复合调理剂对陕北地区盐碱土调理及高羊茅生长的影响

为资源化利用陕北地区煤基固废,改善当地盐碱土生态环境,本试验采用粉煤灰、脱硫石膏、木醋液、生化黄腐酸和羊粪材料复配不同调理剂对陕北地区盐碱土进行综合改良,通过温室盆栽试验,分析不同调理材料复配后对土壤酸碱度、化学性质以及高羊茅生长的影响。结果表明:(1)不同调理材料复配处理后土壤pH显著下降,降低幅度为0.52~0.64个单位,土壤总碱度较对照显著下降,降低了20%~52.5%;(2)不同调理材料复配处理后土壤有机质、碱解氮、速效钾和有效磷含量分别增加了1.07~5.09、1.32~4.44、3.43~19.13、2.67~27.42倍。(3)不同调理材料复配处理后高羊茅株高增加了17.54%~38.86%,茎粗增加了10.71%~27.27%,叶长增加了12.17%~43.10%,叶宽增加了21.16%~43.11%,地上部干重增加了176.02%~280.12%,地下部干重增加了53.01%~171.08%。通过主成分分析综合评价,本试验中固废调理剂综合评价均高于对照,调理剂施用量为20%时既可以生态化利用固废,又对陕北地区盐碱土改良效果、促进高羊茅生长最显著。

LED光照强度对高羊茅生长及生理特性的影响

为通过LED光源在适宜光照强度下培育高质量草坪,本研究以高羊茅(Festuca arundinacea)品种‘交战4’为试验材料,在LED红蓝光源下设置100(L100)、150(L150)、200(L200)、250(L250)、300(L300)、350(L350)μmol·(m^(2)·s)^(-1)的光照强度处理,研究不同光照强度对高羊茅形态建成、生理特性和电能利用效率的影响。结果表明,光照强度低于200μmol·(m^(2)·s)^(-1)时,明显抑制高羊茅形态建成、营养物质积累和抗氧化能力。随着光照强度的增加,高羊茅归一化植被指数和色泽逐渐提升,根系生长更为强壮,有利于高羊茅的生物量积累和抗氧化能力增强。但当光照强度增加至300μmol·(m^(2)·s)^(-1)时,光照强度对高羊茅生长的促进效果减弱。利用LED培育高羊茅电能利用效率在L350处理显著低于L100、L150、L300处理。回归分析显示,在光照强度为291.25μmol·(m^(2)·s)^(-1)时[接近300μmol·(m^(2)·s)^(-1)],高羊茅归一化植被指数最大。因此,综合认为选择光照强度为300μmol·(m^(2)·s)^(-1)时,可以满足高羊茅的正常生长,保持较高的草坪质量,减少能源的消耗。

外源赤霉素浸种对盐胁迫下高羊茅种子萌发和幼苗生长的影响

【目的】探究外源赤霉素浸种对盐胁迫下高羊茅种子萌发和幼苗生长的影响。【方法】以高羊茅火凤凰2号为材料,采用纸上发芽法,设置20个处理,用0、100、150、200、300 mg/L GA溶液浸泡高羊茅种子2 d,然后将其分别置于含0、100、200、250 mmol/L NaCl溶液的培养皿中进行萌发试验,并测定种子萌发和幼苗生长的相关指标。【结果】在100 mmol/L盐胁迫下,能缓解盐胁迫进而促进种子萌发和幼苗生长的最佳GA浓度为200 mg/L,种子萌发各项指标优于0 mg/L GA处理,在200、250mmol/L盐胁迫下,能缓解盐胁迫从而促进种子萌发和幼苗生长的最佳GA浓度为150 mg/L,种子萌发各项指标略优于0 mg/L GA处理。【结论】模糊数学隶属函数法对不同浓度GA溶液浸种缓解盐胁迫能力综合分析证明,能够缓解盐胁迫并促进种子萌发和幼苗生长的较佳赤霉素浓度为150 mg/L。

低量添加太湖淤泥促进高羊茅出苗及生长

[目的]研究栽培介质中添加太湖淤泥对高羊茅种子萌发和幼苗生长的影响,可促进水域淤泥在园林绿化方面应用研究。[方法]利用太湖淤泥与蛭石按照25%的体积梯度配制栽培介质,分别设计100%蛭石(T1)、25%太湖淤泥+75%蛭石(T2)、50%太湖淤泥+50%蛭石(T3)、75%太湖淤泥+25%蛭石(T4)和100%太湖淤泥(T5)共5个处理,将高羊茅种子点播于不同栽培介质中,通过出苗率和株高等植物性状指标判断各处理的栽培效果,同时利用各处理浸提液探索其对高羊茅种子萌发的影响。为判断影响高羊茅幼苗生长的关键因素,利用各处理浸提液对高羊茅幼苗开展水培试验,测定各处理幼苗的生长指标。[结果]随着太湖淤泥添加量的增加,高羊茅种子的根长、发芽势和发芽指数均实现了显著的提升,各处理的发芽率均为100%。作为栽培介质,太湖淤泥的最适宜添加量为25%,随着太湖淤泥添加量的提升,高羊茅幼苗的出苗率、株高、叶绿素含量、根长和生物量等指标均呈现明显下降趋势。相关性分析表明,栽培介质的容重、pH、碱解氮、有效磷、速效钾和有机质含量与高羊茅幼苗的生长指标均呈现负相关关系。随着太湖淤泥添加量的提升,栽培介质浸提液对高羊茅幼苗的生长指标均呈现了显著的促生效果。[结论]太湖淤泥在与蛭石配比而成的栽培介质中的添加量为25%时能够对高羊茅幼苗生长起到一定的促进作用,但超过25%的添加量则会起到抑制效果。太湖淤泥的物理性质尤其是容重,是影响栽培效果的关键因素。

气化渣复配调理剂对风沙土土壤性质及高羊茅生长的影响

使用高羊茅作为指示作物,采用田间小区及随机区组的试验方法,研究施用不同含量的气化渣复配土壤调理剂ET1(1000 kg/667 m^(2))、ET2(2000 kg/667 m^(2))、ET3(4000 kg/667 m^(2))、ET4(8000 kg/667 m^(2))对风沙土土壤性质的影响。结果表明:(1)施用气化渣复配土壤调理剂可有效改良风沙土的物理性状。与CK相比,土壤含水量平均增幅18.12%;土壤容重平均降幅3.23%;地温平均增幅2.68%;(2)施用气化渣复配土壤调理剂可有效改良风沙土的化学性状。(3)施用气化渣复配土壤调理剂可有效改良高羊茅的农艺性状。土壤地温的增加可以使作物安全越冬、提高种子存活率。因此,气化渣复配土壤调理剂能有效改善风沙土土壤的理化性状,显著改善高羊茅的农艺性状,并且使用8000 kg/667 m^(2)的气化渣复配土壤调理剂为最佳选择。

高羊茅根际耐旱促生菌的分离鉴定及其促生作用

本研究从干旱处理的高羊茅(Festuca arundinacea)根际土壤中分离具有耐旱和促生性能的根际微生物,并结合植物接种试验探究其促生特性,为增强草坪草耐旱性提供优质菌种资源和理论基础。通过平板稀释法从其根际分离纯化出24株细菌,结合形态特征和16S rRNA序列分析对分离菌株进行鉴定,并对其进行促生性能鉴定和聚乙二醇6000(EG-6000)耐受性评价,在此基础上筛选出2株兼具有溶磷、解钾能力以及良好的PEG-6000耐受性的根际促生菌(PGPR)印度克雷伯氏菌(Klebsiella indica)和弗氏志贺氏菌(Shigella flexneri)进行盆栽接种试验。接种结果表明,这两种促生菌能够促进干旱胁迫下高羊茅幼苗的生长,两种菌株1∶1混合后具有更好的促生效果;接种处理能够降低高羊茅品种‘宇宙星’的离体叶片失水率。在干旱胁迫下,印度克雷伯氏菌具有提高高羊茅幼苗脯氨酸含量的能力;而菌株弗氏志贺氏菌具有提高高羊茅种子发芽率且降低高羊茅电解质相对外渗率的能力。研究结果表明,两株根际促生菌有较好的耐旱促生性能,为进一步应用根际促生菌研制高效草坪草专用微生物菌肥提供了菌种资源。

不同菌剂对边坡植物高羊茅种子萌发和土壤性质的影响

近年来生态护坡已经成为高速公路建设中边坡防护的重要发展方向,但边坡坡度陡、坡面自然条件差和土壤肥力低对植物生长有不利影响,而微生物菌剂对植物的生长和土壤性质的改良具有良好的提高和改善效果。本文采用高羊茅为供试植物,定制坡度为15°的铁箱模拟边坡,分别用枯草芽孢杆菌、贝莱斯芽孢杆菌和速生短杆菌拌土处理,研究不同菌剂对不同位置高羊茅种子萌发以及土壤性质的影响。试验表明,枯草芽孢杆菌和贝莱斯芽孢杆菌的添加对边坡不同位置上的高羊茅种子萌发和土壤性质的改良具有促进作用,但后者的促进作用略低于前者。速生短杆菌处理下的高羊茅发芽率低于对照组,土壤有机质、水解氮、速效磷含量与对照组相比无显著性差异。在同一处理下,边坡不同位置对种子发芽率和土壤性质有不同程度的影响,但其无显著差异(P>0.05)。综合来看,当高速公路边坡绿化选用高羊茅时,可施加枯草芽孢杆菌促进其的生长和改善土壤养分。

辽东地区高羊茅和早熟禾公路护坡特性研究

中国公路迅猛发展,开发出的边坡需要种植相应的草种防止水土流失。通过对高羊茅和早熟禾的盖度、生长量、抗旱性、抗瘠薄性、土体崩解性、根系生物量和滞尘量来对草种的护坡特性进行试验分析。两个草种的盖度8-9月份分别达到最大值98%和99%,生长量在70~100 d达到最大值,抗旱性和抗瘠薄性均较强,根系总生物量分别为84.06 g和52.96 g,滞尘量和土体抗崩解性高羊茅优于早熟禾。两个草种盖度、生长量、根系生物量和根系生物量对水土保持起到了明显的作用,其抗旱性和抗瘠薄性使得草种能够更易栽植于边坡,滞尘特性能够明显改善周围空气质量。草本植物护坡具有明显的优势,边坡防护应尽可能选用两种草本植物护坡,单一草本植物护坡选用高羊茅更为适合。

4个高羊茅品种萌发期抗旱性研究

为筛选出抗旱性较强的高羊茅品种,本试验选取‘JZ’‘精华’‘FPZⅣ’和‘FPZⅤ’4个品种作为研究对象,采用PEG-6000不同浓度(0、5%、10%、15%和20%)模拟干旱胁迫,测定4个品种的发芽率、发芽势、萌发指数、抗旱指数、胚芽长和胚根长等指标。结果表明,干旱胁迫对4个高羊茅品种萌发期各个指标均产生了一定的影响,且存在品种差异,随着胁迫强度的增加,各指标下降幅度逐渐增大。通过隶属函数法综合评价,各品种的抗旱性强弱依次为‘:FPZⅤ’>‘精华’>‘JZ’>‘FPZⅣ’。

箱式草坪生产工厂生产高羊茅零基质草坪效果的研究

针对传统的大田露地草坪生产方式在草坪生产过程中存在的环境因素复杂、生产周期长、风险大、管理难度大、成本高、效益低等诸多问题,本试验设计建造了具有环境条件调控功能的箱式草坪生产工厂,并对箱式草坪生产工厂生产高羊茅零基质草坪的效果进行了研究。结果发现,采用箱式草坪生产工厂进行高羊茅零基质草坪生产可行性高,在促进高羊茅生长与成坪的效果上均显著优于大田露地草坪生产方式。当箱式草坪生产工厂环境因子参数设置为“20/15℃+650μmol·m-2·s-1+超声波雾化灌溉频率3次/天+NAA 02mg·L^(-1)+6-BA 08mg·L^(-1)+KH2PO44 g·L^(-1)+尿素3g·L^(-1)”的组合时,高羊茅草坪的生长速度与成坪效果均显著优于作为对照的土培及沙培高羊茅草坪。

低磷胁迫下高羊茅蛋白组学分析

对低磷胁迫下高羊茅叶片中蛋白差异化表达和生理指标进行研究,可为高羊茅低磷胁迫响应的关键基因和重要蛋白挖掘奠定基础。采用TMT标记、基于质谱的定量蛋白质组学技术、高效液相色谱分级技术分析低磷胁迫下高羊茅叶片蛋白组学,结果共筛选到差异表达蛋白432个(上调表达127个,下调表达305个);其中,氧化还原反应以及磷代谢、胁迫相关代谢等多个途径的基因上调表达。对差异蛋白的蛋白结构域进行富集,共富集到106个结构域,包括丙酮酸盐/磷酸烯醇式丙酮酸激酶样结构域、谷胱甘肽S-转移酶C-末端样、谷胱甘肽S-转移酶N-末端、天冬氨酸肽酶结构域。差异表达蛋白亚细胞结构定位显示,其主要定位于叶绿体和细胞质。差异蛋白总共富集到了99个通路,其中只有核糖体通路上调,其余都下调,下调通路集中在糖酵解/糖异生、丙酮酸代谢、谷胱甘肽代谢中。低磷胁迫处理后,高羊茅叶绿素总量下降,可溶性蛋白含量显著下降,谷胱甘肽还原酶、过氧化氢酶、超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性均较对照显著下降。

高羊茅光合作用与激素信号对低氮胁迫的转录组响应

养分胁迫直接影响高羊茅的生长发育,为研究高羊茅对低氮胁迫响应的分子机制,利用Illumina技术从高羊茅幼苗中获得了超过6000万个序列信息,拼接得到72666个unigenes并进行了分析。差异性分析显示,共检测到13112个响应低氮胁迫的基因,其中2346个上调基因,10766个下调基因。GO注释和KEGG显著性富集分析发现,差异基因主要富集在代谢过程、RNA转运、mRNA监测、次生代谢物的合成及胞吞作用通路中。在低氮胁迫下,光合作用相关基因被显著抑制,特别是捕光叶绿素a/b结合蛋白基因,这些基因的下调导致光合活性下降,有机质积累减少;植物激素相关基因大规模上调,表明氮信号与植物激素之间存在反馈调节。qRT-PCR分析表明,选出的差异表达基因与高通量测序结果基本一致。

氧化石墨烯对高羊茅光合固碳特征的影响

为了探究碳纳米材料对草坪植物光合固碳的影响,采用氧化石墨烯(GO)和高羊茅(Festuca arundinacea Schreb)为实验材料,通过向土壤中添加不同质量分数(1%、3%和5%)的GO进行高羊茅培植,分析了固碳相关指标,包括植物生长、光合参数、光合色素含量、糖含量、糖合成酶活性对GO的响应特征.结果表明:1%GO处理对高羊茅的光合固碳特征没有显著影响,而3%和5%处理显著抑制了植物生长,降低了光合参数、光合色素含量、糖含量和糖合成酶活性,且各指标随着GO质量分数的增加而降低.与对照组相比,5%GO处理下高羊茅的地下鲜重、净光合速率、蔗糖含量和蔗糖合成酶活性分别降低了57.9%、35.3%、56.5%和36.1%.由此可知,高浓度GO处理会显著抑制高羊茅的光合作用,阻碍植物生长,降低植物固碳能力.

多效唑对高羊茅弱光下生长及其碳氮代谢的调控作用

本研究为揭示多效唑对高羊茅(Festuca arundinacea)生长和碳氮代谢的影响,设置了自然光照(光通量密度为200μmol·m^(-2)·s^(-1))和弱光(光通量密度为40μmol·m^(-2)·s^(-1)),喷施200 mg·L^(-1)多效唑与不喷施的双因素试验,并测定了高羊茅形态、碳氮代谢相关指标。结果表明:高羊茅在弱光下,其株高、叶宽、分蘖数和生物量显著下降(P<0.05),淀粉、还原糖、铵态氮、游离氨基酸含量以及碳氮比均降低。此外,多效唑处理能增强碳氮代谢水平,使弱光下碳氮比、谷氨酰胺合成酶和硝酸还原酶的活性分别提高了13.98%,17.38%和69.09%,最终使株高降低、分蘖增加。综上,多效唑处理能增强高羊茅耐弱光的能力,平衡其碳氮代谢,从而使其维持在一个良好的生长状态。

高羊茅FaGI基因在拟南芥中异源表达及蛋白互作分析

为探究高羊茅FaGI基因的生物学功能,本研究利用酵母双杂交、双分子荧光互补和免疫共沉淀探究与FaGI互作的蛋白;通过农杆菌介导法将过表达载体p1300-FaGI遗传转化拟南芥,获得转FaGI基因拟南芥株系,以拟南芥野生型Col-0、过表达FaGI基因株系和gi突变体为材料进行转录组学测序并观察其开花表型。结果表明,利用酵母双杂交方法筛选出与FaGI互作的FaCO蛋白,并通过双分子荧光互补和免疫共沉淀证明了FaGI和FaCO在体内和体外存在互作关系;过表达FaGI基因拟南芥植株的开花时间比野生型Col-0提前约1.24 d;将FaGI-OE、gi与野生型比对,分别筛选出1963和92个差异表达基因(DEGs),与野生型植株相比,过表达FaGI基因株系的差异基因富集在与生长发育、光周期途径、激素合成和信号传导、碳代谢等相关生物过程和代谢通路。综上,FaGI影响光周期途径相关基因的表达,在长日照条件下过表达FaGI基因促进了拟南芥开花,同时该基因的功能具有多样性与复杂性,可作为高羊茅调控分子育种的目标基因。本研究结果为揭示FaGI基因的功能及其调控网络奠定了基础。

外源柠檬酸缓解高羊茅盐胁迫的机制

柠檬酸作为一种天然化合物,已被用作外源添加物来缓解植物所受的多种胁迫。本研究以高羊茅(Festuca arundinacea)为试验材料,设置两个盐浓度(150与300 mmol·L^(-1)),探究外源柠檬酸对不同浓度NaCl胁迫下高羊茅的生长生理、相关基因表达的影响。结果表明,在150 mmol·L^(-1)NaCl浓度下添加柠檬酸后,高羊茅的株高、叶片含水量及过氧化物酶等抗氧化酶的活性均有增加。此外,柠檬酸还通过促进叶绿素合成等改善了光合作用,并且诱导了SOS1、NHX1、ATCS的表达,进而调节了钠离子等造成的负面影响。而在300 mmol·L^(-1)盐浓度的长时间处理下,柠檬酸对高羊茅的生长生理等的调节效果不明显。这表明,当NaCl浓度≤300 mmol·L^(-1)时,添加柠檬酸可以有效缓解高羊茅受到的盐害。

镉胁迫对高羊茅和黑麦草光合特性及叶绿素荧光参数的影响

为探究镉胁迫对高羊茅(Festuca arundinacea)和黑麦草(Lolium perenne)光合特性及叶绿素荧光参数的影响,以高羊茅和黑麦草为试验材料,通过人工盆栽,将Cd^(2+)设置为0(对照)、500、1 000、2 000 mg/kg 4个处理浓度,测定高羊茅和黑麦草的光合特性及叶绿素荧光参数等指标。结果表明,与对照相比,高羊茅的光合作用中净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、细胞间CO_(2)浓度(Ci)明显下降,其抑制强度随着Cd^(2+)浓度的升高而加强,但WUE逐渐上升;黑麦草的Pn逐步升高,Gs、Tr、WUE表现为先升后降,Ci明显下降;高羊茅大部分叶绿素荧光参数均明显下降;黑麦草的Fv/Fm显著上升,qP和ETR 2个荧光参数逐渐下降。在镉胁迫下,高羊茅各方面受到的影响都比黑麦草大,因此,在修复被镉污染的土壤中,可以优先选择耐镉能力更强的黑麦草。

航天诱变黔草1号高羊茅分子多样性研究

试验以黔草1号为材料,采用RAPD分子标记技术对经航天搭载后的黔草1号高羊茅子代进行遗传多样性分析,探讨空间环境对其遗传多样性的影响。结果表明,利用RAPD引物进行PCR扩增,产生的扩增条带中,多态性条带占83.85%;34份供试材料的相似系数在0.5364~0.7411之间,说明航天搭载黔草1号高羊茅可以造成其遗传物质的变化,诱变后的各株系发生了不同程度的遗传变异,可以从航天诱变后的株系中选择符合育种目标的材料。RAPD聚类分析将供试材料分为七大类。总体来看,具有相似性状的株系基本上能聚在一类,呈现出一定的性状差异。

凋落物浸提液对高羊茅种子萌发的影响

为了研究不同浓度的银杏和鸡爪槭凋落物的浸提液对高羊茅种子萌发产生的影响,本文通过室内模拟试验,设置不同浓度的银杏和鸡爪槭叶片浸提液T 1(10g·L^(-1))、T 2(40g·L^(-1))、T 3(80g·L^(-1))处理高羊茅种子。当浓度为80g·L^(-1)时,银杏和鸡爪槭两者的叶片凋落物浸提液对高羊茅的种子萌发的抑制效果都最为明显,银杏和鸡爪槭的叶片凋落物浸提液的化感效应指数分别为-0.44与-0.21;当浓度为10g·L^(-1)时,银杏叶片浸提液对高羊茅种子发芽既不促进也不抑制,其化感效应指数为0.00,而鸡爪槭叶片凋落物浸提液对高羊茅种子的萌发起到一定的促进效果,鸡爪槭的叶片凋落物浸提液的化感效应指数为0.03。结果表明,2种植物凋落物浸提液对高羊茅种子萌发表现为“低促高抑”效应,银杏凋落物浸提液的化感抑制作用强于鸡爪槭,化感效应指数(RI)表明银杏凋落物浸提液对高羊茅种子萌发的化感抑制作用更强。

农杆菌介导高羊茅遗传转化体系的建立

为建立农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)介导高羊茅(Festuca arundinaceaSchreb.)遗传转化体系,以草坪型高羊茅品种凌志的胚性愈伤组织为受体材料,通过gus基因瞬时表达检测,研究了多种因素对农杆菌介导转化的影响。结果表明,农杆菌介导高羊茅胚性愈伤组织转化的适宜条件为:愈伤组织在含BAP和NAA各0.5mg/L的培养基上预培养3d;菌液浓度OD600值0.7,感染时间15min;农杆菌预培养基和悬浮培养基以及共培养基中添加100μmol/L的乙酰丁香酮;共培养温度23℃,共培养时间3d,共培养基pH值5.2。不同浓度潮霉素筛选效果试验表明,采用低浓度(50mg/L)潮霉素连续筛选,再生获得的转基因植株数最多,因此是最为可取的筛选方式。