多花黑麦草耐盐性及其在盐土条件下饲用品质的研究

通过研究不同多花黑麦草品种耐盐能力的差异及其与饲草产量和品质的相关关系,为选择耐盐和饲草品质优良的多花黑麦草品种提供依据,在江苏沿海滩涂地区种植7个多花黑麦草品种(Wasehope,WasehopeⅢ,Sa-chiaoba,Musashi,Nioudachi,Shiwasuaoba和苏牧1号),分别测定苗期、拔节期和抽穗期植株地下和地上部分的Na+、K+和Ca2+含量,并计算K+/Na+和Ca2+/Na+,同时测定不同品种的出苗率及拔节期和抽穗期的饲草产量,可溶性碳水化合物(WSC)、粗蛋白(CP)、中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)、有机物体外消化率(IVOMD)等指标,并对品种的耐盐能力和饲草产量、饲用品质相关指标进行相关分析。结果表明,Nioudachi、苏牧1号、Wasehope不同生育时期地上部分的Na+较低,K+和K+/Na+较高,表现出较强的耐盐性,而WasehopeⅢ的耐盐能力较差;Nioudachi、苏牧1号、Wasehope拔节期和抽穗期的饲草产量高于其他品种,且WSC含量和IVOMD较高,NDF和ADF等细胞壁物质含量较低,饲用品质较优,与其耐盐能力较为一致;多花黑麦草的耐盐能力与盐土条件下的产量和饲用品质显著正相关(P<0.05)。

外源H_(2)S供体NaHS浸种对盐碱胁迫下裸燕麦种子萌发特性的影响

硫化氢(H_(2)S)信号在作物种子萌发和逆境响应中发挥着重要作用。为探讨外源H_(2)S供体NaHS浸种对盐碱胁迫下作物种子萌发的影响,以裸燕麦(Avena nude)为材料,用不同浓度NaHS(0、50、100、200和400μmol·L^(-1))浸种8 h后分别在浓度为0、15、30、45和60 mmol·L^(-1)的混合盐碱(NaCl∶Na_(2)SO_(4)∶Na_(2)CO_(3)∶NaHCO_(3)摩尔比为12∶8∶1∶9)胁迫下进行种子萌发试验,分析其发芽率(Gp)、发芽指数(Gi)、活力指数(Vi)、平均发芽时间(MGT)、幼苗干重(SDW)和隶属函数综合评价值(D)的变化。结果表明:盐碱浓度和NaHS浓度及两者的交互作用对Gp、Gi、Vi、MGT、SDW和D值存在显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)的影响。随着盐碱浓度提高,Gp、Gi、Vi、MGT、SDW和D值呈显著下降变化。与0μmol·L^(-1) NaHS对照(CK)相比,50和100μmol·L^(-1) NaHS不同程度提高了0 mmol·L^(-1)盐碱胁迫下的Gp、Gi、Vi和D值;50μmol·L^(-1) NaHS显著提高了30 mmol·L^(-1)盐碱胁迫下的Gp;50和100μmol·L^(-1) NaHS不同程度提高了15、30和45 mmol·L^(-1)盐碱胁迫下的Gi;50μmol·L^(-1) NaHS显著提高了30 mmol·L^(-1)盐碱胁迫下的Vi;50和100μmol·L^(-1) NaHS显著提高了45 mmol·L^(-1)盐碱胁迫下的D值;其他处理的各发芽指标值与CK的差异不显著或显著降低。这些结果说明,适宜浓度NaHS浸种能够缓解盐碱胁迫对裸燕麦种子萌发的抑制,其中以50μmol·L^(-1) NaHS缓解45 mmol·L^(-1)以下浓度盐碱胁迫的效果最佳,200和400μmol·L^(-1) NaHS加重盐碱胁迫对种子萌发的抑制,NaHS对高浓度(60 mmol·L^(-1))盐碱抑制裸燕麦种子萌发无缓解作用。

施氮对镉胁迫下黑麦草生长和生理特性的影响

以灰漠土为供试土壤，通过盆栽模拟试验研究了施氮对镉胁迫下黑麦草生长和生理特性的影响。结果表明，在土壤镉含量为6mg／kg的水平下施用氮肥后，黑麦草地上部分生物量和平均株高增加显著，施氮200mg（N）／kg（土）和400mg（N）／kg（土）地上生物量分别是空白对照组（CK1）地上生物量的2．96倍和2．29倍。各处理组黑麦草地下部分生物量有所下降，但差异不显著（P〉0．05）。施氮肥可增加土壤镉生物有效态向黑麦草地上部分转移，依次为CK2组的1．20倍、1．39倍、1．43倍和1．92倍。在Cd胁迫下，随施氮量增加，黑麦草细胞脂膜受氧化程度增加，MDA、POD和CAT呈上升趋势，SOD有所下降，其中除POD外，400mg（N）／kg（土）施氮组与对照均呈现极显著差异（P〈0．01）。在土壤镉浓度为6mg／kg条件下，施氮肥（50～400rag（N）／kg（土）]有助于镉向黑麦草体内迁移，黑麦草同时表现出良好的生理防御能力。

黑麦草高温胁迫抗性与抗旱性遗传育种研究进展

总结了高温胁迫和水分胁迫对黑麦草的影响,从黑麦草的品种差异、高温胁迫和水分胁迫鉴定指标和鉴定方法等方面阐述了我国黑麦草的研究进展,探讨了黑麦草高温胁迫与水分胁迫的抗性机理,提出了今后黑麦草品种选育的方向和途径。

外源一氧化氮对镉胁迫下黑麦草生长和抗氧化酶活性的影响

利用一氧化氮(NO)供体硝普钠(sodium nitroprusside,SNP)0.1 mmol/L、Cd2+200 mg/L和SNP 0.1mmol/L+Cd2+200 mg/L分别处理黑麦草幼苗。结果表明,与对照比较,SNP 0.1 mmol/L处理可增加黑麦草生物量、叶绿素含量、根系活力,降低丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量、超氧阴离子(O2-.)产生速率和质膜透性,增强抗氧化酶活性;与对照比较,200 mg/L的Cd2+处理降低了黑麦草生物量、叶绿素含量、根系活力,使MDA含量和O2-.产生速率增加、质膜透性增大,抗氧化酶活性下降,植株体内积累Cd2+;与Cd2+200 mg/L处理比较,SNP 0.1 mmol/L+Cd2+200 mg/L处理可提高黑麦草的生物量、叶绿素含量、根系活力,降低MDA含量和O2-.产生速率、质膜透性,而抗氧化酶活性增强,植株体内Cd2+积累量也明显下降。因此,外源NO对Cd胁迫下黑麦草生长有一定的缓解作用,可以增强黑麦草对Cd毒害的抗性。

外源一氧化氮供体SNP对NaCl胁迫下黑麦草幼苗叶片抗坏血酸-谷胱甘肽循环的影响

采用营养液栽培,研究了外源一氧化氮(NO)供体硝普钠(SNP)对150 mmol/L NaCl胁迫下黑麦草幼苗叶片抗坏血酸-谷胱甘肽(ASA-GSH)循环中抗氧化酶活性和抗氧化物质及丙二醛(MDA)和H2O2含量的影响。结果表明,正常条件下100μmol/L SNP略微降低了黑麦草幼苗叶片的MDA和H2O2含量,NO信号转导途径关键酶鸟苷酸环化酶(GC)抑制剂亚甲基蓝(MB)促进了MDA和H2O2水平的提高。NaCl胁迫下,SNP显著缓解了MDA和H2O2的积累,提高了抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)和脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)活性及还原型抗坏血酸(ASA)、谷胱甘肽(GSH)含量,降低脱氢抗坏血酸(DHA)和氧化型谷胱甘肽(GSSG)含量,使ASA/DHA和GSH/GSSG提高,却对单脱氢抗坏血酸还原酶(MDAR)活性无显著影响;MB逆转了SNP对NaCl胁迫下MDA、H2O2、ASA、GSH、DHA、GSSG含量和APX、GR活性及ASA/DHA和GSH/GSSG的调节作用,对MDAR和DHAR活性无显著影响。由此表明,NO可能通过GC介导参与盐胁迫下黑麦草叶片ASA-GSH循环中APX、GR活性和ASA、GSH含量及ASA/DHA、GSH/GSSH的调节,缓解盐胁迫诱导的氧化伤害,提高植株的耐盐性。

内生真菌发酵液浸种对干旱胁迫下黑麦草种子萌发的影响

为了探究离体Epichlo?内生真菌对萌发期多年生黑麦草(Lolium perenne)种子抗旱性的影响。本研究以醉马草(Achnatherum inebrians)内生真菌(Epichlo3gansuensis)、披碱草(Elymus dahuricus)雀麦内生真菌(E.bromicola)和中华羊茅(Festuca sinensis)内生真菌(Epichlo?sp.)3种禾草内生真菌发酵液对多年生黑麦草种子进行浸种,采用纸上发芽法(TP)测定不同浓度PEG处理下种子萌发指标。结果表明:随PEG浓度的增大,黑麦草种子发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数均逐渐降低,幼苗苗长和幼苗含水量逐渐减小,种子霉变率先增大后减小,根系长度均在-0.6 MPa时达到最大值。PEG浓度在^(-1).2 MPa时,种子萌发活力丧失。相与无浸种对照相比,内生真菌发酵液浸种可显著(P<0.05)促进黑麦草种子的萌发、幼苗和根的生长,有效降低种子的霉变率。醉马草内生真菌发酵液浸种下,多年生黑麦草种子发芽指数、活力指数、幼苗含水量、幼苗苗长和根系长度大于披碱草和中华羊茅浸种。综上所述,内生真菌发酵液对干旱胁迫下黑麦草种子的萌发具有一定的促进作用,且3种发酵液中,醉马草内生真菌发酵液抗旱效果比较明显。

根冠淀粉水解法鉴定多年生黑麦草抗旱性

本文试用幼苗根冠淀粉水解法判断４个优良牧草及草坪草搭配品种的多年生黑麦草伊爱卡、德比、帝王、鳄鱼的抗旱性及耐热性，其结果与田间调查、农艺评定结果相符，即抗旱性及耐热性高低排列顺序为：伊爱卡＞德比＞帝王＞鳄鱼。从中筛选出抗旱性、耐热性较强的品种伊爱卡。

不同时期喷施NaHS对盐碱胁迫下裸燕麦H_(2)S产生和活性氧代谢的影响

为了解气体信号硫化氢(H_(2)S)对盐碱胁迫下裸燕麦(Avena nuda)活性氧(ROS)代谢的调节效应,筛选和确定H_(2)S最佳的施用时期和适宜浓度。采用盆栽土培试验,研究了在裸燕麦不同时期(幼苗期、拔节期、抽穗期、开花期和灌浆期)喷施0、25、50、100、200、400μmol·L^(-1)H_(2)S供体硫氢化钠(NaHS)对3.0 g·kg;盐碱混合(NaCl∶Na_(2)SO_(4)∶NaHCO_(3)∶Na_(2)CO_(3)摩尔比为12∶8∶9∶1)胁迫下裸燕麦叶片H_(2)S含量、H_(2)S生成关键酶L-半胱氨酸脱巯基酶(LCD)活性和ROS代谢相关物质含量和酶活性的影响。结果表明:喷施时期和NaHS浓度及其交互作用对盐碱胁迫下裸燕麦叶片中H_(2)S、超氧阴离子(O_(2)·^(-))、过氧化氢(H_(2)O_(2))、丙二醛(MDA)、抗坏血酸(AsA)和谷胱甘肽(GSH)含量及LCD、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)和谷胱甘肽还原酶(GR)活性存在显著影响。与喷施0μmol·L-1NaHS相比,喷施一定浓度NaHS能够提高H_(2)S、AsA、GSH含量和LCD、SOD、CAT、POD、APX和GR活性,减少O_(2)·^(-)、H;O2和MDA积累,但以上各指标最佳的喷施时期和NaHS浓度存在差异。隶属函数综合分析显示,在幼苗期和拔节期喷施25~200μmol·L^(-1)NaHS的综合评价值(D)最高,表明在幼苗—拔节期喷施25~200μmol·L^(-1)NaHS能更好提高ROS清除能力,从而缓解盐碱胁迫诱导ROS对裸燕麦的氧化伤害。

外源γ-氨基丁酸对高温胁迫下黑麦草抗氧化防御系统及激素代谢的影响

以热敏感多年生黑麦草(Lolium perenne)品种‘顶峰’(Pinnacle)为试验材料,分析了外源施用γ-氨基丁酸(GABA)对高温(35℃/30℃,昼/夜)胁迫下黑麦草生长、根系活力、电导率、叶绿素含量、活性氧(reactive oxygen species, ROS)代谢、抗氧化酶活性及其基因表达、内源激素脱落酸(abscisci acid, ABA)、吲哚乙酸(indole-3-actic acid,IAA)、赤霉素(gibbrellic acid, GA3)和玉米素核甘(zeatin riboside, ZR)代谢的影响。结果表明,高温胁迫处理下多年生黑麦草生长减缓,电导率增加,叶绿素含量和根系活力显著下降,ROS和抗氧化酶活性升高,抑制生长类激素ABA含量升高,而生长促进类激素IAA、GA3和ZR含量均下降;高温胁迫下外源施用GABA处理显著促进了植株生长,提高了草坪质量、根系活力和叶绿素含量,生长促进类激素IAA、GA3和ZR的含量以及抗氧化酶基因的表达量与酶活性显著高于未施用GABA的处理。外源施用GABA能有效提高黑麦草的耐高温能力,这主要与GABA诱导增加了抗氧化防御和维持较高的促进生长类激素IAA、GA3和ZR有关,因此,外源施用GABA对冷季型草坪草的越夏管理具有重要的理论和现实意义。

褪黑素预处理提高多年生黑麦草抗旱性的机理分析

前期试验证明一定浓度褪黑素(melatonin, MT)预处理可以提高多年生黑麦草(Lolium perenne)的抗旱性。为进一步分析褪黑素预处理影响多年生黑麦草抗旱性的机理,在前期试验的基础上,分析了干旱胁迫条件下25μmol·L^(-1)MT预处理对多年生黑麦草抗氧化酶活性和代谢产物积累的影响。结果表明,MT预处理显著延缓了多年生黑麦草草坪质量、光化学效率、相对含水量的下降速率以及相对电导率、丙二醛的上升速率。MT预处理通过提高干旱胁迫条件下多年生黑麦草超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和过氧化物酶的活性,维持细胞内膜系统的稳定性。MT预处理也可能通过提高干旱胁迫条件下多年生黑麦草异亮氨酸、脯氨酸、鸟氨基、赤藓酮糖和葡萄糖胺等相关代谢产物的积累,增强多年生黑麦草的渗透调节能力和抗氧化能力,进而提高多年生黑麦草的抗旱性。

水杨酸浸种处理对黑麦草种子萌发及幼苗抗旱性的影响

用0.25、0.50和0.75 mmol/L水杨酸（SA）对黑麦草‘托亚’（Lolium perenne‘Taya’）进行浸种处理,研究不同浓度SA对种子萌发的影响及0.50 mmol/L SA浸种处理对黑麦草幼苗抗旱性的影响。结果表明,0.25~0.75 mmol/L SA浸种预处理有效地提高了黑麦草种子的发芽率和发芽势以及幼苗的鲜质量和干质量,以0.50mmol/L SA处理促进发芽的效果最为显著。水分胁迫下,0.50 mmol/L SA浸种抑制黑麦草幼苗质膜透性的增加和丙二醛的累积,促进脯氨酸含量的增加和超氧化物歧化酶、过氧化物酶活性的升高,过氧化氢酶活性也表现出相对的稳定性。因此,SA浸种对水分胁迫具有一定的缓解效应。

利用苇状羊茅和意大利黑麦草的体细胞杂种育成新型牧草

利用细胞融合得到体细胞杂种个体的方法,将苇状羊茅和意大利黑麦草进行属间杂交,希望育成有两者优点的新型牧草。

硝普钠对镧胁迫下黑麦草幼苗叶片碳氮代谢和抗氧化系统的影响

为了探讨一氧化氮(NO)对镧胁迫下牧草生理响应的调节作用,采用水培方法,研究了NO供体硝普钠(SNP)对300μmol.L-1LaCl3胁迫下黑麦草幼苗生长、碳氮代谢和抗氧化系统的影响。结果表明:LaCl3胁迫下,喷施50μmol.L-1SNP能显著缓解幼苗生物量的下降,提高叶片超氧化物歧化酶和抗坏血酸过氧化物酶活性,降低超氧阴离子(O2.-)产生速率及H2O2和丙二醛含量;促进可溶性糖和可溶性蛋白质积累,提高二磷酸核酮糖羧化酶、磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶、内肽酶和羧肽酶活性。表明NO可通过提高活性氧清除能力,维持碳氮代谢正常运转,从而缓解LaCl3胁迫对黑麦草生长的抑制作用。

镧胁迫下燕麦幼苗精氨酸代谢对外源NO的响应

稀土金属污染已成为生态环境恶化的重要因素之一,NO作为生物信号分子,广泛参与植物逆境响应调节。为了探讨La胁迫下植物精氨酸代谢对外源NO的响应机制,采用营养液培养方法,研究了100μmol·L^(-1)NO供体硝普钠(sodium nitroprusside,SNP)对20 mmol·L^(-1)La^(3+)胁迫下燕麦幼苗生物量、精氨酸、NO和多胺含量及相关代谢酶活性的影响。结果表明,La^(3+)胁迫下,添加外源SNP能够缓解燕麦幼苗根系和地上部干重的下降,提高根系和叶片中精氨酸的含量,并通过调节一氧化氮合酶(Nitric oxide synthase,NOS)、精氨酸酶、精氨酸脱羧酶(Arginine decarboxylase,ADC)和鸟氨酸脱羧酶(Ornithine decarboxylase,ODC)活性调控精氨酸代谢的方向。在根系中外源SNP通过上调NOS活性促进燕麦幼苗在La^(3+)胁迫前期(胁迫后第1~2 d)精氨酸代谢向NO合成方向进行,并产生内源NO的快速积累,胁迫后期(胁迫后3~6 d)通过激活NOS、精氨酸酶、ADC和ODC活性促进精氨酸代谢同时向NO和多胺合成方向进行,腐胺(putrescine,Put)、亚精胺(spermidine,Spd)和精胺(spermine,Spm)等多胺水平提高,但内源NO并未明显积累;在叶片中外源SNP通过上调整个胁迫期间(胁迫1~6 d)NOS和精氨酸酶活性及胁迫后第2~6 d的ADC和ODC活性促进Put,Spd和Spm等多胺和NO同时合成,但NOS活性与内源NO含量并未呈现正相关关系。由此表明,外源NO可以诱导燕麦幼苗根系和叶片精氨酸的合成,并增强根系与叶片精氨酸代谢向多胺和NO两个方向同时合成,从而减缓La胁迫对燕麦幼苗生长的抑制作用。