7份羊茅属种质芽期抗旱性评价

为了探究羊茅属种质芽期对逆境的胁迫能力,以沟羊茅新品系(FV)与紫羊茅常用品种传奇(CQ)、草原(CY)、梦神(MS)、北方(BF)、玉山(YS)和多花(DH)为材料,采用不同浓度PEG-6000(0、5%、10%、15%、20%、25%)模拟干旱胁迫,在芽期测定了发芽率、发芽势、活力指数、胚根长、胚芽长、根芽比等萌发指标,分析干旱对其种子萌发的影响,并结合主成分分析、隶属函数分析、聚类分析等对其抗旱性进行评价。结果表明,高浓度PEG(20%~25%)显著降低了羊茅属种质的发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数、胚根长、胚根长及根芽比,而5%~15%PEG则因种质的差异而变化趋势有所不同,其中0~10%PEG对FV、BF、YS的发芽率、发芽势、活力指数及发芽指数具有显著的引发作用;综合评价表明,主成分分析将7个相对单项性状指标降维成2个新的综合指标,累积贡献率达85.06%;以新合成的综合指标为依据,采用隶属函数法结合聚类分析,将7份羊茅属种质分为三类,其中,FV、CQ和BF的抗旱能力较强,CY及YS的抗旱能力一般,而MS、DH的抗旱能力较弱。

干旱胁迫对3种禾本科牧草种子萌发及幼苗生长的影响

为了解中华羊茅、披碱草和无芒雀麦等3种禾本科牧草种子萌发期的抗旱性,本试验采用PEG-6000模拟干旱条件,设计5%、10%、15%共3个浓度作渗透介质,研究不同干旱胁迫强度对3种牧草种子萌发及幼苗生长的影响。结果表明,中华羊茅种子萌发生长指标随PEG-6000浓度的增加呈降低趋势,在5%PEG-6000溶液处理时,其发芽势、活力指数、胚根长及干重均高于对照;无芒雀麦除了幼苗干重以外,其余的种子萌发生长指标均随处理浓度的增加而降低,其中在5%PEG-6000溶液时,其种子萌发生长指标均高于对照,表现为低促高抑效应。在不同胁迫条件下,披碱草各项指标高于其余两种牧草,中华羊茅种子发芽率、发芽势和发芽指数均高于无芒雀麦。研究表明,在3种牧草中,披碱草耐旱性最强,中华羊茅次之,无芒雀麦对轻度干旱具有耐受性。

盐胁迫对金牌美达丽和猎狗种子萌发的影响

用不同浓度的NaCl、KCl、MgSO4和 3种盐的复合溶液胁迫金牌美达丽和猎狗种子 ,观察其发芽率和萌发后子叶及胚根生长情况 ,对其进行生态阈限分析。结果表明 :金牌美达丽和猎狗种子萌发对盐生境的适应性均很强。低浓度NaCl、KCl及复合盐溶液对猎狗种子萌发有促进作用。随盐胁迫强度上升 ,发芽率呈逐渐下降趋势 ,高浓度盐明显延缓种子的初始萌发时间 ,抑制幼苗正常生长。高浓度盐显著降低种子发芽率 ,但不同盐分对种子发芽率影响不显著。MgSO4溶液对种子发芽率没有显著抑制现象 。

高羊茅叶片表皮蜡质含量与其抗旱性的关系

以14个高羊茅品种为试验材料,在田间试验中对干旱高温胁迫下的叶片表皮蜡质含量、净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、胞间CO2浓度等生理指标测定分析。结果表明,干热胁迫下高羊茅品种间的叶片表皮蜡质含量和水分利用效率均存在极显著差异(P<0.01);叶片蜡质含量与综合抗旱性和水分利用效率的等级相关系数分别为0.78(P<0.01)和0.68(P<0.01);蜡质含量越高的品种,其叶片气孔导度和胞间CO2浓度越低,水分利用效率越高,但所有品种的水分利用效率绝对值都较低。研究发现,在干热胁迫时,高羊茅叶片表皮蜡质可通过对气孔导度的调节来减少气孔蒸腾,提高水分利用效率,最终提高其抗旱性;表皮蜡质含量可以作为高羊茅品种抗旱性鉴定的一个新指标。

外源NO供体SNP对PEG模拟干旱胁迫下高羊茅种子萌发及幼苗抗性生理的影响

以高羊茅为研究对象,采用不同PEG模拟干旱处理(CK、10%PEG、0.1 mmol/L SNP+10%PEG、1.0 mmol/LSNP+10%PEG等)方法,就外源NO供体SNP对高羊茅种子的萌发、幼苗生长及抗逆性的影响进行了探讨。结果表明,在PEG模拟干旱胁迫下,高羊茅种子的发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数和幼苗叶绿素含量较对照呈下降趋势,而幼苗丙二醛(MDA)、脯氨酸、可溶性糖、超氧阴离子(O2.-)和过氧化氢(H2O2)含量呈上升趋势,超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性则呈现先升高后降低的趋势。上述结果说明PEG模拟的干旱胁迫,使得高羊茅在种子萌发及幼苗生长过程中遭受逆境胁迫,且生长发育受到显著抑制。经外源NO供体SNP处理后,模拟干旱胁迫下的高羊茅种子发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数和幼苗叶片叶绿素、脯氨酸、可溶性糖含量及SOD、POD、CAT活性均显著升高,而幼苗叶片MDA、O2.-和H2O2含量显著下降,说明外源NO供体SNP处理后使PEG模拟干旱胁迫下高羊茅的生长发育得到了促进,减轻了干旱胁迫对高羊茅造成的伤害,提高了植株的整体抗旱性。通过对比几种不同SNP浓度,结果说明0.1 mmol/L SNP对PEG模拟干旱胁迫下高羊茅种子萌发及幼苗的保护效应较为显著。

盐胁迫下两草种SOD和POD及脯氨酸动态研究

在NaCl、KCl、MgSO4及其复合盐胁迫下 ,研究草坪草—金牌美达丽 (Loliumperenne)和猎狗 (Feslucaelata)中脯氨酸含量、超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性的变化。结果表明 :不同盐分、不同浓度胁迫下脯氨酸含量呈波动式变化 ,其峰值出现在较高浓度下 ,说明在一定范围内盐胁迫强度越大脯氨酸积累越明显 ;SOD的最高值出现在低浓度下 ,而最低值无此特点 ,不同盐胁迫下的最高值、最低值相差不多 ,说明L .perenne和F .elata相差不明显 ;POD活性随盐浓度增加呈波动性变化 ,L .perenne (除KCl)和F .elata (除MgSO4)最高值均出现在低浓度下 ,L .perenne的最低值集中在高浓度 ,而F .elata的最低值则集中在低浓度 ,F .elata在高浓度胁迫下 ,处于一个比较稳定的水平 ,高于或接近CK ,且各值比较接近 ,而在L .

高羊茅苗期抗旱性综合评价

用株高、叶面积、地上部分干重、根干重、根冠比等形态指标和存活率对40个高羊茅品种苗期抗旱性进行初步研究,采用五级评分法对各项测定指标的平均值进行定量表示,经过权重系数分配进行抗旱性综合评价。结果表明:抗旱性最好的种质材料有2个品种,较好的种质材料有10个品种,一般种质材料有13个品种,较差的种质材料有10个品种;最差的种质材料有5个品种。

干热胁迫下两种苇状羊茅对不同水肥处理的响应机理

苇状羊茅是我国过渡区常用的四季常绿草坪草种,但在夏季苇状羊茅受到高温和干旱的双重胁迫。通过研究干热胁迫下不同灌溉与施肥管理措施对2种苇状羊茅品种火凤凰和科纳多的内部生理生化指标、外部形态学指标及草坪质量外观指标的影响,目的在于,1)分析灌溉和施肥管理对2个苇状羊毛品种对干热胁迫抗性的调控,2)通过该项实验筛选出适合在干热胁迫下不同品种的优化水肥管理措施。结果表明,1)不同组合水肥处理下的苇状羊茅2个品种,其抗逆性均有显著提升,MDA含量下降,火凤凰B1C1的MDA含量为16.461μmol/g,火凤凰B2C2为20.386μmol/g,POD活性升高,叶绿素含量上升,从科纳多对照的3.5813mg/g提高到科纳多B1C1的5.206 7mg/g。相对含水量提高,以外部形态而言,分蘖数和叶片数密度提高,适度的干旱胁迫提高了根冠比,浇水和施肥均能显著提高草坪质量。2)品种火凤凰的整体表现要优于科纳多,但差异均不显著。3)灌溉和施肥对干热胁迫下的苇状羊茅各项生理指标的影响均达到显著水平,但水肥间互作效应表现的并不显著。4)从水肥处理的结果来看,B1C1的组合,也就是每周浇水1次和每2周施肥1次,对苇状羊茅的综合抗性有提高调节作用,为最优水肥管理措施。5)苇状羊茅的不同品种对干热胁迫的适应性从地上部分和地下部分发生了分化,这对苇状羊茅的品种选育和夏季水肥管理有着重要的指导意义。

羊茅种质资源苗期抗旱生理响应及综合评价

以引进的18份羊茅属(Festuca L)为材料,在苗期持续干旱胁迫下,研究其生理指标变化,并对其抗旱性进行综合评价。结果表明:脯氨酸、可溶性糖、细胞质膜透性随着干旱胁迫的加大而显著增加,叶片相对含水量则显著递减。膜系统受损程度与叶片保水和抗旱性呈负相关。干旱胁迫限制了植株的生长发育,所试材料地上、地下生物量及高度都不同程度地受到抑制,抑制程度因不同材料基因型而有所不同。羊茅属材料抗旱性与生物量、株高呈正相关。采用隶属函数对其抗旱性进行综合评价,18份羊茅相对抗旱的材料是8,9,12,对干旱相对敏感的材料是5,6,15。

锌对高羊茅种子萌发及生理指标的影响

以"猎狗5号"高羊茅种子为试材,研究了不同浓度外源锌对高羊茅种子发芽率、发芽势,以及萌发过程种子内可溶性蛋白质、还原糖和总糖含量及淀粉酶活力的影响。结果表明:重金属Zn处理后降低了高羊茅种子的发芽率和发芽势,使种子萌发整齐度下降。Zn处理使萌发初期高羊茅种子的淀粉酶总活力和可溶性总糖含量上升,但使α?淀粉酶活力、可溶性蛋白质和还原糖含量下降。

费斯塔和高羊茅在重庆地区夏季干热条件下的适应性研究

以观赏草品种费斯塔Festuca festina和草坪草品种高羊茅F.arundinacea为材料,参照重庆市夏季的气候条件,对两者进行为期8d的高温、干旱双重胁迫的模拟越夏试验,并分析费斯塔和高羊茅在高温、干旱双胁迫条件下的形态变化、生理指标变化,结果表明:在干热胁迫条件下,高羊茅表观伤害症状反应比较迅速和明显,随着胁迫的进行,高羊茅的叶绿素含量下降更快,丙二醛含量更高,可溶性糖积累相对缓慢,从而说明费斯塔耐干热胁迫的能力优于高羊茅,比高羊茅具有更好的越夏适应性。

植被砼上4个高羊茅品种在高温干旱胁迫下的伤害

对植被砼上的4个高羊茅(Festtuca arundinacea)品种Millenninm Ⅱ、Pearl、Millenninm和Barrington进行了高温、抽湿和高温抽湿处理,通过测定其株高、分蘖数、伤害比率、叶宽、叶色、根长、根冠比等7项指标,比较了品种间耐干热性的差异。结果表明:高温干旱对植被砼上高羊茅各品种生长发育造成了不同程度的影响;高温干旱双因子胁迫较之干旱或高温单因子更严重;Millenninm Ⅱ耐干热性最强,Millenninm最弱。

4个高羊茅品种响应植被砼干热生境的生理特征

以植被砼生境上的4个高羊茅(Festucaarundinacea)品种为试材,分别进行38℃和50℃的干热胁迫处理后,测定叶片的细胞膜透性、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)的相对活性、游离脯氨酸和叶绿素的含量等指标,并比较各品种间的差异。结果表明,Pearl和MillenninmⅡ在干热胁迫下能产生较多的SOD、CAT和游离脯氨酸,但细胞膜受损较大,Barrington和Millenninm只能产生较少SOD、CAT和游离脯氨酸。综合评价表明,Pearl和MillenninmⅡ的抗干热性较强,Barrington和Millenninm的抗干热性相对较差。

生根剂GGR-6对紫羊茅和草地早熟禾响应干旱胁迫的影响

为了明确生根剂GGR-6对植物生长与抗旱性的生理作用,以2种优质草坪草-紫羊茅‘梦神’(Festuca rubra‘Rubra’)、草地早熟禾‘优异’(Poa pratensis‘Merit’)为供试材料,通过控水的处理方法,分别在播种后不同时期,用不同浓度的GGR-6对2种草坪草进行浇灌。结果表明:随着干旱胁迫的进行,紫羊茅和早熟禾的抗氧化酶活性呈现先增加后降低的趋势,同时游离脯氨酸含量增加,以维持渗透平衡,叶片MDA含量保持在较低的水平。早熟禾的抗旱能力高于紫羊茅。浇灌GGR-6对2种草坪草幼苗的生长有明显的促进作用,并可以提高其抗旱能力。其中,紫羊茅于播种后1周浇灌低浓度(0.1 g/L、0.2 g/L)的GGR-6效果较好;早熟禾于播种2周后浇灌低浓度(0.1 g/L、0.2 g/L)的GGR-6,播种3周后浇灌高浓度(0.3 g/L)的GGR-6效果较好。研究结果证实GGR-6对提高植物耐旱性具有重要作用,并为利用外源物质提高植物抗逆性提供一定的科学依据。

钴60辐射高羊茅变异株系抗旱生理指标比较

在盆栽水分胁迫条件下,对高羊茅的6个辐射变异株系G-4,G-6,G-8,G-9,G-12,G-G13的抗旱性生理指标进行比较研究,并以干旱胁迫下的成活率、可溶性糖、可溶性蛋白、叶绿素、叶片相对含水量、丙二醛、脯氨酸作为抗旱性测定的指标。结果表明,G-8,G-9,G-G13这3个变异株系的抗旱性显著强于对照品种爱瑞3号高羊茅与其他3个变异株系。

基于灰色关联度法评价适于矿区废弃地生长的高羊茅萌发期抗旱性

为筛选可用于尾矿植被恢复的高羊茅适栽品种,采用质量浓度为200 g/L的聚乙二醇(PEG-6000)溶液对8个高羊茅品种作模拟干旱胁迫处理,测定千粒重、胚芽长等11个指标,采用灰色关联度分析法评价不同品种种子的抗旱性能。结果表明,8个高羊茅品种抗旱性强弱依次为:凤凰、维加斯、易凯、锐步、天霸、新秀、凌志Ⅱ、探索者。凤凰抗旱评级为一级,高抗旱;维加斯和易凯抗旱评级为二级,抗旱;天霸、新秀、凌志Ⅱ和探索者抗旱评级为三级,中抗旱。因此,在贵州矿区废弃地植被恢复过程中优先推荐种植的高羊茅品种为凤凰,其次为维加斯。

模拟干旱胁迫下镁对高羊茅种子萌发的影响

采用PEG-6000(100,200,300g/L)模拟水分胁迫,研究不同浓度的硫酸镁溶液(0.2,0.4,0.6,0.8g/L)浸种对高羊茅(Festuca arundinacea)种子萌发的影响。结果表明:随着干旱胁迫程度的增加,高羊茅的发芽率,发芽指数,苗长,根长,幼苗鲜重及根鲜重等指标均呈下降趋势。在种子萌发阶段,轻度干旱胁迫(PEG=100g/L)下,硫酸镁浸种对高羊茅种子的萌发促进作用不明显,其发芽率、发芽势、发芽指数与对照差异不显著;中度干旱胁迫(PEG=200g/L)下,0.6g/L的镁使得高羊茅种子的萌发相对最佳,其发芽等指标与对照差异显著(P<0.05);重度干旱胁迫下(PEG=300g/L),0.4g/L镁处理明显的促进了高羊茅种子的萌发,其发芽指标与对照差异显著(P<0.05),而当镁浓度是0.8g/L时,则抑制了高羊茅种子的萌发。在幼苗的生长前期,轻度干旱和中度干旱胁迫下,0.6g/L镁处理对高羊茅的苗长、根长、幼苗鲜重及根鲜重等生长指标有显著的促进作用;重度干旱胁迫下,0.4g/L和0.6g/L的镁处理使其生长指标高于对照且差异显著(P<0.05)。

干旱胁迫对高羊茅航天诱变新品系生理特性的影响及综合评价

为揭示高羊茅航天诱变新品系对干旱胁迫的响应和适应,培育出耐旱性强的新品种。以高羊茅航天诱变新品系12份及其亲本黔草1号高羊茅和贵州主推品种水城高羊茅为材料,采用盆栽试验,在人工气候室进行干旱胁迫处理,测定可溶性蛋白、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性、叶绿素(Chl)生理指标,并应用隶属函数法和灰色关联法对其生理指标及14份高羊茅材料耐旱性进行综合评价。结果表明,可溶性蛋白质随着干旱胁迫程度的增加总体呈上升趋势,SOD、POD、CAT含量随着干旱胁迫程度增加总体呈下降趋势,叶绿素含量随干旱胁迫程度加剧呈下降趋势。5个生理指标在14份材料间均存在显著性差异。利用隶属函数法对14份高羊茅材料进行综合耐旱性评价,SP5-32的平均隶属函数值最大,为0.533,耐旱性顺序为:SP5-32>SP5-75>水城高羊茅>SP5-60>SP5-94>SP5-97>SP5-89>SP5-71>SP5-7>SP5-85>SP5-42>SP5-5>黔草1号高羊茅>SP5-88。利用灰色关联性分析法得出各耐旱指标与耐旱性的关联序为:POD>可溶性蛋白质>SOD>CAT>Chl,关联度在0.55~0.65之间。因此,SP5-32更加适应干旱地区,干旱胁迫下保护酶活性大小、可溶性蛋白质含量与叶绿素含量对高羊茅材料的耐旱性是大致相同的。

高羊茅黔草1号和黔草2号LEA3基因克隆与苗期干旱胁迫表达

【目的】克隆贵州本地高羊茅品种黔草1号和黔草2号的第三组晚期胚胎发生丰富蛋白(Late Embryogenesis Abundant Protein,Group 3,LEA3)基因,分析其生物信息学及其苗期干旱胁迫的表达量变化,为进一步探讨LEA3基因的功能和高羊茅抗旱分子机制提供理论基础。【方法】参照NCBI已登录大麦LEA3基因序列,利用RT-PCR获得黔草1号和黔草2号LEA3基因cDNA序列,应用相关软件对氨基酸序列进行分析,采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分析苗期干旱胁迫的表达量。【结果】黔草1号和黔草2号LEA3基因完整的ORF框长度分别为609和642 bp,分别编码203个氨基酸和213个氨基酸;黔草1号LEA3蛋白比黔草2号缺失1个基元序列(包含11个氨基酸),且两者LEA3基因编码的氨基酸序列存在12个位点的氨基酸差异;黔草1号LEA3基因编码蛋白分子量为20.72 kDa,等电点8.55,总平均亲水性为-0.971;黔草2号LEA3基因编码蛋白分子量为22.01 kDa,等电点8.99,总平均亲水性为-1.069;两者的LEA3蛋白均没有跨膜结构,且均以α-螺旋结构占主导,与大麦、山羊草、冰草和小麦的LEA3具有高度的同源性,与小麦、旱麦草、大麦、山羊草、无芒雀麦、冰草的LEA3蛋白聚为一类;苗期干旱胁迫下黔草1号LEA3基因的表达量在整个胁迫过程中总体高于黔草2号,2个品种高羊茅在-2.5 MPa PEG 6000胁迫下的LEA3基因表达量高于-1.5 MPa PEG 6000胁迫。【结论】黔草1号和黔草2号的抗旱性与LEA3基因的表达量呈正相关,相同干旱胁迫条件下,黔草1号LEA3的表达量高于黔草2号,推测在受到干旱胁迫时,黔草1号更能适应干旱环境。

不同粒径垃圾堆肥对高羊茅抗旱性的影响

通过对草坪基质施用不同粒径的生活垃圾堆肥,研究了水分胁迫下垃圾堆肥对高羊茅生理生态的作用.结果表明:施用不同粒径垃圾堆肥对高羊茅生物量及株高的增加产生积极影响,叶绿素含量也有所提高.经粒径300nm的堆肥(堆肥1)处理,高羊茅的叶绿素a和总叶绿素含量分别比对照高出37.3%和14.9%;根长和须根数也有较为明显的增加,分别比对照提高了25.8%和27.8%(P<0.05).不同粒径的堆肥对水分胁迫下高羊茅的过氧化物酶(POD)、超氧化物岐化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性具有积极的调控作用,其中堆肥1处理3种酶的活性分别比对照提高52.7%,65.3%和4.4%.水分胁迫下,堆肥处理对脯氨酸含量影响较小.但施入堆肥能明显降低高羊茅叶片丙二醛含量,其中以300nm粒径的堆肥1和1 700nm粒径的堆肥4处理分别比照降低了19.7%和35.1%.可见,在水分胁迫下,高羊茅草坪基质中施入不同粒径垃圾堆肥,尤其小粒径堆肥(300～600nm),可明显改善植物的生理生态调节功能,缓解水分胁迫带来的伤害,提高高羊茅的抗旱性.