达乌里胡枝子根瘤菌的促生作用及高效根瘤菌的鉴定

本研究选择达乌里胡枝子(Lespedeza daurica)根瘤分离且结瘤效果较好的7株根瘤菌(TG64,TG97,TG98,TG100,TG101,TG105和TG115),通过测定达乌里胡枝子生长表型和主要营养成分,结合结瘤和光合特性初步分析促生的生理生化机制,研究不同根瘤菌的促生作用;通过分子生物学、形态学和生理生化特性鉴定高效根瘤菌。结果表明:除TG64,其余菌株显著提高了株高、根长、生物量和蛋白质含量,改善了根系构建,TG101促生最明显。所有处理单株结瘤5~33个,根瘤干重2.55~35.87 mg;TG98,TG100,TG101和TG115显著提高了叶绿素含量、光合和氮吸收能力,是促生的主要生理生化机制。经鉴定,TG101为格木慢生根瘤菌(Bradyrhizobium erythrophlei)。综上,根瘤菌通过改善植株氮营养促进叶绿素合成、增强光系统活性,提高光合能力,进而促进干物质积累调控生长。其中TG101为高效根瘤菌,为后续研发适用黄土高原的达乌里胡枝子根瘤菌剂提供了菌种资源和理论依据。

硫化氢对盐胁迫下达乌里胡枝子生长和抗氧化系统的影响

为探讨外源硫化氢对盐胁迫下达乌里胡枝子(Lespedeza davurica)幼苗生长和抗氧化系统的影响,本试验以盐胁迫下的达乌里胡枝子为研究对象,通过施加不同浓度的外源硫化氢,并在盐胁迫第0,10,20,30 d分别测定幼苗的生长特性和抗氧化系统指标。结果表明:施加外源硫化氢缓减了盐胁迫对达乌里胡枝子幼苗生长的抑制作用,提高了盐胁迫下达乌里胡枝子幼苗抗氧化酶活性以及抗坏血酸和谷胱甘肽含量,增加了叶片相对含水量,降低了叶片相对电导率以及丙二醛的含量。综上所述,施加外源硫化氢在一定程度上提高了达乌里胡枝子幼苗叶片的抗氧化酶活性,延缓了膜脂过氧化的发生,因此增强了达乌里胡枝子幼苗对盐的耐受性。

达乌里胡枝子愈伤组织及种子EMS诱变研究

为优化达乌里胡枝子愈伤诱导培养基的激素含量及比例,明确甲基磺酸乙酯(EMS)诱变愈伤组织及种子的最佳条件,本研究以达乌里胡枝子种子为外植体,探究了不同激素配比对愈伤诱导的影响,并针对愈伤组织和种子处理分别设置了两时间两浓度(2 h和6 h,0.3%和0.9%)及三时间两浓度(6 h、8 h、10 h,0.4%、0.8%)的EMS处理时间和浓度的组合,研究各处理对愈伤分化系数和后期植株成活率以及种子发芽率、发芽势和幼苗表型变异的影响。结果表明,达乌里胡枝子种子愈伤的最佳激素配比为0.25 mg/L NAA+0.5 mg/L 6-BA+0.5 mg/L 2,4-D,此时达乌里胡枝子愈伤诱导率为94.9%。EMS诱变达乌里胡枝子愈伤组织的适宜浓度为0.3%,处理时间为6 h,分化系数和植株相对成活率分别为46.31%和47.78%,接近半致死范围,且生根数、根长和平均株高等指标与高浓度EMS处理相比受到的负面影响较小。EMS诱变达乌里胡枝子种子的适宜浓度为0.8%,处理时间10 h,发芽率、出苗率、成苗率分别为53.61%、51.06%和53.28%,均接近半致死量,同时发现多株幼苗叶片出现了明显的形态变异。本试验在达乌里胡枝子原有种质资源基础上,丰富了达乌里胡枝子突变体库,也为后续开展达乌里胡枝子诱变育种研究提供理论依据。

干旱胁迫下褪黑素对达乌里胡枝子幼苗生理生化特性的影响

试验旨在探究干旱胁迫下外源褪黑素对达乌里胡枝子(Lespedeza davurica)幼苗生理生化特性的影响。试验以达乌里胡枝子‘晋农1号’品种的幼苗为试验材料,在叶面喷施25、50、100、200、400μmol/L褪黑素,分析褪黑素对自然干旱条件下达乌里胡枝子幼苗的生长情况和抗氧化特性的影响。结果显示,施加外源褪黑素可明显降低达乌里胡枝子幼苗叶片的超氧阴离子(O_(2)^(-))产生速率、过氧化氢(H_(2)O_(2))、丙二醛(MDA)含量以及细胞膜透性,且随着胁迫时间延长,褪黑素的缓解效应越明显。施加外源褪黑素可以提高达乌里胡枝子幼苗中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)等酶构成的酶促抗氧化系统活性,增加抗坏血酸(AsA)、还原性谷胱甘肽(GSH)和类胡萝卜素(CAR)等非酶促抗氧化系统物质的含量,提高植物抵御干旱胁迫的能力。研究表明,外源褪黑素处理可以缓解达乌里胡枝子幼苗干旱胁迫造成的细胞膜过氧化损伤,提高酶促抗氧化系统的酶活性,增加非酶促抗氧化系统的物质含量;喷施100μmol/L的褪黑素效果较好。

达乌里胡枝子根解剖结构与其抗旱性的关系

为了探讨达乌里胡枝子(Lespedeza davurica(Laxm.)Schindl)适应干旱环境的结构特征变化规律,揭示解剖结构与其抗旱性之间的关系,采用石蜡切片法对山西6个野生达乌里胡枝子居群的根解剖结构进行观测,并运用方差分析、聚类分析、相关分析和隶属函数综合评价其抗旱性。结果表明:根据方差分析结果并结合植物学知识选定10个指标,聚成3类,分别反映根的维管组织特征、维管柱结构和根的宏观特性。通过相关分析将导管直径、木质部面积/根横切面积、导管密度、维管柱直径、根直径作为各类的典型指标,应用隶属函数法综合评价其抗旱能力由强到弱依次为阳泉>交口>沁源>太谷>静乐>沁水。根维管柱直径、导管直径和导管密度与当地降水量呈显著负相关关系,根直径和木质部面积/根横切面积与降水量之间呈负相关,但相关性较低。

不同居群达乌里胡枝子茎解剖结构与其抗旱性的关系

于2007年9月运用光学显微镜对山西6个居群野生达乌里胡枝子(Lespedeza davurica)盛花期的茎解剖结构进行研究,并且运用方差分析、聚类分析、相关分析和隶属函数综合评价其抗旱性,为其抗旱能力的评价以及抗旱机理研究提供形态解剖学方面的依据。结果表明:15个指标中根据方差分析结果结合植物学知识选定11个指标,并聚成3类,分别反映了茎的维管组织特征、中柱结构和茎的宏观特性;通过相关分析选择表皮厚度、木质部厚度、茎直径、髓腔直径、导管直径和导管密度分别为各类的典型指标,应用隶属函数法综合评价其抗旱能力由强到弱依次为:阳泉>静乐>交口>太谷>沁水>沁源。

不同居群达乌里胡枝子叶片解剖结构研究

运用光学显微镜对山西6个居群野生达乌里胡枝子(Lespedeza daurica(Laxm.)Schindl)的叶片解剖结构进行研究分析,并且运用方差分析、聚类分析、相关分析和隶属函数综合评价其抗旱性。结果表明:13个指标中10个差异显著,并聚为3类,分别反映了叶片特征、叶肉组织结构特点和叶片气孔特性;通过相关分析选择叶片厚度、叶紧密度、气孔密度分别为各类的典型指标,应用隶属函数法综合评价其抗旱能力由强到弱依次为:阳泉>静乐>交口>太谷>沁水>沁源。

水分胁迫及复水对达乌里胡枝子酶促防御系统影响

选用来自山西的6个生态型达乌里胡枝子(Lespedeza davurica)在干旱胁迫和复水后,研究植物叶片含水量、膜脂过氧化物和保护酶活性变化来探索不同生态型达乌里胡枝子在水分胁迫下和复水后酶促防御系统与抗旱性关系。结果表明:随干旱胁迫时间延长,达乌里胡枝子的叶片相对含水量和植株相对生长率逐渐下降,脯氨酸含量和丙二醛(MDA)含量上升,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性先升高后下降。复水后,各指标均有不同程度恢复,SOD、POD、CAT 3种酶活性比复水前低,而且比对照低,降低幅度最大的是SOD酶,其次是CAT和POD酶。干旱胁迫下,抗旱性强的阳泉、交口生态型MDA积累少,细胞膜受到伤害较轻,3种酶彼此协调保持酶系统的防御能力较强。抗旱性弱的沁水、沁源生态型MDA积累较多,细胞膜受到伤害较重,POD、CAT两种酶相互协调作用,而SOD同POD、CAT协调性较差。6个生态型达乌里胡枝子的抗旱性由强到弱顺序是:阳泉>静乐>太谷>交口>沁水>沁源。

达乌里胡枝子抗氧化保护系统及膜脂过氧化对干旱胁迫及复水的动态响应

采用盆栽控水法,对达乌里胡枝子进行不同梯度干旱胁迫(适宜水分,CK;中度干旱,DR1;重度干旱,DR2)和复水处理,研究其在胁迫过程中的抗氧化保护系统及膜脂过氧化的动态响应。结果表明,1)在整个胁迫过程中,随着胁迫时间的延长,干旱胁迫使SOD、POD、CAT、APX活性高于对照,且随着胁迫强度的增加,SOD活性为DR1<DR2,CAT、APX活性为DR1>DR2,而POD活性在胁迫开始后前6d内为DR1>DR2,之后则为DR2>DR1;与对照相比,干旱胁迫下AsA含量变化不明显,Car含量则高于对照,随着胁迫时间的延长,AsA含量先降低后升高,Car则呈上升趋势;干旱胁迫下O2.-含量高于对照,膜脂过氧化导致MDA含量升高,细胞膜相对透性改变,随着干旱胁迫强度的增加,MDA含量在胁迫开始后前6d为DR2>DR1,之后各处理组组间差异不显著(P>0.05),O2.-含量为DR1>DR2。2)复水后,APX、CAT、Car、O2.-均呈上升趋势,其他指标则呈下降趋势。3)通过隶属函数法对该种的抗旱能力进行综合评价得出,达乌里胡枝子抗旱能力较高,且中度胁迫下该种的抗氧化能力高于重度胁迫,中度胁迫可能更适合于该植物的生长发育。

水分胁迫及复水对达乌里胡枝子光合特性的影响

以来自山西的6个生态型达乌里胡枝子(Lespedeza davurica(Laxm.)Schindl)为材料,通过测定干旱胁迫和复水后植物叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、水分利用效率(WUE)、胞间CO2浓度(Ci)和叶绿素含量等指标,研究了不同生态型达乌里胡枝子在水分胁迫下和复水后光合特性与抗旱性的关系。结果表明:随干旱胁迫程度加剧,6个生态型达乌里胡枝子Pn,Tr和Gs值均有较大幅度的降低,水分利用效率呈下降趋势,光合作用减弱。其中沁水和沁源生态型的Pn下降速度快、幅度大、抗旱性差,阳泉和交口生态型的Pn下降速度慢、幅度小、抗旱性强;复水后抗旱性强的生态型恢复至正常状态的能力强,其WUE比抗旱性差的生态型高。抗旱性由强到弱的顺序是:阳泉>交口>太谷>静乐>沁源>沁水。

不同处理对达乌里胡枝子种子萌发效果的影响

以12份从不同地区采集的达乌里胡枝子种子作为试验用种,采用不同温度(50℃、60℃、70℃)热水浸泡、浓硫酸(5min、10min、15min)浸种和液氮(2min、5min、8min)对种子进行硬实处理,在15℃温度下进行发芽试验。结果表明:不同采集地达乌里胡枝子种子间硬实率与萌发情况有所差异;硬实处理中以浓硫酸浸种10min效果最好,发芽率达69.4%。

不同居群达乌里胡枝子形态变异研究

应用数量统计方法对引种的野生达乌里胡枝子8个居群的13个形态特征进行了研究。结果表明,除节间距、总叶柄长、小叶柄长和结荚数4个性状外,其余性状在居群内或居群间都表现差异显著;以13个性状为基础的聚类分析将所研究的8个居群分为3类;主成分分析结果显示,第1主成分反映营养器官的特点,第2主成分反映营养器官和生殖器官的特点,第3主成分反映生殖器官的特点,均是造成达乌里胡枝子形态变异的因素。

PEG胁迫下达乌里胡枝子种子萌发期的抗旱性差异

采用0.2MPa、0.4MPa、0.6MPa、0.8MPa、1.2Mpa共5个浓度梯度的PEG对9个达乌里胡枝子不同种质的种子进行干旱胁迫处理,通过对发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数、根长、苗长的综合分析表明,9个达乌里胡枝子种质材料萌发期抗旱性强弱顺序为H04-17>H04-5>H98-45>H98-16>H02-2>H04-3>H98-67>H98-24>H04-7。

达乌里胡枝子种子发芽吸水规律及吸水模型研究

试验选用5个地区的野生达乌里胡枝子(Lespedeza daurica (Laxm.) Schindl.)及其对应的栽培种种子进行32 h的浸种处理,分别在2、4、6、8、10、12、14、16、18、22、26、32 h测定种子的吸水量来研究其发芽过程中的吸水规律,并运用动力学隔室理论建立吸水模型,为生产中需水量供应和理解种子吸水机制提供理论依据。结果表明:无论是野生种还是栽培种,在萌发过程中吸水量同千粒重呈正相关;从种子的吸水变化趋势来看种子发芽时的吸水过程可以分为吸胀阶段(物理吸水阶段)和萌发阶段(胚的生长阶段);运用动力学隔室理论对其变量建立模型,确定达乌里胡枝子种子物理吸水阶段模型为单室模型:W=-e-5.7t×10-3,胚生长阶段模型亦为单室模型:W=1.4728+e-t×10-3,对模型值与观察值进行拟合度检验,物理吸水过程的拟合度R2=0.7256(P<0.01),胚芽生长过程的拟合度R2=0.9350(P<0.01)。

不同浸种时间对达乌里胡枝子种子发芽力的影响

试验研究了2、4、6、8、10、12、14、18、22和26 h等10个不同浸种时间对达乌里胡枝子种子发芽力的影响和种子萌发过程中的吸水规律。结果表明:浸种时间长短,对达乌里胡枝子种子发芽率影响不大,但可以明显提高其发芽势。0-26 h随着浸种时间的延长,发芽势呈现峰值变化,浸种12 h发芽势最高;种子的吸水量也呈现峰值变化,浸种10 h达到饱和吸水状态。

黄土丘陵区白羊草与达乌里胡枝子混播草地生产力与土壤水分利用研究

为合理利用黄土丘陵区优良乡土草种,并寻求利用其进行人工草地建设的最佳混播比例组合,选取白羊草(Bothriochloa isaemum)和达乌里胡枝子(Lespedeza davurica)为研究材料,采用生态替代法,按照二者行比设置7种混播比例组合(即0∶10,2∶8,4∶6,5∶5,6∶4,8∶2和10∶0),比较研究混播比例对草地植株株高、地上生物量和水分利用效率等的影响。结果表明:混播草地中白羊草与达乌里胡枝子的株高均明显高于各自单播草地;混播草地的地上生物量和水分利用效率均显著高于二者各自单播草地;草地地上生物量和水分利用效率以白羊草和达乌里胡枝子混播比例为6∶4的显著最高,单播达乌里胡枝子草地(即0∶10比例组合)显著最低。表明,白羊草与达乌里胡枝子存在混播互补效应,其中比例组合为6∶4的草地在生物量和水分利用效率方面具有比较优势。

达乌里胡枝子抗氧化防御系统对干旱及增强UV-B辐射的动态响应

以达乌里胡枝子(Lespedeza davurica)为研究对象,通过对照、中度干旱以及干旱与增强UV-B辐射复合处理,对其超氧阴离子(O2-)、丙二醛(MDA)和抗氧化剂含量及抗氧化酶活性的动态变化进行研究,探讨其抗氧化能力及膜脂过氧化的动态响应。结果表明:与单因子干旱胁迫相比,复合胁迫使超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性降低,抗坏血酸过氧化物酶(APX)及过氧化物酶(POD)活性升高,其中低强度UV-B辐射与干旱复合胁迫使SOD活性极显著低于单因子干旱胁迫下的(P<0.01),POD活性随UV-B辐射强度增加而降低,APX和CAT活性随UV-B辐射强度增加而增加。与单因子干旱胁迫相比,复合胁迫使抗坏血酸(AsA)含量增加,且随UV-B辐射强度的增加先增加后降低;使叶绿素(Chl)和类胡萝卜素(Car)含量降低,随UV-B辐射强度增加而降低。低强度UV-B辐射与干旱复合胁迫前6d花青素含量极显著高于对照(P<0.01)。复合胁迫前期,MDA和O2-含量均比单因子干旱胁迫的低,后期则不同。隶属函数综合评价得出,中度干旱以及复合胁迫均能提高达乌里胡枝子的抗氧化能力,且与干旱胁迫相比,低强度UV-B辐射与干旱复合胁迫下其抗氧化能力较高,而高强度UV-B辐射与干旱复合胁迫下则较低。

二色胡枝子和达乌里胡枝子若干生物学特性和营养成分的分析

本文分析了二种胡枝子的若干生长习性、地上部生物量分布、根系分布、叶片常规营养成分和17种氨基酸含量。二色胡枝子为多年生亚灌木,达乌里胡枝子为多年生灌木状草本。二种胡枝子种子硬实率较高,新收种子达近100％。热水浸种、擦破种皮、浓硫酸浸种都可显著提高发芽率。二色胡枝子和达乌里胡枝子的茎叶比分别是1.27和0.86,叶量都主要分布在植株中部和中上部。二种胡枝子根系发达。在0～20厘米上层中根系密集。当年播的二色胡枝子植株,根系可深达1.10米以上,水平方向伸展可达0.90米。达乌里胡枝子在生长当年根系向垂直方向和水平方向伸长可分别达0.90米和0.70米。叶片粗蛋白含量都在20％左右。

水分和磷肥对达乌里胡枝子不同叶位叶绿素荧光参数特征的影响

采用盆栽控制试验,研究了达乌里胡枝子(Lespedeza davurica)在3种水分水平[分别为土壤田间持水量的80%(HW)、60%(MW)、40%(LW)]与2种肥料处理(P处理:纯P 0.1g.kg-1干土;对照:不施肥)下不同叶位叶绿素荧光参数特征。结果表明,P处理中,MW下旗叶F0和Fv/Fm值显著低于中叶,Fm值差异不显著,说明在轻度水分胁迫下旗叶PSⅡ反应中心受到的损伤较小,虽然旗叶和中叶电子传递没有差异,但旗叶光能转换效率比中叶高。另外,P处理显著降低了达乌里胡枝子叶片NPQ值,同时显著提高了MW下新叶和旗叶Fv/Fm值,说明施用P肥能够有效减少叶片对光能的热耗散,并提高其在一定水分胁迫下的光能利用能力,增强达乌里胡枝子对黄土丘陵区的适应能力。

黄土丘陵区白羊草与达乌里胡枝子混播的光合生理日变化研究

采用生态替代法,按照白羊草(Bothriochloa ischaemum,B)和达乌里胡枝子(Lespedeza davurica,D)行比设置了7种混播比例组合(即0∶10,2∶8,4∶6,5∶5,6∶4,8∶2和10∶0),比较研究了白羊草在不同混播比例组合下的光合生理日变化特征。结果表明:不同混播比例组合下,白羊草光合速率日变化均呈双峰曲线,具有明显的光合"午休"现象,峰值分别出现在10:00和16:00左右,峰谷出现在12:00左右;除B4D6比例下白羊草蒸腾速率日变化呈双峰曲线外,其他比例下均呈单峰曲线;各混播比例组合下白羊草叶片水分利用效率日变化均呈双峰曲线,峰值和峰谷出现时间与光合速率一致。相比其他组合比例,白羊草在B8D2和B6D4比例下均具有较高的Pn日均值,较低的Tr日均值和较高的WUEL日均值,说明这2种组合比例有利于改善其光合作用,提高其叶片水分利用效率。