楚雄南苜蓿根瘤菌的鉴定及其耐酸耐铝特性研究

为了获得耐酸铝性强的楚雄南苜蓿(Medicago polymorpha L.)共生根瘤菌菌株,本研究对从不同地区采集到的5份根瘤样品进行分离、纯化和鉴定。对鉴定得到的根瘤菌进行菌体形态观察、低氮回接以及耐酸、铝特性的研究。结果表明:YS-8,YS-10,DH-9,DH-31属于根瘤菌属根瘤菌、CX-44属于中华根瘤菌属苜蓿中华根瘤菌,5个菌株均符合根瘤菌基本形态特征。接种5株根瘤菌后,楚雄南苜蓿的干重、鲜重、株高、结瘤数均显著高于对照(P<0.05);pH值在4.5~7.5范围内,5株菌株均能正常生长,当pH值=3.5时,5株菌株全部死亡;当Al3+浓度在100~1 500 mg·L^(-1)之间,随着Al3+浓度的升高,菌株生长逐渐缓慢,Al3+浓度达到2 000 mg·L^(-1)时,5株菌株全部死亡。分离出的5株根瘤菌均能与楚雄南苜蓿共生结瘤并促进其生长,且具有较强的耐酸铝性。筛选出的5株根瘤菌均能在pH值大于3.5且铝离子浓度(pH值=5)小于1 500 mg·L^(-1)的条件下推广使用,菌株CX-44的效果最佳。

安徽地区一年生豆科牧草与速生紫花苜蓿产量和品质比较的初步研究

在长江中下游,紫花苜蓿不适宜湿热环境,现多选择秋眠级数高的速生型品种作为一年生豆科牧草使用。本研究对安徽地区南苜蓿(Medicago polymorpha L.)、皖苕3号苕子(Vicia villosa Roth cv.Wanshao 3)、救荒野豌豆(V.sativa L.)3种一年生豆科牧草与速生型紫花苜蓿-赛迪10(M.sativa L.cv.SARDI 10)进行了产量和品质的比较研究,旨在初步为筛选安徽优质豆科牧草进行开发利用提供科学依据。研究表明:南苜蓿和救荒野豌豆的干物质(dry matter,DM)产量分布范围分别为5380.00~9640.00kg/hm^(2)和5032.00~9840.00kg/hm^(2),分别是紫花苜蓿产量的1.95~2.21倍和1.82~2.26倍;除此之外,南苜蓿粗蛋白(crude protein,CP)含量在初花期达到了32.79%,显著高于同期皖苕3号(26.63%)、救荒野豌豆(24.54%)和紫花苜蓿(23.21%)(P<0.05);南苜蓿的相对饲喂价值(relative feed value,RFV)值从初花期到结荚期均在130以上,皖苕3号、救荒野豌豆的RFV值分别为105.34~179.18、95.34~174.66,处于营养生长期的紫花苜蓿的RFV值为122.98~173.88。初步研究表明,安徽地区南苜蓿产量和饲喂价值均优于速生型一年生紫花苜蓿-赛迪10,在安徽具有巨大推广应用价值。开发利用安徽本土一年生豆科牧草种质资源作为高产优质牧草具有巨大潜力和重要意义。

盐胁迫下金花菜和紫花苜蓿试管苗的转录组分析及其耐盐基因筛选

为筛选金花菜和紫花苜蓿的耐盐基因,本研究以盐胁迫下的金花菜(JHC)和紫花苜蓿(ZHMX)试管苗为试验材料进行转录组分析。结果表明:金花菜组和紫花苜蓿组差异基因数为26722,金花菜组vs紫花苜蓿组有15850个基因下调,有10872个基因上调。金花菜组和紫花苜蓿组差异基因KEGG富集显著的Pathways有核糖体、光合作用天线蛋白、糖酵解/糖异生、光合作用、苯丙烷生物合成等。金花菜组耐盐基因有碱性亮氨酸拉链43、NAC转录因子47、ABC转运A家族成员7、晚期胚胎发生丰富蛋白2、乙烯反应转录因子ERF110等基因;紫花苜蓿组耐盐基因有WRKY转录因子、蛋白TIFY 8、转录因子MYB13、核运输因子2A、低温盐响应蛋白等基因。本试验结果可为了解金花菜和紫花苜蓿的耐盐分子机制及选育金花菜和紫花苜蓿耐盐新品种提供理论依据。

铝胁迫下楚雄南苜蓿的生理响应

【目的】探究楚雄南苜蓿(Medicago polymorpha L.‘Chuxiong’)在铝胁迫下的生理响应。【方法】在酸性条件下(pH=5),将楚雄南苜蓿种子分别培养在不同铝离子(Al^(3+))质量浓度的Hogland营养液中,生长15 d后对种子萌发、根系生长、幼苗渗透调节系统、丙二醛含量和活性氧系统等指标进行测量。【结果】随着Al^(3+)质量浓度的增加,楚雄南苜蓿的发芽率、发芽势、根系体积和过氧化氢酶(CAT)活性均逐渐下降,根鲜质量、根长、根系含水量以及超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性呈先上升后下降的趋势。Al^(3+)质量浓度为500 mg/L时,楚雄南苜蓿的根系含水量以及幼苗叶片中SOD和POD活性达到最大;当Al^(3+)质量浓度达到700 mg/L时,可严重抑制楚雄南苜蓿的生长、种子的萌发以及SOD和POD活性,同时积累大量的丙二醛、可溶性糖和脯氨酸。【结论】楚雄南苜蓿具有较强的耐铝毒能力,可在Al^(3+)质量浓度低于700 mg/L的酸性土壤中推广种植。

不同种源野生花苜蓿种子特征及萌发特性研究

为探究花苜蓿(Medicago ruthenica L.)种子特征及萌发特性,本研究以21份不同种源野生花苜蓿种子为材料,对其发芽率、发芽势、硬实率、单荚粒数、千粒重等指标进行测定,采用模糊隶属函数法对不同种源花苜蓿材料进行分析,以综合评价其种子质量。结果表明,不同种源花苜蓿种子特征及萌发特性均存在一定差异,千粒重为1.84~3.50 g,单荚粒数为1.95~3.55个,发芽率为69.33%~97.33%,发芽势为41.33%~92.67%,硬实率为88.00%~98.67%。相关性分析表明发芽率与种子厚度呈极显著正相关关系(P<0.01);发芽势与千粒重、种子厚度、经度、纬度均显著相关关系(P<0.05),与种子长度呈极显著正相关关系(P<0.01);千粒重与种子厚度呈显著正相关(P<0.05),与种子长度、宽度均呈极显著正相关(P<0.01)。隶属函数综合评价表明,12号材料种子平均隶属值达0.79,排名第一,质量最好;21号材料种子平均隶属值仅达0.27,质量最差。

不同处理破除新疆黄花苜蓿种子硬实效果的研究

本试验以新疆野生黄花苜蓿为材料,采用机械打磨、变温(高温干燥、低温处理、液氮处理)、浸种(热水、浓硫酸、盐湖水)等方法处理种子,通过分析比较各处理下的发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数等指标来探究打破种子硬实的最佳处理方法。结果表明,机械打磨降低硬实率的效果最佳,可以完全破除硬实;100℃热水浸种也可有效降低硬实率,种子发芽率可达70%以上,液氮处理30 min也可提高发芽率至80%;高低温处理、盐湖水浸种等处理能够降低硬实率,但效果不显著;浓硫酸浸种虽然可以完全打破硬实,但处理浓度和时间难以控制,很容易导致种子死亡。综合分析,机械打磨和热水浸种是破除黄花苜蓿种子硬实较为理想的处理方法。

3种苜蓿不同部位皂苷含量的测定研究

[目的]研究3种苜蓿不同部位中皂苷含量的测定。[方法]采用比色法测定了江苏地区苜蓿属3种植物紫花苜蓿(包括5种栽培品种)、天蓝苜蓿和南苜蓿不同部位的总皂苷含量。[结果]紫花苜蓿根中皂苷含量(1.39%)明显高于其他2种苜蓿根中皂苷含量;天蓝苜蓿和南苜蓿茎中皂苷含量差异不明显(RSD=2.4%),略低于紫花苜蓿茎中皂苷含量(0.583%);天蓝苜蓿叶中皂苷含量最低(0.623%)。综合3种不同部位的皂苷含量,根中皂苷的平均含量达到1.335%,明显大于茎(0.596%)和叶(0.655%)中皂苷含量。[结论]该研究为进一步开发苜蓿属植物资源提供了一定的理论依据。

不同引发处理对紫花苜蓿种子在盐逆境下发芽及幼苗生理生化变化的影响

以紫花苜蓿 (MedicagosativaL .)品种“维多利亚”和“金皇后”为材料 ,研究了H2 O、2 0 %PEG6 0 0 0u、2 %KNO3和 2 %KNO3 KH2 PO3引发处理对紫花苜蓿种子在高盐胁迫 (0 .8%NaCl)逆境下发芽及幼苗素质的影响 ,分别测定了发芽率、发芽势、发芽指数、淀粉酶、过氧化氢酶 (CAT)、过氧化物酶 (POD)、根系脱氢酶活性等指标。结果表明 ,四种引发处理均能显著提高“维多利亚”、“金皇后”紫花苜蓿品种种子发芽指数 ,促进盐逆境下种子萌发和幼苗生长。四种引发处理中 ,2 %KNO3 KH2 PO3效果最好 ,种子引发后显著提高了两个品种紫花苜蓿种子的发芽指数、发芽势、发芽率和幼苗干重 ,显著提高了CAT、α 淀粉酶活性和根系活力。

金花菜主要农艺性状和产量关系的研究

为了分析金花菜产量构成因素及农艺性状和产量的关系,以来自金花菜主产区的7份金花菜为试材,采用方差分析、相关分析及灰色关联度分析法,对叶长、叶宽、株高、根长、分枝数、第1、2、3、4次收割产量和总产量等10个主要农艺性状进行分析和评价。结果表明,不同来源的金花菜在株高、分枝数、叶长、叶宽和收割产量上普遍存在差异。金花菜总产量与第2次收割产量呈极显著正相关,不同收割茬次间存在互补作用。金花菜的主要农艺性状对产量的影响以第2次收割产量最大,其后依次为株高、第3次收割产量、第1次收割产量、分枝数、叶长、叶宽、第4次收割产量、根长。

模拟酸雨对紫花苜蓿种子萌发及幼苗生理特性的影响

以紫花苜蓿的种子为研究材料,研究种子在不同pH值的模拟硫酸型酸雨作用下,种子的萌发和幼苗生理特性发生的变化。实验分别测定了种子的发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数、幼苗的鲜重、根长、芽长、叶片叶绿素含量、叶片电导率等指标。结果表明,紫花苜蓿种子的发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数的整体变化趋势比较一致,随着模拟酸雨浓度的增大而减小。幼苗叶片的生长量的变化差异比较大,单株幼苗的平均鲜重和根长随模拟酸雨酸性的减弱而增大,单株幼苗的平均芽长则随pH值的增大而减小,幼苗芽的生长受到酸雨的抑制主要是由根的生长受到抑制引起的。幼苗叶片叶绿素含量的整体变化趋势是随着模拟酸雨pH值的升高而增大。所测幼苗叶片的相对电导率值随模拟酸雨pH值的升高而减小,与对照相比差异显著,表明幼苗叶片受到了酸雨的破坏。试验表明,紫花苜蓿种子在pH≥4.0的弱酸条件下能够正常萌发和生长,具有一定的耐酸性,但是在pH≤3.0的强酸条件下,种子的萌发和幼苗的生长受到了显著的抑制。

壳聚糖浸种对干旱胁迫下苜蓿种子发芽的缓解作用

以苜蓿种子为试材,采用不同浓度壳聚糖溶液对苜蓿进行浸种处理,测定其对干旱胁迫下苜蓿种子发芽和幼苗生长的影响,旨在寻找苜蓿发芽阶段抗干旱胁迫的最佳浸种浓度。结果表明:随着壳聚糖溶液处理浓度的升高,干旱胁迫下苜蓿种子发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数、苗高与根长均呈现先上升后下降的趋势。隶属函数综合分析表明,壳聚糖溶液浸种对干旱胁迫下苜蓿种子发芽能力的影响效果由大到小依次为:100 mg/L、50 mg/L、25 mg/L、150 mg/L、0 mg/L、200 mg/L,以100 mg/L的壳聚糖浸种处理对提高苜蓿种子发芽阶段抗干旱胁迫的效果最佳。

沙引发对紫花苜蓿种子盐逆境下发芽及幼苗生理生化变化的影响

试验以紫花苜蓿品种维多利亚和金皇后种子为材料 ,研究了沙引发处理对高盐 (0 .8%NaCl)逆境下种子发芽及幼苗生理生化变化的影响。结果表明 ,沙引发处理能显著提高紫花苜蓿两个品种种子的发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数 ,缩短平均发芽时间 ,显著增加幼苗干重 ,同时提高了过氧化氢酶 (CAT)、超氧化物歧化酶 (SOD)和过氧化物酶 (POD)活性 ,减少丙二醛 (MDA)的积累。说明沙引发提高了紫花苜蓿种子的活力和抗盐胁迫能力 ,促进了盐逆境下种子的萌发和幼苗生长。

刈割对紫花苜蓿生殖生育期的调控及对种子产量和质量性状的影响

在甘肃酒泉地区研究刈割对紫花苜蓿种子产量和质量性状的影响,实验结果表明:未刈割处理的种子产量最高,为1040.5 kg/hm2,孕蕾期刈割的种子产量最低,为854.3 kg/hm2;随着刈割时间的推迟,荚果/结荚花序、种子数/荚果显著增加,而千粒重却明显降低;刈割显著降低了萌发种子的正常种苗数量,硬实率增加,但对正常种苗与硬实种子数之和却没有显著的影响。

几个紫花苜蓿亚(变)种花粉和胚珠遗传变异分析

【目的】紫花苜蓿的育性特征与种子产量紧密相关,研究紫花苜蓿不同亚(变)种的育性遗传变异可为紫花苜蓿育性基因定位和种子生产提供基础数据。【方法】2007-2008年,利用TTC染色法和生物统计学方法对3个紫花苜蓿亚种,包括黄花苜蓿(Medicago sativa subsp.falcata)、紫花苜蓿(M.sativa subsp.sativa)和蓝花苜蓿(M.sativa subsp.caerulea),以及1个紫花苜蓿变种杂花苜蓿(M.sativa var.media)共计9个品种的花粉活力、胚珠数和结实率进行了观察,并研究分析了不同品种花粉活力与胚珠数的遗传变异以及与结实率之间的相关性。【结果】(1)花粉活力和胚珠数的变异分析结果表明,不同紫花苜蓿品种花粉活力和胚珠数存在显著差异,其中紫花苜蓿(匈牙利)花粉活力和胚珠数最高,达85.48%和13个/小花;(2)自交结荚率与花粉活力呈极显著线性正相关(P<0.01),而人工授粉结荚率与胚珠数呈显著线性正相关(P<0.05);(3)在自交与人工授粉条件下,苜蓿品种结实率呈现种间变异大于种内变异趋势,而自然授粉条件下则呈现种内变异大于种间变异,表明苜蓿属植物授粉方式与结实率紧密相关,且自交结实率<人工授粉结实率<自然授粉结实率。【结论】紫花苜蓿亚(变)种花粉活力和胚珠数具有丰富的遗传多样性,且分别在自交和人工授粉方式下与苜蓿的结实率显著正相关。

镉胁迫对3种草本植物种子萌发及幼苗初期抗氧化酶活性的影响

采用水培方法,研究不同浓度镉(Cd)胁迫对紫花苜蓿(Medicago sativa L.)、白三叶(Trifolium repens L.)、孔雀草(Tagetes patula L.)种子萌发及幼苗初期抗氧化酶活性的影响。结果表明:与对照相比,合适浓度的Cd胁迫可以促进3种草本植物种子的萌发,高浓度Cd胁迫对3种草本植物的根长和苗长抑制效应明显,且对根长的抑制作用大于苗长。在不同质量浓度Cd胁迫下,3种草本植物抗氧化酶的活性对Cd胁迫表现出不同程度的生理响应,以降低Cd胁迫对幼苗的伤害。可见,3种草本植物的种子对Cd胁迫具有一定的耐性,可用于盆栽试验,研究植物对Cd的胁迫的生理抗性及重金属富集。

碱胁迫对超干处理紫花苜蓿种子出苗和成苗的影响

为探明碱处理对超干种子出苗和成苗的影响,以紫花苜蓿"陇东"(Medicago sativa L."Longdong")为试验材料,以NaHCO3和Na2CO3按9︰1摩尔比的混合液模拟典型碱胁迫环境,在0 mmol.L-1、2 mmol.L-1、5 mmol.L-1、15 mmol.L-1和25 mmol.L-1 5个碱处理梯度下对未进行超干处理的种子进行标准发芽试验。结果表明,具有明显胁迫效应并达到"陇东"耐受极限的碱处理浓度为15 mmol.L-1。采用硅胶室温干燥法对初始含水量为9.03%的"陇东"种子进行不同时间的干燥处理,将种子含水量分别降至7.09%、6.93%、6.36%、5.72%、5.46%、5.18%和4.97%,并在15 mmol.L-1碱胁迫浓度下进行盆栽沙培试验,以未进行超干处理的种子(含水量9.03%)为对照,比较各含水量种子在中性(pH7.0)和碱性环境下的出苗与成苗情况。结果表明,中性环境下含水量为6.93%～5.72%的超干种子及其幼苗的各项指标均优于对照,7 d的幼苗存活率、17 d的幼苗株高和23 d的单株叶片数分别高出对照18.18%～22.73%、16.79%～32.49%和15.65%～29.41%;而含水量为6.36%～5.46%的超干种子形成的幼苗对碱胁迫环境的耐受能力较好,7 d的幼苗存活率和17 d的幼苗株高分别高出对照11.30%～30.66%和1.64%～34.64%,23 d的叶片数为对照的79.32%～98.24%。表明适度超干处理作为种子预处理方式,可以促进紫花苜蓿种子在中性和碱性条件下的出苗及幼苗的生长。

黄花苜蓿不同种质材料的遗传多样性研究

采用10%SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳技术,以单株取样的方法对黄花苜蓿4个品系和5份其他种质共9份供试材料的种子贮藏蛋白遗传多样性进行研究,并探讨了它们之间的遗传差异。结果表明:9份供试材料可溶性蛋白总条带数为69条,总多态带为56条,多态带百分率为81.16%;9份供试黄花苜蓿种质材料存在丰富的多样性,其遗传多样性顺序为8>6>1>5>4>3>2>9>7。5个相关种质含有比4个品系更加丰富的遗传多样性。9份供试材料的总基因多样性为0.2214,遗传分化系数为0.4929。4个品系的基因分化系数大于5个其他相关种质。基于Nei’s遗传距离,用UPGMA法进行聚类,9份供试材料可以分为4类,但聚类反映出的亲缘关系与群体取样的研究结果差异很大。

冷蒿及其根际土浸提液对5种紫花苜蓿种子萌发和幼苗生理的影响

为探讨冷蒿及其根际土浸提液对紫花苜蓿的影响,采用5个浓度(0、0.25、0.50、0.75与1.00mg/mL)的冷蒿及其根际土的浸提液对5种紫花苜蓿品种(金皇后、中苜一号、阿尔冈金、新疆大叶、甘农3号)的种子进行处理,通过测定各处理的种子发芽率、发芽势、逆境生理指标的丙二醛以及过氧化物酶,并以化感指数来评价冷蒿及其根际土的浸提液对5种紫花苜蓿品种种子萌发幼苗生长的影响。结果显示:冷蒿及其根际土的浸提液对5种紫花苜蓿品种的发芽率、发芽势都有抑制作用,且随着浸提液浓度升高,其抑制作用也在加强,在浸提液浓度达到1mg/mL时,5个紫花苜蓿品种发芽率下降程度由大到小依次为新疆大叶(21%)>金皇后(20%)=甘农3号(20%)>中苜一号(18%)>阿尔冈金(15%)。5种紫花苜蓿品种中MDA含量随着浸提液浓度的增加而降低,而POD活性并没有随着浸提液浓度的升高而产生显著性变化。冷蒿及其根际土的浸提液对5个紫花苜蓿品种都有化感作用。从综合发芽率、发芽势、发芽指数、化感指数来看,阿尔冈金对冷蒿及其根际土的浸提液其耐受程度是最好的。

种子超干贮藏对紫花苜蓿前期生长和生理特性的影响

采用硅胶室温干燥法对陇东紫花苜蓿（Medicago sativa L. cv. Longdong）种子进行超干处理，使其含水量由9.03%（CK）分别降至7.09%～4.59%共八个不同含水量水平，用铝箔纸密封，常温下贮藏1年后，采用沙培盆栽试验，研究种子超干贮藏对苜蓿生长和生理的影响。结果表明，超干贮藏后，紫花苜蓿种子的出苗数、植株的株高比CK显著提高，MDA含量显著降低。播种第30天时，含水量为6.36%～4.59%处理种子的出苗数较CK提高25%～50%；播种第60天时，种子含水量为6.36%～5.46%处理的植株株高较CK提高11.02%～15.68%，各超干处理种子的植株MDA含量仅为CK的44.92%～70.29%；所有处理植株的根体积、地上干重、地下干重和可溶性糖含量仅为CK的55.36%～89.29%、63.06%～88.05%、50.71%～76.69%和63.35%～97.86%；除4.59%含水量处理的叶片数和5.18%含水量处理的根瘤数与CK比差异不显著，其它各处理的单株叶片数与根瘤数均显著低于CK，其中各超干处理的根瘤数仅为CK的63.00%～92.56%。说明超干贮藏能够提高苜蓿种子的出苗数、植株的株高和耐受性，但降低了植株的生物量及根体积，并影响了叶片生长及根瘤的形成。

高剂量^(60)Co-γ射线辐照对紫花苜蓿种子的诱变及致死效应

利用高剂量60Co-γ射线辐照处理紫花苜蓿(Medicago sativa L.)干种子,比较研究不同辐照剂量(1.45、3.75、5.98、7.96、11.90 k Gy)对种子发芽率、幼苗长度、形态的影响。结果表明,高剂量γ射线辐照可以抑制紫花苜蓿种子的萌发,随着辐照剂量的增加,种子发芽率显著降低,当辐照剂量达到11.90 k Gy时,种子发芽率为0,导致种子失活。随着辐照剂量的增加,发芽幼苗长度显著降低,1.45 k Gy照射种子,萌发96 h后,其长度仅为对照的55.00%,7.96 k Gy处理种子的长度只有对照的22.78%。说明高剂量辐照对种子的诱变致畸效果显著增加。