外源褪黑素对干旱胁迫下多年生黑麦草幼苗生理特性的影响

为了研究外源褪黑素(MT)对干旱胁迫下多年生黑麦草幼苗生长的影响,试验以多年生黑麦草为材料,先以叶片喷施法施加外源MT,再采用控水法进行干旱胁迫,共设置6个处理,即CK(干旱+喷施纯化水)、T1(干旱+喷施50μmol/L MT)、T2(干旱+喷施100μmol/L MT)、T3(干旱+喷施150μmol/L MT)、T4(干旱+喷施200μmol/L MT)、T5(干旱+喷施250μmol/L MT),在干旱胁迫第0,3,6,9,12天取样,测定叶绿素a、叶绿素b、游离脯氨酸(Pro)、可溶性糖、丙二醛(MDA)含量,以及过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性。结果表明:在干旱胁迫第3,6,9,12天,T1、T2、T3处理的叶绿素a(除第9天T2处理外)和叶绿素b(除第3,6,9天T1处理外)含量均显著高于CK处理(P<0.05),其中T3处理的叶绿素a、叶绿素b含量均最高;在干旱胁迫第6,9,12天,T3处理的MDA含量显著低于其他处理(P<0.05);在干旱胁迫第12天时,T3处理的Pro含量和T4处理的可溶性糖含量均显著高于其他处理(P<0.05),相较于CK处理增加了31.7%和50.4%;干旱胁迫第9天时,T3处理的POD和CAT活性均显著高于其他处理(P<0.05),相较于CK处理分别提高了41.4%和21.3%;干旱胁迫第12天时,T3处理的SOD活性显著高于其他处理(P<0.05)。说明添加外源MT有助于减轻干旱胁迫下多年生黑麦草幼苗的膜质损伤,提高叶绿素及有机渗透调节物质的含量,缓解植物失水带来的损伤,从而增强多年生黑麦草对干旱胁迫的耐受性。在本试验条件下,喷施150μmol/L MT溶液的效果最好。

三叶草根浸提液对3种牧草种子萌发及幼苗生长的影响

为探索三叶草的防控及利用提供理论依据,采用培养皿生物测定法分析,研究不同浓度(0、2.5、5.0、10.0 g·L-1)三叶草根浸提液对黑麦草(Lolium perenne)、高羊茅(Festuca arundinac)和赖草(Leymus secalinus)种子萌发及幼苗生长的化感作用,以及三叶草(Trifolium repens)的生长竞争力和成功入侵原因。结果表明,三叶草根浸提液对3种牧草种子萌发(发芽率、发芽指数)和幼苗生长(根长、苗长、根干重、苗干重)均有化感作用,且其化感作用效应存在一定的差异。三叶草根浸提液对黑麦草种子萌发具有抑制作用,对高羊茅和赖草的种子萌发有“低促高抑”作用,对黑麦草根长和干重、苗高和干重均具有抑制作用,对高羊茅和赖草则表现为低浓度的促进、高浓度的抑制效应。从综合化感效应指数来看,随着三叶草根浸提液浓度的增加,对黑麦草具有抑制作用,而对高羊茅和赖草有“低促高抑”的双重作用。3种供试牧草对三叶草根浸提液的敏感程度也有差异,表现为:黑麦草>高羊茅>赖草。入侵植物三叶草根浸提液对3种牧草的化感效应较为明显,在入侵严重的地方,可选择补播耐受力强的牧草。

基于生态位模型的多花黑麦草入侵风险分析

外来植物多花黑麦草的入侵对陕西、河南、江苏、四川等地的农业生产造成了严重危害。为构建多花黑麦草入侵风险预警,利用主成分分析模型和最大熵模型对多花黑麦草在入侵中国后的生态位分化及在中国的入侵阶段进行分析。结果表明,多花黑麦草在入侵我国后发生了显著的生态位漂移;相比于其原产地种群,多花黑麦草在中国的入侵种群生态位宽度更广,适应的气候区显著扩展;在当前气候条件下,中国南方大部分区域属于多花黑麦草的稳定入侵区,而北方和西部地区存在其局域适应区和潜在拓殖区。研究结果反映出多花黑麦草在我国东中部大部分地区具有较高的入侵潜力,也暗示了多花黑麦草较高的生态位进化能力可能是其在我国广泛入侵的重要原因。研究结果为开展多花黑麦草的防控和治理提供了重要研究基础。

“黑麦草-水稻”草田轮作系统的根际效应 V.意大利黑麦草(Lolium multiflorum)根茬腐解物中存在促水稻生长活性物质的证据

关于冬种黑麦草(Lolium multiflroum Lam.)使后作水稻增产的机理,以往的研究着重于冬种黑麦草对稻田土壤理化和生物学性状的改善方面。本研究旨在证明黑麦草根茬腐解物中存在促水稻生长活性物质的的假设。实验结果表明,黑麦草根茬腐解液可显著地促进水稻幼苗的生长,水稻的根、苗和植株的干物质质量分别比对照增加41.9%,42.6%和42.3%。腐解液的乙酸乙酯和正丁醇萃取物对水稻幼苗的生长也有显著的促进作用。对腐解液的有机成分进行初步分离,发现了4个具促水稻生长活性的洗脱组分。由此可以推断,黑麦草根茬腐解物中确实存在能刺激水稻生长的活性物质。

陆生植物黑麦草(Lolium multi florum)对富营养化水体修复的围隔实验研究——氨氮的净化效应及其动态过程

采用浮床黑麦草(Lolium multiflorum)对畜禽养殖富营养水体氨氮的净化效应及动态过程进行了研究.结果表明:浮床黑麦草对富营养水体中的氨氮具有明显的净化效果.当覆盖率30%时,对氨氮的去除率最高可达到95.89%.对其去除水体氨氮的动态过程拟合表明符合三次方程曲线.该研究为冬季陆生植物修复富营养水体提供重要依据.

双聚材料对干旱条件下多年生黑麦草幼苗生长的影响

干旱是限制工程创面植物生长发育的关键环境因子,双聚材料(Double polymers SJ)是用于边坡土体防渗固化的新型材料,对于工程扰损区植被恢复具有重要意义。本研究选择黑麦草(Lolium perenne L.)为研究材料,采用盆栽试验,分析不同干旱条件下SJ对黑麦草生长的影响,结果表明:中、重度干旱处理显著降低了黑麦草存活率、植株含水量及叶绿素含量,增加了植株·O^(2-)、H_(2)O_(2)、MDA等毒性物质的积累。添加SJ一方面提高了土壤的保水性(蒸发量减少约50%),另一方面显著增加了黑麦草植株的含水量和叶绿素含量,并降低了活性氧等有毒物质含量,有利于黑麦草生物量的积累及存活率的提高。因此,SJ的保水性及其对植物生长的促进作用,有利于干旱区工程边坡的生态修复。

黑麦草属植物抗逆性研究进展

黑麦草属(Lolium)植物是一种根系发达、分蘖多、适口性好、营养价值高的牧草,深受牛、羊等反刍动物的喜爱。近年来,黑麦草因受环境胁迫的影响,其生长发育受阻,产草量显著降低,因此,探究黑麦草属植物对环境胁迫的响应和提升途径具有重要意义。文章综述了黑麦草属植物的耐旱、耐盐碱、耐高温、耐低温和耐重金属5个抗逆性方面的研究进展,并对黑麦草属植物今后的研究方向进行了展望,以期为加快我国黑麦草属植物抗逆育种进程提供参考。

黑麦草(Lolium perenne L.)内生真菌的检测、分离及鉴定

从多年生黑麦草(LoliumperenneL.)5个品种———SR4000、Pinnacle、Topgun、CalypsoⅡ、Justus中分离出61个菌株。次培养后,所得形态稳定的菌株可分为4个形态群,依据其形态特征及APPCR的结果,确定其中的57个分离菌株为Neotyphodiumlolii。

两株内生真菌对多年生黑麦草及早熟禾抗旱性的影响

以内生真菌JG2和JJ12,多年生黑麦草(Lolium perenne)和草地早熟禾(Poa pratensis)为试材,采用生物学鉴定及形态学观察2种方法对内生真菌JG2和JJ12进行鉴定;以总体抗氧化能力(T-AOC)测定法和自由基清除能力(DPPH)测定法综合测定菌株JG2和JJ12的抗氧化能力;通过温室盆栽试验,测定菌液浇灌处理后,重度干旱胁迫条件下多年生黑麦草和草地早熟禾的生理生化指标;研究了重度干旱胁迫条件下内生真菌JG2和JJ12对多年生黑麦草和草地早熟禾生理生化指标的影响,以期为多年生黑麦草及草地早熟禾的抗旱菌剂开发利用提供参考依据。结果表明:经鉴定,菌株JG2为Talaromyces erythromellis,菌株JJ12为蚤褐炭团菌(Hypoxylon pulicicidum);JG2和JJ12均有良好的抗氧化活性;在21 d重度干旱胁迫下,2株内生真菌发酵物处理均能提升多年生黑麦草及草地早熟禾的干旱耐受力,显著提升植株的叶绿素、可溶性蛋白质、脯氨酸(Pro)含量以及超氧化物歧化酶(SOD)活性等(P<0.05),且菌株JG2对多年生黑麦草及草地早熟禾的干旱耐受力的提升强于菌株JJ12。说明菌株JG2与JJ12均有作为抗旱菌剂开发利用的良好潜力,且菌株JG2的开发利用潜力优于菌株JJ12。

黑麦草(Lolium perenne)根际细菌多样性对Ni污染沉积物修复效果的响应

应用黑麦草(Lolium perenne)对某滨海城市南排污河的重金属污染沉积物——底泥进行植物修复,并结合变性梯度凝胶电泳(DGGE)分析了黑麦草根际土壤的重金属Ni含量和细菌多样性的关系。结果表明,黑麦草对Ni的修复效果较好,种植黑麦草后根际土壤Ni浓度降低了11.8%。根际土壤中Ni有效态含量与根际土壤pH值的变化呈较好的正相关关系,相关系数为0.9688。对根际土壤细菌多样性进行分析,重金属Ni含量变化能够影响土壤细菌的多样性,根际土壤细菌多样性随黑麦草的生长而不断演变,且与根际土壤中Ni浓度变化有密切联系。对DGGE电泳后回收的部分片段进行测序并建立了进化树,结果表明,测序片段与非培养方法得到的菌种的同源性较高,且其均在土壤或河道底泥的相关研究中被发现。不同时期细菌群体组成和Shan non指数随着修复时间而变化,并与细菌总数有正相关关系。

黑麦草种子及幼苗对镉胁迫的生理响应

为了探明不同黑麦草品种对镉(Cd)富集能力的差异及其生理机制,以6个黑麦草品种为材料,研究镉胁迫对其种子萌发、生物量、镉吸收、色素含量、光合特性及抗逆特性的影响。结果表明,与正常生长条件相比,镉胁迫对不同黑麦草品种种子萌发和根芽生长具有低促高抑作用。镉胁迫增加了黑麦草光合色素含量;镉胁迫增加了维纳斯、奔驰、维多利亚叶片的气孔导度、胞间CO_(2)浓度、蒸腾速率;镉胁迫增加了奔驰、维多利亚、蓝标叶片的POD活性;镉胁迫增加了卡特、维多利亚叶片的SOD活性;镉胁迫增加了维多利亚、维纳斯叶片的CAT活性。奔驰、维多利亚、维纳斯可能较其他品种具有更强的耐镉性,从而减少镉对自身的危害;镉胁迫增加了所有品种可溶性糖含量及除卡特外的5个黑麦草品种脯氨酸含量,奔驰、蓝标、维多利亚能产生较多的渗透调节物质来减轻镉胁迫对其造成的伤害;在正常生长条件下,黑麦草地上部镉含量和镉累积量都较低,品种间差异较小。镉胁迫明显增加了黑麦草地上部镉含量和镉累积量,奔驰地上部镉含量和镉累积量最高,显著高于其他品种。综上,奔驰、维多利亚抗镉性及富镉能力较强,是镉污染土壤修复的优选品种。

Lolium属黑麦草形态特征、种子细胞结构及其侵染病菌

通过对黑麦草植株、种子形态特征和内部细胞结构进行研究分析,并对其籽实是否含有诸如可使毒麦籽实产生毒麦硷(Temuline-C7H12N2O)的相关病菌进行了探讨,为口岸杂草检验检疫以及引进和发展优质牧草提供依据.

17份多花黑麦草品种(系)农艺性状与产量形成关系的多重分析

为探究多花黑麦草(Lolium multiflorum)农艺性状与产量形成的关系,评估各性状的遗传参数,明确产量形成的主要性状因子,筛选性状综合评价指标。本试验运用变异分析、遗传参数分析、相关分析、主成分分析、线性回归分析、通径分析及聚类分析对17份多花黑麦草品种(系)农艺性状与产量进行综合评价。结果表明:多花黑麦草各性状变异系数介于3.70%(开花期)~24.85%(单株种子产量)之间;多样性指数范围在1.611(倒二叶宽)~2.007(千粒重)之间;旗叶宽、茎粗、千粒重及单株种子产量广义遗传力和相对遗传进度较高,其在育种选择中的应用效果较好。回归分析及通径分析表明:旗叶宽对单株干草产量及单株种子产量的直接影响最大。聚类分析将17份多花黑麦草品种(系)分为3类,其中第Ⅰ类包含的3份材料综合性状表现优秀,可作为后续育种利用及亲本选配的备用材料。

普通小麦-黑麦草(Lolium perenne L.)易位系鉴定及其后代灌浆与产量性状分析

为明确外源染色体或片段对小麦籽粒灌浆和产量性状的影响,以普通小麦宁春4号和黑麦草远缘杂交后代为材料,借助分子细胞学手段鉴定其BC1代染色体组成,并对其BC1F3代籽粒灌浆和产量性状进行了分析。结果表明,ND99株系出现两个顶端小片段易位类型的GISH杂交信号,为真杂种;ND99的BC1F3后代中分离出有芒(ND99A)和无芒(ND99B)两种类型,并且同一个分子标记3EST-185能够追踪这两种类型。宁春4号和易位系后代(ND99A、ND99B)籽粒的体积、鲜重、干重、水分均表现为先增后降的变化趋势;宁春4号和ND99A的灌浆速率呈双峰曲线变化,而ND99B呈多峰曲线变化。宁春4号的灌浆时间早,快速增长期长,籽粒饱满指数和粒重最大;ND99A灌浆迟,持续期短,籽粒饱满指数最低,粒重仅次于宁春4号;ND99B灌浆的峰值出现较早、较大,灌浆持续期短,籽粒饱满指数居中,粒重最低。易位系后代的穗长、穗粒数和结实小穗数明显高于宁春4号,可能是影响其灌浆的关键因素之一。

火炬树水浸液对2种草坪草幼苗生长的影响

利用火炬树果皮和落叶的水浸液(0、0.025、0.005、0.100 g/mL),研究其对多年生黑麦草(Lolium perenne L.)和草地早熟禾(Poa pratensis L.)的种子萌发及其幼苗生长的影响。结果表明:火炬树果皮和落叶的水浸液降低了多年生黑麦草和草地早熟禾种子在土壤中的出苗率、幼苗生长速率、根长、株高和生物量。果皮和落叶水浸液对2种草坪草幼苗生长的抑制作用随着其浓度的增加而逐渐增强。0.100 g/mL水浸液对2种草坪草幼苗的抑制作用显著高于CK。相同浓度下,果皮的抑制作用强于落叶,且对草地早熟禾的抑制作用强于多年生黑麦草。

内生菌根菌剂浓度对两种草坪草生长特性的影响

以北方地区常用的多年生黑麦草和草地早熟禾为试材,施加不同浓度的内生菌剂,浓度梯度T1为10%,T2为30%,T3为50%,T0为不施加菌剂的空白对照,以菌剂拌种的方式施加菌剂,在正常养护60 d后做侵染检测,测量不同菌剂浓度下植物的根系活力、相对电导率、可溶性蛋白质、可溶性糖和叶绿素含量的指标变化,研究了施加不同浓度的菌剂对黑麦草和草地早熟禾的影响,以期筛选出最适菌剂浓度,提高植物的生长质量。结果表明:在所试植物材料中施加菌剂浓度在50%时侵染效果最佳,草地早熟禾和多年生黑麦草侵染率可达38.71%和46.73%,其中草地早熟禾根系活力提高至13.22%,电导率降低至14%,可溶性蛋白质含量达2.91 mg·g^(-1),可溶性糖含量达28.84 mg·g^(-1),叶绿素含量可达3.10 mg·g^(-1);而多年生黑麦草根系活力提高至114.42%,电导率降低至11.00%,可溶性蛋白质含量达3.51 mg·g^(-1),可溶性糖含量达27.28 mg·g^(-1),叶绿素含量可达3.22 mg·g^(-1)。综上所述,施加50%浓度的菌剂可有效提升供试植物材料的生长质量。

安融乐与除草剂混用对小麦田多花黑麦草的防除效果研究

为评价安融乐与除草剂混用对小麦田恶性杂草多花黑麦草的防除效果,开展了田间试验。结果表明,安融乐可以提高除草剂的速效性。药后15 d, 5%唑啉草酯乳油用量减少300 mL/hm^(2)后,加入安融乐使多花黑麦草达到5级药害症状的比例增加55.56%~61.69%;安融乐与5%唑啉草酯乳油+50%异丙隆可湿性粉剂+18%氟唑磺隆·炔草酯可分散油悬浮剂混用达到5级药害症状的杂草比例比除草剂单用增加125.35%~141.95%;安融乐与5%唑啉草酯乳油+30 g/L甲基二磺隆可分散油悬浮剂+18%氟唑磺隆·炔草酯可分散油悬浮剂混用达到5级药害症状的杂草比例比除草剂单用增加21.42%~35.82%。药后45 d,杂草株防效和鲜重防效均达到最高。安融乐能有效提高除草剂对多花黑麦草的作用速度及防除效果,可以进一步示范和推广。

多花黑麦草(Lolium multiflorum Lam)籽粒收获适期的研究

1990～1992年对多花黑麦草(LoLium multiflorum Lam)俄勒岗品种的3个不同生长条件的群体进行了开花后当天至花后30天内的籽粒灌浆,脱落现象的研究,结果表明:3个群体的千粒重和脱落率与花后天数的关系均符合 Logistic 理论曲线.单穗籽粒干物重最大值出现在花后18～24天.花后15～18天的种子已具有较高发芽率(64.3%～91.1%),与以后各期收获的种子间无显著差异,但以花后18～24天的种子发芽苗质较好.据此.上海地区多花黑麦草种子的最佳收获期为花后18天～24天.

多年生黑麦草VQ家族基因的鉴定及分析

VQ(Valine-glutamine)是植物特有的一类蛋白,在植物生长发育及抵御生物与非生物胁迫中发挥着重要作用,但在多年生黑麦草(Lolium perenne L.)中鲜有VQ基因的相关研究报道。本研究利用生物信息学方法在多年生黑麦草基因组中鉴定了52个LpVQ基因,其不均匀地分布于7条染色体上。亚细胞定位结果显示,LpVQ蛋白主要定位于细胞核,仅LpVQ45定位于细胞膜。系统进化分析表明,LpVQ基因被分为7个亚家族,与拟南芥(Arabidopsis thaliana(L.)Heynh.)只存在4对直系同源基因。基因结构分析结果表明,46个LpVQ基因无内含子。荧光定量PCR分析结果显示,从各亚家族中随机选取的21个LpVQ基因不同程度地响应黑暗、高温及盐胁迫,且在胁迫早期快速响应。

氧化石墨烯对黑麦草种子内生真菌群落结构和多样性的影响

为了探究氧化石墨烯(GO)对黑麦草种子内生真菌群落结构和多样性的影响,将黑麦草种子在0.4%、0.8%和1.2%水平的GO溶液中胁迫4 d,采用高通量测序技术,分析GO胁迫下黑麦草种子内生真菌群落组成和多样性的变化。结果显示,4个样本所有样品共分离获得303种真菌,归属于10门39纲84目160科240属。在门分类水平上,子囊菌门(Ascomycota)和担子菌门(Basidiomycota)是主要的内生真菌类群;在属分类水平上,各处理的共有优势菌属为链格孢属(Alternaria)。不同GO处理黑麦草种子内生真菌群落结构存在差异,随着GO浓度的增加,子囊菌门的丰度出现下降,0.8%和1.2%GO处理较对照分别显著降低了19%和20%(P<0.05);所有GO处理的担子菌门丰度均显著高于对照(P<0.05);1.2%处理链格孢属的丰度较对照显著降低了37.36%。与对照相比,1.2%GO处理内生真菌的丰富度和多样性显著增加,ACE、Chao1和Shannon指数分别增加了123.5%、127.4%和117.5%(P<0.05)。主坐标分析(PCoA)分析表明,1.2%GO处理内生真菌群落结构与其他处理有较大差异;线性判别分析(LEfSe)分析发现,各处理差异指示种明显不同。可见,GO改变了黑麦草种子内生真菌群落的组成和多样性,尤其是高浓度处理(1.2%)。研究可为碳纳米材料暴露对共生物种的潜在影响研究提供参考。