新麦草新品系生物学特性及生产性能研究

对新麦草新品系及对照山丹新麦草的物候期、生长速度、草层结构、开花习性、产量性状等生物学特性和生产性能的研究结果表明,该品系具有抗寒、耐旱性强、返青早、生长发育快、青绿持续期长、分蘖多、须根系发达、开花整齐和产量高等优良特点,适宜于干旱半干旱地区栽培,具有很好的推广种植前景。

新麦草种子生产管理措施的优化研究

通过5因素混合正交组合试验,对新麦草种子生产管理措施进行了研究。结果表明:影响新麦草种子产量和质量(活力指数)最重要的管理因素是收获后灌溉时间,影响的第二位是收获后刈割残茬;影响种子活力指数的第二位是行内疏枝。新麦草种子生产收获后优化管理组合为:(九月灌+11月灌)+不疏枝+次年春季施肥+收获后刈割残茬+不火烧残茬。

荒漠草原区灌溉和旱作条件下蒙古冰草和新麦草产草量的构成因素

对荒漠草原区灌溉和旱作条件下蒙古冰草和新麦草的适应性、单株产草量构成因子及其贡献率进行了研究。结果表明:灌溉条件下蒙古冰草和新麦草单株产草量及其各构成因子产量或数值皆大于旱作条件下;旱作条件下蒙古冰草产草量构成因子对单株产草量的贡献率大小顺序为,茎重>株高>穗重>分蘖数>叶重,新麦草为茎重>分蘖数>株高>叶重>穗重;灌溉条件下蒙古冰草产草量构成因子对单株产草量的贡献率大小顺序为,茎重>分蘖数>株高>穗重>叶重,新麦草为茎重>株高>分蘖数>叶重>穗重。

新麦草种子产量及其构成因素与播量的关系

为了探索提高新麦草种子的最佳播种量,在呼图壁旱生牧草基地,采用单因素随机区组设计开展不同播种量对新麦草种子、干草产量及其构成因素的影响研究。试验结果表明,播种量为0.50 kg/666.67 m^2时,2014-2015年的种子产量均达到最高值,分别为49.91 kg/666.67 m^2和22.26 kg/666.67 m^2,显著高于其他播量水平,且两年间的种子产量差距很大。新麦草收种后还可刈割利用两茬草,在播量0.75 kg/666.67 m^2水平下,第一年干草总产值最高可达891.61 kg/666.67 m^2,第二年的头茬干草产量也能达到231.23~300 kg/666.67 m^2,具有一定的潜在经济效益。相关分析表明,播量与第一年种子亩产量和生殖枝数之间存在显著负相关关系,第一年种子亩产与生殖枝数呈显著正相关,播量越小,生殖枝数、小穗数越多,种子产量也越高。在呼图壁平原荒漠区建立新麦草种子田的最佳播种量为0.50 kg/666.67 m^2。

狼毒对新麦草、无芒雀麦化感作用的研究

为了弄清狼毒(Stellera chamaejasmeL).对两种优质牧草——新麦草(Psathyrostachys juncea(Fisch).Nevsk)i和无芒雀麦(Bromus inermis Leyss)的化感作用强弱,在恢复狼毒侵占严重的草地时,对草种进行合理的选择,采用室内生物测定方法,研究了狼毒根、茎叶粉碎物在土壤里腐解过程中对新麦草和无芒雀麦幼苗生长的影响。结果表明,狼毒对新麦草的化感综合效应(SE)随狼毒根、茎叶量的增加而增大,最大值分别为34.8%和17.0%。狼毒根对无芒雀麦的SE也随狼毒根量的增加而增大,最大值为9.5%。狼毒茎叶对无芒雀麦幼苗的生长表现出促进作用,当茎叶量为5克/盆时,促进作用最大,SE为-16.1%。说明对同一受试植物而言,狼毒根对其抑制作用强于茎叶,狼毒对他种植物的化感抑制作用主要是通过根起作用。新麦草受狼毒化感抑制作用的影响大于无芒雀麦,在人工建植植被恢复狼毒侵占严重的草地时,无芒雀麦可作为选择草种。

新麦草抗除草剂自然变异体的筛选

在细胞和植株两个水平上,筛选野生新麦草抗除草剂草甘膦自然变异体。在适宜的选择压力下,野生新麦草在两个水平上均有一定频率的抗除草剂自然变异体或突变型产生。100 mg/L的草甘膦是野生新麦草的抗性愈伤组织适宜的筛选浓度,抗性愈伤组织出现的频率为0.23%。用高于大田推荐剂量的草甘膦喷施野生新麦草植株,结果出现2×10-6的抗性个体。

混合小麦亲本与新麦草不对称体细胞杂交体系的建立

以小麦品种济南 1 77悬浮细胞系来源的原生质体与同品系胚性愈伤组织制备的原生质体混合后作为受体 ;以经过 380 μW cm2 紫外线照射 1min、2min的新麦草原生质体分别作为供体 ,用PEG法诱导融合。组合Ⅰ (1 76 +cha9+新麦草UV 1min)获得 1 6个再生克隆。经过形态学、同工酶、染色体和RAPD分析 ,确定其全部为属间体细胞杂种。其中的 5个克隆再生杂种植株。用 7对小麦SSR引物对杂种克隆的叶绿体基因组进行了分析 ;组合Ⅱ (1 76+cha9+新麦草UV 2min)只获得 3个克隆 ,且逐渐褐化死亡。表明以小麦济南 1 77的两种培养细胞混合作受体的融合体系有利于杂种的获得及再生 ;

新麦草种质的SSR遗传多样性及群体结构分析

利用38对SSR引物对来源于不同国家与地区的171份野生和栽培新麦草单株种质进行遗传多样性和群体结构分析。研究结果显示,有效引物在新麦草单株材料间共获得308个位点,多态性位点275个,多态性百分率为89.29%,供试新麦草材料的遗传相似性系数介于0.537～0.899之间,平均为0.742。群体结构分析、主成分分析与NJ聚类法均将供试材料分为3个类群,且类群间的材料相互渗透形成混合类群,分类结果与遗传相似性系数分析表明171份新麦草单株种质分布较集中;3种分类方法对新麦草材料3个不同类群的划分结果基本一致,但混合类群的划分存在差异,每个类群的新麦草单株材料来源背景不同,未表现出明确的地域性规律。

新麦草细胞分裂素调控基因CKX4克隆及表达分析

分蘖数是影响新麦草饲草和种子产量的关键因素,其关键基因CKX4的克隆及表达分析可为新麦草产量的提高奠定基础。研究克隆了新麦草(Psathyrostachys juncea(Fisch.)Nevski)CKX4基因全长序列,对新麦草及其近缘物种的CKX4进行生物信息学分析;以多分蘖和少分蘖新麦草不同组织为材料,采用qRT-PCR及RNA-Seq方法研究CKX4的相对表达量;利用烟草瞬时转染和蛋白质印迹法分析CKX4-YFP的表达情况及CKX4蛋白的亚细胞定位。结果表明:克隆的新麦草CKX4基因全长为1596 bp,11个近缘物种的CKX4均有相同的结构域;系统发育树显示新麦草与小麦等麦类作物的亲缘关系最近;CKX4蛋白存在GHS组氨酸残基和Leu(亮氨酸)残基的功能位点;CKX4基因在少分蘖材料中表达量显著高于多分蘖材料;亚细胞定位显示CKX4定位于细胞内。新麦草CKX4蛋白在调控新麦草生长发育中起关键作用,本研究将为新麦草产量性状精准改良提供理论依据和参考。

新疆哈密市野生新麦草种质资源调查及收集

乡土草种筛选驯化开发利用对提高天然草原生态修复的成功率和畜牧业生产具有重要现实意义。哈密市草原工作站通过分区调查,发现野生新麦草在哈密境内广泛分布,在立地条件艰苦的生境下长势良好,是不可多得的生态型乡土草种;掌握了野生新麦草在哈密地区的分布规律、适生环境。通过采集野生新麦草种质资源并建立资源圃,发现通过人工驯化后新麦草的生育期较野生新麦草有所延长,繁育潜力得到了充分挖掘;为新疆野生新麦草种质资源保护、研究和开发利用提供了基础性材料,为后期野生新麦草的驯化培育研究提供了科学依据。

三种新麦草材料农艺和生态特性研究

通过调查发现,野生新麦草在哈密境内广泛分布,在立地条件艰苦的生境下长势良好,是不可多得的生态型乡土草种。为探究正在申报的莫钦乌拉新麦草品种(系)性状特性,采用完全随机区组试验,以哈密境内野生新麦草(下称原生新麦草)和已有品种紫泥泉新麦草为对照,通过对三份材料的农艺性状和生态特性进行观测与分析,结果表明:莫钦乌拉新麦草各项测定指标均较原生新麦草有较大改善,较紫泥泉新麦草差异不明显。