基于表型探讨76份沙芦草核心种质构建策略

为了调查收集珍稀濒危沙芦草种质资源,提高保护利用效率,以76份沙芦草种质为材料,测定26个表型性状数据,采用2种遗传距离、3种取样方法、8种系统聚类方法和7种取样比例构建了55组候选沙芦草核心种质,利用筛选得到的最佳构建方案构建初级核心种质;应用均值差异百分率(MD)、方差差异百分率(VD)、极差符合率(CR)和变异系数变化率(VR)4个参数检验各取样策略的优劣。同时,以t检验对核心种质的变异程度及代表性进行评价,并用主成分分析法对核心种质进行确认。结果表明:“多次聚类偏离度取样法+欧式距离+可变类平均法+25%的取样比例”是构建沙芦草初级核心种质取样最佳策略;核心种质的主成分累计贡献率高于原种质,表明核心种质均匀分布在原始种质范围内,无重叠现象,有效地避免了核心种质的冗余;构建的19份沙芦草种质资源初级核心种质有效且质量较高,能够在保证冗余较少的情况下充分代表原种质遗传差异。

两种珍稀沙生植物草麻黄和沙芦草种子催芽技术研究

草麻黄和沙芦草是我国重点保护野生植物,然而由于自身发芽率低和生境被破坏等原因,导致种群数量减少,为保护并提高两种珍稀植物的数量,本研究通过室内试验进行了两种珍稀植物的种子繁育技术研究。研究结果表明,不同生长激素对于草麻黄和沙芦草种子发芽影响不同。30mg/L的IAA处理可以明显促进草麻黄种子发芽;10mg/L浓度以上的6-BA和100mg/L的GA3均会明显抑制草麻黄种子发芽及活力。同样GA3浓度高于100mg/L均会抑制沙芦草种子发芽,20mg/L的细胞分裂素可以促进沙芦草种子发芽,40mg/L的IAA可以显著提高沙芦草发芽率。DMSO浸泡10min对种子发芽无影响;浸泡20min时,1%浓度DMSO促进效果最佳;当浸泡30min时,0.5%浓度的效果最佳。因此使用30mg/L和40mg/L的IAA分别有助于草麻黄和沙芦草种子发芽,提高种子活力,同时0.5%的DMSO浸泡30min更适合用于沙芦草种子发芽处理。

宁夏沙芦草群落分类及群落特征与环境关系的研究

本文调查了宁夏17个典型沙芦草(Agropyron mongolicum)群落,采用双向指示种分析(Two-way indicator species,TWINSPAN)对沙芦草群落进行数量分类,利用冗余分析(Redundancy analysis,RDA)分析了其与环境因子之间的关系,旨在为沙芦草的保育提供基础数据和理论指导。结果表明:沙芦草群系可分为7个群丛,分别为沙芦草+兴安胡枝子(Lespedeza davurica)+猪毛蒿(Artemisia scoparia)群丛,沙芦草+兴安胡枝子+刺沙蓬(Salsola tragus)群丛,沙芦草+猪毛蒿+赖草(Leymus secalinus)群丛,沙芦草+砂蓝刺头(Echinops gmelini)群丛,沙芦草+短花针茅(Stipa breviflora)群丛,沙芦草+猪毛蒿+短花针茅群丛,沙芦草+猪毛蒿+宿根亚麻(Linum perenne)群丛。RDA分析显示扰动、坡度、土壤水分含量、土壤全磷含量是影响沙芦草群落地上生物量的主要因素(P<0.05),而生长季降水量和坡向是影响沙芦草群落物种多样性的主要因素(P<0.05),由此表明封育是恢复沙芦草群落的有力措施。

行距和播量对沙芦草种子产量及其构成因子的影响

为探究干旱半干旱区沙芦草(Agropyron mongolicum)种子生产适宜的行距和播量配比,本试验采用双因素裂区试验设计,分别设4个行距水平(20,30,40,50 cm)和4个播量水平(10,15,20,25 kg·hm^(-2)),研究了不同行距和播量配比对沙芦草种子产量及产量构成因子的影响。结果表明,行距对沙芦草实际种子产量和理论种子产量有极显著影响(P<0.01),播量对沙芦草实际种子产量有显著影响(P<0.05),行距和播量对沙芦草实际种子产量有极显著的正交互作用(P<0.01)。通径分析表明,小穗数、小花数、种子数、穗长和生殖枝数对种子产量的影响具有直接作用,对种子产量贡献最大的是生殖枝数;回归寻优模型分析得出,当行距为20 cm,播量为15 kg·hm^(-2)时实际种子产量最高。因此,在宁夏中部干旱区沙芦草种子生产中建议种植密度应为行距为20 cm,播量为15 kg·hm^(-2)最佳。

内蒙古冰草属(禾本科)一新变种——毛稃沙芦草

报道了内蒙古冰草属一新变种———毛稃沙芦草(Agropyron mongolicumKeng var.helini-cumL.Q.Zhao et J.Yang)。该变种外稃密被长柔毛,颖光滑无毛不同于沙芦草(A.mongolicumKeng)和毛沙芦草(A.mongolicumKeng var.villosumH.L.Y ing)

盐胁迫对沙芦草萌发特性影响及耐盐性评价

用不同浓度(0.00%、0.30%、0.60%、0.90%、1.20%)的Na Cl溶液对7份不同地区野生的沙芦草(Agropyron mongolicum)和对照蒙农1号蒙古冰草(Agropyron mongolicum cv.Mengnong No.1)进行种子萌发期盐胁迫试验,并采用隶属函数法对其耐盐性进行综合评价。结果表明,不同浓度的Na Cl溶液对沙芦草的各项指标均有影响,且随着胁迫强度的增强,发芽率、发芽势、发芽指数活力指数、苗长与根长均有明显下降;轻度盐胁迫(0.30%、0.60%)对沙芦草部分材料幼根的生长具有促进作用,重度盐胁迫(0.90%、1.20%)对幼根具有较强的抑制作用。隶属函数法评价结果表明,8份材料萌发期耐盐性排序为:冯记沟7号>新庄集5号>马儿庄4号>野湖井3号>四墩子1号>四墩子2号>蒙农1号蒙古冰草>罗山保护区6号,初步判定于冯记沟采集的沙芦草野生种耐盐性最强,于罗山保护区采集的野生种耐盐性最弱。

PEG-6000干旱胁迫对沙芦草种子萌发特性的影响及其抗旱性评价

采用不同浓度PEG-6000模拟干旱胁迫的方法对7份不同来源的沙芦草种质的种子萌发特性及其抗旱性进行鉴定和评价。结果表明:不同浓度PEG-6000胁迫对沙芦草种子的相对发芽率、相对发芽势、相对抗旱指数、相对活力指数、相对幼苗长、相对幼苗重均有明显抑制作用;低浓度PEG-6000干旱胁迫对相对幼根长具有促进作用,高浓度具有抑制作用。在PEG干旱胁迫下,7份沙芦草种子的相对发芽率、相对发芽势、相对幼苗长和相对根长差异较大,而相对抗旱指数、相对活力指数和幼苗重差异较小。通过隶属函数法综合评价认为,7份沙芦草种质材料的抗旱性顺序依次为3号>7号>2号>4号>6号>1号>5号材料。

围封对荒漠草原区沙芦草群落土壤种子库及地上植被的影响

以宁夏盐池县四墩子荒漠草原沙芦草群落为研究对象,通过室内种子萌发法和地上植被调查法研究了围封对沙芦草群落土壤种子库和地上植被的影响。结果表明:1)围封对沙芦草群落土壤种子库密度具有显著影响,围栏外土壤种子库密度为(1052±273)粒·m-2,围栏内种子库密度为(1885±100)粒·m-2,围封使土壤种子库密度增加了79.0%。围封后,一年生植物种数减少了8.2%,种子库密度却增加了44.0%;2)围栏外地上物种数28种,围栏内为32种,围封使地上植被植物种数增加了14.0%。其中多年生植物增加,一年生植物减少;3)围封后,沙芦草群落土壤种子库和地上植被的Margalef丰富度指数、Shannon-Wiener指数、Pielou均匀度指数、Simpson优势度指数均有增大趋势,但差异不显著,而其生活型功能群的多样性发生了不同程度的改变;4)围栏内外土壤种子库与其地上植被的Sorensen相似性系数均为中等不相似,封育样地(0.33)略低于未封育样地(0.35)。种子库之间相似性高达0.71,两个样地地上植被之间的相似性为0.62,二者均为中等相似,说明外界干扰对地上植被的影响要大于对种子库的影响。研究结果可为荒漠草原区植被的恢复与治理提供一定的参考。

封育对荒漠草原沙芦草群落土壤粒径分形维数及理化性质的影响

退化草地的恢复问题已经成为草地生态学关注的热点之一。作为宁夏草原的主体类型的荒漠草原,既是天然的生态屏障,也是重要的自然资源,对保障国家的生态安全具有重要意义。封育是保护荒漠草原的基本措施,封育的效果不仅表现为植被的恢复,也表现为土壤理化性质的改善。为了更好的恢复与重建荒漠草原退化生态系统,本文通过研究宁夏荒漠草原沙芦草群落围封内外土壤机械组成、土壤养分含量和土壤颗粒分形维数的变化,旨在揭示围封对荒漠草原土壤粒径组成及分形特征的影响,为荒漠草原生态系统的恢复治理与重建提供理论依据参考。研究结果发现:研究区土壤粒径分布在0~250μm之间。其中,围栏内黏粒(<2μm)、粉粒(2~50μm)含量占主导地位,围栏外以极细砂粒(50~100μm)所占比例最大,围栏内和围栏外粒径>250μm的比例几乎为0。与围栏外相比,围栏内0~10cm、10~20cm、20~40cm土层的土壤黏粒含量显著增加,而极细砂粒含量显著减少(P<0.05)。围封对土壤养分有不同程度的影响。围栏封育后,0~10cm土层土壤全N、全P含量显著增加,而碱解氮、速效磷含量显著降低(P<0.05);10~40cm土层的土壤养分均没有表现出一定的变化规律。沙芦草群落的土壤粒径分形维数在2.65~2.69之间变动。围栏封育后,0~10cm、10~20cm土层的土壤粒径分形维数显著增加(P<0.05),20~40cm土层无显著差异。总之,围封可以促使土壤颗粒细化,对土壤养分有不同程度的影响,并有助于提高土壤颗粒的分形维数;土壤粒径分形维数与土壤黏粒、极细砂粒含量均呈极显著的线性关系,说明土壤分形维数能够作为一个用来表征土壤质地以及退化土壤恢复程度的指标。

沙芦草+胡枝子混播草地的生物量及土壤速效养分

采用田间调查取样和室内分析相结合的方法,在宁夏盐池县四墩子试验基地以单播沙芦草(Agropyron mongolicum)、单播达乌里胡枝子(Lespedeza davurica)、同行混播和灌木地同行混播栽培草地为研究对象,研究了不同播种方式对草地生物量和土壤速效养分分布的影响,结果表明,地上生物量表现为同行混播草地>单播沙芦草草地>灌木地同行混播草地>单播达乌里胡枝子草地;随着土层深度的增加,地下生物量和土壤速效养分含量均呈降低的趋势,0-40cm各土层单播达乌里胡枝子草地地下生物量最小;土壤速效氮和速效钾含量均以同行混播草地最低,土壤速效磷含量以灌木地同行混播草地最低,说明混播不利于土壤速效养分的积累。

围封对荒漠草原沙芦草种群构件生物量分配特性的影响

以宁夏盐池县四墩子荒漠草原沙芦草(Agropyron mongolicum)为研究对象,通过对比研究围栏内外沙芦草种群各构件生物量、构件分配格局及其相关关系,试图揭示围栏封育对植物资源分配格局和生态策略的影响。结果表明,(1)围栏封育后,沙芦草种群的高度、丛幅、盖度以及株丛生物量显著提高,提高比例依次为78.96%(P=0.040)、63.50%(P=0.013)、50.89%(P=0.032)、205.38%(P=0.022),而密度无显著变化(P=0.330)。(2)围封对沙芦草种群各构件生物量具有显著影响,与围栏外相比,围栏内沙芦草种群根、叶、穗生物量显著提高,提高比例依次为183.52%(P=0.020)、334.09%(P=0.011)、381.25%(P=0.005);且围栏内外均表现为根生物量最大(围栏内为38.53 g,围栏外为13.59 g),穗生物量最小(围栏内为6.16 g,围栏外为1.28 g)。(3)围封后,沙芦草种群的生物量分配比发生了不同程度的变化。其中,生殖枝和叶的生物量分配比显著升高,分别升高了31.45%(P=0.020)和4.20%(P=0.000),而营养枝生物量分配比和根冠比显著降低,降低比例分别为281.62%(P=0.002)和13.33%(P=0.023)。(4)除营养枝生物量与丛幅间表现为显著负相关关系外(P=0.039),沙芦草种群各构件生物量间以及各构件生物量与株高、丛幅之间均存在显著或极显著正相关性。围栏封育对沙芦草种群构件生物量及其分配格局有显著的影响,说明围封是植物维持其种群持续更新能力和恢复其在群落中地位的重要措施之一。

两种化学诱变剂对沙芦草染色体的加倍效果

为提高沙芦草(Agropyron mongolicum)的牧草品质,筛选最优的染色体加倍方案,采用不同浓度的秋水仙素(0.02%,0.05%,0.08%,0.11%,0.14%+1.5%二甲基亚枫)和氟乐灵(1,5,10,15,20μmol·L-1)处理沙芦草种子,并进行表观形态及染色体数目的鉴定。结果表明,经处理的沙芦草种子成活后的变异植株均为二倍体与四倍体的混倍体;0.11%秋水仙素+1.5%二甲基亚砜处理20h的染色体数目变异率最大,高达50%,其成活率为40%;1μmol·L-1氟乐灵处理6h变异效果显著,变异率达38.46%。本研究为后期进一步筛选沙芦草加倍植株奠定了理论与试验基础。

宁夏野生沙芦草苗期耐盐性研究

为研究宁夏荒漠草原上生长的野生沙芦草(Agropyron mongolicum)的耐盐性,以宁夏荒漠草原上收集的7份野生沙芦草和蒙农1号蒙古冰草为材料,用不同浓度的NaCl和Na2SO4复合盐对其幼苗进行盐胁迫,测定其膜透性,叶绿素、类胡萝卜素、游离脯氨酸(Pro)、丙二醛(MDA)含量及超氧化物歧化酶(SOD)活性等生理生化指标,并利用隶属函数对其耐盐性进行了综合评价。结果表明,随着盐胁迫浓度的增加,8份沙芦草材料幼苗的细胞膜透性、Pro含量、SOD活性均呈上升趋势;叶绿素和MDA含量呈下降趋势;类胡萝卜素含量无明显变化。通过隶属函数对8份沙芦草的耐盐性综合评价,其耐盐性排序为:蒙农1号蒙古冰草>3号沙芦草>4号沙芦草>2号沙芦草>5号沙芦草>7号沙芦草>6号沙芦草>1号沙芦草。

沙芦草青贮研究

本试验以沙芦草为原料,尝试其调制青贮饲料的可行性,探讨沙芦草作为青贮饲料利用的饲料品质。通过对青贮前后的发酵品质和营养物质的测定,结果表明:沙芦草通过调制青贮饲料,可以保存青贮饲料营养成分;沙芦草两种青贮处理pH值均较高,分别为5.87和5.55,但直接青贮可作为饲料使用。添加剂青贮乳酸含量和总酸含量显著高于直接青贮,并且氨态氮占总氮比例显著低于直接青贮(P<0.05),可以改善沙芦草青贮饲料的发酵品质。添加剂青贮饲料的WSC、ADF含量与直接青贮差异不显著(P>0.05);但粗蛋白、粗脂肪、粗灰分、钙、磷含量显著高于直接青贮(P<0.05),NDF含量显著低于直接青贮(P<0.05),可改善青贮饲料的营养价值。

沙芦草种子发芽抑制物的初步探究

沙芦草又称蒙古冰草,具有抗旱、抗寒、抗病、耐盐碱等优良性状,是荒漠草原和典型草原地带沙地主要植被之一。沙芦草种子存在发芽率低、发芽持续时间长等野生特性,这对沙芦草人工种子繁育和生产利用造成一定程度的影响。为探究沙芦草种子休眠机制,试验分别用石油醚、乙醚、乙酸乙酯、甲醇、丙酮等5种有机溶剂和纯水对沙芦草种子稃壳进行浸提,利用白菜种子发芽试验测定各提取相的抑制性,通过气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)对5种有机溶剂浸提液进行分离鉴定,确定浸提物质的种类和性质。结果表明:沙芦草种子稃壳的各相浸提液对白菜种子的发芽率、根长及苗高均有不同程度的抑制作用,其中抑制作用最强的是水相,其次是乙酸乙酯相和甲醇相;通过GC-MS检测,发现沙芦草种子稃壳中存在烷类、醇类、酯类、酮类、苯类、酰胺、缩醛、酸类和酚类等9类32种有机化合物,其中醇类、酮类和烷类物质的含量相对较高,且大部分为水溶性物质。因此,沙芦草种子稃壳中存在的醇类、酮类和烷类等可溶性物质是引起沙芦草种子休眠的主要原因之一,该研究可为寻找沙芦草种子休眠破除方法提供理论依据。

干旱、盐及旱盐复合胁迫对沙芦草光合和生理特性的影响

为明确干旱、盐及旱盐复合胁迫对沙芦草(Agropyron mongolicum)光合和生理的影响,本研究以‘盐池’沙芦草新品种为材料,采用盆栽试验,设置对照CK(正常供水,75%田间最大持水量)、干旱D(35%田间最大持水量)、盐S(75%田间最大持水量,土壤含盐量0.4%)和旱盐复合DS(35%田间最大持水量,土壤含盐量0.4%)4个处理,测定其生长、光合响应和生理特性等指标。结果显示:沙芦草株高、叶面积和根直径在S胁迫下比CK显著升高(P<0.05),D与DS胁迫下,根表面积、叶面积和根直径与CK均存在显著差异,但DS胁迫造成的伤害小于D胁迫;沙芦草的光合特性指标在S胁迫后升高,D和DS胁迫下呈现下降趋势,DS胁迫降低幅度小于D胁迫;D,S,DS胁迫下沙芦草的过氧化物酶(Peroxidase,POD)、Na^(+)/K^(+)比、丙二醛(Malondialdehyde,MDA)、游离脯氨酸呈现升高趋势,且DS胁迫下的POD、游离脯氨酸介于单一胁迫之间,MDA含量高于单一胁迫。结果表明,沙芦草具有一定的耐盐性,并且在DS胁迫下表现出一定交叉适应性。

小麦近缘植物沙芦草围封保护效果研究

在盐池县大水坑小麦近缘植物原生境保护点开展了小麦近缘植物——沙芦草的围封保护效果研究。7年的动态监测结果表明:沙芦草群系以沙芦草+牛枝子+猪毛蒿群丛和沙芦草+长芒草+牛枝子群丛为主,物种丰富;沙芦草的盖度、密度、重要值和分布面积总体上均逐年上升,沙芦草得到了较好的恢复,围封保护效果显著;沙芦草的生态优势度和物种丰富度总体上均有上升趋势,成为群落中不可替代的优势种。

新疆野生沙芦草萌发期抗旱生理机制研究

新疆野生沙芦草属于国家二级保护植物,属于冰草属多年生丛生牧草,抗寒、抗旱、耐盐碱性强,营养丰富,是我国北方干旱和半干旱地区改良天然牧草和人工草地的适宜草种。在新疆维吾尔自治区阿勒泰等干旱半干旱荒漠地区随处可见成片的沙芦草,而这些正是经过长期自然选择形成的珍贵的抗旱耐寒野生牧草资源,是一种具有重要生态和遗传价值的植物材料。

外源褪黑素对干旱胁迫下沙芦草幼苗生长和生理特性的影响

为明确外源褪黑素对沙芦草干旱胁迫的缓解效应,以‘盐池’沙芦草为试材,采用聚乙二醇6000(PEG-6000)模拟干旱胁迫,研究沙芦草幼苗对干旱胁迫的响应以及外源添加不同浓度(0、1、10、50、100、150和200 mg·L^(-1))褪黑素对干旱胁迫下沙芦草幼苗生长和生理特性的影响。结果表明:干旱胁迫显著抑制沙芦草幼苗的生长,而外源添加不同浓度的褪黑素均能够缓解干旱胁迫引起的沙芦草幼苗生长抑制,并且当褪黑素浓度为100 mg·L^(-1)时缓解效果最显著。与单独干旱胁迫处理相比,在干旱胁迫下外源添加100 mg·L^(-1)褪黑素后沙芦草幼苗株高、地上干重和叶片相对含水量分别增加58.2%、121.2%和48.1%,叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量分别增加48.7%、80.8%和38.3%,超氧化物歧化酶、过氧化物酶和根系活力分别增加12.6%、33.9%和39.1%,抗坏血酸和谷胱甘肽含量分别增加19.5%和18.3%,脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白含量分别提高16.2%、32.6%和14.3%,而丙二醛、过氧化氢和超氧阴离子含量分别降低45.8%、65.8%和30.8%。综上,外源添加100 mg·L^(-1)褪黑素能够显著促进沙芦草幼苗生长,增强抗氧化能力,增加渗透调节物质含量,抑制干旱胁迫下沙芦草植株体内活性氧的过度产生,降低膜质过氧化水平,从而提高沙芦草幼苗的耐旱性。

蒙古冰草遗传多样性的等位酶分析

采用聚丙烯酰胺凝胶电泳技术检测了内蒙古中东部地区蒙古冰草 6个天然居群和 2个栽培品种的遗传多样性和居群结构。 12个酶位点的多态位点百分率为 6 7.71% ,基因多样性指数 (He)为 0 .2 85 ,显示出了较高的遗传多样性。从遗传多样性的分布格局来看 ,8个居群的遗传分化系数 GST=0 .12 9,表明在总的遗传变异中 ,只有 12 .9%的变异存在于居群间 ,而 87.1%的变异存在于居群内。同时 ,6个天然居群的总基因多样度 (HT=0 .4 39)和基因分化系数(GST=0 .0 32 )也大于 2个栽培品种的相应值 (HT=0 .4 2 3,GST=0 .0 10 )。 UPGMA聚类分析的结果表明 。