白三叶种质资源耐酸铝性综合评价

白三叶(Trifolium repens)是一种世界性优质的蛋白饲草,在我国长江流域及以南地区被广泛栽培,而南方地区多为酸性土壤。研究发现,白三叶具有一定的耐酸铝性,因此筛选耐酸铝种质对于开发白三叶优异资源、培育耐酸铝新品种具有重要意义。以30份国内外白三叶种质为对象,研究不同酸铝浓度下的白三叶萌发特性,并采用隶属函数法进行耐酸铝性综合评价。随Al3+胁迫浓度的增加,白三叶发芽率逐渐降低,发芽势和发芽指数下降,胚根变短、变粗;Al3+浓度≥1.0 mmol·L^(-1)时白三叶种质发芽率和胚根长度受到显著抑制(P<0.05)。除胚根直径外,白三叶萌发性状不同胁迫浓度间差异显著(P<0.05),且萌发期每个胁迫处理下同一性状不同白三叶材料间亦存在极显著差异(P<0.01)。在2 mmol·L^(-1)处理下白三叶多数性状具有更大的变异系数指标差异,可作为白三叶耐酸铝性综合评价的适宜胁迫浓度。聚类分析将30份白三叶划分为3个耐酸铝能力不同的类群,其种质耐酸铝性强弱与综合评价值基本一致。来自荷兰的种质‘EM196’和来自澳大利亚的种质‘EM085’具有较高的酸铝胁迫耐受性。

白三叶杂交F1代群体的表型鉴定及SSR分析

早期快速鉴定白三叶(Trifolium repens L.)F1杂交子代,获取真杂种对白三叶优良品系的培育和遗传学研究具有重要的意义。本文针对两个白三叶亲本及55个杂交F1的6个表型性状进行分析,绘制聚类热图,再选用3对特异性SSR引物鉴定杂交F1代的真实性。结果表明,在聚类热图中57个株系可以根据亲本的表型性状划分为父本型和母本型。筛选出的19对SSR引物共扩增共得到清晰可辨条带281条,多态性条带137条,多态位点占比为48.41%,每个SSR位点的PIC在18.49%~43.58%之间,平均值为34.73%。其中3对特异性引物在55个杂交后代中共鉴定出53个真杂种,真杂种比率为96.36%,与UPGMA聚类分析结果基本一致。19对SSR分子标记引物具有较高的多态性,可直接用于白三叶遗传多样性分析、杂种鉴定等相关研究,鉴定到的白三叶F1代真杂种为后续育种工作奠定重要基础。

白三叶花色遗传规律及对光温的响应

为明确白三叶红花突变体花色性状的遗传规律,探究光温对花色表达的影响,以白三叶红花突变体和白花品种为材料进行杂交、回交、自交和测交试验,研究杂交后代花色性状分离规律,并分析不同温度和光照处理下白三叶突变体花色的色度差异。白三叶红花突变体与白花品种杂交F1代花瓣均显白色,突变体自交一代(S_(1))花瓣均显红色;F_(2)代和回交一代(BC_(1))花色分离符合孟德尔遗传规律,红花与白花比例分别为49:699和96:279,基本符合1:15和1:3的预期比例。相对于暖温环境(28℃8 h,34℃16 h),低温处理(12℃8 h,18℃16 h)显著降低花瓣亮度值(L值),红色度(a值)增加但差异不显著;温度骤降显著提高花瓣红色度,降低花瓣亮度。遮光2 d后突变体花瓣颜色由红转白,恢复光照1 d后又转为红色。白三叶红花突变体花色性状受双隐性基因控制,光是白三叶红花突变体花瓣颜色调控的关键因素。

褪黑素浸种对干旱胁迫下白三叶种子萌发和幼苗生长的影响

本研究以‘Haifa’白三叶(Trifolium repens‘Haifa’)为试验材料,探讨了干旱(15%PEG-6000溶液)胁迫下不同浓度(50,100,150,200,250μmol/L)褪黑素(MT)浸种对其种子萌发,幼苗生长与生理特性的影响。结果表明,PEG胁迫显著抑制了白三叶种子萌发和幼苗正常生长;采用50~200μmol/L外源褪黑素浸种均可促进干旱胁迫下白三叶种子萌发,提高干旱胁迫下种子萌发指数,幼苗叶绿素含量、可溶性蛋白含量和SOD活性;且随着褪黑素浓度增加均呈先增后降的趋势。隶属函数分析结果显示,MT浸种对促进干旱胁迫下‘Haifa’白三叶种子萌发的综合作用排序为MT150>MT200>MT100>MT50>MT250,最佳处理浓度为150μmol/L。综上,褪黑素浸种可显著促进干旱胁迫下‘Haifa’白三叶种子萌发和幼苗生长,为进一步在干旱半干旱地区应用褪黑素开展白三叶抗旱管理提供理论依据和技术支撑。

外源赤霉素和褪黑素对三种胁迫下白三叶种子萌发、幼苗生长及生理的影响

为探究外源赤霉素(GA)和褪黑素(MT)对盐、碱和干旱胁迫下白三叶(Trifolium repens)种子萌发、幼苗生长及抗氧化酶的影响,本试验以白三叶‘瑞文德’为试验材料,设置不同浓度(5,10,20,50 mg·L^(-1))GA和(1,2,5,12 mg·L^(-1))MT的处理,测定了3种胁迫下种子萌发、幼苗生长及生理指标。GA和MT可有效缓解盐、碱和干旱胁迫对白三叶种子萌发及幼苗生长的抑制作用,且随着外源物质浓度的升高,各指标呈先升后降的趋势。其中,20 mg·L^(-1)GA显著促进了盐胁迫下白三叶的种子萌发;5 mg·L^(-1)MT显著增加了干旱胁迫下白三叶的胚根长和鲜重;20 mg·L^(-1)GA显著提高了碱胁迫下白三叶的SOD、POD和CAT活性。通过隶属函数分析得出20 mg·L^(-1)GA浸种缓解盐和碱胁迫效果最佳,5 mg·L^(-1)MT浸种缓解干旱胁迫效果最佳。因此,在盐、碱和干旱胁迫条件下,使用20 mg·L^(-1)GA或5 mg·L^(-1)MT浸种能够显著促进白三叶种子萌发和幼苗生长。

氧化石墨烯对白三叶根系生长、生理和解剖结构的影响

为了探究氧化石墨烯(GO)对植物根系特征的影响,以GO和豆科植物白三叶(Trifolium repens L.)为实验材料,通过将不同质量分数的GO(0.2%、0.4%和0.6%)添加到土壤中,进行为期100 d的植物培养,分析了白三叶根系生长、逆境生理、营养吸收及其解剖结构的响应特征.结果显示:随着GO质量分数的增加,白三叶的根系生长和根系活力显著下降,0.6%GO处理组的根长、直径、体积、干重和根系活力较对照组分别降低了31.2%、35.1%、62.5%、94.1%和64.6%.GO处理后根系的抗氧化酶活性显著增加,矿质营养元素含量随着GO质量分数的升高而降低.根系输导组织的解剖结构参数,包括周皮厚度与细胞层数、导管直径与数量、维管柱宽度、木栓层厚度均随GO质量分数的增加逐渐减小.由此可知,GO会诱导白三叶根系氧化胁迫,激活抗氧化酶系统,抑制根系对矿质营养的吸收,破坏根系输导组织结构,最终抑制了根系生长.

白三叶入侵对草地早熟禾功能性状及草坪质量的影响

【目的】白三叶入侵会挤占草坪草的生存空间,严重威胁草坪的质量和功能。明晰白三叶入侵对草坪植物草地早熟禾功能性状及草坪质量的影响,可深入了解白三叶入侵机制,为禾本科草坪的建植养护提供理论依据。【方法】以白三叶入侵草地早熟禾草坪为对象,采用样地调查方法考察不同白三叶入侵程度(对照及轻度、中度、重度入侵)下草地早熟禾功能性状及草坪质量的差异,并通过隶属函数法综合评价各入侵程度下草坪质量。【结果】(1)随白三叶入侵程度的增加,草地早熟禾各器官碳含量、叶片建成成本及碳氮比、碳磷比和氮磷比逐渐降低,而比叶面积、各器官氮和磷含量增大。(2)同一入侵程度下,草地早熟禾各器官碳、氮和磷含量均表现为叶大于根和茎,碳氮比和碳磷比表现为根和茎大于叶,而其氮磷比表现为茎和叶大于根。(3)随白三叶入侵程度的增加,草地早熟禾草坪密度、质地、绿度指数和均一性降低,而地上生物量和地下生物量增大。(4)隶属函数法综合评价结果显示,草坪质量以白三叶未入侵时最优,重度入侵时最差,且叶碳含量对草坪质量的影响最大。【结论】白三叶入侵改变了草地早熟禾功能性状,降低了入侵区草坪质量,严重影响了草坪景观和功能。

1株白三叶根际产铁载体菌的功能特性及培养条件

为充分利用贵州岩溶山区牧草根际促生菌资源,以野生白三叶(Trifolium repens)根际铁载体产生菌TSQA26-3为研究对象,结合形态观察、VITEK-2全自动微生物鉴定系统和16S rRNA基因序列分析对菌株进行分类鉴定,开展菌株促生特性研究,筛选适宜菌株合成铁载体的发酵基础培养基,通过单因素试验和正交试验相结合,确定最佳培养基成分和培养条件,促进菌株合成铁载体能力的提升。结果表明,菌株TSQA26-3为恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida);菌株同时还具有溶解无机磷、产植物生长素(IAA)和固氮能力;优化后的培养基(MG培养基)配方为,甘露醇25.0 g·L^(−1),L-谷氨酰胺2.5 g·L^(−1),K2HPO41.0 g·L^(−1),MgSO4·7H2O 0.25 g·L^(−1);最佳培养条件为,培养基初始pH 7.0,摇床转速170 r·min^(−1),培养温度30℃,培养基装液量为每250 mL瓶中装70 mL。

5-ALA浸种对NaCl胁迫下白三叶种子萌发的影响

采用100mmol/L的NaCl溶液模拟盐胁迫,通过不同浓度5-ALA(5-氨基乙酰丙酸,5-Aminolevulinic acid,10、20、30、40、50mg/L)对‘海法’白三叶(Trifolium repens‘Haifa’)种子浸种6h,研究5-ALA浸种对NaCl胁迫下白三叶种子萌发的影响。结果表明:NaCl胁迫抑制白三叶种子的萌发及幼苗的生长,而外源5-ALA能有效提高白三叶种子的发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数,提高幼苗的胚根长、叶绿素含量和类胡萝卜素含量,降低相对盐害率,显著促进白三叶种子萌发(P<0.05),但外源5-ALA对白三叶幼苗鲜重、下胚轴长等指标无显著影响(P>0.05)。浓度为30mg/L的5-ALA浸种能有效缓解NaCl胁迫,发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数分别达到85.78%、90%、39.83、1.84。研究结果为盐碱地区白三叶的建植及提高白三叶的耐盐性提供了一定的理论基础与实践依据。

紫花苜蓿、白三叶硒蛋白的提取方法筛选及工艺优化

硒蛋白是微量元素硒(Se)在生物体内发挥生物学作用的主要形式,对宿主在抗氧化、抗炎、提高免疫力等方面有重要意义。为探究不同豆科牧草硒蛋白提取方法筛选及其工艺优化,本研究以紫花苜蓿(Medicago sativa)和白三叶(Trifolium repens)为原材料,采用碱提法(NaOH)、盐提法(NaCl)、酸提法(HCl)和水提法(H2O)4种溶剂提取法获得牧草硒蛋白,并在单因素试验基础上进行正交试验优化硒蛋白提取工艺。结果表明:碱提法提取紫花苜蓿和白三叶硒蛋白效果最好。紫花苜蓿最佳工艺条件为温度40℃、料液比1∶20 g·mL^(-1)、碱浓度0.15 mol·L^(-1),硒蛋白提取率为35.39%。白三叶最佳工艺条件为温度50℃、料液比1∶40 g·mL^(-1)、碱浓度0.15 mol·L^(-1),硒蛋白提取率为35.52%。本研究可为从豆科牧草中提取硒蛋白提供重要的技术支持和实践指导。

高加索三叶草与白三叶杂种F_(1)代表型遗传变异研究

对高加索三叶草(♀)、白三叶(♂)及其远缘杂交育成的8个F_(1)代株系的13个数量性状和7个质量性状进行调查,研究杂交F_(1)代表型的相对遗传力与杂种优势。结果表明:13个数量性状表型遗传多样性丰富,11个性状的变异系数超过10%;7个质量性状遗传多样性指数较低;F_(1)代表型遗传多为正向显性,相对遗传力a1最高可达1.92,母本对F_(1)代的相对遗传力较父本高;F_(1)代杂种优势最明显的是小花数与结实小花数,杂种优势率达65.03%和80.96%;聚类分析表明,8个F_(1)代与高加索三叶草距离较近,与白三叶距离较远。

白三叶根际产铁载体菌的分离及促生特性研究

【目的】挖掘贵州省内野生牧草根际产铁载体菌资源,为植物根际促生菌的进一步开发利用提供菌种资源,为解决植物缺铁症促进植物抗逆增产提供依据。【方法】采用土壤稀释法对白三叶根际产铁载体菌进行分离,利用定性、定量分析对其产铁载体能力进行测定,通过16S rRNA基因序列鉴定菌株,并对菌株促生特性进行检测。【结果】从贵州黔南、贵阳、铜仁地区3份白三叶根际土壤中分离得到产铁载体菌5株(TSQD-1、TSQD-2、TSGH-1、TSTY-1、TSTY-2),均属于假单胞菌属(Pseudomonas sp.),其中,菌株TSGH-1、TSQD-1和TSQD-2有较强的产铁载体能力;5个菌株均具有溶解无机磷、固氮和分泌IAA能力,其中,TSGH-1有较强的溶解无机磷能力和较高的固氮酶活性,TSTY-2具有较高的产IAA能力。【结论】贵州白三叶根际土壤产铁载体菌株均属假单胞菌属(Pseudomonas sp.),TSGH-1、TSQD-1和TSQD-2菌株同时具有溶磷、固氮和分泌IAA能力,具有多重促生特性。

镉对不同品种白三叶(Trifolium repens L.)种子萌发及幼苗生长的影响

白三叶(Trifolium repens L.)是一种重要的多年生优质豆科牧草本,具有生物量大和耐受重金属的特点。本研究通过培养皿滤纸法,研究了不同Cd浓度(0,20,50,100μmol·L-1)对10个白三叶品种种子萌发和幼苗生长的影响,结果表明,白三叶种子的发芽势、发芽指数和活力指数随着Cd处理浓度的增加而显著降低,发芽率没有显著变化。20μmol·L-1的Cd处理显著抑制了所有参试品种的芽长,100μmol·L-1的Cd处理显著抑制了根长。利用隶属函数法对10个品种白三叶的Cd耐受性进行了综合评价,结合抗氧化系统相关生理指标(MDA,SOD,POD等)分析表明,‘Siral’以其较高的Cd耐受性,可推荐为重金属镉污染土壤种植的理想品种。

白三叶种子的适宜收获时期研究

为了明确哈尔滨地区白三叶(Trifolium repens)种子的适宜收获时期,试验以“菁牧2号”白三叶新品种为对象,采用田间观测和室内测定相结合的方法进行了不同收获期(初花期后第35,40,45,50,55,60,65,70天)白三叶的花序数、成熟花序数、花序小花数、花序荚果数、荚果种子数、种子产量(表现种子产量、实际种子产量)、千粒重、发芽率及活力指数等指标的比较与分析。结果表明:收获时期对白三叶种子产量和质量影响明显,随着收获时期的延长,白三叶的花序数、成熟花序数、花序小花数、花序荚果数、荚果种子数、表现种子产量、实际种子产量、千粒重、发芽率和种子活力指数等基本上都呈现出先增加后降低的趋势。所有指标都是在初花后第60天和65天达到或接近最大值,此时的实际种子产量较高,在34.80~36.91 g/m^(2)之间,发芽率为87.3%~91.8%,并且显著高于前期收获(初花期后第35~55天)。说明在哈尔滨地区,白三叶种子的最佳收获期为初花期后第60~65天。

丛枝菌根真菌和根瘤菌对白三叶氮同化的影响

为揭示丛枝菌根真菌(AMF)和根瘤菌在白三叶氮(N)同化中的作用,该研究对白三叶进行单一或联合接种隐类球囊霉(Paraglomus occultum)和三叶草根瘤菌(Rhizobium trifolii),分析其对白三叶的生长、光合作用、叶片N和氨基酸含量以及N同化相关酶活性的影响。结果表明:(1)单一接种AMF或根瘤菌以及联合接种AMF和根瘤菌均显著增加了白三叶的株高、匍匐茎长度、叶片数、地上部生物量、总生物量、叶绿素b和总叶绿素含量、稳态光量子效率和叶片N含量,这种增强效应是联合接种>单一AMF>单一根瘤菌>未接种处理。(2)联合接种AMF和根瘤菌显著增加了白三叶叶片中丙氨酸、精氨酸、天冬酰胺、天冬氨酸、谷氨酰胺、谷氨酸和组氨酸的含量,显著提升了叶片N同化相关酶如硝酸还原酶、亚硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶、谷氨酸合成酶、谷氨酸脱氢酶、天冬酰胺合成酶和天冬氨酸转氨酶的活性,显著促进AMF对白三叶根系的侵染。综上认为,联合接种AMF和根瘤菌通过激活N同化相关酶活性有效促进N同化,产生更多氨基酸,进一步促进白三叶植株生长;联合接种AMF和根瘤菌具有协同作用,有效促进了白三叶的N同化。

胺鲜酯(DA-6)浸种对盐胁迫下白三叶种子萌发及抗盐性的影响

以白三叶(Trifolium repens L.‘Haifa’)为研究对象,研究了0.8 mmol·L-1胺鲜酯(DA-6)浸种处理对白三叶种子在盐胁迫条件下萌发的影响,并对DA-6诱导的耐盐机理进行初步研究,为白三叶的栽培管理提供参考。结果表明,DA-6浸种显著提高了盐胁迫下种子的发芽势、发芽率、活力指数、发芽指数、茎长和鲜干重(P<0.05)。盐胁迫显著诱导了游离脯氨酸和可溶性糖的积累,降低了细胞渗透势(P<0.05)。此外,盐胁迫导致了萌发种子中活性氧(超氧阴离子和过氧化氢)和膜脂过氧化产物丙二醛含量显著增加,电导率显著升高(P<0.05)。DA-6浸种前处理显著提高了胁迫下抗氧化酶(SOD、POD和APX)的活性,增幅分别为33.0%、31.9%和49.1%,这有效地缓解了由盐胁迫引起的氧化损伤,有利于幼苗稳定细胞膜(P<0.05)。本研究表明DA-6浸种处理通过增强抗氧化防御并降低细胞氧化伤害,从而提高盐胁迫下白三叶种子的萌发特性和胁迫耐受性。

白三叶耐铝种质筛选及耐铝评价指标分析

为评价西南地区白三叶种质耐铝性强弱,发掘优异材料,试验以采自四川、贵州地区的82份白三叶种质和生产中应用广泛的国审品种‘海法’(Haifa)、‘胡依阿’(Huia)为供试材料,使用水培方法,观测不同种质在铝胁迫(4mmol·L^(-1))15 d的生长状况,利用隶属函数法初步筛选耐铝性差异材料。试验进一步通过观测9份初筛种质铝胁迫下的生长及生理变化,采用隶属函数法计算不同种质耐铝得分,采用主成分分析法分析不同耐铝评价指标贡献率,结合根尖苏木精染色结果,对白三叶种质进行耐铝性综合评价。结果表明:铝胁迫可引起供试白三叶株高、根长、干重、绿值、相对叶片含水量、叶绿素含量、最大光能转化效率及叶片健康指数显著下降(P<0.05);相对电导率和丙二醛含量显著增加(P<0.05);根尖活性铝含量增加。材料Tr016、Tr056、Tr060、Tr062、Tr077生长指标相对值的隶属函数得分排名靠前;而Tr009、Tr021、Tr040、Tr048、Tr075得分排名靠后。综合评价结果显示,材料Tr016、Tr060具有较强的耐铝性,而Tr021耐铝性较弱;主成分分析表明,铝胁迫下白三叶相对株高、相对根长和相对干重可作为生长鉴定指标,而光合参数(叶绿素含量、最大光能转化效率、叶片健康指数)及丙二醛含量可作为生理鉴定指标。该研究可为白三叶种质资源苗期耐铝性评价和新品种选育提供参考与基础材料。

四川省甘孜州野生白三叶居群分布特征与表型变异分析

2019~2020年实地调研四川省甘孜州野生白三叶资源的分布状况,按居群采样策略广泛收集种质,并研究其表型变异,以发掘野生白三叶的优质种质资源。结果表明:四川省甘孜州野生白三叶在海拔740~4254 m区域均有分布,分布地海拔高度上移;居群主要分布于高山山地、河滩草地、灌丛草地,除形成单一优势种群外,群落伴生植物还包括禾本科植物、菊科蒿属植物及其他杂类植物,以白三叶+禾本科植物群落居多;7个居群100份白三叶材料表型性状变异系数表现为叶面积(30.47%)>株高(25.40%)>叶长(18.31%)>叶宽(17.10%)。ANOSIM分析及Mantel检验表明,供试白三叶表型变异主要来源于居群间,株高、叶长、叶宽与海拔高度极显著相关(P<0.01)。聚类分析表明,甘孜州野生白三叶7个居群可分为4类。

基于文献计量的白三叶草栽培技术

为深入探究白三叶(Trifolium repens)在草学研究领域中的发展脉络,从主观判断转向客观计量,该研究以CNKI和Web of Science核心合集为数据来源,借助VOSviewer和CiteSpace软件对白三叶草栽培研究的文献进行计量分析。结果表明,关于白三叶栽培技术研究的发文量呈现“初期缓慢、中期迅速、后期趋减”的趋势,西北农林科技大学、四川农业大学和甘肃农业大学是国内的主要研究机构。经过生成期、转折期和成熟期3个阶段,白三叶栽培技术的研究主题逐步从牧草资源开发和生态适应性向果园生草转移,其主要研究趋势为提高牧草产量和发展草业是白三叶的研究基础,新西兰等国家在该领域发挥了重要作用;“土壤微生物多样性”、“果园生草”及“果园碳氮循环”是未来白三叶牧草栽培的研究重点。

白三叶-作物-根瘤菌互轮系统对不同重金属污染农田土壤的生态修复效果

为了深入探究白三叶-作物-根瘤菌共生互轮系统对不同重金属污染农田土壤的生态修复与作物轮作效应,通过2017年盆栽预备试验,在获得理想效果的基础上,又于2018—2019年多点对比盆栽进行+正式试验,比较不同土壤铅添加量(0、50、100、200、400 mg/kg)下,白三叶在是否接种根瘤菌的情况下,对其叶绿素含量与地下部和地上部的鲜质量、氮含量、铅含量以及作物(小麦)生长的影响,进而同步移植到江苏省张家港市进行大田不同对比区域验证试验。结果表明,在不同程度铅胁迫下,接菌组较不接菌组的白三叶地下部和地上部鲜质量分别增加15.2%~54.1%、15.1%~44.6%,表明铅胁迫对白三叶生物量的抑制作用在接种根瘤菌后能有效降低。在不同程度铅胁迫下,接菌组较不接菌组的白三叶叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量分别增加0.6%~20.3%、7.2%~35.4%、0.8%~27.6%,表明接种根瘤菌能够促进白三叶光合作用过程,提高代谢效率,增加叶绿素的合成。在不同程度铅胁迫下,接菌组白三叶的地下部氮含量普遍高于不接菌组,表明接种根瘤菌能够促进白三叶的地下部固氮增加。随着铅胁迫的增加,2组白三叶铅含量的富集均呈现上升趋势,其中最佳接菌组较不接菌组的白三叶地下部和地上部铅含量分别增加29.1%~45.7%、11.5%~48.9%,表明接种理想根瘤菌对白三叶铅含量的富集特性显著高于不接种根瘤菌组。结果还表明,接种根瘤菌不仅能够促进白三叶根茎生长,还能够促进白三叶对农田土壤铅的大量吸收,迁移积累观测,从而降低土壤中的铅含量,并在下一个试验促进小麦的生长,该白三叶-作物-根瘤菌互轮系统初步获得对重度铅污染农田土壤的生态修复效果。因此,该生态互轮设计模式对土壤重金属污染农田具有良好的生态修复作用,具有进一步验证和研究的价值。