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.

Italian Ryegrass (Lolium perenne ssp. multiflorum) and Corn (Zea mays) Competition

Italian ryegrass is an annual/biennial grass that is typically used as a pasture crop or a cover crop along roadsides, rights-of-way, and industrial areas. Glyphosate-resistant (GR) Italian ryegrass populations have been documented around the world, mostly in orchard and vineyard situations. The first evidence of evolved GR Italian ryegrass in row/agronomic crops was reported from Washington County, Mississippi in 2005. GR Italian ryegrass populations can jeopardize preplant burndown options in reduced-tillage crop production systems, thereby, delaying planting operations. The effects of competition of Italian ryegrass on crop growth and yield are poorly understood. A field study was conducted in the 2012 growing season and repeated in the 2013 growing season. GR and susceptible (GS) Italian ryegrass populations were established in the greenhouse and transplanted in prepared corn row beds in the fall of 2011 and 2012 at 0, 1, 2, 3, and 4 plants·meter> of crop row. Italian ryegrass plants overwintered and developed over the following spring-summer. Glyphosate was applied at 1.26 kg·ae/ha (1.5× of labeled rate) in the spring to burndown the Italian ryegrass plants and corn was planted into the ryegrass residue 2 - 3 wk later. Current corn production practices were followed. Corn density (early and late season), height (early season), and yield and Italian ryegrass biomass (early-mid season) measurements were recorded during both years. Corn height was greater in 2012 than that in 2013 at comparable stages of the growing season, due to a cooler and wetter early season in 2013 than that in 2012. Averaged across weed densities, corn density (both early and late season) and yield were higher in the GS than those in the GR population, but Italian ryegrass biomass was similar for both populations. Averaged across Italian ryegrass populations, corn density (both early and late season), and yield were inversely proportional to Italian ryegrass density. In summary, Italian ryegrass significantly reduced corn density and yield and reduction was greater with the GR than that with the GS population. Studies are underway to study inter population competition in Italian ryegrass and investigate allelopathic effects of Italian ryegrass on selected crops.

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。

15份多花黑麦草优良引进种质的表型变异分析

多花黑麦草（Lolium multiflorum Lam.）是世界栽培牧草中的优良禾本科牧草。为更好地利用多花黑麦草种质资源,本研究对引自国外的15份多花黑麦草种质的15个形态性状和农艺性状进行了变异系数、相关性分析、主成分分析和聚类分析。结果表明：15份材料间存在较大变异,除单株干重外,其余性状在供试材料间均表现出显著性差异,变异系数范围为10.28%~39.15%,变异系数平均值为19.49%,从小到大依次为小穗数〈小穗长〈株高〈分蘖数〈千粒重〈花序长〈倒二叶长〈小花数〈茎粗〈第一节间长〈倒二叶宽〈旗叶宽〈旗叶长〈单株干重〈单株鲜重。主成分结果表明,前5个主成分累积贡献率达到84.51%,第1主成分以株高为主要特征;第2主成分以旗叶和倒二叶长、宽为主要特征;第3主成分以花序长和小花数为主要特征;第4主成分以千粒重为主要特征;第5主成分以产草量为主要特征。15份种质材料经基于欧氏距离的UPGMA聚类分析被划分为3大类,类别间存在较显著的差异,其中第2类因其植株高大、叶片宽大的特点,具备选育高产种质的潜力。

多花黑麦草DUS测定中SSR标记品种鉴定比较分析

【目的】多花黑麦草是具世界栽培意义的牧草,但因异花授粉特性,育种材料的频繁交流导致品种间的遗传差异越来越小,传统农艺性状进行品种鉴定变得越来越困难。高效、快速有效地鉴定品种对实现育种目标具有重要作用,可为辅助多花黑麦草品种DUS测试和品种鉴定、知识产权保护等提供科学依据。【方法】基于SSR标记具有稳定性强、多态性高和共显性特点,对6个国审骨干多花黑麦草品种采用30株混合取样策略,每个品种以不同单株构成的30株混合样本量进行3次重复试验,以重复试验中至少出现2次的频率高的强带进行统计,从165对多花黑麦草SSR引物中,筛选出20对引物用于多花黑麦草品种鉴定。并采用30株单株样本扩增与30株混合样本扩增相结合的方法,加之扩增结果的比对,进行品种的鉴定分析。【结果】利用13-07A、01-06D和15-08C引物对6个多花黑麦草品种进行30株单株和30株混合取样对比性分析表明,混合株的某些条带相对于单株条带更为明显,且条带数更多,但也易出现一些弥散带,单株扩增中出现频率在40%及以上的条带则会在混合样本中出现;3组混合取样结果表明,20对SSR引物共扩增出143条清晰可辨条带,其中多态性条带127条,多态性条带的比率为88.81%,每对引物扩增的条带数为5—11,平均为7.15条,平均多态性条带为6.35条,平均多态性信息含量(PIC)为0.571,有的引物虽多态性信息含量较低,但稳定性好,3组混合样本扩增结果几乎一致;6个多花黑麦草品种的遗传相似系数范围为0.4755—0.7552,遗传相似系数最大的为邦德和阿德纳,遗传相似系数最小的为长江2号和特高。在平均遗传相似系数为0.615时可以将6个多花黑麦草品种划分为三大类:第Ⅰ类包括安格斯1号、邦德、阿德纳、达伯瑞;第Ⅱ类是长江2号;第Ⅲ类是特高。20对引物中有9对引物可以直接进行6个品种的鉴定,而其余的引物只能鉴别其中的3个或4个,则可通过不同引物的组合提高鉴别能力。【结论】对于异花授粉植物,多态性并非衡量引物有效性的唯一标准,引物稳定性也是衡量引物有效性的重要指标;相对于单株取样法,采用混合取样法进行品种鉴定更为有效;筛选出的20对SSR引物可以明确区分供试材料,采用SSR分子标记对多花黑麦草进行品种鉴定分析具有可行性。

基于荧光检测技术的多花黑麦草EST-SSR指纹图谱的构建

【目的】构建基于EST-SSR荧光标记的多花黑麦草(Lolium multiflorumLam.)DNA指纹鉴定体系,为多花黑麦草品种鉴定提供高通量技术手段,为不同品种的合理应用提供参考依据,有效保护农民利益和育种权益。【方法】利用表型性状差异大的3个品种(特高Tetragold、长江2号Changjiang No.2和阿伯德Aubade),通过聚丙烯酰胺凝胶电泳从200对EST-SSR引物中筛选出扩增条带清晰、多态性好、扩增稳定的30对引物。在筛选出的每对引物5′端添加荧光标记FAM后,采用毛细管法通过DNA分析仪检测200个单株不同等位变异的扩增片段,从30对EST-SSR引物中筛选出25对扩增稳定的荧光引物,建立基于高通量荧光SSR标记的多花黑麦草品种鉴定体系。【结果】通过25对EST-SSR引物构建的DNA指纹图谱来进行10个多花黑麦草材料的品种鉴定。25对EST-SSR引物共检测到127个等位基因,等位变异扩增片段长度范围为51—249 bp,每对引物可检测到有效等位基因数为2—11个,特异等位基因最多可检测到11个(N101),平均每对引物4.00个;多态性位点的比率范围为33.33%—100.00%。平均PIC值为0.702,Shannon指数最大为3.322(N101),平均为1.929,基因多样性指数变幅为0.159—0.500,平均0.318,可鉴别的材料数为0—10个;其中14对特征引物在10个品种(系)上可检测出25个特异等位基因。综合来看,引物N101在200对引物中鉴别效率最高,可直接将10个多花黑麦草品种(系)区分开,在长江2号、赣选1号和川农2号上同时检测出特异等位基因。但由于多花黑麦草在品种间与品种内变异均较高,因此为鉴定更多材料,从25对引物中选择了6对扩增和检测效果较好的引物(N54、N101、N146、N151、N154、N156),6对引物可检测到的稳定等位基因数均不小于19个,在达伯瑞和邦德上最多可检测到22个等位基因。通过6对高效引物构建了10个多花黑麦草品种(系)的DNA指纹图谱,包括标准模式图、图谱代码和图谱QR编码。首次利用EST-SSR荧光标记毛细管电泳检测,为10个多花黑麦草材料分别构建了唯一的指纹代码和QR编码。【结论】利用6对高效引物构建了多花黑麦草SSR高通量鉴定体系,其中荧光引物N101多态性最高,可直接鉴别10个多花黑麦草品种(系)。

黑麦草对复合污染河道疏浚底泥修复的研究

采用室温盆栽试验,研究了黑麦草(LoliummultiflorumLam)对排污河道疏浚底泥中的重金属(Zn、Pb、Cu、Cd、Ni)-有机物复合污染的修复情况。结果表明,第2次收获(剪切)的黑麦草地上部分积累的重金属Zn、Pb、Cu、Cd的数量均小于第1次收获(剪切),且第2次连根收获发现黑麦草的根部积累了大量的重金属;两次收获地上部分积累的重金属数量和重金属的离子交换态数量有很好的相关性,而与底泥中重金属总量的相关性较差;种植黑麦草后的底泥中重金属的存在形态和晶格结构发生了变化。黑麦草对底泥中的有机污染物有很好的修复作用;在两次收获后的底泥中的有机污染物的降解率达到72.6%,大部分有机物被炭化为CO2和H2O,其中部分难降解的大分子量有机污染物也被植物降解为小分子量的易于被植物吸收的形态,种植黑麦草后底泥的多酚氧化酶和脲酶活性均得到提高。证明黑麦草是修复重金属-有机物复合污染的良好植株。

NFT培多花黑麦草净化罗非鱼养殖循环废水

采用室内养殖方法,进行了利用NFT培多花黑麦草(LoliummultiflorumLam)净化尼罗罗非鱼(Oreochromisniloti-cus)养殖废水并回流循环利用的研究。为期30d的试验表明,(1)养殖池水质参数除TP(总磷)超标外,其余指标均满足淡水渔业水质标准;(2)草生长增加的净化能力不足以净化鱼生长增加的污染物,水质总体上呈现恶化趋势;(3)NFT培多花黑麦草的生物量和品质与土培多花黑麦草基本一致;(4)仅利用多花黑麦草净化废水不能实现高密度养殖,必须采用其它措施。

耐镉根际促生菌的筛选及其对一年生黑麦草镉吸收积累的影响

利用含不同镉(Cd)浓度的LB(Luria-Bertani)培养基,从植物根际土壤分离得到32株耐镉根际菌,测定了这些菌株产吲哚乙酸、ACC脱氨酶活性、溶磷能力并根据培养皿促生试验的复筛结果,选取A02,Oj06和Ps08作为供试菌株。以一年生黑麦草(Lolium multiflorum Lam.)为材料,开展了耐镉根际促生菌调控镉胁迫下幼苗生长的试验。当土壤中镉含量为20±0.33mg·kg-1时,分别接种A02,Oj06和Ps08菌株,结果表明:与未接种菌株相比,接种3种菌株后一年生黑麦草地上部生物量和镉积累量皆显著提高,叶片中膜脂过氧化水平(MDA含量)则显著降低(P<0.05),土壤镉有效态含量增加,其中A02处理达显著水平(P<0.05)。因此,接种耐镉根际促生菌株可显著促进镉胁迫下一年生黑麦草幼苗生长,并且能通过增加土壤中镉的有效态,促进植株对镉的吸收与积累。

多花黑麦草引进种质与产草量相关形态性状的变异分析

对来源于国外的30份多花黑麦草种质与产草量相关的10个形态性状进行表型变异分析、简单相关分析、主成分分析和聚类分析,结果表明:各性状均表现出较高的变异系数和极高的多样性指数,其中,单株鲜重和分蘖数变异系数最高,拉伸株高和倒二叶宽多样性指数最高。主成分分析显示,前3个主成分累计贡献率为72.2%,第1主成分以旗叶宽、倒二叶宽和茎粗为主要特征;第2主成分以鲜重、节间长和拉伸株高为主要特征;第3主成分以旗叶长和倒二叶长为主要特征。聚类分析表明,30份种质可划分为4个类群,各类群在单株鲜重和株高等性状上差异显著,其中类群Ⅰ的4份材料具有单株鲜重高、分蘖多、植株高大、叶片细长等特征,从中筛选产草量较高的优良品系或亲本的潜力较大。

排污河道的疏浚底泥在园林中的应用研究

通过温室盆栽试验,考察了将天津市大沽排污河疏浚底泥应用于园林绿地后,其对景观园林植物———黑麦草、紫花苜蓿生理特性的影响以及植物对重金属的积累和对有机物的降解情况,并对重金属在土壤中的迁移特性及其对地下水的潜在危害进行了评价。结果表明,施用30、60、90、120 kg/m2的底泥,黑麦草和紫花苜蓿的发芽率均随底泥施用量的增加而减小,但植物的株高、生物量和叶绿素含量均高于对照组的,表明底泥的施用不仅没有对植物的生理造成伤害,而且促进了植物的生长;两种植物积累的Pb2+、Zn2+、Cu2+、N i2+量随着底泥施用量的增加而明显增加,但二者之间没有显著差异;土壤中有机污染物含量明显降低,且复杂的有机物被转化为易于被植物吸收利用的小分子有机物;土壤溶液中Zn2+浓度较高,需考虑其对环境的潜在危害。

添加黑麦草饲粮对鹅肉脂肪酸组成的影响

本研究旨在观察饲粮中添加不同比例多花黑麦草（Lolium multiflorum Lam）对鹅肉脂肪酸组成影响,揭示牧草摄食量与鹅肉α-亚麻酸（ALA）相对含量之间的关系。选用50羽14日龄长乐灰鹅,分成5个处理,饲养期60d。各处理饲粮中黑麦草干物质比例分别为：0.00%（CK）,5.42%,11.92%,19.52%和27.24%。结果表明：随着饲粮中黑麦草比例的提高,鹅肉ALA相对含量显著增加,试验各组分别比对照组增加了86.90%,197.24%（P〈0.05）,393.10%（P〈0.05）和304.83%（P〈0.05）;PUFA/SFA显著上升（P〈0.05）;n-6PUFA/n-3PUFA显著下降（P〈0.05）。鹅肉ALA相对含量与饲粮中黑麦草比例的曲线回归模型方程为：y=0.270＋0.106x-0.002x2（F=22.99＊＊）。当饲粮中黑麦草的干物质比例在0%~26.50%时,鹅肉ALA的含量呈上升趋势;当黑麦草的比例超过26.50%时,鹅肉ALA的含量转而呈下降趋势。说明黑麦草中的ALA能够通过摄食消化过程沉积到鹅肉中。

一年生黑麦草萌发期耐盐性综合评价

根据不同NaCl浓度模拟盐胁迫条件,对10个一年生黑麦草(Lolium multiflorum Lam.)品种萌发期的生长及生理生化指标进行研究,同时采用多元统计分析方法评价各个品种的耐盐性,旨在了解盐胁迫下萌发期耐盐特征及耐盐能力,为一年生黑麦草耐盐新品种选育、种质资源开发提供理论基础。结果表明:150 mmol.L-1NaCl盐浓度为该批种子的耐盐阈值,超过该浓度时,种子的萌发受到显著的抑制(P<0.05);通过方差分析显示,黑麦草不同品种间的相对发芽率、相对发芽势、根长/苗高、生物量、叶绿素含量、脯氨酸含量等10个指标差异性显著(P<0.05);最后采用聚类分析,10个黑麦草品种的耐盐性可以分成3类:第1类为相对耐盐,包括特高(Tetragold)、邦德(Abundant)、普通(Common);第2类杰威(Splendor)为中等耐盐,其余品种为第3类相对敏感品种。

三倍体毛白杨+黑麦草复合模式根土养分动态研究

针对退耕还林地三倍体毛白杨幼林与黑麦草牧草复合模式,研究了模式根系养分含量与土壤养分的动态变化.结果表明:模式中植物对土壤速效N的吸收,草根在0.395～0.408 g/kg,变化幅度平稳,树根在0.173～0.369 g/kg,变化幅度较大;对有效P的吸收规律正好与N素相反,树根含量在2.486～3.486 g/kg,变化较平缓,草根在4.572～6.092 g/kg,变化幅度较大;树根K的含量变幅较大,草根在整个年周期中的变幅都较小,而土壤K素供应充分;三倍体毛白杨根系吸收Ca含量是随着林地含量的增加而增加,其变幅在4.651～9.764 g/kg,而草根变幅达8.226～10.877 g/kg,与林地Ca的含量成相反趋势,草根在生活周期中对Ca的吸收影响着交换性Ca的变化;树根和草根生长对Mg的需求分别在10.547～10.744 g/kg和10.365～10.610 g/kg之间,不仅在月动态上相似,且在需求量上也相近,故在平衡施肥中应注意Mg肥的可利用性及生物吸持性.

农杆菌介导的DREB1A基因转化多花黑麦草及其转化体系的优化

采用携带卡那霉素抗性基因nptII和GUS基因的ubiquitin启动子驱动的表达载体pBI121/DREB1A的根癌农杆菌AGL1,对多花黑麦草幼胚来源的胚性愈伤组织进行了遗传转化,并优化了各种影响因素。胚性愈伤组织经根癌农杆菌感染和共培养后,用50 mg/L巴龙霉素筛选抗性愈伤组织,待抗性愈伤组织在IB分化培养基上分化成苗后用25 mg/L卡那霉素进一步筛选再生植株,获得了部分抗性植株。抗性植株的总DNA用DREB1A基因的特异引物进行PCR检测,转化频率为2.14%,PCR-Southern blot进一步验证了转化植株基因组中含有该外源基因。各种影响转化效率因素的优化实验表明,当转化时菌液浓度的OD600为2.0、侵染时间为1 h、共培养时间为2 d、共培养温度为21℃及在共培养期间使用乙酰丁香酮等,均可明显提高转化频率。

保护性耕作对坡耕地烟田水土流失的影响

在重庆市石柱县坡耕地开展保护性耕作试验,探究其对水土流失的影响。于2015年在重庆市石柱县坡耕地烟田开展试验,采用顺坡起垄的方式,设置4个处理：处理T1（不种植黑麦草）、处理T2（垄间种植黑麦草）、处理T3（垄体种植黑麦草）、处理T4（垄体种植黑麦草＋垄间种植黑麦草）。结果表明：垄间种植黑麦草可有效减少小区径流量58.66%-65.79%,小区产沙量62.50%-68.78%,硝态氮流失52.05%-57.22%,铵态氮流失51.03%-59.98%,总磷流失51.47%-65.88%和钾流失66.93%-69.33%。垄体种植黑麦草可有效减少小区径流量54.32%-61.59%,小区产沙量52.95%-62.98%,硝态氮流失63.73%-77.49%,铵态氮流失59.12%-67.81%,总磷流失62.84%-76.22%,钾流失75.17%-77.84%。垄间和垄体均种植黑麦草可有效减少小区径流量92.09%-98.25%,小区产沙量86.43%-95.91%,硝态氮流失87.89%-94.99%,铵态氮流失90.19%-97.06%,总磷流失81.99%-91.94%,钾流失91.52%-93.88%。整体而言,垄间种植黑麦草＋垄体种植黑麦草处理对重庆烟区水土保持效果最佳。

AM真菌辅助植物对河道沉积物重金属的修复

针对华北某市排污河道疏浚底泥外运处置的重金属污染问题,采用自然条件下的盆栽试验,研究AM真菌辅助黑麦草对疏浚底泥中重金属的修复。结果表明,种植黑麦草后,供试底泥中锌、铅、镉的含量有效降低了。其中,锌的减少量最多,但接种AM真菌对沉积物样品中锌的降解率提高较少,而对根际底泥中铅和镉含量的降低起了显著促进作用。黑麦草体内对锌的累积最多,但接种AM真菌对黑麦草体内累积锌总量的影响不太显著,只是促进了锌在黑麦草体内由地下向地上部分的运移。接种AM真菌能显著提高黑麦草对铅和镉的吸收和累积,尤其是能大大促进黑麦草地上部分对这两种重金属的累积。接种AM真菌还增加了黑麦草根际土壤菌群的多样性,并使黑麦草叶片结构变得纹理清晰。

不同刈割处理对稻草轮作黑麦草干物质产量和体外消化量的影响

[目的]探讨不同刈割处理对稻草轮作黑麦草干物质产量和体外消化量的影响。[方法]以黑麦草为材料，采用二因素四水平研究稻草轮作模式下不同刈割处理对黑麦草干物质产量和体外消化量的影响。[结果]在4个水平留茬高度下，40cm高度刈割黑麦草千物质产量最高，达5357．50kg／hm^2；在40cm高度刈割下，留萑高度为6cm的刈割处理黑麦草的千物质产量最大，达1562．50kg／hm^2；40cm高度下刈割并留茬6cm处理下的黑麦草干物质体外消化量最大，为1064．68kg/hm^2。[结论]在黑麦草高度为30～40cm且留茬高度为6cm左右时刈割，能取得最高的干物质产量和体外干物质消化量。

多花黑麦草早、晚熟品系生育进程中可消化养分变化的差异

为阐明多花黑麦草生长发育进程中养分变化的规律和品系间差异,田间试验测定了早熟品系孕穗到开花、晚熟品系拔节到开花不同器官中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)、非结构性碳水化合物(NSC)含量和干物质体外消化率(IVDMD),结果表明:早熟品系孕穗到开花、晚熟品系拔节到开花,NDF和ADF含量均在孕穗期最低;同时,NSC含量最高,分别达干物质重的2.68%和2.85%,IVDMD亦较高。早熟品系抽穗后IVDMD快速降低,而晚熟品系下降较为缓慢,从拔节到开花一直保持较高的营养品质。早、晚熟品系叶鞘的IVDMD均显著低于叶片,亦略低于茎秆。

多花黑麦草对不同形态氮的吸收动力学特征研究

采用改进常规耗竭法，比较研究了多花黑麦草（Lolium multiflorum Lam. ）对NH4^＋和NO3^－吸收动力学特征。结果表明多花黑麦草对NH4^＋和NO3^－吸收符合Miehaelis-Menten方程，它对NH4^＋的亲和力显著大于对NO3^－的亲和力，但对NH4^＋和NO3^－的最大吸收速率差异不显著，说明多花黑麦草偏爱吸收NH4^＋，在实际污水净化过程中，多花黑麦草具有优先吸收NH4^＋的趋势，若有足够的停留时间，其对NH4^＋净化程度会更高些；当吸收系统微生物受抑制时，多花黑麦草对NO3^－的吸收速率明显降低，亲和力明显提高，可见微生物对吸收体系中氮素的去除有一定促进作用。