四倍体青绿苔草对低温的生理响应及耐寒性评价

为探究四倍体青绿苔草(Carex breviculmis)不同株系的耐寒性,筛选耐寒四倍体青绿苔草株系,本研究以二倍体和同源四倍体青绿苔草株系4、株系8、株系14为例,采用田间自然低温处理,对2023年10月—11月各处理时间段的苔草叶片生理指标进行测定,同时通过主成分分析和隶属函数法,对四倍体青绿苔草各株系耐寒性进行了评价。结果表明:在低温胁迫过程中,两种倍性青绿苔草的叶片相对含水量和叶绿素含量均呈不同程度的下降,而可溶性糖含量呈不同程度的上升,丙二醛含量、超氧化物歧化酶活性、过氧化氢酶活性和可溶性蛋白含量随低温时长的增加呈不同变化趋势,四倍体青绿苔草株系4、株系8、株系14耐寒性均强于二倍体青绿苔草,其中,四倍体青绿苔草株系14耐寒力最强。上述研究结果为了解青绿苔草耐寒机制及四倍体青绿苔草耐寒株系筛选提供理论依据。

野牛草雌、雄株对干旱胁迫的生理响应差异

野牛草(Buchloe dactyloides)是草坪草种中少有的雌雄异株植物,分析野牛草雌雄株抗旱差异性,为雌雄异株植物生理差异研究提供理论基础。本研究采用‘Texoka’品种野牛草作为试验材料,使用雌、雄株的克隆分株扦插繁殖,成坪后进行3种干旱胁迫处理:对照处理(田间持水量在90%,CK)、半干旱处理(田间持水量50%,H)、干旱处理(田间持水量30%,D)。结果表明,随着干旱程度的增加,野牛草雌株和雄株的株高、生物量、根冠比、叶片相对含水量以及叶绿素荧光参数的变化不显著(P>0.05);丙二醛含量和脯氨酸含量与干旱程度均呈正相关关系,且雌株含量显著大于雄株(P<0.05)。野牛草雌株超氧化物歧化酶、过氧化物酶、抗坏血酸过氧化物酶活性在干旱处理时显著大于雄株。此外,雌、雄株之间的抗氧化酶活性变化并不一致,在同一水分条件下雌株的抗氧化酶活性显著大于雄株,表明野牛草雌株相对于雄株具有更强的清除活性氧能力。双因素分析结果和主成分分析结果也表明野牛草响应干旱胁迫存在明显的性别差异,隶属函数分析发现,野牛草雌株的抗旱性综合评价高于雄株。综上,野牛草雌、雄株对干旱胁迫的响应存在性别差异,且野牛草雌株的抗旱性强于雄株。

基质厚度对青绿苔草生长和草皮质量的影响

为探讨青绿苔草(Carex leucochlora)草皮生产的适宜基质厚度,本研究以草炭土为基质采用盆栽试验分析了5种基质厚度(1 cm,2 cm,3 cm,6 cm,10 cm)对青绿苔草生长和草皮外观质量的影响。结果表明:基质厚度显著影响青绿苔草生物量、根系、草皮外观质量和重量,基质厚度从1 cm增加到10 cm,其干重、草皮重量、根冠、根系总根长、表面积、体积均显著增加(P<0.05),而根系平均直径显著降低(P<0.05);草皮高度、密度、均一性、盖度、色泽均呈增加的趋势,但基质厚度高于3 cm时,各指标差异不显著。综上所述,以草炭土为基质生产青绿苔草无土草皮是可行的,综合考虑各指标,适宜基质厚度以3 cm左右为宜。

生物污泥对草地早熟禾耐旱及细胞抗氧化能力的影响

为明确污泥对草地早熟禾(Poa pratensis)抗氧化酶和耐旱性的影响,本试验采用裂区设计,主处理为充分浇水、干旱2种水分条件,副处理包括对照(硝酸铵提供75mg·kg^(-1)的氮素)、半污泥(硝酸铵和污泥各提供1/2的草地早熟禾所需的75mg·kg^(-1)的氮素)和全污泥(污泥提供75mg·kg^(-1)的氮素)。结果表明,与对照相比,充分浇水条件下,全污泥和半污泥均能显著提高草地早熟禾的坪观质量、根重及可溶性糖含量,降低叶片萎蔫度;干旱胁迫下,全污泥和半污泥均能显著提高草地早熟禾的坪观质量、相对含水量并降低其叶片萎蔫度,这表明施用污泥可以促进草地早熟禾在干旱胁迫下的生长状态。充分浇水时,全污泥和半污泥处理的草地早熟禾试验后期叶片超氧化物歧化酶(SOD)活性与对照相比显著提高了39.5%和50%(P<0.05),且半污泥处理叶片过氧化物酶(POD)活性也比对照显著增加了14.2%;极度干旱(土壤含水量为25%)时,施用全污泥和半污泥的草地早熟禾叶片SOD、过氧化氢酶(CAT)活性均显著升高,且半污泥处理的草地早熟禾叶片POD活性显著提高,为对照的1.3倍。研究结果表明,生物污泥可以增强草地早熟禾耐旱性,提高其细胞抗氧化能力。

沟叶结缕草ZmPSY基因启动子对拟南芥的转化及功能分析

利用染色体步移法克隆得到沟叶结缕草(Zoysia matrella)ZmPSY基因的启动子序列。将ZmPSY起始密码子上游的1512bp的启动子序列与GUS基因融合,构建了ZmPSYpro::GUS载体,并利用农杆菌介导的方法转化拟南芥。经潮霉素筛选和PCR鉴定,共获得8个转基因株系。GUS染色结果表明,ZmPSY基因启动子能够驱动GUS基因在拟南芥中表达,且集中在茎叶部位。利用荧光定量技术(qRT-PCR)分析了外施激素和非生物胁迫处理下GUS基因的表达量,结果表明:5μM ABA可诱导GUS表达增强,10μM MeJA和黑暗处理抑制GUS表达,而100μM GA3处理无显著变化。研究成功克隆ZmPSY基因的启动子序列,并证明ZmPSY基因的表达可受ABA、MeJA和黑暗处理的调控,为深入研究ZmPSY基因的转录调控提供了依据。

苔草属植物遗传多样性研究进展

苔草(Carex)为莎草科(Cyperaceae)苔草属(Carex L.)的多年生草本植物,具有耐荫、自繁能力强、多年生、种质资源丰富等特点,在园林绿化、草牧业生产、生态修复等方面发挥着越来越重要的作用。随着苔草属植物的广泛应用,种质资源进一步开发和新品种选育成为当前的重点,而遗传多样性研究是基础。本文综述了苔草属植物在形态、细胞及分子水平的遗传多样性研究进展。此外,还介绍了苔草属植物遗传多样性研究在新品种选育、品种鉴定、物种起源及亲缘关系、遗传图谱构建等方面的应用。最后对苔草属植物基因组开发、新品种培育进行展望,以期为今后苔草的遗传育种及进一步开发应用奠定基础。

野牛草雌雄株对不同形态氮素的生理响应差异

为揭示野牛草雌雄株对氮素形态的偏好及生理响应差异,以野牛草克隆分株为材料,采用温室砂培盆栽方法,分析了硝态氮(N_(1))、铵态氮(N_(2))、铵硝混合态氮(N_(3))和对照(CK)处理对野牛草雌、雄株生长性状、生物量、叶绿素含量、叶片氮含量及氮代谢相关酶活性的影响。结果表明,雌株在N_(2)处理时其生长性状、各部位生物量及地上生物量和总生物量均显著小于N_(1)和CK,且还小于N_(3)处理,表明铵态氮处理可能抑制野牛草雌株生长。N_(1)处理下的雄株间隔子长度、间隔子直径与CK无显著差异但显著大于N_(2)和N_(3),同时其匍匐茎节数、匍匐茎长度、根生物量、地上生物量及总生物量显著大于其他处理。野牛草雌、雄株的叶绿素a含量和叶绿素总含量均在N_(1)处理时显著高于对照,但雌株在3种N形态处理之间没有显著差异、而雄株在N_(1)时与N_(2)或N_(3)处理差异显著。野牛草雌株的叶氮含量、3种氮代谢相关酶活性均在N_(3)处理时显著大于其他处理,而雄株在N_(1)处理表现较好。综上,野牛草雌、雄株的生长均偏喜硝态氮,然而雌株对唯一氮源—铵态氮作用敏感且生长受抑,但是铵硝混合态氮能够缓解甚至提高雌株的N代谢生理功能,而雄株无此表现。野牛草雌、雄株对不同形态氮素的响应存在显著差异,这为野牛草雌雄株的差异氮肥管理提供了理论依据和技术途径。

青绿苔草(Care breviculmis)愈伤组织诱导与再生体系的建立

为建立青绿苔草高效的再生体系,本研究以青绿苔草的种子为外植体,探究不同植物激素配比对愈伤组织诱导、愈伤分化和生根的影响。结果表明:MS+1.5 mg·L^(-1) NAA+0.5 mg·L^(-1)6-BA+2.0 mg·L^(-1)2,4-D为诱导愈伤的最佳培养基,诱导率可以达到68.3%,愈伤表现为松散的黄色颗粒;MS+1.0 mg·L^(-1) NAA+1.0 mg·L^(-1)6-BA为最佳分化培养基,分化率为93.8%,不定芽数量达到40个,长势良好;不定芽在1/2 MS培养基中生根效果最好,其根长、株高和生根数量均显著高于其他处理。本研究建立了高效的青绿苔草再生体系,为研究青绿苔草的遗传转化及应用生物技术育种奠定了基础。

^(60)Co-γ射线对青绿苔草种子萌发及幼苗生长的影响

为探究不同剂量^(60)Co-γ射线辐射对青绿苔草种子萌发及幼苗生长的影响,筛选青绿苔草种子适宜的辐射剂量,本研究以青绿苔草50%相对成苗率作为确定半致死量的标准,对青绿苔草种子进行^(60)Co-γ射线辐射处理,辐射剂量分别为0(对照),75,100,150,250,450和650 Gy。结果表明,随着辐照剂量的增加,青绿苔草种子的发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数、成苗率以及幼苗的苗高和根长均逐渐降低;根据种子的相对成苗率,初步确定青绿苔草种子的适宜辐射剂量(半致死剂量)约为138 Gy。本研究以期为今后利用^(60)Co-γ射线辐射诱变技术对青绿苔草进行种质创新和新品种培育提供理论依据。

扦插部位、时间和IBA浓度对‘紫光’狼尾草(Pennisetum alopecuroides ‘Ziguang’)茎秆扦插成活的影响

以‘紫光’狼尾草(Pennisetum alopecuroides‘Ziguang’)为材料,分别研究了扦插部位、扦插时间和吲哚丁酸(indolebutyric acid,IBA)浓度对其茎秆扦插幼苗生长状况的影响。结果表明,不同扦插部位产生幼苗的生长状况:下部芽苞>中部芽苞>上部芽苞;八月上旬至十月下旬,随着扦插时间的变化,母株茎秆中可溶性糖含量曲线呈现"双峰型"变化,淀粉含量则持续增加,其幼苗成活率、苗高、鲜干重、最长根长与生根数等均呈现先升高后降低的趋势,并在8月22日左右扦插时幼苗的生长状况最佳,成活率为45%;在0,0.1%,0.2%,0.3%,0.5%,1%IBA处理条件下,随着激素浓度的增加,其茎秆扦插幼苗成活率、苗高、鲜干重、最长根长与生根数等均呈现先升高后降低的变化趋势,并在0.3%IBA处理扦插茎段时幼苗的生长状况最佳。本试验为狼尾草的茎秆扦插实际生产提供了理论依据。

日本结缕草衰老叶片全长cDNA文库构建及酵母单杂交筛选验证

脱镁叶绿素脱镁叶绿酸水解酶(Pheophytin pheophorbide hydrolase,PPH)是叶绿素降解过程中的一个关键酶,目前有关日本结缕草(Zoysia japonica)PPH基因的上游调控机制仍不是十分清楚,筛选日本结缕草ZjPPH1基因上游转录因子可以为延长绿期延缓衰老提供理论依据。本研究利用Clontech的SMRT cDNA合成技术构建一个日本结缕草衰老叶片的高质量全长cDNA文库,其滴度为2.0×106 cfu·mL-1,插入片段平均长度大于1 kb,cDNA片段插入重组率为100%。该文库的完整性较高,可涵盖绝大多数基因信息,为酵母单杂交筛选奠定了基础。利用酵母单杂交技术,筛选到可与ZjPPH1基因启动子片段结合的候选菌落42个,并对20个候选基因进行测序和生物信息学分析,初步筛选到6个参与细胞生长和衰老过程的重要候选基因,为进一步探索ZjPPH1基因在日本结缕草衰老和叶绿素降解中的上游调控机制提供了理论支撑。

遮荫对5种观赏草表型的影响及耐荫性评价

为筛选出不同耐荫条件下的观赏草草种,本研究选择‘蓝姬’柳枝稷(Panicum virgatum‘Lanji’)、‘五彩’狼尾草(Pennisetum alopecuroides‘Wucai’)、溪水苔草(Carex forficula)、‘粉黛’毛芒乱子草(Muhlenbergia capillaris‘Fendai’)、‘映霜红’帚状须芒草(Schizachyrium scoparium‘Yingshuanghong’)为试验材料,通过不同遮荫处理(0%,50%,75%,90%),对其表型指标进行测定,并利用隶属函数法和灰色关联度法对其进行综合评价和指标筛选。结果表明:到遮荫后期,观赏草的株高、冠幅和茎粗变化有显著差异;遮荫会使5种观赏草分蘖数减少、叶片变长、变薄、叶片和花序数量变少、花期延迟,而叶宽和花序长度在不同植物中表现不一致;‘蓝姬’柳枝稷、‘五彩’狼尾草和溪水苔草能忍受50%的遮荫环境,‘粉黛’毛芒乱子草和‘映霜红’帚状须芒草在全光照中长势最好;地上干重、花序数量、分蘖数等7个指标可以作为后续耐荫性较好的评价指标。

蒺藜苜蓿MtCKX基因功能的初步鉴定

采用RT-PCR法克隆了蒺藜苜蓿MtCKX基因,基因编码区长1635bp,编码544个氨基酸。生物信息学分析表明,其编码的蛋白与其他物种CKX蛋白具有较高的同源性,与鹰嘴豆的同源性最高。荧光定量分析结果表明,MtCKX基因在蒺藜苜蓿叶片中的表达量最高。此外,MtCKX基因还响应IAA、6-BA的诱导。成功构建了35S::MtCKX:YFP植物表达载体,亚细胞定位分析表明,MtCKX定位于细胞膜和细胞核。过表达的蒺藜苜蓿MtCKX基因可导致转基因拟南芥中细胞分裂素含量显著降低。

不同隔离层对青绿苔草无土草皮质量的影响

本试验以青绿苔草(Carex breviculmis)为试验材料,研究了4类7种规格的隔离层(200目尼龙网、300目尼龙网、80 g无纺布、120 g无纺布、100 g土工布、150 g土工布、棉布)对青绿苔草无土草皮质量的影响。结果表明,隔离层显著影响草皮质量,200目尼龙网、300目尼龙网、80 g无纺布、120 g无纺布在起卷难易度与起卷完整性之间均表现显著差异(P<0.05),棉布、100 g土工布、150 g土工布间差异不显著;灰色关联度分析法综合评价得分排名由高到低为:300目尼龙网、200目尼龙网、120 g无纺布、80 g无纺布、棉布、150 g土工布、100 g土工布。300目尼龙网作为隔离层时青绿苔草无土草皮的密度、质地、地下部生物量等指标均较高,且综合评分最高,最适宜作为青绿苔草无土草皮生产的隔离层,200目尼龙网、120 g无纺布也可以作为隔离层,棉布、土工布效果较差不适宜做隔离层。

IBA对‘密花’芒茎秆扦插幼苗根系的影响

以‘密花’芒(Miscanthus sinensis cv.Mihua)为材料,研究了不同IBA浓度(0、0.1%、0.2%、0.3%、0.5%和1%)处理对其茎秆扦插幼苗根系的影响。结果表明:随着IBA浓度的增加,其茎秆扦插幼苗的根长、根表面积、根体积、根尖数和根平均直径均呈现先增大后减小的变化趋势,且在0.3%IBA处理时达到最大值,分别为1187.964 cm、632.647 cm^(2)、12.424 cm3、15280.167和0.696 mm。0.1%、0.2%和0.3%的IBA浓度处理对幼苗根系生长有明显的促进作用,当IBA浓度为1%时对扦插幼苗根系生长有明显的抑制作用。

不同扦插条件对奇岗芒插条生根的影响

以奇岗芒为材料,探究不同扦插部位、扦插时间、外源激素对奇岗芒茎段扦插的成活率及生根的影响。结果表明:下部茎段扦插的幼苗生根与成活状况优于中部茎段扦插的幼苗;不同扦插时间处理8月下旬至9月初扦插幼苗成活率为87.5%,株高为44.05 cm,生根数为7.05条/株,最长根长为26.03 cm,地上部鲜干重为1.673,0.561 g/株,地下部的鲜干重为0.372,0.135 g/株,均达到最大值,且扦插幼苗生长状况最佳。在0、25、50、75、100 mg/L 5个浓度GA_3处理下,随着浓度的增加,茎段扦插幼苗的株高、最长根长、生根数及地上下部鲜干重均呈现先降低后升高再降低的变化趋势,且均在75 mg/L GA_3处理时达到最大值;而IBA、NAA处理对茎段扦插的生根与成活有抑制作用,且NAA处理的抑制作用最强。

日本结缕草ZjPPH2基因的克隆、亚细胞定位及表达分析

利用RACE技术从日本结缕草中克隆得到1个脱镁叶绿素脱镁叶绿酸水解酶基因ZjPPH2(GenBank登录号:MG870086)。其开放阅读框为1140bp,编码379个氨基酸。构建系统进化树发现,ZjPPH2蛋白与高粱亲缘关系最近。通过染色体步移的方法得到ZjPPH2基因ATG上游1699bp序列,PLACE在线预测结果表明,其启动子序列上具有响应ABA、MeJA、SA的调控元件及若干光响应元件。亚细胞定位结果显示,ZjPPH2定位于叶绿体。荧光定量数据表明,ZjPPH2基因在衰老叶片中的表达量最高,且受ABA、MeJA、SA及黑暗处理的调控。

日本结缕草ZjERF1的克隆、转录激活活性、亚细胞定位及表达分析

ERF转录因子是植物体内最大的一类转录因子之一,在调控植物生长发育和响应环境胁迫等方面发挥着重要的作用。研究利用RACE技术,从日本结缕草中克隆到ZjERF1基因(GenBank登录号为MH294481),开放阅读框为630 bp,编码209个氨基酸残基,含有1个高度保守的AP2结构域,属于典型的ERF转录因子。利用染色体步移技术,成功获得ATG上游1581 bp的启动子序列,生物信息学分析表明其中含有多个响应MeJA等激素和非生物胁迫的作用元件。为分析其转录激活特性,构建了pGBKT7-ZjERF1载体,转化Y2HGold酵母感受态细胞,结果表明其具有较强的转录激活活性。为探析其亚细胞定位情况,成功构建35S::ZjERF1:YFP载体,本生烟草瞬时表达结果证明ZjERF1定位于细胞核。为进一步研究ZjERF1的表达特征,利用实时荧光定量的方法进行了验证,结果表明:ZjERF1在日本结缕草茎中表达量最高,并且与叶片的衰老程度呈正相关性;此外ZjERF1的表达可受200μmol·L^-1 ET、10μmol·L^-1 MeJA和300 mmol·L^-1 NaCl处理的诱导,但受到20%PEG4000的抑制。研究表明ZjERF1是一个可参与多种信号转导途径的优良转录因子,为进一步探索ZjERF1基因的功能及其调控机制奠定了基础。

日本结缕草ZjNAC2转录激活验证及互作蛋白的初步筛选

为了进一步探究ZjNAC2在胁迫响应中的作用机制,本试验运用酵母双杂技术筛选与日本结缕草(Zoysia japonica)中的ZjNAC2转录因子相互作用的蛋白。通过克隆获得了日本结缕草ZjNAC2的基因序列并成功构建了诱饵载体pGBKT7-ZjNAC2,同时构建高质量的日本结缕草的均一化酵母杂交全长文库。通过酵母双杂筛库的实验筛选到30个阳性菌落,其测序表明获得了20个与ZjNAC2互作的蛋白。NR(Non-redundant protein sequences)注释分析结果显示,20个注释基因NR同源物种比对到9个物种,其中比对到高粱(Sorghum bicolor)中的注释基因最多。GO(Gene Ontology)注释结果表明这些基因可分为细胞组分、分子功能和生化过程3大类。本研究初步筛选到4个与抗病、植物生长发育过程相关的候选互作蛋白,为进一步探究ZjNAC2在日本结缕草中的下游调控机制奠定了基础。

平台型物流采购双向竞标交易模式创新研究

为解决物流信息平台传统标价交易模式存在信息不对称,而议价交易模式存在交易成本过高及将市场分割为局部市场的问题,设计双向竞标交易模式来提升物流信息平台撮合交易的效率。针对物流服务采购的特点,基于规划模型设计双边报价结构下使得社会福利最大化的供需匹配规则,改进了经典VCG支付规则,新的支付规则使得机制满足预算平衡约束,该交易模式鼓励交易者说真话,满足参与理性约束。通过理性及仿真分析得出,与传统交易模式相比较,该交易模式能更快速撮合交易,并使得物流资源配置更优。