迫下狗牙根抗旱可能与光合作用有关,重度胁迫下主要与次生代谢和渗透保护有关。次生代谢中的氮代谢、苯并恶嗪类生物合成和渗透保护中的谷氨酸代谢可能是狗牙根抗旱的重要富集途径。

狗牙根叶与根氮代谢对不同干旱胁迫的响应机制

干旱会影响植物氮代谢过程,从而制约其生长及品质。为了明确狗牙根在干旱胁迫下其叶与根氮代谢指标的变化,探讨狗牙根叶与根氮代谢对不同干旱胁迫的响应机制,筛选关键抗旱氮代谢指标,丰富狗牙根抗旱氮代谢理论,本试验将不同抗旱性狗牙根在不同干旱梯度处理下培养10 d,测定其叶及根有机氮化物(脯氨酸、可溶性蛋白、游离氨基酸)、无机氮化物(全氮、硝态氮、铵态氮)、氮代谢相关酶活性(硝酸还原酶、亚硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶、谷氨酸合成酶)等生理指标。结果表明:随着干旱胁迫加剧,各供试材料的叶及根全氮降低,有机氮化物增加,叶片硝态氮先降后升,根系硝态氮降低,叶、根铵态氮、氮代谢酶则呈先增后降趋势。抗旱材料在胁迫下因具有较高的氮代谢酶活性及无机氮化物含量,加速了氮代谢进程,致使抗旱材料叶、根的有机氮化物含量快速上升且显著高于敏旱材料。干旱下狗牙根通过对根系吸收的氮素进行转运再分配、同化,与其地上部分共同抵御干旱。冗余分析表明谷氨酸合成酶(GOGAT),谷氨酰胺合成酶(GS)与中度胁迫时抗旱材料叶、根的相关性较强,脯氨酸、游离氨基酸、可溶性蛋白与重度胁迫时抗旱材料有较强的相关性。通径分析得根系可溶性蛋白(决策系数为-0.739)、叶片(0.530)与根系游离氨基酸(0.498)与干旱下狗牙根抗旱性关联度高。本试验结果可丰富、补充狗牙根抗旱氮代谢响应研究,也可为其抗旱资源选育提供参考。

刈割与水淹对三峡库区消落带优势物种狗牙根存活及恢复生长的影响

三峡库区消落带蓄水期间植物腐烂分解释放的养分会增加库区的富营养化风险,水淹前刈割是消减水体污染风险的有效方式之一,但刈割对库区消落带适生植物恢复生长的影响尚不清楚。为探究三峡库区消落带适生植物对水淹和刈割胁迫的耐受情况,选取消落带适生植物狗牙根为研究对象,设置对照(CK)、浅淹(SF)、浅淹-对照(SFK)、全淹(TF)、全淹-对照(TFK)5种水淹处理和不刈割(NC)、留茬30 cm(S30)、留茬20 cm(S20)、留茬10 cm(S10)4个刈割强度,研究不同水淹和刈割处理对狗牙根存活、生长和光合特征的影响。结果表明:(1)狗牙根在不同水淹和刈割处理下整体可保持较高的存活率(≥83.3%)。(2)刈割和水淹处理对狗牙根的形态生长和生物量分配均存在显著影响。与对照相比,SF组狗牙根的根长、基径和生物量显著降低,TF组狗牙根的株高、基径、根长和生物量显著降低,但是SFK和TFK处理(脱离水淹胁迫)相比SF和TF组却显著增长。(3)刈割和水淹处理对狗牙根的光合速率影响显著,其中SF组狗牙根的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Ci)显著降低,TF处理叶片全部凋落无光合作用,SFK组狗牙根的光合速率与CK组相比无显著性差异,TFK组相比TF组光合速率恢复至较高水平。(4)相关性分析表明,狗牙根的净光合速率(Pn)与株高、根长和生物量之间表现为显著的正相关性。综合考虑狗牙根的存活和恢复生长情况,发现无论浅淹还是全淹,最佳的刈割处理为留茬20 cm和留茬30 cm。研究结果可以为三峡库区消落带草本植被管理提供理论支持。