短花针茅荒漠草原植物功能性状对载畜率的响应

植物功能性状反映植物对环境变化的响应规律,揭示群落功能的变化。本研究以内蒙古短花针茅荒漠草原为研究对象,选择优势物种短花针茅、无芒隐子草、冷蒿、木地肤和银灰旋花作为个体功能性状分析对象,分析植物个体及群落水平植物功能性状对不同载畜率的响应规律。结果显示:1)载畜率显著影响了优势物种个体功能性状,对照区冷蒿的高度、单株茎干重,银灰旋花的高度,无芒隐子草和短花针茅的单株茎干重和单株叶干重均显著高于放牧区(P<0.05),载畜率通过影响植物个体功能性状进而改变种群适应策略。2)在群落水平上,对照区和轻度载畜率下群落高度加权平均值显著高于中度载畜率(P<0.05),而对照区的单株叶干重加权平均值显著高于放牧区,比叶面积则相反(P<0.05),载畜率通过改变植物个体和群落层次的功能性状权衡策略,显著影响植被群落结构和功能。3)优势物种及群落之间功能性状存在显著的相关关系,群落水平单株茎干重与单叶质量加权平均值呈显著负相关(P<0.05)。研究结果为预测长期放牧干扰下荒漠草原群落演替趋势提供了重要的理论依据和数据支持。

短花针茅荒漠草原研究热点与周期演变的知识图谱分析

文章从CNKI获取短花针茅荒漠草原研究领域的文献数据,借助科学知识图谱(VOSviewer)绘制短花针茅荒漠草原领域2003—2022年的全时段高频关键词共现图谱,以及每5 a时间周期的分时段高频关键词共现图谱。通过比较短花针茅荒漠草原研究全时段和分时段高频关键词的周期演变,识别我国短花针茅荒漠草原的整体研究概况与热点,以及各周期的研究热点、前沿及其变化规律。结果显示:(1)短花针茅荒漠草原2003—2022年的4大研究热点主题为:植物群落特征的研究,土壤因素的研究,自然因素的研究,人为因素的研究;(2)荒漠草原、载畜率、放牧等主题是短花针茅荒漠草原研究各周期稳定且变化极少的热点研究主题;(3)从2008年开始,短花针茅荒漠草原研究热点主题数量和覆盖范围显著增多,土壤养分、土壤微生物、氮沉降、降水变化等前沿热点主题出现。

中国细柄茅属(禾本科)两个新异名和一个新组合

在标本室研究和野外考察的基础上,对中国细柄茅属Ptilagrostis Griseb.几个类群进行了分类修订。双叉细柄茅P. dichotoma Keng ex Tzvelev和窄穗细柄茅P. junatovii Grub.分别被归并到细柄茅P.mongholica (Turcz. ex Trin.)和太白细柄茅P. concinna (Hook. f.) Roshev.中作异名;小花细柄茅P.dichotoma Keng ex Tzvelev var. roshevitsiana Tzvelev则被提升为种P. roshevitsiana (Tzvelev) L. B. Cai。

内蒙古中东部草原贝加尔针茅、大针茅和克氏针茅的染色体核型分析

以内蒙古草原3种针茅属植物为材料,常规压片法制片后观察记录染色体数,并进行核型分析。实验结果表明:贝加尔针茅、大针茅和克氏针茅细胞染色体数均为2n=44,属于2A核型,为二倍体。在3种针茅的染色体中,中部着丝粒染色体占大多数平均为62.1%,其次近中部着丝粒染色体平均为28.9%,近端部着丝粒染色体较少约为9.0%。在3种针茅的第五号染色体上均有随体,表明起源于同一祖先。虽然染色体核型均属于较对称型,但是染色体不对称系数随着3种针茅分布生境的干旱程度的增加而逐渐增加,可能是长期适应与进化的结果。

高羊茅和其他羊茅植株再生与遗传转化研究进展

高羊茅、紫羊茅和草地羊茅均为很重要的多年生冷季型牧草与草坪草,生物技术在其品种改良中具有很大的应用潜力。30年来,三种羊茅的组织培养、胚性培养物的长期保存以及遗传转化等研究取得了较大进展,已建立起多种植株再生体系和遗传转化技术,但作为单子叶植物,这些草种的组织培养和转基因遗传改良也还存在一些问题。本文就以上几方面的内容进行了综述。

甘蔗属种及其近缘属种蔗茅的全基因组密码子偏好性分析

【目的】为解析甘蔗基因组的密码子使用特征,提高异源基因在甘蔗中的表达效率。【方法】以已发布的甘蔗属种(热带种LA-purple、割手密NP-X和AP85-441)及其近缘属种蔗茅(Yunnan2009-3)基因组为数据,利用Python、CodonW1.4.2进行密码子偏好性分析,同时通过中性绘图、ENC-plot、PR2-plot等分析探讨密码子偏好性形成的影响因素,并结合转录组测序数据分析密码子偏好性参数与基因表达水平的相关性。最后,基于RSCU均值与7个主要模式生物种(玉米、高粱、水稻、拟南芥、烟草、大肠杆菌、酿酒酵母)的密码子使用模式进行比较分析。【结果】显示热带种、割手密和蔗茅的基因组都富含GC,平均GC含量为56.3%,且GC3>GC1>GC2,倾向于使用以G/C结尾的密码子,平均ENC值为48.45,偏好性较低。中性绘图、ENC-plot和PR2-plot分析表明它们的密码子偏好性受到自然选择、突变压力等多种因素的共同影响,其中自然选择占主导作用。相关性分析表明密码子偏好性参数与基因实际的转录表达水平存在显著相关性,但相关性不强。根据RSCU和?RSCU值,确定了13个最优密码子,均以C或G结尾,密码子使用特性在全基因组和染色体组水平上无差异。通过比较发现,甘蔗的核苷酸组成及密码子偏好性与玉米、高粱和水稻较为相似,而与拟南芥、烟草、大肠杆菌和酵母具有显著差异。【结论】甘蔗热带种、割手密和蔗茅的密码子偏好性高度相似,其形成受自然选择和突变因素的影响。此外,对甘蔗优异基因功能异源验证时可优先选择玉米、水稻和高粱作为异源表达系统。

LED红蓝光比例及光照强度对高羊茅成坪及生理特性的影响

工厂化生产高羊茅(Festuca arundinacea Schreb.)草坪需要适合的光源,本试验以白光为对照处理,探究了工厂化培养模式中3种红蓝光比例、4种光照强度对高羊茅草坪株高、生物量、草坪密度、草坪盖度反映的成坪趋势和质量以及生理状态的影响。结果表明,高羊茅成坪趋势随着光强度的增加(400~1200μmol·m^(-2)·s^(-1))而增加;800,1200,1600μmol·m^(-2)·s^(-1)光强时草坪的成坪趋势更好,且1200μmol·m^(-2)·s^(-1)处理成坪趋势最好,但与800μmol·m^(-2)·s^(-1)无显著差异;3种红蓝光比例处理,成坪趋势均显著高于对照,且随着红光比例的增加,草坪成坪趋势和质量也相应提高,其中红蓝光配比为4∶1时,成坪趋势各项指标均为最高,显著优于对照及其他光照条件。总之,LED调控工厂化生产高羊茅草坪光照强度为800~1200μmol·m^(-2)·s^(-1),红蓝光配比为4∶1时高羊茅的生长和生理状态较佳,工厂化生产高羊茅草坪可获得较高的成坪趋势和成坪质量。

野生朝鲜碱茅光合特性和农艺性状的综合评价

为了筛选适合吉林省西部地区草原栽培的优质朝鲜碱茅材料,试验于白城市、洮南市、通榆县、大安市等的主要盐碱地采集11份(编号为J01~J11)野生朝鲜碱茅(Puccinellia chinampoensis Ohwi)种子,在吉林农业大学温室内育苗后移栽至大田,测定其光合特性指标(净光合速率、胞间CO_(2)浓度、蒸腾速率、水分利用效率、气孔导度)、农艺性状指标(叶长、叶宽、叶面积和株高)及单株干草产量,并对以上10个指标进行单因素方差分析、相关性分析、灰色关联分析和主成分分析,根据主成分得分建立综合评价模型对11份材料进行综合排名。结果表明:J03和J10的水分利用效率与单株干草产量均较高,且水分利用效率与叶长、叶面积呈显著正相关(P<0.05);10个指标中水分利用效率、叶长、株高、叶宽、净光合速率与单株干草产量的关联度较大;通过主成分分析将10个指标简化成2个主成分,累积贡献率达到84.402%,综合得分由高到低为J05、J09、J06、J03、J01、J08、J07、J11、J10、J02、J04。说明朝鲜碱茅的光合特性与产量密切相关,水分利用效率、叶长、株高、叶宽和净光合速率对产量影响较大,可作为育种研究的选种依据,J05、J09和J06 3份优良种质适宜在吉林省西部地区推广。

多光谱法与分子模拟研究亥茅酚苷与人血清白蛋白的结合特性

本实验利用荧光光谱法、紫外光谱法及圆二色光谱法,结合分子对接和动力学模拟研究亥茅酚苷(SOG)与人血清白蛋白(HSA)相互作用。结果表明SOG静态猝灭人血清白蛋白固有荧光且伴随非辐射能量转移,同时通过疏水作用、氢键和静电力与HSA结合形成复合物,与HSA的主要结合位为IIA亚域。随着SOG与HSA反应地进行,HSA的二级结构α-螺旋含量减少,肽键伸展,疏水基团裸露,构象发生变化。分子对接及分子动力学模拟证明,SOG与HSA形成的复合物体系紧密稳定。

小流域综合治理和统筹发展规划思路与实践——以湖北省十堰市茅塔河小流域为例

作为响应国家生态文明建设要求和推动中国式现代化的重要手段,小流域治理在我国国家治理体系中的重要性不断提升。小流域综合治理和统筹发展规划是统筹小流域内各要素发展与综合治理的重要抓手,现状对小流域综合治理和统筹发展规划的编制思路及策略的研究较为薄弱,如何理清小流域综合治理和统筹发展规划的架构是亟待研究的重要课题。基于人居环境科学理论和规划统筹与统筹规划方法论,构建小流域综合治理和统筹发展规划的架构,并结合湖北省十堰市茅塔河小流域的规划实践,提出小流域综合治理和统筹发展规划的思路与策略,为湖北省乃至全国的小流域治理规划工作提供参考。

长期养分添加对贝加尔针茅草原土壤微生物群落的影响

土壤微生物是土壤生态系统的重要组成部分,是土壤生态系统物质循环和能量流动的主要参与者,在维持土壤生态系统过程和功能方面发挥着关键作用。以内蒙古贝加尔针茅草原为研究对象,采用磷脂脂肪酸(PLFA)技术,探讨连续12年氮(N)、磷(P)、钾(K)养分单一添加和复合添加条件下草地土壤理化性质、微生物群落结构特征的变化及其主要影响因素。结果表明,长期养分添加条件下,土壤有机碳和全氮均无显著变化,但磷(P、NP、PK、NPK)和钾(K、NK、PK、NPK)添加处理分别显著提高了土壤速效磷和速效钾含量(P<0.05)。单一氮添加显著增加了土壤硝态氮和铵态氮含量,并显著降低了土壤pH值(P<0.05)。单一磷和钾添加均提高了土壤细菌、真菌、放线菌和总PLFA含量,而单一氮添加和复合养分添加(NP、NK、PK、NPK)均显著降低了以上指标的含量(P<0.05)。此外,各养分添加处理均未显著改变革兰氏阳性细菌与革兰氏阴性细菌比(G+/G-),但含氮的复合添加处理(NP、NK、NPK)均显著降低了真菌与细菌比(F/B)(P<0.05)。相关性分析结果表明,多种微生物PLFA含量与速效磷和铵态氮显著负相关,与土壤pH值显著正相关。基于冗余分析和随机森林模型分析发现土壤pH值和土壤磷含量是影响土壤微生物群落特征的主要驱动因素。综上,长期养分添加显著改变了土壤速效养分含量和土壤pH值,并显著影响了土壤微生物群落结构。

内蒙古针茅属二新变种

本文发现针茅属二个新变种——狼山钟茅和乌拉特针茅.

复合调理剂对陕北地区盐碱土调理及高羊茅生长的影响

为资源化利用陕北地区煤基固废,改善当地盐碱土生态环境,本试验采用粉煤灰、脱硫石膏、木醋液、生化黄腐酸和羊粪材料复配不同调理剂对陕北地区盐碱土进行综合改良,通过温室盆栽试验,分析不同调理材料复配后对土壤酸碱度、化学性质以及高羊茅生长的影响。结果表明:(1)不同调理材料复配处理后土壤pH显著下降,降低幅度为0.52~0.64个单位,土壤总碱度较对照显著下降,降低了20%~52.5%;(2)不同调理材料复配处理后土壤有机质、碱解氮、速效钾和有效磷含量分别增加了1.07~5.09、1.32~4.44、3.43~19.13、2.67~27.42倍。(3)不同调理材料复配处理后高羊茅株高增加了17.54%~38.86%,茎粗增加了10.71%~27.27%,叶长增加了12.17%~43.10%,叶宽增加了21.16%~43.11%,地上部干重增加了176.02%~280.12%,地下部干重增加了53.01%~171.08%。通过主成分分析综合评价,本试验中固废调理剂综合评价均高于对照,调理剂施用量为20%时既可以生态化利用固废,又对陕北地区盐碱土改良效果、促进高羊茅生长最显著。

甘蔗与斑茅杂交染色体组构成特征研究

斑茅是甘蔗重要的野生种质资源,渗入斑茅血缘来提高甘蔗抗性是目前甘蔗育种的重要途径之一。对甘蔗与斑茅杂交后代进行染色体分型有利于高效利用斑茅的各种优异性状。本研究利用斑茅特异引物鉴定斑茅与甘蔗杂交高世代材料的真实性,通过荧光原位杂交对甘蔗与斑茅染色体进行分型,以探究斑茅和甘蔗染色体在子代中的遗传与分离,并分析其染色体组结构特征。结果表明,杂交群体中有30份为斑茅的真实后代,包含斑茅染色体从1~10条不等,说明其后代群体基本服从n+n的遗传方式,占整个真实后代群体的60%。斑茅与甘蔗发生染色体水平的重组约16.67%,并且斑茅与不同血缘甘蔗重组的概率趋近一致。割手密种特异探针共定位结果表明,斑茅血缘的渗入降低了近现代栽培甘蔗种中热带种血缘与重组血缘的占比,并同时提高了割手密血缘的比例。本研究分析的甘蔗与斑茅杂交后代中不同血缘染色体组的遗传及结构特点,为提高斑茅种质资源在甘蔗育种中的开发利用提供了细胞遗传学基础。

外源赤霉素浸种对盐胁迫下高羊茅种子萌发和幼苗生长的影响

【目的】探究外源赤霉素浸种对盐胁迫下高羊茅种子萌发和幼苗生长的影响。【方法】以高羊茅火凤凰2号为材料,采用纸上发芽法,设置20个处理,用0、100、150、200、300 mg/L GA溶液浸泡高羊茅种子2 d,然后将其分别置于含0、100、200、250 mmol/L NaCl溶液的培养皿中进行萌发试验,并测定种子萌发和幼苗生长的相关指标。【结果】在100 mmol/L盐胁迫下,能缓解盐胁迫进而促进种子萌发和幼苗生长的最佳GA浓度为200 mg/L,种子萌发各项指标优于0 mg/L GA处理,在200、250mmol/L盐胁迫下,能缓解盐胁迫从而促进种子萌发和幼苗生长的最佳GA浓度为150 mg/L,种子萌发各项指标略优于0 mg/L GA处理。【结论】模糊数学隶属函数法对不同浓度GA溶液浸种缓解盐胁迫能力综合分析证明,能够缓解盐胁迫并促进种子萌发和幼苗生长的较佳赤霉素浓度为150 mg/L。

LED光照强度对高羊茅生长及生理特性的影响

为通过LED光源在适宜光照强度下培育高质量草坪,本研究以高羊茅(Festuca arundinacea)品种‘交战4’为试验材料,在LED红蓝光源下设置100(L100)、150(L150)、200(L200)、250(L250)、300(L300)、350(L350)μmol·(m^(2)·s)^(-1)的光照强度处理,研究不同光照强度对高羊茅形态建成、生理特性和电能利用效率的影响。结果表明,光照强度低于200μmol·(m^(2)·s)^(-1)时,明显抑制高羊茅形态建成、营养物质积累和抗氧化能力。随着光照强度的增加,高羊茅归一化植被指数和色泽逐渐提升,根系生长更为强壮,有利于高羊茅的生物量积累和抗氧化能力增强。但当光照强度增加至300μmol·(m^(2)·s)^(-1)时,光照强度对高羊茅生长的促进效果减弱。利用LED培育高羊茅电能利用效率在L350处理显著低于L100、L150、L300处理。回归分析显示,在光照强度为291.25μmol·(m^(2)·s)^(-1)时[接近300μmol·(m^(2)·s)^(-1)],高羊茅归一化植被指数最大。因此,综合认为选择光照强度为300μmol·(m^(2)·s)^(-1)时,可以满足高羊茅的正常生长,保持较高的草坪质量,减少能源的消耗。

低量添加太湖淤泥促进高羊茅出苗及生长

[目的]研究栽培介质中添加太湖淤泥对高羊茅种子萌发和幼苗生长的影响,可促进水域淤泥在园林绿化方面应用研究。[方法]利用太湖淤泥与蛭石按照25%的体积梯度配制栽培介质,分别设计100%蛭石(T1)、25%太湖淤泥+75%蛭石(T2)、50%太湖淤泥+50%蛭石(T3)、75%太湖淤泥+25%蛭石(T4)和100%太湖淤泥(T5)共5个处理,将高羊茅种子点播于不同栽培介质中,通过出苗率和株高等植物性状指标判断各处理的栽培效果,同时利用各处理浸提液探索其对高羊茅种子萌发的影响。为判断影响高羊茅幼苗生长的关键因素,利用各处理浸提液对高羊茅幼苗开展水培试验,测定各处理幼苗的生长指标。[结果]随着太湖淤泥添加量的增加,高羊茅种子的根长、发芽势和发芽指数均实现了显著的提升,各处理的发芽率均为100%。作为栽培介质,太湖淤泥的最适宜添加量为25%,随着太湖淤泥添加量的提升,高羊茅幼苗的出苗率、株高、叶绿素含量、根长和生物量等指标均呈现明显下降趋势。相关性分析表明,栽培介质的容重、pH、碱解氮、有效磷、速效钾和有机质含量与高羊茅幼苗的生长指标均呈现负相关关系。随着太湖淤泥添加量的提升,栽培介质浸提液对高羊茅幼苗的生长指标均呈现了显著的促生效果。[结论]太湖淤泥在与蛭石配比而成的栽培介质中的添加量为25%时能够对高羊茅幼苗生长起到一定的促进作用,但超过25%的添加量则会起到抑制效果。太湖淤泥的物理性质尤其是容重,是影响栽培效果的关键因素。

拂子茅生物量分配及土壤微生物对干旱胁迫的响应

以拂子茅(Calamagrostis acutiflora)为试材,采用盆栽控水法,研究了不同程度干旱胁迫对拂子茅生物量分配以及土壤微生物的影响,以期为干旱地区拂子茅的培育和种植提供参考依据。结果表明:地上生物量和地下生物量均随着干旱胁迫程度的加重表现出先增加后降低的趋势,分别在轻度干旱和中度干旱达到峰值。根冠比和细根生物量占比随着干旱胁迫程度的加深而持续增加,而粗根生物量占比降低。高通量测序的结果表明,土壤微生物多样性几乎不受干旱胁迫的影响,而微生物群落组成受干旱胁迫的影响较大。考虑到细根生物量和根冠较能反映植物水分吸收和抵抗逆境的能力,认为细菌中的WS3、SAR406、变形菌门(Proteobacteria)和GN04以及真菌中的卵菌门(Oomycota)和球囊菌门(Glomeromycota)在协助拂子茅抵抗干旱胁迫方面起重要的作用。

羊茅属(禾本科)新类群

描述了山东产羊茅属的2个新类群,即毛鞘羊茅和崂山小颖羊茅。毛鞘羊茅与羊茅相近,表现在叶片内卷成线状,圆锥花序紧缩成穗状,外稃背部粗糙,区别在于具有向上膜质的叶耳,叶鞘密被倒向的微毛,小穗长7-10mm,第1外稃长4-5mm,顶端具0.5-1mm长的芒或无,内稃脊光滑;崂山小颖羊茅与原变种的区别在于第1颖卵状披针形,长1.5-2mm,具2-3脉。