施氮量与行距对赖草种子产量及质量的影响

为探究氮肥施用量与行距对赖草(Leymus secalinus)种子产量及质量的影响,本研究采用裂区试验设计,主区为氮肥添加量(N00 kg·hm^(-2),N160 kg·hm^(-2),N2120 kg·hm^(-2),N3180 kg·hm^(-2)),副区为行距(R130 cm,R240 cm,R350 cm,R460 cm),利用灰色关联度、逐步回归分析等方法对种子产量及质量综合分析,明确影响种子产量的关键因素,筛选赖草种子生产最优种植配置组合。结果表明:影响赖草种子产量的主要因素是生殖枝数、千粒重、种子数/小穗、小穗数/生殖枝,对产量贡献最大的因素是种子数/小穗。经灰色关联分析可知,120~180 kg·hm^(-2)施氮量和60 cm种植行距时获得最优的种子产量与种子质量,而120 kg·hm^(-2)施氮量处理下的实际种子产量、潜在种子产量与180 kg·hm^(-2)施氮量处理均无显著差异,因此从经济效益与生态效益考虑,赖草种子生产可采用120 kg·hm^(-2)施氮量、60 cm行距,能获得最优的种子产量与质量。

外源油菜素内酯对盐胁迫赖草生理特性的影响

为探究油菜素内酯(Brassinolide,BR)对盐胁迫赖草的修复作用,本研究采用盆栽模拟试验,以‘晋北’赖草(Leymus secalinus‘Jinbei’)为材料,用不同浓度(0.05,0.10,0.15,0.20μmol·L^(-1))的BR喷施盐(500 mmol·L^(-1)NaCl)胁迫的赖草叶片,通过对赖草幼苗光合生理指标的研究,筛选修复盐胁迫损伤的最适BR浓度。结果表明,500 mmol·L^(-1)NaCl胁迫后,对赖草表型及生理方面都达到了损伤的程度,不同浓度的BR处理盐胁迫后的赖草,能起到修复作用。Na^(+),K^(+)对BR的作用比较敏感,K^(+)/Na^(+)提高了49.85%,效果显著(P<0.05);BR喷施后,超氧阴离子(Superoxide anion free radical,O_(2)^(-))含量、相对电导率显著降低,超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase,SOD)活性显著降低,过氧化氢酶(Catalase,CAT),过氧化物酶(Peroxidase,POD)活性增加不明显,叶绿素含量增加,但净光合速率提高缓慢。综合分析,BR处理主要通过调节离子运输抵抗离子胁迫带来的伤害,增加叶片渗透调节物质、降低活性氧损伤,保护细胞膜,达到修复盐胁迫的作用,且用0.15μmol·L^(-1)BR对赖草的修复效果最佳。

Na_(2)CO_(3)胁迫对赖草叶片光合、叶绿素荧光、超微结构的影响

赖草作为黄土高原乡土草,具有耐盐碱的特点。为揭示黄土高原乡土草赖草(Leymus secalinus)的抗碱能力,采用盆栽控制试验,设置8个Na_(2)CO_(3)浓度梯度(0、50、75、100、150、200、300、400 mmol/L)对赖草幼苗进行胁迫,研究Na_(2)CO_(3)胁迫对赖草幼苗的光合作用和叶绿素荧光的影响,并采用透射电镜观察叶肉细胞超微结构的变化。结果表明,随着Na_(2)CO_(3)胁迫浓度的升高,赖草幼苗的净光合速率、叶绿素含量、初始荧光(Fo)和最大荧光(Fm)呈现先升高后降低的趋势,PSⅡ最大光化学量子产量(Fv/Fm)、PSⅡ的潜在活性(Fv/Fo)逐渐降低。150 mmol/L Na_(2)CO_(3)胁迫时赖草叶片净光合速率、Fo和Fm达到最大,叶绿素含量较高;当Na_(2)CO_(3)浓度大于200 mmol/L时,赖草幼苗叶片叶绿素含量、净光合速率和Fo下降显著。透射电镜观察结果显示,50 mmol/L Na_(2)CO_(3)胁迫下,叶绿体外膜清晰,基粒片层扭曲;150 mmol/L Na_(2)CO_(3)胁迫下,叶绿体的内外膜有解体迹象,线粒体膜有破损趋势,但结构完整;400 mmol/L胁迫下,叶绿体、线粒体内外膜解体,细胞结构严重受损。赖草对150 mmol/L以下的Na_(2)CO_(3)胁迫表现出一定的适应性,叶片结构未受损伤。

新疆赖草属二新种

本文发表了我们在编写《flora of kunlun and karakorum》(禾本科)时发现的两个新种:若羌赖草Leymus ruoqiangensis S.L.Lu etY.H.Wu,sp.nov.;皮山赖草Leymus pishanica S.L.Lu et Y.H.Wu,sp.nov.

外源油菜素内酯及作用时间对赖草叶片光合特性的影响

为探究油菜素内酯(Brassinolide,BR)对赖草(Leymus secalinus)叶片光合能力的影响及作用时间,采用室内盆栽试验,叶面喷施不同浓度(0,0.05,0.1,0.15,0.2μmol·L^(-1))的BR,在7,14,21 d后分别测定光合相关指标。结果表明,BR处理可以显著提高赖草叶片的叶绿素含量、净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、PSⅡ最大光化学量子产量、PSⅡ实际光量子产量、光化学淬灭系数、可溶性糖含量,显著降低了胞间CO_(2)浓度、非光化学淬灭系数。不同浓度BR影响赖草光合能力的作用时间不同,0.05μmol·L^(-1)BR处理的作用时间为7 d,0.1μmol·L^(-1)BR处理作用时间为14 d,喷施0.15和0.2μmol·L^(-1)BR处理下的持续时间为21 d。因此,在赖草实际生产中,通过叶面喷施0.15μmol·L^(-1)BR可以有效提升赖草的光合能力从而积累更多的光合产物,其作用周期在21 d左右。

新麦草基因组重复序列组成及在赖草属物种染色体上的分布

新麦草(Psathyrostachys juncea)被认为是赖草属植物的一个重要祖先物种。对新麦草中高度重复序列Cot-1 DNA文库克隆测序分析鉴定,结果表明新麦草Cot-1 DNA文库中的序列可以分为6种类型:反转座子、转座子、卫星DNA、抗病相关LZ-NBS-LRR、未能鉴定类型、反转座子LTR和LTR/Copia类型序列组合型,占比分别为49.5%、1.0%、28.7%、5.9%、13.9%和1.0%。进一步利用2种卫星DNA序列和5个反转座子序列为探针,对新麦草、赖草(Leymus secalinus)和2个大赖草(L. racemosus)材料进行染色体荧光原位杂交,结果表明卫星DNA序列TaiI-family和pSc250-family杂交信号主要分布在染色体的端部,TaiI-family杂交信号数量分别为20、16、7和18,而卫星DNA序列pSc250-family在新麦草、赖草中的杂交信号数量分别为17和24,在2个大赖草材料均没有信号检出。反转座子序列在3个物种染色体上基本呈散布分布方式,而且在赖草属物种染色体分布呈现同质化倾向,其中克隆序列pPj-44和pPj-28在新麦草和赖草属物种间信号分布差异显著,分别提示在异源多倍化过程中存在序列扩张和收缩,克隆序列pPj-77仅在1个大赖草材料10个染色体杂交信号强度区别于其余染色体。研究结果表明,新麦草重复序列在赖草多倍体形成过程发生了快速进化并可能存在同质化扩散,同时赖草属不同物种基因组间重复序列组成可能存在显著差异。

赖草基因组重复序列组成及染色体分布特性

【目的】赖草属植物是麦类作物遗传改良和育种的重要基因资源,但作为异源多倍体植物,其基因组来源仍存在较大争议。通过比较赖草、大赖草及新麦草基因组中重复序列分布,探索赖草属物种基因组来源以及种间基因组多样性的形成特性。【方法】通过构建赖草属物种赖草的Cot-1 DNA文库获得大量重复序列,利用荧光原位杂交技术和重复序列对赖草以及近缘物种大赖草和祖先供体物种新麦草进行染色体荧光原位杂交涂染。【结果】(1)根据序列及基因组分布特性,赖草Cot-1 DNA可归为串联重复序列、散布重复序列、散布加串联混合重复序列以及未能鉴定类型,4种类型占比分别为32.4%、45.7%、12.4%和9.5%。(2)串联重复序列TaiI-family、Lt1-6、pTa-535和pSc250在不同物种及同一物种不同材料间信号数量存在较大变异,分别为7~20,1~14,17~26,0~24个。(3)10个反转座子序列在所有物种染色体的分布呈现3种方式:在所有染色体上杂交信号集中分布在着丝粒、近着丝粒及间质区;在所有染色体的所有区域都有分布;在大部分染色体上的分布方式与第1种相同,但是部分染色体端部也有分布。2个LTR/Copia序列仅在赖草染色体上有分布,其他序列在不同物种以及不同材料间均有分布,但在信号强度以及部分染色体上的分布方式存在多态性。【结论】赖草属物种中的一些重复序列具有快速进化的特性,支持赖草属物种多倍化过程,并存在散在重复序列向整个核基因组的快速同质化扩散。

赖草属叶绿体基因组密码子偏好性分析

以16种赖草属植物叶绿体基因组的50条基因序列为研究对象,使用密码子碱基组成分析、中性绘图分析、PR2-plot绘图分析、ENC-plot绘图分析、基因参数相关性分析和聚类分析等多种生物信息学方法分析赖草属叶绿体基因组密码子偏好性,结果表明:(1)赖草属叶绿体基因组密码子富含A和U,高频密码子也多以A/U结尾。(2)赖草属有效密码子数值在39.81~61.00之间。(3)16种赖草属植物根据聚类分析可分为两组,Leymus multicaulis、Leymus karelinii、Leymus racemosus、Leymus secalinus、Leymus ramosus、Leymus paboanus、Leymus duthiei、Leymus chinensis、Leymus arenarius为一组,Leymus coreanus、Leymus komarovii、Leymus triticoides、Leymus cinereus、Leymus condensatus、Leymus mollis、Leymus angustus为一组。综合分析表明,16种赖草属植物密码子偏好性受多种因素影响,选择作用影响较大,密码子的偏好性较弱,种间进化差异不显著,基因间偏差小。

新疆赖草属(Poaceae)两个新变种

报道了新疆赖草属2个新变种,即北疆赖草(Leymus tianschanicus(Drob.)Tzvel.var.borealusL.B.Cai)和短穗赖草(Leymus angustus(Trin.)Pilger var.brevistachyusL.B.Cai)。

赖草属的优良基因导入小麦的研究进展

报道了赖草属各种植物的优良特性及其优良基因用于改良普通小麦的研究进展 ,并着重介绍了小麦

新疆赖草属的新分类群

发表了禾本科赖草属的二个新种及一个新亚种：高株赖草ＬｅｙｍｕｓａｌｔｕｓＤ．Ｆ．Ｃｕｉ，ｓｐ．ｎｏｖ．，阿尔金山赖草Ｌ．ａｒｊｉｎｓｈａｎｉｃｕｓＤ．Ｆ．Ｃｕｉ，ｓｐ．ｎｏｖ．，大药窄颖赖草Ｌ．ａｎｇｕｓｔｕｓｓｕｂｓｐ．ｍａｃｒｏａｎｔｈｅｒｕｓＤ．Ｆ．Ｃｕｉ，ｓｕｂｓｐ．ｎｏｖ．。

中国赖草属(禾本科)一新种——贫穗赖草(英文)

报道了中国西部赖草属一新种——贫穗赖草。该种相似于若羌赖草和广叉赖草，但它不同于前者在于穗状花序的中部或下部具孪生小穗，外稃披针形、无毛，具1．0～1．5mm长的短尖头，内稃短于外稃1．0～1．5mm，沿上部脊疏生小刺，叶鞘无毛，具非膜质边缘；不同于后者在于秆较高，叶片内卷，穗状花序稀疏、狭窄，小穗较短，颖较长，外稃披针形、较长，具5条不明显的脉。

杜氏赖草(Leymus duthiei)及杜氏赖草长芒变种(Leymus duthiei var. longearistatus)的nrDNA ITS序列分析

本研究对杜氏赖草(Leymus duthiei)及杜氏赖草长芒变种(Leymus duthiei var.longearistatus)的nrDNA ITS进行多克隆测序,探讨ITS序列在其个体内的多样性和个体间的遗传分化。序列多态性、基因谱系和rRNA基因二级结构分析表明:①由于致同进化作用,ITS序列在L. duthiei和L.duthiei var. longearistatus中可能朝Ns基因组一方发生偏向;③致同进化的驱动力可能促使不同的ITS拷贝序列在L.duthiei var. longearistatus中比在L. duthiei中更趋于一致;③ITS序列在L.duthiei和L. duthiei var. longearistatus中的遗传分化可能与它们的地理隔离有关。

青海赖草属一新种

报道了青海赖草属植物一新种：圆稃赖草（Leymus oblongolenmatus L．Zhi et L．B．Cai）。该种的主要特征如下：多年生草本，杆直立、光滑、疏丛，高60～90cm。叶鞘粗糙，边缘膜质，长于或短于节间，叶舌膜质；叶片边缘内卷。穗状花序直立、密集、黄绿色，长10～15cm，宽5～15mm，穗轴粗糙，小穗常3～4枚生于每节，含3～6小花；颖披针形，长4～7mm，具3～5脉，边缘膜质；外稃长圆状披针形，不明显3脉，背部疏生短柔毛；花药黄色，长4～5mm。该种与L．paboahus相似。

白草和赖草无性系生长对干旱胁迫的反应

研究桶栽条件下干旱胁迫对白草和赖草无性系生物影响的结果表明：干旱胁迫对白草和赖草无性系的生长均具有抑制作用，但同一胁迫强度所导致的抑制程度因植物种类的不同而各有差异。在形态方面，白草的根茎总长度和总芽数大于赖草，而节间长度则小于赖草，产生的分株数目也比赖草多；在生物量的分配上，白草比赖草对地下部分的投资更多，须根所占的比例更大。白草无性系因具这些可塑性变化而比赖草对干旱胁迫更具适应性。

浑善达克沙地赖草分株种群与土壤资源异质性分析

对浑善达克沙地低湿滩地、滩地 -风沙沉积过渡区到风沙沉积区的赖草分株数、地上生物量、土壤水分和养分异质性进行了研究。结果表明 ,从低湿滩地、滩地 -风沙沉积过渡区到风沙沉积区 ,赖草的分株数和地上生物量与养分含量具有不同的变化趋势。赖草的分株数在 3种生境中都存在空间自相关 ,并且 ,从低湿滩地、过渡区到风沙沉积区空间自相关的变程逐渐增加。地上生物量同样存在空间自相关 ,但变程以过渡区最大 ,风沙沉积区最低。土壤水分仅仅在风沙沉积区存在空间自相关。在 3种生境条件下 ,土壤全氮和有机质的空间分布格局相似 ,都在低湿滩地和过渡区存在空间自相关且变程相似 ,在风沙沉积区不存在空间自相关。赖草的空间分布格局在低湿滩地为偏离随机适度聚集的分布格局 ,在过渡区近似于聚居分布 。

大赖草6-SFT基因的克隆及其转基因烟草抗旱和抗寒性分析

果聚糖合成酶(6-SFT)在植物抵御逆境胁迫中起重要作用。利用RACE结合RT-PCR技术从大赖草(Leymus racemosus,2n=4x=28,NsNsXmXm)中克隆到6-SFT基因,其完整开放阅读框为1863 bp。该基因被命名为Lr-6-SFT(GenBank登录号KT387273),编码620个氨基酸,其推导氨基酸序列含有保守的果糖基转移酶结构域。氨基酸序列比对及进化树分析表明,大赖草6-SFT与华山新麦草、普通小麦、西尔斯山羊草和大麦6-SFT具有高度相似性。采用基因重组技术构建p1300-35SN-Lr-6-SFT表达载体,利用农杆菌介导法将该载体转入烟草品种W38中。对经过抗性筛选、PCR和RT-PCR验证的转基因植株进行抗旱和抗寒性鉴定,发现转基因植株与对照相比,抗旱和抗寒性明显增强;在逆境胁迫条件下,转基因植株的果聚糖、可溶性糖、脯氨酸含量都显著高于对照,而丙二醛的含量显著低于对照。本研究表明,Lr-6-SFT基因是典型的GH32家族成员,其表达能够提高烟草对干旱和寒冷胁迫的抗性。

一个耐盐小麦-多枝赖草二体异附加系外源染色体的鉴定

目的对附加系Line15进行耐盐性验证,并了解其外源多枝赖草染色体的遗传背景。方法利用含0.4%(w/w)NaCl的人工模拟盐池进行耐盐性鉴定,并对Line15根尖细胞、花粉母细胞的染色体数目进行检测,进而利用荧光原位杂交和微卫星标记技术对其遗传物质进行进一步鉴定。结果小麦-多枝赖草杂交后代Line15为一个具有较高耐盐特性的材料,其染色体组成为2n=44=22II,属于一个小麦-多枝赖草二体异附加系。根据SSR检测结果表明,Line15附加的一对多枝赖草染色体与小麦的第2部分同源群长臂、第3部分同源群着丝粒和第7部分同源群短臂密切相关。结论对小麦-多枝赖草二体异附加系Line15进行了生理、细胞和分子水平的系统检测,较全面地揭示了Line15耐盐性的具体来源。

小麦-大赖草易位系的RFLP分析

利用辐射、花药培养及杀配子基因效应已创制出一系列小麦 -大赖草易位系。为在其中找出可能的纯合易位系、明确易位所涉及的相关染色体以及易位断裂点的确切位置 ,利用了已被定位于小麦 7个部分同源群染色体长、短两臂上的 67个探针进行了RFLP分析 ,结果鉴定出 3个纯合的易位系 :T1BL·7Lr#1S、T4BS·4BL - 7Lr#1S和T6AL·7Lr#1S。其中 ,易位系T1BL·7Lr #1S和T6AL·7Lr #1S中染色体 7Lr #1的断裂点位于标记MWG80 8和标记ABG476.1之间 ,而 1B和 6A染色体上的断裂点都在着丝粒附近。易位系T4BS·4BL - 7Lr#1S中染色体 7L #1的断裂点位于标记BCD349和标记CDO5 95之间 ,4B染色体断裂点则位于标记CDO5 4 1和标记PSR1 64之间的长臂上。