美国‘WL’系列不同秋眠级苜蓿品种在南疆的生产性能与适应性评价

为筛选出适宜新疆南部干旱区种植的紫花苜蓿品种,以美国‘WL’系列6个不同秋眠级苜蓿品种作为研究对象,连续3年调查不同品种的生育期、越冬率、生长速率与初花期的鲜、干草产量、株高、叶茎比、干鲜比,并采用灰色关联度分析法进行综合评价。结果表明:WL358返青最早,WL712最晚;生长速率以WL440最快,WL168最慢,分别为2.30和1.98 cm·d^(-1)。不同品种的株高随种植年限依次递增,随刈割次数依次递减;各茬生长期(至初花期)逐渐缩短,生长速率加快,3年平均株高以WL440最高(90.73 cm),品种间株高无显著差异(除WL343外)。各年份不同茬次叶茎比呈递增趋势,叶茎比以WL168最高(0.69),干鲜比以WL525最高(0.23)。鲜、干草产量随种植年限逐渐增大;3年平均鲜、干草产量均以WL358最高,分别为98.21与21.26 t·hm^(-2),WL168鲜草产量(76.37 t·hm^(-2))与WL525干草产量(16.37 t·hm^(-2))最低。分析结果表明,影响干草产量的各因子依次为生长速率、鲜草产量、干鲜比、株高、单株干重、叶茎比;6个参试品种的综合评价结果为WL358>WL440>WL168>WL343>WL712>WL525。分析认为WL358品种的综合表现好,适宜在南疆地区种植。

西藏高海拔河谷农区不同秋眠型苜蓿品种适应性研究

苜蓿秋眠级是评判苜蓿品种抗寒性和适应性的指标之一。西藏种植面积最大的多年生豆科牧草主要是苜蓿,推广品种选择中一般对其抗寒性和生产性能的关注度较高。为评价不同秋眠型苜蓿在西藏高海拔河谷农区的适应性,在海拔4000 m以下的拉萨达孜区和日喀则拉孜县,比较了秋眠级1~11的11个品种的种植效果。结果表明,供试品种均可安全越冬,小区域气象条件相对适宜的情况下能够结荚成熟,品种的秋眠级高低与其生产性能间没有规律性的变化关系。可以得出结论,在西藏海拔4000 m以下的河谷农区种植苜蓿时,品种的抗寒性不是必须优先选择的指标。

基于幼苗生长性状的苜蓿秋眠性预测研究

为研究苜蓿幼苗的生长性状对秋眠性的预测,分别在7月和9月播种不同秋眠级数的苜蓿,4周龄时测定其生长指标并与秋眠级数进行了相关分析和回归分析.结果表明:9月播种的苜蓿幼苗的株高、根长、真叶柄长、真叶长、子叶节长、真叶宽和生物量等指标均与秋眠级数显著相关,并且绝大多数指标相关性要高于7月播种的.通过建立苜蓿幼苗生长性状与秋眠级数的回归方程,在一定程度上可以对苜蓿品种的秋眠性进行预测.根据9月播期幼苗生长性状的聚类分析,可以将紫花苜蓿品种划分为秋眠、半秋眠、不秋眠3个类型,与它们本身的秋眠类型基本一致.在苜蓿育种系统中,应用此方法可以在幼苗阶段将未知品系或材料快速划分为3类秋眠群体,缩短检测和筛选的时间.

石河子地区不同秋眠级紫花苜蓿生产性能和营养品质比较

试验旨在研究石河子地区不同秋眠级紫花苜蓿的营养品质和生产性能,以获得适宜当地种植的优良休眠型苜蓿品种。选择10个不同秋眠级紫花苜蓿品种为试验材料,测定紫花苜蓿初花期的营养品质、生产指标和越冬率,并进行综合评价。结果表明,以渝苜1号为代表的第一类群非秋眠型和极非秋眠型苜蓿的生产性能和营养品质均为优,但越冬能力较差,半秋眠型(新疆大叶、Victoria和Archer)苜蓿的越冬性较强且综合性能表现良好,秋眠型(肇东、新牧2号和骑士2)苜蓿的越冬能力强,但综合性能较差。研究表明,综合考虑当地气候及苜蓿多年生的特性,应优选综合性能较好且越冬能力较强的半秋眠苜蓿(新疆大叶、Victoria和Archer)进行种植。

不同秋眠等级苜蓿根系性状对越冬的影响

筛选适宜黑龙江省西部地区种植的苜蓿品种,探究苜蓿越冬率与根系性状及产量之间的相关性,为建立苜蓿人工草地提供优良品种。以国内外8个不同秋眠等级苜蓿品种为材料,采用随机区组设计,测定苜蓿产量、越冬率和根系性状(根颈直径、体积、入土深度、根长、主根直径、根尖数量、侧根直径、侧根位置、侧根数量、根系生物量)指标,通过主成分分析和隶属函数评价筛选出最佳品种。公农2号、草原3号和肇东苜蓿的越冬率均大于95%,越冬率与根系生物量呈显著负相关(P<0.05),相关系数为0.762;越冬率与根颈直径、入土深度呈显著正相关(P<0.05),相关系数分别为0.797和0.756,与侧根位置呈显著负相关(0.712;P<0.05)。越冬率与产量呈极显著正相关(0.956;P<0.01),其中肇东苜蓿、草原3号和公农2号产量较高,分别为12746.73、11921.24、11416.77 kg·hm^(-2),显著高于其他品种(P<0.05)。经主成分分析选出根颈直径、体积、入土深度、根长、主根直径、侧根直径、侧根数量和越冬率作为鉴定苜蓿耐寒性的重要指标,应用隶属函数评价得出品种抗寒强弱顺序依次是:肇东>公农2号>草原3号>金皇后>驯鹿>420>三得利>赛迪。公农2号、草原3号和肇东苜蓿的产量和越冬性均表现较好,较适宜黑龙江省西部地区种植。

不同秋眠级紫花苜蓿叶片响应渍水胁迫的代谢组学分析

为明确渍水胁迫对不同秋眠级紫花苜蓿(Medicago sativa L.)叶片代谢的影响,本研究以两个不同秋眠级紫花苜蓿品种‘SK 3010’(秋眠级2.5)和‘WL 525HQ’(秋眠级8.0)为材料,通过液相色谱-质谱(LC-MS)技术的代谢组学方法测定分析了渍水胁迫下叶片代谢产物的变化。结果表明:渍水胁迫下,‘SK 3010’的代谢途径主要富集在苯丙氨酸代谢,酪氨酸代谢以及生物碱合成等;‘WL 525HQ’主要富集在丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢,D-氨基酸代谢,氨酰生物合成等代谢路径,其中谷氨酸、丝氨酸、谷氨酰胺和天冬酰胺等代谢产物含量显著上调。因此,丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢,D-氨基酸代谢,氨酰生物合成等代谢路径提高了紫花苜蓿的耐渍性,为不同秋眠级紫花苜蓿耐渍性差异机制研究提供重要理论依据。

phyA、phyB基因沉默对不同秋眠型苜蓿光受体基因表达量的影响

苜蓿秋眠性是苜蓿一种生长特性,是苜蓿应对环境变化的一种特殊休眠方式,和日照长度及光周期敏感度有关。本试验研究沉默光敏色素A、B基因对苜蓿光受体基因表达的影响,检测phyA、phyB基因沉默对不同秋眠型紫花苜蓿光受体基因phyA、phyB、CRY2B、FHY1表达的影响。结果表明:秋眠型紫花苜蓿phyA沉默的转基因植株T1、T2代phyA、FHY1的表达量下降(P<0.05),phyB、CRY2B的表达量上升(P<0.05);非秋眠型紫花苜蓿phyA沉默的转基因植株T1代phyA、FHY1的表达量差异不显著(P>0.05),但phyB、CRY2B的表达量显著增加(P<0.05);非秋眠型紫花苜蓿phyB沉默的转基因植株T1代phyA、FHY1的表达量显著增加(P<0.05),但phyB、CRY2B的表达量差异不显著(P>0.05)。在光信号转导途径,phyA、FHY1基因表达趋同,phyB与蓝光受体CRY2B基因表达趋同,沉默光敏色素A、B对几个光受体基因表达量均产生影响,phyA、phyB、FHY1、CRY2B之间可能存在互作效应。

阿勒泰地区不同秋眠级紫花苜蓿引进品种生产性能初探

试验旨在研究阿勒泰地区不同秋眠级紫花苜蓿的营养品质和产量,以期获得适宜当地种植的优良苜蓿品种。选择20个不同秋眠级紫花苜蓿品种为试验材料,测定紫花苜蓿初花期的营养品质、产量。结果表明,“巨能7”“MF4020”“擎天柱”“力狮”“佳能”品种的产量和营养品质优于其他品种。研究表明:综合考虑当地气候及苜蓿多年生的特性,建议选择“巨能7”“MF4020”“擎天柱”“力狮”“佳能”进行种植。

不同苜蓿品种秋眠级评定及产量性状的初步分析

以美国11个秋眠级标准苜蓿品种为对照,按照Teuber的方法在内蒙古土左旗和五原县评定国内和国外引进的45个苜蓿品种的秋眠级,测定其越冬率和返青后第一茬的株高、分枝数和单株鲜重,并对秋眠性与越冬率和株高、分枝数、单株鲜重等农艺性状做相关分析,以期为苜蓿品种的适应性推广提供理论依据。结果表明,土左和五原两个试验点苜蓿秋季刈割后第21d的自然再生高度与原秋眠级存在真实的线性回归关系,R2为0.993和0.995;两个试验点11个标准对照品种的实际秋眠级与原秋眠级之间相关系数为0.993和0.995,存在极显著正相关。22个国内苜蓿品种多数为极秋眠型和秋眠型,中兰1号为半秋眠型,区试品种凉苜1号和国审品种甘农5号为非秋眠型;23个国外引进品种秋眠级梯度层次广,秋眠类型多样。相关分析表明,秋眠性与抗寒性具有高度表型相关,土左试验点极秋眠型和秋眠型苜蓿的秋眠性和农艺性状均不相关,而半秋眠型苜蓿的秋眠性和单株分枝数和单株鲜重显著相关(P<0.05);五原试验点不同苜蓿的秋眠性与株高极显著相关(P<0.01),不同秋眠类型的秋眠性与各农艺性状不相关。

45个苜蓿品种秋眠级初步评定

以美国11个苜蓿秋眠性标准品种为对照,依据Teuber等方法连续两年(2013年和2014年)在内蒙古西部干旱地区评定国内和国外引进的共45个苜蓿品种的秋眠级,建立了11个标准品种秋眠级与秋季再生株高的回归关系。结果表明,苜蓿秋季刈割后第21天的再生自然株高与原秋眠级存在真实的线性回归关系,R2分别为0.9643和0.9867。相关性分析表明,11个标准对照品种的实际秋眠级与原秋眠级之间相关系数为0.994,存在极显著正相关;13个已知原秋眠级的引进品种的实际秋眠级与原秋眠级之间的相关系数为0.969,存在显著正相关。聚类分析表明,21个国内苜蓿品种中90%的为秋眠和极秋眠类型,其中渝苜1号、甘农5号和凉苜1号实际秋眠级评定结果分别为6.8,7.4和8.5,属于非秋眠类型,国外引进品种秋眠类型多样性高,各种类型均有分布。

苜蓿的秋眠系统与种植利用

苜蓿是世界上栽培种植利用最为广泛的人工牧草 ,在我国主要适宜种植在气候干燥、中性或微碱性土壤地区。不适宜在高温湿潮地带。经美国苜蓿育种专家制定的苜蓿的秋眠系统。

应用灰色关联度综合评价17个不同秋眠级苜蓿的生产性能

对17个苜蓿品种在湘西南地区的生长适应性性状指标,包括12项农艺性状指标与粗蛋白含量进行了灰色关联分析,并建立品种适应性综合评价模型。结果表明,在湘西南地区表现较好的苜蓿品种有盛世、丰宝、CW680等,而阿尔冈金、皇后2000品种的生产性能较差,各项指标的权重大小顺序为:粗蛋白>叶长>叶宽>茎粗>株高>再生速度>主根长>鲜干比>根颈直径>单株干重>侧根数目>茎叶比>根系鲜重,可为南方亚热带地区苜蓿引种和推广提供科学的依据。

不同秋眠类型苜蓿品种的生产性能研究

通过对国内外42个秋眠级为2-9级的紫花苜蓿品种4个生产年的研究，探讨苜蓿秋眠级与生产性能的关系。结果表明：（1）不同秋眠级苜蓿的干物质产量均呈第4年≈第3年〉第1年〉第2年的趋势，其中第2生长年（2003年）天气温度较低和降雨过量是其低产的直接原因；（2）在郑州地区，4、2秋眠级苜蓿干物质产量显著高于非秋眠品种，其他秋眠或半秋眠苜蓿产量也程度不同地高于非秋眠苜蓿；（3）不同秋眠级的苜蓿品种第1茬产量最高，其次为第2、3、4茬，第5茬产量最低；（4）苜蓿的秋眠级与年干物质产量、粗蛋白质（CP）含量呈负相关，与粗纤维（CF）呈正相关，认为郑州地区不宜选用非秋眠品种。

越冬紫花苜蓿根系性状与秋眠性的关系及其抗寒效应

【目的】秋眠是紫花苜蓿(Medicago sativa)对晚秋生长环境变化的一种适应性反应,根系是紫花苜蓿越冬的主要功能器官,秋眠性与其越冬具重要关联,但对于如何通过根系性状的越冬特征来实现抗寒效应,仍不清楚。文章中从根系性状越冬反应的角度,探究秋眠性对紫花苜蓿抗寒性的作用过程。【方法】采用11个标准秋眠级紫花苜蓿品种为材料,以紫花苜蓿在中国适宜分布区中较为寒冷的中温带地区为例,通过标准主轴分析(standardized major axis,SMA)等方法,研究不同秋眠级紫花苜蓿各根系性状在越冬过程的差异化响应及其异速生长关系,进一步采用偏最小二乘回归(partial least squares regression,PLSR)等方法,研究不同秋眠型紫花苜蓿通过根系策略来实现其抗寒效应的关键作用因子。【结果】(1)随着秋眠性的减弱(即秋眠级提高),越冬紫花苜蓿根颈直径和侧根数显著减小(P<0.05),秋眠性较强的紫花苜蓿具有增强储藏的表型特征,而主根直径、侧根直径等则随着秋眠性的减弱而显著趋于增大(P<0.05),侧根数量与侧根的其他特性表现一定的权衡关系(P<0.05);(2)受秋眠级的影响,根系性状之间表现显著的异速生长关系,主要表现在根颈入土深度、侧根位置、侧根数等性状之间,其异速生长斜率与1存在显著差异(P<0.05),不同根系性状在越冬期间对秋眠级具有不同的响应策略;(3)紫花苜蓿越冬率与秋眠级具有显著的负相关关系,但并非线性响应,而是呈现逻辑斯蒂曲线变化特征,1—5秋眠级趋于稳定在高越冬率水平(>95%),中间级别5—8级的越冬率逐渐急剧减小(50%—70%),9—11级在中高纬度难以越冬(<5%);(4)影响紫花苜蓿越冬率的正向贡献因子是根颈直径、侧根数(P<0.05),而主根直径、侧根直径等因子的提高反而降低了紫花苜蓿的抗寒性(P<0.05),根系直径等性状并非决定抗寒能力的主导因子。【结论】不同秋眠级紫花苜蓿的根系性状表现出对越冬低温胁迫的差异化响应特征,不同性状具有异速生长关系;紫花苜蓿主要通过增加根颈直径和侧根数来提高其抗寒性,并不取决于根系其他表型性状的绝对大小;越冬期间,不同秋眠型紫花苜蓿根系策略的适应性变化,是实现其抗寒效应的重要途径。

外源ABA对不同秋眠型苜蓿品种植物激素含量的影响

选择第3生长年的苜蓿90株,采用2因素3水平试验设计方法,随机分为9个处理组,每组5个重复,每个重复1盆,每盆2株,分别用0,20和80 mg/L外源ABA处理3个不同秋眠级别的苜蓿品种CUF101、CW502和Ver-nal,试验期35 d。通过酶联免疫吸附测定法,观测外源ABA处理的不同秋眠级别苜蓿激素含量变化,并探讨激素调控对苜蓿生长和秋眠的影响。结果表明,1)无论是非秋眠型苜蓿CUF101,半秋眠型苜蓿CW502,还是秋眠型苜蓿Vernal,其顶芽和第1展开叶中ABA含量均随外源ABA喷施浓度水平的提高而增加,IAA、GA3含量则表现出与ABA相反的递减趋势;2)在同一环境因素影响下随着苜蓿秋眠性增强,内源ABA合成量呈递增趋势,而IAA、GA3合成量呈递减趋势,秋眠型苜蓿更易受外源ABA影响促进内源ABA的累积;3)短日照适温环境中随着苜蓿秋眠级别的升高和ABA/IAA、ABA/GA3、ABA/ZR值的降低,株高增长变化呈递增趋势。本试验认为,虽然短日照适温环境只能促使苜蓿轻度休眠,但内源ABA累积量随秋眠级别降低而增加,也为进一步探讨苜蓿秋眠调控机理、人为调控苜蓿休眠以及提高苜蓿的抗寒力提供了理论依据。

不同秋眠性苜蓿SRAP体系优化及遗传多样性分析

用改良CTAB(十六烷基三甲基溴化铵)法提取苜蓿基因组DNA,用L16(45)正交设计,研究了模板DNA、dNTPs、Mg2+、Taq酶和引物的浓度对扩增迁移率重现性的影响,结果表明,在20μL体系中含有50 ng DNA、1.4mmol/L Mg2+、1.2 U Taq酶、0.4 mmol/L dNTPs和0.25μmol/L浓度的引物最为稳定,重现率达到100%。利用最佳体系从100对引物中筛选出8对在34个苜蓿上扩增效果好的引物,共扩增出87个SRAP标记,有84个多态性位点。聚类分析结果表明,来自安徽和江苏两地的野生南苜蓿和其他栽培苜蓿的遗传差异最大,单独聚为一类;其他32个苜蓿品种在相似系数0.68附近聚为3个亚群,秋眠型苜蓿品种主要分布在第2个亚群中,半秋眠和非秋眠型苜蓿品种分布散乱,并不表现出成族分布,表明秋眠性与苜蓿的亲缘关系不完全一致。

苜蓿秋眠性研究进展

苜蓿Medicago sativa的秋眠性实质上是在秋季日照变短和温度降低时植株所表现出的一种适应性生长特性,这种生长特性与植物的抗寒性和生产性能相关。早在20世纪20年代,美国就发现了这一现象,但直至20世纪70年代末期,随着秋眠性测定方法的发明和分类标准的制订,才使它在苜蓿生产中发挥着越来越重要的作用,在许多国家秋眠性已成为栽培选择品种时的首要指标。概述了秋眠性的概念及发展史、测定方法、有关生理生化研究进展及其在国内外的应用。

利用SCoT标记分析不同秋眠型苜蓿的遗传多样性

用L16(45)正交实验设计研究模板DNA、dNTPs、Mg2+、Taq酶和引物5个因素的浓度对SCoT扩增迁移率重现率的影响。结果表明,在20μL反应体系中,2.5ng/μL DNA、1.00mmol/L Mg2+、1.20U Taq酶、0.40mmol/L dNTPs和0.30μmol/L浓度的引物最为稳定,重现率达到100%。利用最优反应体系从50条引物中筛选出13条扩增效果好的引物,将它们分别扩增34个苜蓿品种,共检测到103个SCoT标记,其中92个位点具有多态性。聚类分析表明,从安徽和江苏两地收集的野生南苜蓿和栽培苜蓿的遗传距离最远,单独聚为一类;其余32个品种苜蓿在相似系数0.757附近分为3个亚群,秋眠型苜蓿品种主要分布在第Ⅱ亚群中,半秋眠型在3个亚群中都有分布,而非秋眠型苜蓿分布在第一和第二亚群中,表明SCoT标记的聚类结果在一定程度上能够反映苜蓿的秋眠型,但并不完全一致。

不同光周期条件下PhyB和ABA对不同苜蓿品种的秋眠性调控

短日照和低温是导致苜蓿秋眠的主要环境因子。本研究检测了3个不同秋眠型苜蓿在8,12和16 h光照光周期条件下叶片和顶芽中PhyB和ABA的含量,并探讨其对秋眠的影响机制。结果表明,1)和非秋眠苜蓿相比,秋眠苜蓿叶片中PhyB含量高,PhyB作为绿色植物主要光受体可能通过光周期调控或参与了苜蓿的秋眠;并且3个品种均是在8 h光照下PhyB合成量高,暗示长暗期利于其合成。2)和12,16 h光照相比,8 h处理顶芽和第一展开叶中ABA含量最高,显然短日照利于ABA的合成;8 h光照处理时,秋眠型苜蓿品种Vernal ABA含量分别比半秋眠型CW5 0 2和非秋眠型CUF1 0 1高2.1 2和2.0 3倍,1 2 h光照处理ABA含量Vernal比CW5 0 2和CUF1 0 1分别高3 6.2 4%和46.46%,但16 h光照处理ABA含量并不表现上述规律,说明8和12 h光照程度不同地为苜蓿创造了逆境效应,ABA可能是调控或诱导秋眠的激素。3)8 h光照下苜蓿秋眠特征明显,生长严重受抑,不开花;12 h光照下苜蓿秋眠特征比8 h光照处理轻,生长受抑但抑制程度低于8 h光照处理,不开花;16 h光照下3个品种生长、开花正常。可能是PhyB含量多寡程度不同地调控了光周期反应,进而影响了ABA合成,而ABA在不同光周期诱导下通过合成量不同调控了不同秋眠基因表达,诱发了秋眠。

不同秋眠级苜蓿品种数量性状的相关分析

对25个不同秋眠级苜蓿品种的11个农艺性状和5个生殖性状进行相关分析,并对其鲜草产量和种子产量的构成进行回归分析。结果表明:受秋眠级直接影响的性状有鲜草产量、株高、主茎长、茎节数、叶面积、叶长、叶宽和越冬率等8个性状,其中产草量与秋眠级呈显著正相关,相关系数0.806,越冬率与秋眠级呈极显著负相关,相关系数-0.957,其余6个性状与秋眠级均呈极显著正相关,相关系数依次为叶面积0.995、主茎长0.987、叶长0.983、株高0.940、茎节数0.900、叶宽0.885;所测苜蓿的5个生殖性状,均与秋眠级呈极显著负相关,相关系数依次为生殖枝数-0.959、种子产量-0.958、荚果数/生殖枝-0.954、千粒重-0.943、种子数/荚果-0.859。