Analysis of Genetic Relationship among Medicago sativa,Medicago falcate and Trigonella foenum-graecum Using ISSR

[Objective] This study aimed to analyze the genetic relationships among Medicago sativa,Medicago falcata and Trigonella foenum-graecum.[Method] ISSR technique was adopted to determine their genetic relationships.[Result] M.sativa,M.falcate and T.foenum-graecum had a broad genetic base.T.foenum-graecum shared closer relationship with M.falcata rather than M.sativa.The study on relationship between M.sativa and T.foenum-graecum was advantageous to identify disputable transition types.But a boundary should be found to identify species to be M.sativa or T.foenum-graecum.[Conclusion] This study will provide reference for identifying some disputable transition types.

黄花苜蓿MfNAC34基因克隆及特性分析

NAC转录因子具有调节植物生长发育和应答非生物胁迫的功能。本研究从内蒙古锡林郭勒草原野生黄花苜蓿材料中克隆获得1个NAC家族蛋白基因MfNAC34(GenBank登录号为MH481768),分析MfNAC34基因编码蛋白的理化性质、亚细胞定位和转录激活特性。结果显示:MfNAC34基因开放阅读框序列为621 bp,编码亲水性蛋白质,分子量为23.52 kD,理论等电点为4.09。MfNAC34为定位在细胞核内的胁迫诱导的转录因子,且转录激活域位于其C端。

补播苜蓿对退化草地植物群落结构和生产力的影响途径

近年来,紫花苜蓿(Medicago sativa L.)和黄花苜蓿(Medicago falcata L.)被广泛选作补播材料,用于修复退化草地。尽管研究表明二者的植物学特征存在差异,但鲜有人关注它们是否会通过不同的方式影响退化草地的生产力。为了探究二者对退化草地的修复效果是否存在差异,并确定影响补播地生产力的限制因素,本研究选取黄花苜蓿和紫花苜蓿作为补播种对退化草甸草原进行了补播,并在隔年对草地植被、土壤理化性质和微生物量进行监测。结果表明,两种苜蓿都可以显著增加退化草地生产力并改善土壤健康状况。然而,紫花苜蓿通过增加土壤铵态氮改变植被群落结构,其补播样地生产力也由土壤速效养分影响;黄花苜蓿通过增加土壤速效磷含量改变植被群落结构,其补播样地生产力由植被群落结构和土壤微生物量共同影响。初步结果表明,黄花苜蓿更适宜在养分贫瘠的退化草地进行补播。此外在选择紫花苜蓿补播时,可以适当施肥以提高补播成功率。

呼伦贝尔退化草地接种丛枝菌根真菌对黄花苜蓿生长的影响

将本土草种黄花苜蓿(Medicago falcata)补播呼伦贝尔草甸草原中,能够提高草地生产力和牧草品质,促进退化草地恢复。为解决原位补播黄花苜蓿幼苗生长弱、建植成功率低的问题,本试验以未灭菌的呼伦贝尔退化草地土壤为基质土,当地常用补播物种-黄花苜蓿为研究对象,探究丛枝菌根真菌(AMF)种类及组合对黄花苜蓿幼苗生长的影响。结果表明,黄花苜蓿幼苗的生长受到AMF种类和组合的调控。同时接种摩西斗管囊霉(Funneliformis mosseae)和幼套近明球囊霉(Claroideoglomus etunicatum)显著提高了黄花苜蓿的地下生物量和总生物量,抵消F.mosseae单接种的负效应。共同接种F.mosseae和C.etunicatum活化了土壤速效磷,提高了土壤氮含量,促进了黄花苜蓿根系对铁、钾、镁、锰、磷的吸收,因而促进了黄花苜蓿的生长。因此,在呼伦贝尔退化草甸草原进行黄花苜蓿补播时,同时接种F.mosseae和C.etunicatum可能促进黄花苜蓿幼苗生长,提高建植成功率。

黄花苜蓿MfMYB3R-3基因克隆及结构与功能的生物信息学分析

MYB转录因子是植物中分布最广的转录因子家族之一,在植物响应生物及非生物胁迫,调控逆境胁迫相关基因表达方面起着重要的作用。本研究基于黄花苜蓿转录组数据,鉴定和克隆了黄花苜蓿MfMYB3R-3基因,并进行了生物信息学分析。结果表明,MfMYB3R-3基因CDS区长1701 bp,编码566个氨基酸,具有SANT保守结构域,为MYB3R型转录因子;MfMYB3R-3蛋白化学分子式为C_(2690)H_(4314)N_(796)O_(873)S_(20),理论等电点为8.75,该蛋白是亲水性不稳定偏碱性非分泌蛋白,不具有信号肽,无跨膜结构,亚细胞定位预测在细胞核。系统进化分析发现,黄花苜蓿MfMYB3R-3蛋白与蒺藜苜蓿的MYB3R-3的亲缘关系最近。

基于SNP分子标记的新疆野生黄花苜蓿遗传多样性分析

为揭示新疆野生黄花苜蓿的遗传多样性,研究利用SLAF-seq技术对材料进行SNP开发。结果显示,材料测序平均Q30值为96.32%,平均GC值为37.99%。研究共开发了376 641个SLAF标签,多态性SLAF标签119 331个;SNP平均完整性为24.77%,平均杂合率5.53%。供试新疆野生黄花苜蓿品系的有效等位基因数、观测等位基因数、期望杂合度、观测杂合度和Shnnon Wiener指数的平均值分别为1.380、1.594、0.220、0.117和0.327。研究表明,聚类分析将材料分为7类,PCA将材料分为3类,但样品的来源为同一个祖先。

黄花苜蓿叶片解剖结构对盐碱胁迫的响应

为探讨盐碱胁迫下黄花苜蓿叶片结构的特征变化,揭示解剖结构与其耐盐碱的关系,采用石蜡切片法对龙牧18黄花苜蓿在150 mmol/L NaHCO3和Na2CO3混合盐碱胁迫0、1、6 h和12 h后的叶片解剖结构进行观测,测定叶片的厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度、上表皮厚度、下表皮厚度等,计算栅海比、栅栏组织紧密度和海绵组织疏松度,研究不同盐碱胁迫时间对黄花苜蓿叶片结构的影响。结果表明,盐碱胁迫对黄花苜蓿叶片表皮结构、叶肉组织具有显著影响,盐碱胁迫下龙牧18黄花苜蓿叶片的栅栏组织厚度、海绵组织厚度对叶片厚度起主导作用。对上述指标标准化并进行主成分分析,龙牧18黄花苜蓿盐碱胁迫时提取特征值>1的3个主成分,累计方差贡献率达83.523%。

野生黄花苜蓿胚性愈伤诱导研究

为优化黄花苜蓿胚性愈伤培养条件,本研究以黄花苜蓿(Medicago falcata L.)为试验材料,探讨培养基、外植体、激素浓度以及凝固剂对黄花苜蓿胚性愈伤形成的影响。结果表明,以成熟胚为外植体接种至MS培养基的愈伤块呈淡黄色,质地为粘性且体积较大,该处理下添加1 mg·L^(-1)2,4-D和0.05 mg·L^(-1) KT愈伤诱导率可达95.24%。利用该培养条件进一步探究了凝固剂对愈伤组织诱导的影响,发现培养基中添加6 g·L^(-1)琼脂和7 g·L^(-1)植物凝胶可以有效降低愈伤组织褐化率。因此,诱导黄花苜蓿最适培养基为:以成熟胚为外植体,其成分包括MS培养基,添加1 mg·L^(-1)2,4-D+0.05 mg·L^(-1) KT+6 g·L^(-1)琼脂/7 g·L^(-1)植物凝胶。

不同外源植物激素对野苜蓿种子萌发和幼苗生长的影响

【目的】探明不同浓度赤霉素(GA_(3))和生长素(IAA)对野苜蓿种子萌发与幼苗生长、生理指标的影响,为野苜蓿的人工栽培提供科学依据。【方法】使用野苜蓿种子[种子平均长(226.16±22.91)μm、宽(144.15±21.22)μm,种子净度(67.17±0.18)%、千粒重(2.01±0.035)g]为试材,采用培养皿和育苗杯培养方法,以蒸馏水为对照(CK),研究2种外源植物激素GA_(3)和IAA(100 mg/L、200 mg/L、300 mg/L、400mg/L和500 mg/L)对野苜蓿种子萌发特性和幼苗生长性状的影响。【结果】不同浓度GA_(3)处理野苜蓿种子的发芽率、发芽势和发芽指数总体高于IAA处理;300 mg/L GA_(3)对野苜蓿种子发芽率提升较为明显,且发芽势和发芽指数最大,分别为70.00%和10.93。不同浓度GA_(3)处理野苜蓿幼苗的叶片数呈增长趋势、株高均呈先快速增长后平缓趋势,过氧化物酶(POD)活性较CK均下降,以300 mg/L GA_(3)处理野苜蓿幼苗的POD活性和Pro含量最低,分别为993.00 U/g和2803.03μg/g。IAA对野苜蓿种子萌发、叶片数和株高增长具有明显的抑制作用,野苜蓿幼苗的POD活性和Pro含量均呈上升趋势,以100 mg/L IAA处理的POD活性和Pro含量最低,分别为968.00 U/g和4578.79μg/g。【结论】300 mg/L GA_(3)处理可显著促进野苜蓿种子萌发和幼苗生长,不同浓度IAA处理对野苜蓿种子萌发和幼苗生长均表现出明显的抑制作用。

盐胁迫对黄花苜蓿发芽及幼苗生长的影响

为了选择适宜松嫩地区轻度盐碱化草地种植的牧草,解决饲草蛋白质含量低的问题,发展耐盐碱的优质豆科牧草是关键。种子发芽和幼苗生长是植物生活史最关键的阶段,决定着植株的后续生长。本实验研究了盐对黄花苜蓿种子发芽和幼苗生长的影响,与紫花苜蓿CW400和紫花苜蓿公农2号对比,在0,20,40,60,80,100,120,140,160,180,200mmol/L浓度NaCl胁迫条件下,研究了3种材料的种子发芽率、发芽指数(Gi),胚根、胚轴生长状况及脯氨酸含量。结果表明,随着盐浓度的升高3种苜蓿的发芽率、发芽指数(Gi)都受到不同程度的抑制,盐浓度越高,抑制作用越明显。与紫花苜蓿CW400及公农2号相比,黄花苜蓿在发芽百分数和发芽指数上显著降低,但是胚根生长不受盐浓度的影响,各处理与对照间没有显著差异。复萌实验结果显示3种苜蓿种子在盐溶液中能够保持活力。紫花苜蓿CW400,黄花苜蓿均在60mmol/LNaCl中达到最大总发芽率100%,但只有黄花苜蓿在所有盐浓度下总发芽率全部达到90%以上,各盐处理间复萌率无显著差异,复萌率最高。脯氨酸作为渗透调节剂在幼苗中能够迅速积累,黄花苜蓿、紫花苜蓿CW400和紫花苜蓿公农2号在100mmol/LNaCl中的脯氨酸量分别是对照的3.1,2.3和1.4倍。黄花苜蓿耐盐性较紫花苜蓿CW400和紫花苜蓿公农2号强,更适合在松嫩草地上种植。

盐、碱胁迫与温度对黄花苜蓿种子发芽的影响

为了探讨盐、碱胁迫与温度交互作用对黄花苜蓿(Medicago falcata)种子萌发的影响,选用两种中性盐(Na Cl、Na2SO4)和两种碱性盐(Na2CO3、Na HCO3),3个温度(10/20℃、15/25℃和25/35℃)处理,测定各因子对种子最终发芽率及发芽速度的影响。结果表明,盐、碱胁迫与温度及其交互作用对黄花苜蓿种子发芽均有显著影响(P<0.05)。黄花苜蓿种子发芽率和发芽速度在10/20℃或15/25℃处理下最高,并且两者之间差异不显著(P>0.05)。随着盐、碱胁迫浓度的增加,种子发芽率和发芽速度降低,且碱性盐的胁迫作用大于中性盐。25/35℃高温显著抑制了各个处理下黄花苜蓿种子发芽,并且加剧了盐、碱胁迫对种子萌发的抑制作用。黄花苜蓿对碱性盐和高p H有一定的耐受性,在25 mmol·L-1的Na2CO3和30 mmol·L-1的Na HCO3处理下均能良好发芽。

野生黄花苜蓿叶肉原生质体培养和植株再生

取野生黄花苜蓿15～20天叶龄的叶片，去掉下表皮，用1％纤维素酶、1％半纤维素酶和0．5％果胶酶的混合液游离原生质体。用改良的MS培养基附加2，4－D、BA和NAA等，在黑暗条件下浅层悬浮培养。培养第4天、第7天和第10天，原生质体分别出现第一次、第二次和多次分裂，在此期间数次加液或换液调节渗透压，直至形成1mm左右的大细胞团，然后转移到附加2，4-D和KT等的MS固体培养基，诱导形成愈伤组织，再经4～5次继代培养，分化成为完整的再生植株。

播量对黄花苜蓿草产量与种子生产的影响

试验以黄花苜蓿为研究对象,在呼伦贝尔草甸草原进行固定行距为30cm的播量试验,探讨了播量对黄花苜蓿草产量及种子产量的影响规律。结果表明：随着播量的增大,黄花苜蓿的草产量、分枝数、每枝小花数、结荚数和种子粒数均呈先增加后减少的趋势。当播量为10.5kg/hm^2时,分枝数与草产量显著（P〈0.05）高于其他处理,且二者之间呈显著正相关（P〈0.05）,回归方程Y=34.06X＋2064;播量为14kg/hm^2时,每枝小花数、结荚数和种子数最多（P〈0.05）,而且结荚数与种子数呈显著正相关（P〈0.05）,回归方程为Y=2.626X-0.241。若在生产过程中同时兼顾草产量与种子产量,最适的播量范围是10.5-14kg/hm^2。

黄花苜蓿种质发芽及早期生长对NaCl胁迫的响应

选取俄罗斯、蒙古国、中国3个地域的7份黄花苜蓿种质,比较其在不同浓度NaCl胁迫下(0.25%、0.50%、0.75%、1.00%、1.25%、1.50%)发芽及早期幼苗生长特性。结果表明,随着NaCl浓度增加所有种质的发芽率、发芽速度及早期幼苗的胚根、胚轴长都显著降低;盐分解除后,未萌发的种子可迅速萌发,但种质间有差异;综合比较,俄罗斯的秋柳、雅酷、达菲耐盐性最强,蒙古国种质次之,我国的锡盟、呼盟、新疆种质对盐最敏感。

补播羊草和黄花苜蓿对退化草甸植物群落特征的影响

呼伦贝尔草原区是我国北方重要的生态屏障,近年来不合理的利用方式导致该地区退化草地面积不断扩大,为了探究牧草补播时间及补播比例对呼伦贝尔退化草甸草原植物群落特征的影响,为该地区退化草地修复提供依据。本研究以羊草(Leymus chinensis(Trin.)Tzvel.)和黄花苜蓿(Medicago falcata L.)为试验材料,采用双因素随机区组试验设计,通过测定幼苗数、高度、生物量等群落指标,并综合评价补播效果,结果表明:夏播羊草和黄花苜蓿幼苗数量显著高于春播和秋播(P<0.05),夏播和秋播植物群落总生物量呈增加趋势,春播则呈减少趋势;补播措施提高了退化草地植物群落Shannon-Weiner指数、Simpson指数和Pielou指数,豆科和禾本科植物重要值呈增加趋势,其他科植物呈下降趋势。呼伦贝尔地区夏季补播羊草和黄花苜蓿以1∶3补播效果较好,而春播由于恢复时间短,需进一步观察。

苜蓿褐斑病对牧草质量光合速率的影响及田间抗病性

研究了田间自然发病条件下褐斑病 (Pseudopeziza medicaginis)对紫花苜蓿 (Medicagosativa)叶片营养成分含量和光合速率的影响 ,并评价了 85个紫花苜蓿 ,5个杂花苜蓿 (M.varia)和 4个黄花苜蓿 (M.falcata)品种或群体对褐斑病的抗性。结果表明 ,褐斑病使苜蓿病叶中粗蛋白质含量显著下降 ,与健叶相比 ,其含量可减少 2 5% ,减少的幅度与病害严重度极显著负相关 ,r=0 .96 5(P<0 .0 1)。叶片光合速率随病害严重度的增加而降低 ,当病斑平均面积为叶面积的 13%时 ,光合速率仅为健叶的 52 % ,而当病斑平均面积为叶面积的 85%时 ,其光合速率仅为健叶的 15.9%。在参试的 94个品种或群体中 ,仅润布勒杂花苜蓿的一个群体表现为免疫。抗病性较强的有来自加拿大的巴瑞尔、阿毕卡 ,来自美国的威斯康星和我国的兴平、武功、肇东等 10个紫花苜蓿品种和润布勒杂花苜蓿的另一个群体。其余 83个品种均表现出较高的感病性 ,包括美国的 78- 15,加拿大的大西洋 ,我国的和田。

低磷胁迫对黄花苜蓿生理特性的影响

我国绝大部分土壤缺乏有效磷,严重限制了作物产量的提高。黄花苜蓿耐寒、耐旱、耐贫瘠,但其对磷缺乏的响应和适应机制尚未见报道。以呼盟黄花苜蓿与锡盟黄花苜蓿为材料,研究了不同供磷水平对黄花苜蓿生长、根系形态、柠檬酸分泌和光合特性的影响,探讨了黄花苜蓿适应低磷胁迫的机制。结果表明,低磷(5μmol/LH2PO4-)胁迫显著降低了黄花苜蓿的生物量、根系表面积、总根长、根系体积、地上部磷含量、净光合速率、气孔导度与蒸腾速率,但增加了黄花苜蓿柠檬酸释放速率。常磷(500μmol/L H2PO4-)处理下,呼盟黄花苜蓿与锡盟黄花苜蓿的各项指标之间没有显著差异,但低磷处理下,锡盟黄花苜蓿干重、鲜重、株高、地上部磷含量、净光合速率、气孔导度与蒸腾速率等下降幅度明显较小,而主根长与柠檬酸释放速率的增加幅度明显较大,表明锡盟黄花苜蓿较呼盟黄花苜蓿更耐低磷。

黄花苜蓿光合蒸腾日变化特征及其与环境因子的关系

在盆栽条件下,对一年龄黄花苜蓿(Medicago falcata L.)叶片光合蒸腾特征和光合有效辐射(PAR)、空气CO2浓度(Ca)、空气相对湿度(RH)、空气温度(Ta)等环境因子的日变化进行测定,并采用相关系数、偏相关系数和逐步回归方法分析了黄花苜蓿光合蒸腾特性日变化与环境因子的关系。结果表明,光合速率(Pn)和蒸腾速率(Tr)日变化均呈单峰曲线,12:00左右达到峰值,并且没有光合"午休"现象。Pn和Tr与PAR之间呈极显著正相关,与其它环境因子相关不显著,这说明对光合蒸腾特征起决定作用的环境因子是PAR。

我国古代苜蓿物种考述

由于最早记载苜蓿的典籍没有明示其是紫花还是黄花,导致对我国古代苜蓿物种认识上存在分歧,目前大致有5种观点:一是古代苜蓿专指紫花苜蓿;二是南苜蓿;三是紫苜蓿与南苜蓿的合称;四是黄花苜蓿;五是不确定。本研究应用植物考据学原理,通过收集整理记载苜蓿植物生物学的典籍,结合近现代研究成果,考证苜蓿物种。研究表明,汉代从大宛国传入我国的苜蓿与紫花苜蓿的起源地相一致,并且唐代韩鄂《四时纂要》明确记载了苜蓿开紫花,主要分布在黄河流域,这与我国汉代苜蓿最初引种地相一致,在之后也有不少典籍同样记述了苜蓿开紫花,乃至苜蓿的生态生物学特性。可以确定,我国汉代引入的苜蓿应该是开紫花的苜蓿,即紫花苜蓿。宋梅尧臣和明李时珍记述的开黄花的苜蓿,至少说明在宋代和明代开黄花的苜蓿就在我国存在和被利用。据清《植物名实图考》记载,在古代我国有3种苜蓿被利用,即紫花苜蓿、南苜蓿和黄花苜蓿。

黄花苜蓿愈伤组织诱导及分化培养条件的研究

以黄花苜蓿子叶和下胚轴为外植体,研究不同激素配比对黄花苜蓿愈伤组织诱导及分化的影响,结果表明:MS+2,4-D 2mg/L+6-BA0.5mg/L+蔗糖3%+琼脂0.7%为适宜的愈伤组织诱导培养基;MS+KT0.5mg/L+NAA0.1mg/L+蔗糖2%+琼脂0.7%为适宜的分化培养基;生根培养基为:1/2MS+NAA 0.1mg/L+蔗糖2%+琼脂0.7%。下胚轴是诱导愈伤及分化的最佳外植体,诱导率可达100%,分化率可达80%。