披碱草属8种野生牧草居群穗部形态多样性

采用14项穗部性状对披碱草属8种(Elymusspp.)101个野生牧草居群的形态多样性进行研究。结果表明,采自同一地区不同种的各居群之间以及采自不同地区同一种的各居群之间表现型均存在一定的差异。8个披碱草属牧草种间存在差异,14项穗部性状中,肥披碱草(E.excelsus)有9个性状(穗长、穗宽、小穗长、小穗宽、小穗数、每穗轴小花数、第一外稃芒长、第一颖长、主穗轴第一节间长)均为最大值;黑紫披碱草(E.atratus)的穗宽、第一外稃长、第一颖芒长3个性状均为最小值;变异系数大小依次为第一颖芒长>旗叶与穗基部长度>第一颖长>主穗轴第一节间长>第一颖宽>第一外稃芒长>穗宽>小穗数>每穗轴小花数>小穗宽>穗长>小穗长>第一外稃长>第一内稃长。8个披碱草属牧草居群总遗传多样性指数为垂穗披碱草(E.nutans)>老芒麦(E.sibiricus)=披碱草(E.dahuricus)>麦薲草(E.tangutorum)>肥披碱草>圆柱披碱草(E.cylindricus)>短芒披碱草(E.breviaristatus)>黑紫披碱草;居群平均遗传多样性指数为老芒麦>肥披碱草>垂穗披碱草>披碱草>黑紫披碱草>短芒披碱草>圆柱披碱草>麦薲草;表型分化系数为麦薲草>圆柱披碱草>垂穗披碱草>披碱草>老芒麦>肥披碱草>短芒披碱草>黑紫披碱草;8个披碱草属牧草的多样性是由居群内和居群间多样性共同引起的,不同物种其多样性二者所占的比例是各不相同的。

3种披碱草属(Elymus)牧草交配系统研究

通过测定3种披碱草属（Elymus）牧草,即老芒麦（E.sibiricus）、麦薲草（E.tangutorum）和披碱草（E.dahuricus）的花粉-胚珠比（P/O值）、杂交指数（OCI）,结合不同授粉方式下这3种牧草的结实率,探讨这3种披碱草属牧草的交配系统,为披碱草属牧草杂交育种、丰产栽培等提供理论依据。结果表明,这3种牧草的花粉-胚珠比（P/O值）均介于31.9~396.0之间,交配系统属于兼性自交;杂交指数OCI值均为2,交配系统也属于兼性自交;结实率统计表明,以自交为主,异交可育。因此,这3种披碱草属牧草的交配系统属于兼性自交类型。

30份老芒麦种质材料抗寒性研究

对30份老芒麦(Elymus sibiricus)种质材料进行抗寒性比较,并筛选出老芒麦种内抗寒性强的种质材料。采用育苗盘育苗,在对照(28℃)及低温处理(5℃处理12 h)下测定叶片的相对电导率。试验结果表明,老芒麦抗寒性分为3级,包括抗寒性强、较强、中等。筛选出抗寒性强的种质材料25份,包括ES002、ES004、ES006、ES009、ES010、ES012、ES014、ES015、ES016、ES017、ES018、ES019、ES025、ES026、ES028、ES029、ES030、ES031、ES032、ES034、ES036、ES037、ES038、ES039和ES040,占供试种质材料总数的83.33%;抗寒性较强的种质材料3份,包括老芒麦ES001、ES005和ES007,占供试种质材料总数的10.00%;抗寒性中等的种质材料2份,包括老芒麦ES013和ES033,占供试种质材料总数的6.67%。在P<0.05时,可分为17组显著差异性的组合;P<0.001时,可分为17组极显著差异性的组合。可见,老芒麦具有广泛的生态可塑性,长期适应原生境,抗寒性表现出差异。

老芒麦花粉活力和柱头可授性及授粉方式研究

用TTC法测定了老芒麦(Elymus sibiricus L.)花粉的活力,用联苯胺-过氧化氢法测定了其柱头的可授性;采用套袋方法,进行自花、异花授粉及开放授粉方式下单穗结实率统计,探讨老芒麦的授粉方式。结果表明,盛花期后相应天数的花粉活力是早熟老芒麦>中熟老芒麦>晚熟老芒麦;花粉活力从最高到无,早熟老芒麦可持续6 d,中熟老芒麦和晚熟老芒麦可持续5 d。3种熟性的老芒麦在盛花期开始后的前2 d柱头可授性强;早熟老芒麦和中熟老芒麦的柱头从盛花期第一天开始直至第10天均有可授性,晚熟老芒麦的柱头从盛花期第一天开始至第八天均有可授性,因此老芒麦的最佳授粉期在盛花期第一至二天。老芒麦为自花授粉植物,具有一定的天然杂交率。

我国野生披碱草属牧草居群的穗部形态多样性研究

对采集自我国12个不同分布区的105个野生披碱草属(Elymus)牧草居群的14项穗部形态指标进行研究,结果表明,我国披碱草属牧草种质资源穗部遗传多样性丰富,居群内多样性指数(H′)在0.784～1.652,平均多样性指数为1.396;居群总平均多样性指数为1.936,居群间表型分化系数为27.89%。14项穗部形态性状在居群内多样性、居群总多样性以及变异系数变化不完全一致,居群内H′最高的为旗叶与穗基部长度(1.648),居群总H′最高的为小穗长(2.054),变异系数最大的为第一颖芒长(58.932%),平均变异系数为31.22%,表明穗部形态性状均存在较大的变异,F检验差异极显著。引起居群形态差异的性状与种子产量密切相关,主要包括穗长、穗宽、第一颖芒长、第一外稃长、第一内稃长、第一外稃芒长、每穗轴小花数、第一颖长和第一颖宽。我国野生披碱草属牧草的多样性和分布格局是相关的,我国西北部是野生披碱草属牧草分布中心,也是披碱草属牧草的多样性中心。此外,提出了我国披碱草属牧草保护的策略。

老芒麦染色体核型研究

分析4份不同来源地老芒麦染色体,探讨其核型特点,为其形态学变异寻找细胞学依据,补充老芒麦在细胞学水平上的研究空白,以期为老芒麦细胞学多样性保存利用和遗传育种研究奠定基础。结果表明,4份老芒麦的核型公式均不同,包括1B和2B两种类型,染色体组绝对长度变异范围13.444~3.850μm,相对长度变异范围10.975%~4.040%,平均相对长度均为7.143%,核型不对称系数变异范围为60.140%~58.390%;4份老芒麦相互间的核型似近系数范围是0.994~0.913,平均为0.955,即同一物种染色体同源性较高。

老芒麦和垂穗披碱草rDNA-ITS序列分析

分析了老芒麦和垂穗披碱草rDNA-ITS序列,为这两个种的鉴别提供分子指纹图谱,为系统发育提供分子生物学依据。结果表明,22份材料的ITS、ITS1、5.8S、ITS2序列长度均相同,依次为604bp、222bp、164bp、218bp,GC含量依次为62.25%～63.08%,62.16%～63.06%,59.76%,64.22%～65.60%。除5.8S外,碱基位点都有不同程度的变化,一些变异位点有明显的种性变异规律,可作为老芒麦和垂穗披碱草种质DNA指纹特异鉴别位点。7个ITS序列的同源性98.7%～99.8%,遗传分歧0.2～1.3,具有保守性,为非近期分化类群。系统发育分析表明不同来源地的同种材料,差异主要表现在DNA变化快慢及碱基替换数,但相同的种归为一类,进一步反映了种内的遗传稳定性。

PEG6000渗透胁迫下应用电导法对披碱草属种质幼苗抗旱性初步研究

为快速了解披碱草属种质幼苗的抗旱性,以便更科学地加以利用。采用15%聚乙二醇(PEG6000)作渗透介质,应用电导法对59份7种披碱草属(ElymusL.)种质幼苗进行了抗旱性初步研究。结果表明,59份种质材料按照评价标准可分为4级,抗旱性可分为强、较强、中等、弱。抗旱性强的种质5份,占供试种质的8.48%,包括PJ001、PJ003、PJ005、PJ006、PJ027;抗旱性较强的种质16份,占供试种质的27.12%,包括PJ002、PJ004、PJ007、PJ009、PJ010、PJ011、PJ012、PJ013、PJ014、PJ017、PJ018、PJ021、PJ036、PJ042、PJ073、PJ093;抗旱性中等的种质20份,占供试种质的33.90%,包括PJ025、PJ029、PJ033、PJ034、PJ035、PJ038、PJ039、PJ054、PJ066、PJ067、PJ068、PJ090、PJ097、PJ098、PJ099、PJ100、PJ108、PJ109、PJ113、PJ114;抗旱性弱的种质18份,占供试种质30.50%,包括PJ019、PJ022、PJ037、PJ069、PJ070、PJ074、PJ075、PJ077、PJ078、PJ092、PJ101、PJ105、PJ107、PJ110、PJ111、PJ112、PJ115、PJ116。59份材料,在P<0.05时,可分为23组显著差异性的组合;P<0.001时,可分为22组极显著差异性的组合。该属植物长期适应原生境,不同种质抗旱性表现出差异。

垂穗披碱草居群穗部形态多样性研究

对采集自四川、西藏、甘肃、新疆、青海和内蒙古6个省(区)的29份垂穗披碱草的14项穗部性状进行多样性研究。结果表明,14项穗部形态性状的平均变异系数为27.34%,显示垂穗披碱草具有丰富的表型变异。居群总多样性指数H′为1.947,居群平均H′为1.424,则居群间H′为0.523。可见垂穗披碱草居群的遗传多样性主要集中在居群内部(73.14%),居群间的遗传变异较小(26.86%)。聚类分析,可分为种子大、较大、较小、小4种类型,较大居多。经主成分分析,其分布能解释总变异的86.63%,其中外稃长、第一颖芒长、穗宽、内稃长、小穗数、穗长等性状是影响较大的因素,这6个性状指标具有较高的特征向量值,基本可以揭示垂穗披碱草形态总体变异的趋势。垂穗披碱草多样性指数与海拔高度呈极显著正相关关系。

垂穗披碱草表型多样性研究

对采集自四川、西藏、甘肃、新疆、青海5个省(区)19个县市的19份垂穗披碱草的24个表型性状进行多样性研究,结果表明:垂穗披碱草24个表型性状的变异系数范围为4.87%～26.35%,变异系数最小的是株高,最大的是第一颖长;株高、穗宽、穗轴第一节间长以及小花数变异系数达到极显著差异(P<0.01);综合茎部、叶部以及穗部的相关分析表明,株高与叶片长宽、茎节间长、旗叶至穗基部长、小花数、小穗数以及种子的长宽呈负相关;影响垂穗披碱草表型分化的主要指标有11个,按作用的大小分别为株高、小穗数、穗宽、内稃长、外稃长、穗下第一节间长、穗长、外稃芒长、旗叶宽、旗叶至穗基部长、旗叶长;聚类分析表明,材料间的亲缘关系主要受海拔和纬度的影响,与地域和生境存在一定的关系。

大兴安岭南段东南麓低山丘陵牧草种质资源初探

为了充分了解及有效保存内蒙古地区的牧草种质遗传资源,对大兴安岭南段东南麓低山丘陵各类天然草场资源的分布及组成进行了调查研究,根据采集植物标本的鉴定结果统计,该地区共有野生种子植物和蕨类植物774种,属88科329属,饲用植物占植物总数的82.17%。同时调查还发现,该区草地资源存在过度放牧、良种未得到充分保护等问题,并提出了一些针对性的建议,为进一步完善该地区牧草育种和良种繁殖体系及有效地保护和利用牧草种质资源提供参考。

老芒麦种质资源耐盐性评价

通过隶属函数法计算了20份野生老芒麦种质材料萌发期各耐盐指标的综合值,并对隶属函数综合值进行了聚类分析。结果表明,20份老芒麦耐盐性综合指标值最高的材料是E02,耐盐性强;最低的材料是E21,耐盐性极弱。聚类分析将供试种质材料分为耐盐性极弱、弱、中和强四类,筛选出萌发期耐盐性强的种质为E02、E15、E18、E38、E41和E43;选出耐盐性强弱差异较大的两份种质材料为E15和E17,对苗期k^+、Na^+、Ca^(2+)含量进行了测定,结果表明,萌发期耐盐性强的种质,苗期耐盐性也强。

内蒙古野生披碱草属牧草居群穗部形态多样性研究

采用14项穗部形态学性状对内蒙古地区披碱草属牧草进行形态多样性研究,结果表明,14项穗部形态性状均存在较大的变异,平均变异系数为27.32%,变异系数最大为旗叶与穗基部长度(64.23%),最小为第一内稃长(12.25%)。14项穗部形态性状中小穗数的居群总多样性指数最高为2.051,最低的为每穗轴小花数(1.294)。披碱草属牧草种质资源遗传多样性丰富,居群内多样性指数最高为1.652(AE050),最低为1.019(AE027);居群总平均多样性指数为1.903,居群内平均多样性指数为1.407,表型分化系数为22.77%。14项穗部性状中穗长、穗宽、穗长、小穗数、第一颖长、每穗轴小花数和第一外稃长是引起表型变异的主要性状,这些性状与披碱草属牧草分类及种子产量密切有关。聚类分析表明,地理来源不同的同种材料能集中地聚在一起,说明相同物种即使地理位置相距较远,其亲缘关系仍然是最为接近,肥披碱草存在变异现象。此外,还提出了我国披碱草属牧草保护的策略。

鄂托克前旗草地资源评价

根据刘黎明等的“中国草地持续利用评价指标体系与评价方法”,从生产性、稳定性、保护性、经济可行性、社会可接受性5个方面,对鄂托克前旗的草地资源进行了评价。结果表明,鄂托克前旗草地资源属于初级持续利用草地资源。

PEG-6000胁迫下10个苜蓿品种幼苗期抗旱性比较

为比较苜蓿(Medicago sativa)幼苗抗旱性,采用5种不同水势(0、-0.3、-0.6、-0.9和-1.2 MPa)的PEG-6000溶液对10个苜蓿品种幼苗进行模拟干旱胁迫,测定了细胞膜透性,丙二醛(MDA)、脯氨酸(Pro)和类胡萝卜素(Car)含量以及超氧化物歧化酶(SOD)活性等生理生化指标。结果表明,随着干旱胁迫的加剧,苜蓿幼苗叶片细胞膜透性、MDA和Car含量总体呈上升趋势;Pro含量和SOD活性总体呈先降后升的趋势;苜蓿幼苗期的耐旱极限在-0.9MPa水势附近;利用隶属函数分析得出10个苜蓿品种的抗旱性强弱为:德国德贝>大富豪>阿尔冈金>West blend>FGZT 106>苜蓿王1#>皇后2000>爱菲尼特>新疆大叶>四季旺。

大兴安岭南段东南麓低山丘陵草地资源及可持续利用

通过对大兴安岭南段东南麓低山丘陵草地资源的类型、特点、利用及建设中存在问题的论述和分析,提出了该地区草地可持续利用的对策。

丛枝菌根真菌接种对紫花苜蓿抗旱性的影响

采用盆栽试验研究干旱胁迫下摩西管柄囊霉、地表多孢囊霉及两者混合接种对紫花苜蓿抗旱性的影响,结果表明:摩西管柄囊霉、地表多孢囊霉及两者混合接种45d后的侵染率分别为20%、60%、43%,干旱8d后接种植株的生物量分别增加了0.06倍、0.52倍和0.57倍,随干旱时间延长,生长速度逐渐减缓,接种苜蓿干旱后期生长速度比未接种苜蓿增加了约6倍;随干旱时间延长,接种处理脯氨酸和可溶性糖含量显著提高,丙二醛含量显著降低,但不同菌种间有显著差异。不同菌种接种植物的抗旱性排序为:地表多孢囊霉>混合接种>摩西球囊霉。

稀硫酸预处理对杂交狼尾草木质纤维素化学组分和表征结构的影响

【目的】研究稀硫酸预处理下,酸浓度、固液比、处理时间及温度对杂交狼尾草木质纤维素降解效率的影响,分析稀硫酸对木质纤维素降解的作用机理,并筛选最佳预处理工艺。【方法】以杂交狼尾草为研究对象,以H2SO4浓度(0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%)、固液比(1﹕6、1﹕8、1﹕10、1﹕12、1﹕14)、时间(15、30、45、60、90 min)和温度(80、100、110、120、125℃)4个单因素进行试验,每个因素取5个水平,3次重复,分析单因素对固体分解率、纤维素降解率、半纤维素降解率、木质素脱除率及水解糖的影响。在单因素试验基础上,采用4因素2水平的L8(24)正交试验确定主要影响因素,并对最佳工艺条件预处理下的杂交狼尾草进行SEM分析和XRD分析。【结果】单因素试验结果表明,各因素下半纤维素降解率均高于木质素降解率。其中,硫酸浓度的增加使纤维素和半纤维素的降解率增加,木质素脱除率降低;由纤维素水解产生的葡萄糖产量也随着浓度的增加而增加,但木糖含量逐渐降低;低浓度的硫酸(0.5%—1.5%)促进杂交狼尾草固体物质降解消化,继续增加硫酸浓度(>1.5%)杂交狼尾草的固体降解无显著变化。固液比对各指标的影响差异较小,固液比增加至1﹕10时,固体分解率、半纤维素和木质素脱除均达到最大。预处理时间的长短对固体分解率、半纤维素和木质素的降解影响不明显,但促进半纤维素降解和葡萄糖生成。温度对固体分解率、纤维素、半纤维素和木质素的降解及水解糖产量的影响效果明显,100℃是重要的临界温度,有效降解木质纤维素需要温度达100℃以上。正交试验结果表明,影响半纤维素降解的因素依次为:温度-浓度-时间-固液比。稀硫酸预处理后杂交狼尾草木质纤维素结构塌陷,非纤维物质被显著脱除,纤维束裸露(SEM);纤维素结晶聚合度增加(XRD)。【结论】稀硫酸预处理杂交狼尾草主要降解半纤维素,对木质素的降解效果较差。温度是最主要的影响因素,其次为酸浓度。4因素影响下的最佳工艺条件为:浓度1.5%,固液比1﹕6,时间15 min,温度120℃。

披碱草属七种植物核型及其亲缘关系的研究

对披碱草属(Elymus L.)7种植物进行核型分析,并通过核型似近系数对供试材料进行聚类分析.结果表明,除老芒麦(E.sibiricus)为2n=28的四倍体外,其余6种皆为2n=42的六倍体,该结果与文献报道一致.核型进化由高到低依次为:[老芒麦(E.sibiricus)、披碱草(E.dahuricus)]2B>[肥披碱草(E.excelsus)、黑紫披碱草(E.atratus)]2A>[圆柱披碱草(E.cylindricus)、垂穗披碱草(E.nutans)]1B>[短芒披碱草(E.brevia-ristatus)]1A.供试材料间的核型似近系数(λ)均在0.880 0以上,并在0.885 3处分为两类:一类包含垂穗披碱草和圆柱披碱草,另一类包含剩余5种植物.聚类分析结果显示,老芒麦和披碱草亲缘关系较近,其染色体不对称性较高,垂穗披碱草和圆柱披碱草核型相对其余类群更加对称,二者与其他类群的亲缘关系较远.

垂穗披碱草ISSR反应体系的正交优化

以垂穗披碱草(Elymus nutans)基因组DNA为模板,对ISSR-PCR反应体系中5个因素(TaqDNA聚合酶、Mg2+、模板DNA、dNTPs、引物)进行优化试验,建立垂穗披碱草稳定的ISSR-PCR反应体系及最佳扩增程序。在25μL反应体系中,最佳反应体系为2.5μL 10×buffer(不含Mg2+)、1.0 U Taq酶、2.0 mmol/L Mg2+、30～120ng模板DNA、0.25 mmol/L dNTPs、0.25μmol/L引物。在优化体系的基础上筛选出11条多态性丰富,扩增稳定的引物,并通过设置退火温度梯度、循环次数梯度、延伸时间梯度,得到垂穗披碱草ISSR-PCR最佳扩增程序。反应程序:94℃预变性2 min,94℃变性1 min,51℃退火1 min(视不同引物而定),72℃延伸1.5 min,共41个循环,72℃延伸10 min。通过对ISSR-PCR最佳反应体系和最佳扩增程序的验证,发现该反应体系和扩增程序具有较高的稳定性和较好的重复性。