麦田杂草节节麦与圆柱山羊草的DNA条形码鉴定

麦田恶性杂草节节麦Aegilops tauschii Coss.和圆柱山羊草Aegilops cylindrica Host.均为我国检疫性有害生物,二者形态极其相似,导致生产中难以采取针对性的防控措施。为快速、准确地进行区分鉴定,本研究利用DNA条形码技术,对采自河北、河南、山东等9省的52份样品进行了鉴定。针对4个DNA条形码序列区段rbcL、matK、trnH-psbA和ITS2,测序并计算种内、种间的双参数遗传距离,采用邻接法构建系统发育树。结果表明,matK扩增测序结果不理想;rbcL序列无差异;ITS2序列种内遗传距离0.0007,种间遗传距离0.0096;trnH-psbA序列存在15个差异位点,种内遗传距离0,种间平均遗传距离0.0051,NJ树支持率为96.0%,能明显区分二者。特异性检测中,节节麦和圆柱山羊草均存在特异性碱基,进一步证明trnH-psbA为最优鉴定序列。本研究为快速、准确鉴定这2种检疫性杂草提供了新的分子检测技术。

土壤养分异质性入侵植物节节麦种内竞争的影响

自然生境中的土壤异质性普遍存在,而且被认为在促进外来植物成功入侵方面发挥着重要作用。通过盆栽试验,研究了在不同种植密度(1、2、4、8株/盆)和恒定土壤养分的条件下,入侵植物节节麦对土壤养分异质性的响应。结果表明:(1)植物形态、生物量指标的变化特征验证了土壤养分异质性在一定程度上促进了节节麦的生长,但未达到显著水平,而这可能与试验设置的土壤斑块大小有关。(2)节节麦可以通过增加根系生物量、降低根冠比的方式来适应异质性土壤环境。(3)结合相对竞争强度(RCI)及自然对数响应比值(lnRR),土壤类型与种植密度之间不存在交互作用,土壤养分异质性对节节麦种内竞争的影响较小。

外来植物节节麦入侵过程中的生态位进化与入侵潜力研究

为了筑牢中国的生态安全屏障和保护生物多样性,防止节节麦大规模入侵和扩散带来的生态威胁,有必要采取综合防治措施并进行动态监测其入侵扩散趋势。基于节节麦在中国的预防和治理问题,本研究以节节麦为研究对象,利用最大熵(MaxEnt)模型分析了其在中国的潜在适生区范围,并采用主成分分析方法分析了节节麦在入侵中国过程中的气候生态位变化。利用生态位模型对节节麦的现状和潜在分布进行了分析,确定了节节麦在中国入侵风险最高的地区,如中国中部、福建南部、广东湛江、海南、新疆西南和塔城地区、西藏西部和东南部地区。影响其分布的主要生态因子为最干月份降水量(Bio14)和最暖季度平均温度(Bio10)。较高的生态位稳定性表明节节麦在入侵过程中处于生态保守状态,节节麦在中国的气候生态位与本土生态位之间的差异是由于生态位未填充导致的,入侵种群的气候生态位只是本土生态位的一个子集。

节节麦对甲基二磺隆的抗性水平及其靶标基因突变分析

采用室内整株生物测定法测定了采自河南省不同地区的28个节节麦种群对甲基二磺隆的抗性水平,同时对高抗和敏感节节麦种群的靶标乙酰乳酸合成酶(ALS)基因已报道的突变位点进行对比分析,为节节麦的化学防除提供理论依据。结果表明,低抗、中抗、高抗甲基二磺隆的节节麦种群分别有15个[2≤RI(相对抗性倍数)<5]、7个(5≤RI≤10)、3个(RI>10)。其中,对甲基二磺隆抗性最高的种群是TXLZ(采自通许县厉庄乡),抑制中剂量(ED_(50))为126.11 g/hm^(2),RI为31.85。对3个高抗和1个敏感种群的靶标ALS基因已报道的突变位点进行对比分析,并未发现突变。综上,河南省大部分地区的节节麦种群对甲基二磺隆产生了抗性,节节麦产生抗性的原因并不是由靶标基因位点突变引起的,可能是由代谢作用等引起的非靶标抗性。

疣颖草、圆柱山羊草及节节麦籽实的形态鉴定

疣颖草(Thelepogon elegans Roth)是原产于热带非洲和东南亚的禾本科疣颖草属植物,为入侵农田、草原和牧场的有毒杂草。圆柱山羊草(Aegilops cylindrica Host)和节节麦(Aegilops tauschii Coss.)是隶属于禾本科山羊草属的两种检疫性杂草。这3种外来杂草的籽实常随进境粮谷类及油料作物贸易进入我国,且屡有截获。三者籽实大小和外部形态相近,容易混淆,目前疣颖草属我国未见分布报道,亦无可参考植株及果实标本。本文针对区分三者籽实的主要鉴别特征——小穂、小花及颖果角度进行形态学研究,以期为口岸检疫鉴定工作提供理论依据和技术支持。

洪泽区小麦繁种田节节麦的发生与防控

杂草防控一直是江苏省小麦生产中面临的难题,节节麦(Aegilops tauschii Coss.)作为小麦生产上重点防控的杂草,对小麦的种子质量、产量、商品性等均有较大影响。为了生产出合格的小麦种子,结合实践经验,采取“预防为主,综合防除”的防控策略,在原种质量、繁种单位、化除、人工去除等方面,提出了适合淮安市洪泽区小麦繁种田节节麦防控的建议。

麦田“节节麦”安全高效智能化防控技术

近年来,由于“节节麦”适应性强、繁殖快、防治难等原因,麦田“节节麦”发生面积不断扩大,危害逐年加重,对小麦生产已构成严重威胁。随着农业技术的不断发展,智能化防治技术成为解决麦田“节节麦”问题的有效途径。该文主要从“节节麦”生长特性、难防治原因、智能化防治技术方面进行了全面分析。总结了传统防治方法与智能化防控手段相结合的麦田“节节麦”安全高效综合智能化防治技术。

小麦繁育田节节麦的防治

近年来,随着小麦生产机械化跨区作业的应用,节节麦对小麦繁育田的危害呈现不断增长的趋势,成了小麦繁育田主要恶性草害之一。节节麦与小麦同季生长,而且分蘖能力强,与小麦争肥、争水、争光、争空间,造成小麦良种纯度和产量降低。对节节麦的防治成了小麦繁育田的当务之急。加强小麦繁育各环节的严格把控,利用田间综合防控技术,切断节节麦的传播,减少其对小麦繁育田造成的危害,以提高小麦繁育田良种的质量和产量。

麦田杂草节节麦发生规律及综合防治技术

节节麦被列为全球恶性杂草之一,作为小麦的野生近缘植物,其遗传特性及生活习性与小麦高度相似,导致可选用的针对性除草剂种类极为有限,从而增加了防控难度。本文详细介绍了节节麦的形态特征、发生规律,并在此基础上提出了综合防治策略。

节节麦抗穗发芽基因的染色体定位及其抗性机理

利用长休眠的河南节节麦与四倍体小麦矮兰麦杂交并经人工加倍合成的新六倍体小麦RSP,其节节麦抗穗发芽特性得到表达。通过对RSP不同灌浆期及不同发芽处理研究表明,在开花后35d的穗发芽高峰期其发芽率也仅为6.06％。其抗穗发芽的因素主要来自种子的抑制,麦穗的机械作用和颖壳内含物的抑制较次。利用RSP对节节麦的抗穗发芽基因进行定位分析,结果表明,RSP的抗穗发芽基因是隐性单基因位于2D染色体上。

基于MaxEnt的麦田恶性杂草节节麦的潜在分布区预测

节节麦是麦田恶性杂草,明确节节麦在全球及中国的潜在分布对有效控制其扩散蔓延有重要的指导意义。利用MaxEnt生态位模型对节节麦在全球及中国的潜在分布进行了预测。结果表明,西亚、中东、欧洲东南部和非洲北部地中海沿岸是节节麦在全球的主要适生区;节节麦在我国的适生区主要分布在冬小麦主产区河南、河北、山东、山西西南部、陕西关中平原、宁夏中南部、甘肃东南部、湖北、江苏和安徽北部。节节麦在全球的潜在分布区主要分布于北纬30°～45°的冬小麦主产区。随着全球气候的变化,温室气体在A1b排放情景下,到2050年,节节麦的潜在分布范围将有扩大趋势;A2a和B2a排放情景下,节节麦低风险区和中风险区则有缩减趋势,但高风险区变化不明显。

麦田节节麦发生动态及其对小麦产量的影响

于2009—2011年采用固定样方和随机样方取样的方法研究了山东肥城、河北永年和河南新乡3个地区冬小麦田节节麦的出苗规律及在田间的消长动态,同时研究了不同密度的节节麦对小麦生长的竞争效应。结果表明,节节麦的出苗、分蘖、株高和鲜重的变化与温度密切相关。节节麦有2个出苗高峰期,分别在冬前10月下旬—11月上旬和春季3月下旬—4月上旬。节节麦单株有效分蘖在山东省、河北省及河南省分别多于小麦3.0、3.4个/株和2.2个/株。节节麦对小麦产量的影响主要是通过抑制小麦的有效穗数而实现,对千粒重影响不明显,当节节麦密度为640穗/m2时,小麦产量损失率达28.38%。

麦田恶性杂草节节麦在中国的发生发展

节节麦是世界恶性杂草,目前在我国冬小麦部分种植区成为危害最重的杂草之一,发生面积正在迅速扩大,给我国小麦生产和贸易带来严重影响,造成巨大经济损失。本文结合多年实地调查研究,从命名、分类、形态特征、分布与传播、生物生态学、育种应用、危害影响和防除等8个方面对节节麦进行了综述。

硬粒小麦-节节麦人工合成种Decoy1/Aegilops tauschii 510抗条锈性状(条中30,条中31)的遗传分析

硬粒小麦、节节麦人工合成种Ｄｅｃｏｙ１／Ａｅ．ｔａｕｓｃｈｉ５１０成株期对中国条锈病新小种条中３０（ＣＹＲ３０）和条中３１（ＣＹＲ３１）高抗－免疫。将Ｄｅｃｏｙ１／Ａｅ．ｔａｕｓｃｈｉ５１０与高感品种川育１２杂交，获得杂种Ｆ１和Ｆ２群体。对杂种Ｆ１和Ｆ２群体分小种（ＣＹＲ３０和ＣＹＲ３１）接种鉴定表明，杂种Ｆ１抗性反应型与抗病亲本Ｄｅｃｏｙ１／Ａｅ．ｔａｕｓｃｈｉ５１０一致，为免疫－高抗；杂种Ｆ２群体中免疫－高抗单株与抗－高感单株之比符合两对显性互补基因分离比例即９∶７。分析表明，Ｄｅｃｏｙ１／Ａｅ．ｔａｕｓｃｈｉ５１０对条中３０、条中３１的抗性受两对显性互补基因控制。

麦田恶性杂草节节麦发芽特性研究

为深入了解节节麦的发芽特性,从种子吸水、萌发温度以及播种深度等方面对节节麦和小麦进行了对比研究。结果表明,节节麦与小麦种子吸水进程均可分为3个时期,即快速吸水期、缓慢吸水期和吸水停滞期。小麦吸水主要集中在前期,而节节麦吸水分散于前、中期;在整个吸水过程中,无论是吸水量还是吸水率,小麦普遍高于节节麦。温度对节节麦和小麦发芽率的影响也具有较大差异,在5~25℃范围内,节节麦发芽率随着温度的升高而提高,不同温度间具有显著差异;而小麦在不同温度条件下发芽率保持一致,不受影响。在大田条件下,节节麦的出苗率受播种深度影响较大,随播种深度的增加出苗率显著降低,二者呈极显著负相关。

节节麦抗白粉病基因直接转移及遗传表达

利用四川推广高产小麦品种 (系 )和地方品种直接与抗、感白粉病节节麦杂交 ,通过幼胚培养技术成功获得 2 2个组合的杂种植株。将杂种F1及回交BC1F1与其普通小麦、节节麦亲本的抗白粉性比较分析 ,发现大部分组合中节节麦的抗性基因被普通小麦的抑制基因抑制 ,仅 1份节节麦的抗性基因能在杂种F1中完全或部分表达 ;节节麦抗性基因的表达和抑制 ,与特定的普通小麦亲本有关。结果还表明 ,杂种F1中被抑制的节节麦抗性基因 ,可以通过用不含抑制基因的普通小麦回交 。

中国节节麦基于ISSR标记的遗传多样性分析

为揭示中国节节麦的遗传多样性并发掘可能具有独特变异的节节麦种质资源,采用ISSR标记对75份中国节节麦的遗传多样性进行分析。结果表明,筛选出的9条ISSR引物共检测得到155个位点,多态性位点(138个)百分率为89.31%。Nei’s多样性指数(He)、Shannon’s信息指数(I)、基因分化系数(Gst)和基因流(Nm)分别为0.273 4、0.415 2、0.138 5和3.11,表明中国节节麦有较高的遗传多样性,群体间有中等程度的遗传分化。基于简单相似系数的UPGMA聚类分析表明,除5份河南和陕西节节麦聚类形成独立的分支Group 2(T078、T102和SC1)和Group 3(SX38和T006)外,绝大多数节节麦均聚类形成较大的分支Group 1,且在Group 1中,除4份节节麦(T002、T023、XJ6和XJ49)外,绝大多数节节麦均依据地理分布分别形成了黄河流域节节麦亚组和新疆节节麦亚组,在遗传距离约0.77处,又可依次分为河南、陕西和新疆节节麦小分支。二维主成分分析、群体的遗传一致度和分子变异分析也表明了类似的结果,同属于黄河流域节节麦亚组的河南、陕西节节麦遗传一致度(S=0.971 8)较高,群体内个体差异是中国节节麦变异的主要原因,但两大亚组和三居群的遗传差异分别占总变异的18.57%和10.38%。可见,不同节节麦的地理分布和生境差异,是导致中国节节麦居群遗传分化的主要原因,而聚类分析中单独形成独立分支Group 2和Group 3的5份黄河流域节节麦,可能是具有独特遗传变异的种质资源。

节节麦农艺性状及高分子量谷蛋白亚基遗传多样性研究

通过对79份节节麦（Aegilops squarrosa）农艺性状及高分子量谷蛋白亚基遗传多样性研究，结果表明：节节麦的生育期较长，为229～256d，株高在58～100cm之间，穗长为6．3～13．6cm，穗粒数6～15粒。其中，生育期小于237d的有19份，株高小于70cm的有9份，穗长大于11cm的有21份，穗粒数大于12的有18份。SDS-PAGE分析表明：节节麦的HMW—GS的Glu-1D^＊类型丰富，共检测到12种亚基类型（1^s、1．1^s、1．5^s、2^s、2．1^s、3^s、5^s、10^s、11^s、12^s、12．1^s、12．4^s）和13种亚基组成（1．1^s＋11^s、1^s＋12．1^s、1．5^s＋10^s、1．5^s＋12^s、1．5^s＋12．4^s、2^s＋10^s、2^s＋11^s、2^s＋12^s、2^s＋12．1^s、2^s＋12．4^s、2．1^s＋11^s、3^s＋11^s、5^s＋12^s），其中1^s＋12．1^s、1．5^s＋12．4^s、2^s＋12．1^s、2．1^s＋11^s为首次报道。

硬粒小麦-节节麦人工合成小麦的穗发芽抗性研究

为了发掘来自节节麦的抗穗发芽基因资源,利用具有染色体自然加倍特性的硬粒小麦栽培种(Triticum durumL cv.Langdon,2n=4x=28,AABB)与节节麦(Aegilops tauschiiCosson.,2n=2x=14,DD)杂交,经染色体天然加倍合成了4份新六倍体小麦SHW-Z1、SHW-Z2、SHW-Z3和SHW-Z4(TriticumaestivumL.,2n=6x=42,AABBDD)。通过对这4份材料不同灌浆期的不同发芽处理研究表明,节节麦抗穗发芽特性得到表达,4份材料平均穗发芽率分别仅为1.75%,0.31%,1.09%和0.17%。与穗发芽抗性极强的合成六倍体小麦RSP相比,亲本为节节麦As65的合成小麦SHW-Z2和SHW-Z4具有更强的穗发芽抗性。4份合成六倍体小麦抗穗发芽的因素主要来自穗部与种子的抑制,颖壳内含物的化学抑制作用较弱。

节节麦不同生育期叶片蜡质组成和超微形态的变化

为了解节节麦(Aegilops tauschii Coss.)不同生育期叶片表皮蜡质组成及晶体形态的变化,对节节麦叶片蜡质进行提取,利用气相色谱-质谱(GC-MS)联用仪和气相色谱-火焰离子化检测仪(GC-FID)对蜡质进行了定性和定量分析,并采用扫描电镜(SEM)对叶片表面蜡质晶体形态进行了观察。结果表明,节节麦叶表皮蜡质经GC-MS分析,共鉴定出化合物21种,主要以初级醇为主(苗期、抽穗期和灌浆期相对含量分别为85%、84%和70%),并含有少量的烷烃、醛、酮和脂肪酸;随着节节麦的生长发育,蜡质总量不断积累,烷烃含量极显著地升高,其中以C29烷烃的增加最明显,而初级醇含量显著降低,其中C26醇的相对含量降低最明显(苗期、抽穗期和灌浆期相对含量分别为80%、76%和63%),其他各类化合物组分变化不大。经扫描电镜观察,节节麦叶片近轴和远轴面的蜡质晶体形态无明显差别,苗期均为片状,抽穗期大部分仍以片状形态存在,并且蜡质晶体的密集程度比苗期稀疏,灌浆期蜡质晶体的密集程度变得更加稀疏。这些变化可能与抽穗期、灌浆期烷烃含量的增加和初级醇含量的减少有关。