川草2号老芒麦(Elymus sibiricus L.)atpA基因的克隆及其调控表达

ATPase与植物的耐寒性密切相关. 运用mRNA差异显示技术(DDRT-PCR) 从耐寒植物川草2号老芒麦(ElymussibiricusL. cv.‘chuancao No.2’) 中获得了受冷抑制的atpA基因表达序列标签(EST) 序列,通过5'cDNA末端快速扩增(RACE) 获得了atpA基因全长cDNA为1 754 bp,开放阅读框(ORF) 长1 518 bp,编码505个氨基酸. 氨基酸序列与小麦、水稻、玉米atpA基因分别具有95%、94%、94%的相似性. 对2℃低温胁迫及解除胁迫后恢复过程中共13个时段的RNA印迹分析表明,atpA基因在低温胁迫12 h转录受到强烈抑制,在低温胁迫开始后的4～8 h及解除胁迫后的16～24 h,其转录水平明显强于对照. 实验结果为揭示CF1 α亚基对调控ATPase在植物御冷性反应的作用,以及α亚基在植物低温信号转导中的作用提供了新的线索.

川草2号老芒麦(Elymus sibiricusL.)UV-B辐射敏感基因rbcL的克隆及其调控表达研究

rbcL是编码光合关键酶1,5-二磷酸核酮糖羧化酶(Rubisco)大亚基的基因。运用mRNA差异显示技术(DDRT-PCR)并通过5′RACE(rapidamplificationofcDNAends)从高原植物川草2号老芒麦(ElymussibiricusL.cv.‘chuancaoNo.2’)中获得了受增强UV-B辐射抑制的rbcL基因,该基因全长cDNA为1.51kb,开放阅读框(ORF)长1.434kb,编码477个氨基酸。氨基酸序列与Elymustrachycaulus中的Rubisco大亚基具有97%的同源性、与Triticumaestivum和Hordeumcomosum的Rubisco大亚基同源性均为98%。Northern杂交分析表明,增强UV-B辐射后6h,rbcL基因表达受到强烈抑制,处理后60h,其表达几乎完全被抑制,表明即使是长期生长在高原地区、强UV-B辐射条件下的高原物种,在受到较强的UV-B辐射后,其rbcL基因的转录也会受到抑制。

短期施有机肥对‘川草2号’老芒麦AMF种类及分布的影响

为探究高寒地区短期施有机肥对禾本科牧草丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)群落多样性及群落结构的影响,本研究以‘川草2号’老芒麦为试验材料,进行田间小区试验,设置施有机肥(F)与不施有机肥(CK)处理,在生长结束后采集根周和根际土壤用于分析微生物的组成,测序后利用FUNGuild筛选AMF的操作分类单元(Operational taxonomic units,OTU),对根周和根际土壤AMF群落多样性和组成,以及它们与环境因子的相关性进行分析。结果表明:‘川草2号’老芒麦共生的AMF群落共有7个属,根周土壤的物种数大于根际土壤;AMF群落多样性受土壤pH值和牧草鲜重影响最大,为极显著负相关关系(P<0.01);有机肥增加了根周土壤AMF的多样性和物种数,降低了根际土壤AMF的物种数,且降低了根周和根际土壤AMF优势菌属近明球囊霉属(Claroideoglomus)的相对丰度。该结果为高寒地区牧草种植地田间养分管理和AMF多样性之间关系提供了理论依据。

行距和肥力对川草2号老芒麦生产性能的作用

在田间试验条件下,采用裂区设计方法,研究了不同追肥、不同行距和不同基肥对川草2号老芒麦Elymus sibiricuscv.chuancao No.2生产性能的影响。结果表明:分蘖-拔节期追施120 kg/hm2复合肥可提高老芒麦生产性能;60 cm行距时老芒麦种子产量最高达1 485 kg/hm2,30 cm行距时老芒麦产量最高达10 170 kg/hm2;施180 kg/hm2复合肥较施15 t/hm2牛粪更有利于老芒麦种子生产。

高寒地区“川草2号”老芒麦夏季光合生理生态特性的初步研究

对"川草2号"老芒麦叶片光合日变化测定结果表明,晴朗天气条件下,"川草2号"老芒麦叶片净光合速率(Pn)日变化呈双峰型,其峰值分别出现在上午10:00和下午16:00,两峰之间有一低谷,出现在12:00附近。分析结果表明,叶片温度和光合有效辐射是对"川草2号"老芒麦光合作用影响最重要的环境因子,而气孔关闭则是光合午休产生的根本原因。

不同刈割高度对“川草2号”老芒麦牧草产量与品质的影响

本试验以老芒麦为研究对象,采用随机区组试验设计,研究了不同刈割高度对"川草2号"老芒麦牧草产量与品质的影响。试验结果表明:在盛花期不同刈割高度对"川草2号"老芒麦牧草产量与品质具有一定的影响。其中,以4cm刈割高度时的鲜草产量和干草产量最高,分别为22 029.95kg/hm2和5 755.94kg/hm2,但牧草品质较差,其CP为11%;6cm刈割高度时鲜草产量和干草产量相对较高,分别为20 207.32kg/hm2和4 781.259kg/hm2,但牧草品质最好,其CP达到15.73%。综合各项指标,"川草2号"老芒麦在盛花期,以刈割高度为6cm时,能使牧草产量与品质达到最佳。

川西北高寒草地3种禾草种子萌发期抗旱性

为研究川西北高寒草地牧草种子萌发期的抗旱性,选用川西北高寒草地当地的3种牧草——‘阿坝’硬秆仲彬草(Kengyilia rigidula‘Aba’)、川草2号老芒麦(Elymus sibiricuscv.‘chuancao No.2’)和垂穗披碱草(Ely-mus nutans)为研究对象,用0、50、100、150和200 g/L的聚乙二醇(PEG-6000)溶液模拟干旱胁迫。采用隶属函数法对各材料的相对发芽率、相对发芽势、相对发芽指数、相对活力、抗旱指数进行抗旱性综合评价。结果显示,50g/L的PEG-6000有利于种子的萌发;相对发芽指数、抗旱指数为鉴定川西北高寒草地3种牧草种子萌发期抗旱性的较好指标;抗旱性强弱依次为硬秆仲彬草>垂穗披碱草>川草2号老芒麦。

根癌农杆菌介导转化川草二号老芒麦胚性愈伤组织

以川草二号老芒麦成熟种子为外植体,经过对培养基的筛选和培养条件优化,建立了愈伤组织再生系统。转化载体为pCAMBIA1304质粒,其T-DNA上携有潮霉素抗性基因(hptII)和类产碱假单胞菌杀虫蛋白基因(ppIP),经根癌农杆菌EHA105介导转化结构致密、颗粒状、黄白色的胚性愈伤组织。通过潮霉素筛选和对抗性植株进行分子检测,获得了转基因植株。同时优化了农杆菌遗传基因转化的参数,建立了农杆菌介导的川草二号老芒麦程序化转基因方案。

高寒地区川草1号老芒麦夏季光合生理生态特性的初步研究

对川草1号老芒麦Elymus sibiricus叶片光合日变化测定结果表明,晴朗天气条件下,川草1号老芒麦叶片净光合速率(Pn)日变化曲线呈双峰型,其峰值分别出现在11:30和16:30,2个峰值之间有1个低谷,出现在12:30附近;经相关性分析发现,各生理生态因子与Pn的相关性大小顺序为:气孔导度>叶片温度>光合有效辐射>蒸腾速率>饱和蒸汽压亏差>水分利用效率>大气CO2浓度>空气相对湿度>胞间CO2浓度,其中,气孔导度、太阳有效辐射与Pn的关系呈极显著正相关,是对川草1号老芒麦光合作用影响最为强烈的因子,而气孔导度下降导致气孔关闭,因此气孔导度是光合午休产生的主要原因。

麦洼老芒麦种子生产比较试验报告

麦洼老芒麦具有农艺性状优良,有效分蘖多,抗倒伏能力强,较高且稳定的生产性能,2010年成功申报国家草品种区域试验。为了评价其种子生产性能,2011~2014年在进行国家草品种区域试验的同时,在四川省阿坝州红原县四川省草原科学研究院牧草试验基地对三份材料(麦洼老芒麦与对照阿坝老芒麦、川草2号老芒麦)进行了种子生产比较试验研究。连续三年试验结果表明:40cm行距条播、播种量22.5kg/hm^2、播种第二年后每年在返青至分蘖期施复合肥120kg/hm^2的栽培管理条件下,麦洼老芒麦成熟期株高能达到126.9cm,生育天数144d,基本与对照品种一致;麦洼老芒麦种子产量高达1 802 kg/hm^2,比对照阿坝老芒麦增产13.56%~33.65%,比对照川草2号老芒麦增产26.78%~59.66%。经方差分析,麦洼老芒麦种子产量均显著高于对照品种。因此,麦洼老芒麦具有很高的种子生产能力。

不同退化演替阶段高寒草甸土壤理化性质对功能群植物地上生物量的影响

笔者对若尔盖高寒草甸红原县境内不同退化演替草甸土壤理化性质和功能群植物地上生物量进行了调查。结果发现:不同退化演替阶段土壤理化性质存在显著差异;随退化程度加剧,莎草科地上生物量显著降低,而禾本科地上生物量未达到差异显著水平,群落地上生物量和杂草生物量在草地草甸阶段最高;不同退化演替阶段,土壤理化性质对莎草科、禾本科和杂草地上生物量的影响程度不同,在退化草甸中,土壤速效氮、速效钾、速效磷、全氮和水分含量显著决定莎草科地上生物量,而土壤速效磷、全钾、全氮、土壤水分显著决定禾本科地上生物量。说明在一定条件下通过人为改变土壤水分、土壤氮、磷含量水平能够对退化草甸进行一定程度的恢复。

基因枪介导的老芒麦遗传转化体系的建立

川草2号老芒麦(Elymus sibiricus)是青藏高原地区治理荒漠化和建设高产人工草地的主要栽培草种。用川草2号老芒麦5种外植体诱导愈伤组织,经分化测试,仅幼穗愈伤组织能分化再生。以当代培养25天和35天的结构致密坚硬的幼穗愈伤组织为受体,分别进行农杆菌侵染和基因枪转化,结果只有基因枪能转化成功。在基因枪转化过程中,采用高渗培养和滤纸干燥2种方式预处理愈伤组织,结果表明滤纸干燥处理比高渗处理转化效率高。当代诱导25天的幼穗愈伤组织,滤纸干燥处理2小时转化效率最高,达40%。该研究成功获得了基因枪转化的以川草2号老芒麦幼穗愈伤为受体的阳性愈伤组织。