宁夏玉米耐盐碱种质研究现状及展望

玉米是宁夏种植面积最大、产量最高的粮食和饲料作物。盐碱胁迫是影响玉米高产稳产的重要因素,进行玉米耐盐碱分子生物学机制、新种质创制及育种研究,对保障宁夏玉米可持续生产具有重要意义。通过探讨玉米耐盐碱抗逆遗传位点、基因资源及其调控机制,总结玉米基因组测序、分子生物技术育种及大数据分析技术,以推动玉米耐盐碱抗逆遗传基础解析、遗传改良及耐盐碱玉米种质资源挖掘,并分析讨论当前玉米耐盐碱育种面临的问题和挑战,提出玉米耐盐碱种质创制和育种的策略。

盐碱地的生物修复方法

中国盐碱地面积占全球盐碱地总面积的1/10,严重制约了农业生产的发展。因此,寻找有效的盐碱地修复方法对于提高农业产量和保障粮食安全具有重要意义。目前,盐碱地修复的方法有化学修复、工程修复和生物修复等,而生物修复以其经济高效和绿色环保的特点受到了广泛关注。生物修复通过植物和微生物等生物资源来改善盐碱地的土壤和环境。具体而言,盐生植物能够在盐碱地中生长繁殖,通过其特殊的生理机制,能够有效修复高浓度盐碱地,为后续作物种植创造良好条件。此外,普通作物也可以通过基因挖掘和品种培育的方式,增强其耐盐性,从而在盐碱地上实现正常生长,达到修复盐碱地的目的。除了植物,微生物也在盐碱地修复中发挥着重要作用。一些特定的微生物能够提高作物的耐盐性,或者通过降解盐碱土壤中的盐分和碱性物质,从而降低土壤的盐碱度,改善土壤环境。总的来说,生物修复是一种绿色环保,且符合中国可持续农业和循环经济发展战略的盐碱地修复方法。

植物耐盐机理与耐盐植物选育研究进展

文中结合对植物耐盐生理基础的讨论 ,综述了耐盐植物 ,尤其是耐盐树木的选育研究进展。植物对盐分胁迫的反应和适应是一个复杂的生理过程 ,既有蛋白质、核酸、碳水化合物等结构和能量物质的代谢 ,还有酶、激素等生长调节物质的合成与激活。在这一系列的反应过程中包含着离子交换与逆向运输 ,信号刺激与传递 ,基因活化与合成 ,其中渗透调节起着关键作用。在渗透调节过程中 ,离子如 K+、Ca2 +等在浓度和时空上的变化对渗透调节的启动 ,调节速率和调节能力都有着重要作用。此外 ,脯氨酸、脯氨酸甜菜碱、甘氨酸甜菜碱等作为可配伍溶质在调节渗透势变化、螯合盐分离子方面有着无可代替的作用。 Ca2 +作为第二信使的一个重要组成部分 ,在胁迫信号传递方面的功能正受到日益重视。激素如 ABA在渗透调节和胁迫基因的诱导方面发挥了重要作用。胁迫基因目前主要是指渗透调节基因。首先在细菌中被发现 ,后来在高等植物中也相继分离克隆出来。有许多不同的方法用来选育耐盐植物 ,包括选、引、育等常规育种方法和基因工程 ,突变体育种等生物工程方法。它们各有特点 ,都发挥了各自的作用。

耐盐碱植物对滨海盐碱地的改良效果

为了解不同耐盐碱植物对盐碱地的改良效果,在天津滨海地区营造白刺、杜梨、银水牛果3种林地,造林4 a后分别对3种林地的土壤微生物数量、养分和盐分质量分数进行了研究。结果表明:土壤养分和微生物数量在土壤剖面上具有相同的垂直分布特征,随着土层深度增加而减少。白刺、杜梨和银水牛果林地土壤在各土层中盐分质量分数为1.426～1.900 g.kg-1,基本无差别;对照土壤在0<h≤10 cm、10 cm<h≤20 cm、20 cm<h≤30 cm土层盐分质量分数分别为2.1434、.286、5.717 g.kg-1,呈现随土壤深度加深而增加的分布特征,白刺、杜梨和银水牛果的林地土壤同对照土壤相比盐分质量分数显著降低。土壤养分和微生物数量在3种林地土壤中的排序都为:白刺>杜梨>银水牛果,其中白刺和杜梨林地土壤养分和微生物数量远大于对照,差异达到显著水平(P<0.05)。银水牛果林地同对照土壤相比,除细菌、放线菌、全N差异未达显著水平(P<0.05),其它养分指标和真菌数量差异均达到显著水平(P<0.05)。土壤微生物和土壤养分呈正相关关系,二者与土壤盐分质量分数都成负相关关系。总体来看,白刺改良盐碱土的效果最好,杜梨次之,银水牛果较差。

利用耐逆植物改良松嫩平原高pH盐碱土研究进展(英文)

松嫩平原是世界上苏打盐碱地分布面积最大的地区,土壤pH多在8.5以上,重度盐碱地pH高达9.0～10.5。随着人类活动的加剧和气候干旱,松嫩平原盐碱化面积逐年扩大,盐碱化程度也逐年加重。文中概述了该区典型土壤盐碱化的成因和传统的治理方法,剖析了以往主要改良方法存在的利弊;重点介绍了近年来中国科学院东北地理与农业生态研究所在耐盐碱水稻品种筛选与育种,水稻耐碱突变体筛选和耐碱基因QTL定位,羊草(Leymus chinensis)移栽快速恢复和重建技术及其生物生态学效应,羊草耐碱基因克隆等研究工作进展,指出了有效利用耐盐碱牧草或种植耐盐碱水稻品种恢复生态和提高劣质土地生产力的重要性。

黄河三角洲地区耐盐植物研究进展与展望

黄河三角洲地区土壤盐碱化程度高,引进耐盐植物改良该地区盐碱地是一种"治标又治本"的办法.但耐盐植物种类繁多,耐盐机制复杂,盲目引种只能加重生态破坏,因此,加强黄河三角洲地区盐碱地现状调查研究,改良培育适宜的耐盐植物是目前研究的重点.本文综述了黄河三角洲地区现状、耐盐植物种类特点、耐盐机制以及目前研究存在的问题和解决方法,为黄河三角洲地区耐盐植物的研发及盐碱地植物改良提供理论支持.

黄河三角洲地区耐盐植物引种现状分析及评价

在阐述目前黄河三角洲地区原生植物资源概况基础上,对引进的耐盐植物资源现状进行分析,并对其在黄河三角洲盐碱地造林绿化中的适应性进行评价,以期为黄河三角洲地区盐碱地生物治理选择耐盐植物提供理论依据和重要参考。

不同类型植物耐盐特性对脱硫废弃物的响应及其耐盐指数综合评价

为探讨施用脱硫废弃物对生长在盐土和碱土上的不同植物耐盐特性的影响,并建立综合评价指标体系,对不同植物的耐盐指数进行综合评价。本试验在2008—2010年期间,分别在碱土区和盐土区2个试点,以施与不施脱硫废弃物为主处理,选用9种不同耐盐植物为副处理开展了田间裂区试验,观测分析了各耐盐植物的出苗特征、生长生理特征、产量等指标及土壤盐分、养分、碱化度(ESP)等性质,从而建立包括植物生长、生理指标、土壤指标和经济指标的综合评价指标体系,并应用TOPSIS法对不同耐盐植物的耐盐指数进行综合评价。结果表明:与CK相比,施用脱硫废弃物能显著改善各耐盐植物的生长发育,提高出苗率、相对生长速率(株高)和相对生物量,增加自由水和束缚水的比值(F/B),且在碱土上效果优于盐土。不同类型耐盐植物之间差异显著,表现出各自的耐盐、碱特性。同时施用脱硫废弃物种植耐盐植物可提高土壤有机质增加速率和全盐、碱化度的降低速率。同样地,对盐碱土的改良效果表现为碱土优于盐土,不同耐盐植物之间差异显著。通过综合评价把不同耐盐植物分为强、较强、中和弱4个耐盐等级。与CK相比,施用脱硫废弃物可提高耐盐植物的耐盐等级,扩展耐盐植物在盐碱地上的种植范围。由此可知,耐盐植物的耐盐特性受植物类型、盐碱地类型、改良措施等因素影响。因此,从生态经济的角度寻求合理的综合评价方法来确定耐盐植物的耐盐特性具有重要科学意义,可为进一步优化盐碱地生态修复模式提供理论支持。

新疆盐桦的引种及耐盐性研究

阐述了耐盐植物盐桦的引种试验过程,通过炼苗、入土移栽等方法使其成活,然后进行耐盐试验.设定盐分浓度梯度为0‰、3‰、5‰、7‰、10‰、13‰6个水平,进行为期37d的盐胁迫试验.结果表明:当盐分浓度高于7‰时,盐桦幼苗全部死亡;当盐分浓度低于5‰时,盐桦幼苗生长良好.从而确定盐桦幼苗的耐盐极限为5‰,证实盐桦幼苗期可在5‰以下的滨海盐碱地区正常生长.但在露地栽培条件下,天津地区的夏秋季节高温多雨,给盐桦幼苗越冬带来困难,地上部分严重风干枯死,大面积栽培受到制约.

松嫩平原5种盐生牧草耐盐结构研究

利用扫描电子显微技术对松嫩平原的羊草(Aneurolepidium chinense)、獐毛(Aeluropus litoralis)、星星草(Puccinelliateninflora)、朝鲜碱茅(P.chinampoensis)和野大麦(Hordeum brevisublatum)等5种耐盐碱牧草进行解剖结构研究,发现它们适应盐碱环境而演化出的各种特殊的结构特征,即:根的皮层薄壁组织形成大的通气腔(其形如水生植物的通气腔),茎中维管束演化出近散生结构,叶上表皮泡状细胞和气孔下陷,叶脉维管束鞘不为C_3植物型亦不为C_4植物型,而演化出C_3—C_4的中间类型。

菌根真菌增加植物抗盐碱胁迫的机理

菌根是菌根真菌与高等植物根系形成的一种共生体,能够促进植物在瘠薄土壤中的生长。文章通过综合近20年来国内外在菌根植物抗盐碱研究方面的成就,论述了在高盐胁迫下,菌根对其寄主植物耐盐碱能力的影响;指出菌根植物可能主要通过以下4个方面增加对高浓度盐碱环境的抗性:增加植株对P等矿质营养元素的吸收,改善了盐胁迫引起的营养亏缺;改变植物体内离子平衡,降低其生理毒害;增加植株对水分的吸收和利用能力,缓解了生理性干旱;改变了植物根系形态,促进根系水分吸收能力。在分析菌根真菌增加植物抗盐碱胁迫机理的基础上,还对该问题的研究前景提出了设想,为盐碱地改良提供参考依据。

城市园林植物生态适应性研究综述

城市园林植物是城市绿化的主材料,所选园林植物是否具有很强的生态适应性直接关系到城市绿化的成败。目前中国在这方面的研究愈来愈受到重视,各地对城市园林植物生态适应性的研究也已取得了很多成果。参考相关文献资料,综述了近年来国内外学者对城市园林植物的耐荫性,抗寒性,耐盐碱性,抗旱性,抗污染以及抗风性等方面的研究,并在此基础上提出了研究展望。

盐碱地的生物修复研究

盐碱地的治理通常采用水利工程措施、化学改良及生物修复。生物修复是盐碱地治理的有效措施。引进筛选耐盐植物是生物修复盐碱地的基础。我们筛选出7个耐盐植物,耐盐程度较高,利用耐盐植物改良盐碱地,发展养殖业,具有较高的经济效益。

红花多枝柽柳引种繁育试验研究

试验为耐盐碱树种红花多枝柽柳引种繁育试验。从宁夏永宁引种种植于山西大同阳高县,以本地柽柳为对照,进行其适应性、物候及生长量数据调查统计分析;同时,进行苗木两种基质扦插繁育试验,并对其相关数据调查统计分析。结果表明,红花多枝柽柳在山西省大同生长良好并优于当地柽柳,适合引种;水培扦插不仅方便、快捷、省时、省力,而且苗木成活率、生长势都优于普通土壤扦插。

我国盐土农业发展存在问题及对策

随着耕地和淡水资源的日趋减少和人口的持续增长,我国的粮食安全面临着日益严峻的形势。我国有近200万公顷的沿海滩涂和4000万公顷的盐碱荒地尚未得到充分利用,利用这些农业资源发展盐土农业对保障我国战略粮食安全、平衡居民膳食结构等具有重要的意义。本文从盐土农业的基本概念入手,阐述了盐土农业的国内外发展现状,发展盐土农业的必要性和可行性,分析了我国盐土农业发展中存在的问题,并提出了相应的对策和建议。

海涂围垦区不同耐盐树种根际土壤团聚体形成及养分分布特征

以温州宋埠围垦区的滨海潮滩盐土为研究对象,种植泌盐乔木——柽柳(Tamarix chinensis)、拒盐灌木——厚叶石斑木(Rhaphiolepis umbellata)和拒盐乔木——白榆(Ulmus pumila),分析植树2 a后各树种根际土壤团聚体形成及养分分布特征。与裸地相比,柽柳、厚叶石斑木和白榆根际土壤pH分别下降0.14、0.43、0.39,电导率分别下降80%、70%、72%。裸地土壤粒径均小于0.053 mm,各树种根际土壤形成的微团聚体(0.25~0.053 mm)占土壤总质量的5.0%~5.9%,大团聚体(2~0.25 mm)占比小于1%。相比粉+黏团聚体(<0.053 mm),微团聚体中有机碳和游离铁含量分别呈现上升和下降趋势,表明微团聚体形成可能是一个脱铁富碳过程。与裸地相比,各树种根际土壤全氮和碱解氮显著增加,而速效钾含量显著下降。各树种根际土壤全氮和碱解氮含量以白榆最高(分别为1.20 g·kg^–1和42.6 mg·kg^–1),且微团聚体中全氮和碱解氮显著高于粉+黏团聚体。综上所述,植树2 a后,各树种根际土壤盐碱度显著下降,且形成团聚体,表明柽柳、厚叶石斑木和白榆适宜作为浙南围垦区的改良树种。其中,白榆根际形成的团聚体数量多,富集碳、氮养分效果好,为首选树种。

盐碱胁迫对巨菌草根际土壤微生物多样性及酶活性的影响

为探明盐碱胁迫对巨菌草根际土壤微生物多样性及酶活性的影响,该文设置了7个盐碱梯度,利用SPSS和Illumina高通量测序分析巨菌草根际土壤生理指标和微生物多样性。结果表明:(1)各处理间,巨菌草根际土壤真菌和细菌结构均存在差异;12‰盐碱浓度下,真菌优势菌纲为粪壳菌纲(68.5%)、散囊菌纲(16.3%),细菌优势菌纲为绿弯菌纲(8.5%)、拟杆菌纲(13.5%)、芽单胞菌纲(5.6%)和δ-变形菌纲(3.7%);6‰盐碱浓度时,真菌优势菌纲为座囊菌纲(27.7%),细菌优势菌纲为厌氧绳菌纲(2.4%),当盐碱浓度提高至12‰时,该优势菌群的相对丰度分别降至2.5%和0.007%;真菌和细菌群落Chao指数和Shannon指数随着盐碱浓度的升高而降低,且与土壤盐碱浓度显著相关(P<0.01)。(2)低浓度盐碱胁迫对巨菌草根际土壤脲酶、多酚氧化酶、碱性磷酸酶活性均有促进作用,当盐碱浓度超过8‰时,土壤多酚氧化酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶活性受到抑制;种植巨菌草后,土壤有机质含量显著提高(P<0.05)且盐碱浓度显著降低(P<0.05);种植巨菌草对土壤盐碱度的中和能力在中高浓度下较弱;盐碱浓度为6‰时,巨菌草产量最高,且土壤中的速效养分和有机质含量均高于其他盐碱浓度。该研究表明,巨菌草能通过调节酶的浓度来适应中低浓度盐碱环境,且在不同浓度的盐碱土壤中,产生相应的优势菌群来适应该环境,种植巨菌草对中低浓度盐碱土壤有一定改良作用。

新疆杨、枸杞等耐盐碱树种叶绿素荧光特性分析

通过对山阴县西盐池村大运高速公路盐碱区新疆杨、枸杞等通道造林绿化树种的叶绿素荧光特性分析,结果表明:新疆杨、枸杞的耐盐碱能力最强,其原因为在盐碱胁迫条件下,新疆杨的光能转化效率较高,枸杞的光化学淬灭(qP)值最大,能进行正常的光合作用。而刺槐、榆树则容易受到光胁迫(Fv/Fm、Fv/F0)的影响;榆树的非光化学淬灭(NPQ)值最大,说明榆树在盐胁迫时的自我保护能力较强,不同树种间差异显著;新疆杨叶绿素荧光参数呈现出随盐碱胁迫程度的增加,PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)与PSⅡ的潜在活性(Fv/F0)间的相关性达到显著或极显著水平,可作为衡量新疆杨耐盐性的评定指标。

松嫩平原盐碱地4种植物的光合荧光特性

以吉林省西部轻度盐碱地种植的沙枣、枸杞、蒙桑和柠条锦鸡儿实生苗为试验材料,针对4种植物的光合参数和叶绿素荧光参数等相关方面进行差异性和相关性分析,揭示4种植物的光合性能,以期为盐碱地治理提供参考。结果表明,4种植物的光合特征和叶绿素荧光特性差异显著,净光合速率(P_(n))由大到小依次为:枸杞、蒙桑、沙枣、柠条。试验植物叶片的净光合速率(P_(n))与气孔导度(G_(s))有显著的正相关性,因而P_(n)受G_(s)影响较大;并且P_(n)与光适应下的最大光化学效率、实际光化学效率(Ф_(PSⅡ))、光化学淬灭系数(q_(P))和电子传递效率(E_(TR))等荧光参数密切相关。枸杞的J相和I相的相对可变荧光速率(V_(j)和V_(i))最低,质体醌电子传递效率高,光系统(PSⅡ)受体侧的质体醌库(S_(m))最大,光反应活性最大。柠条电子传递效率低,光反应活性受到天线色素对能量(ABS)的吸收和反应中心能量捕获(TR)的限制。同时,枸杞的性能指数(P_(IABS))在以初始荧光(F_(o))为基础的性能指数(P_(ICSo))和以最大荧光(F_(m))为基础的性能指数(P_(ICSm))显著高于其他树种,柠条最低。4种植物的3个性能指数之间具有显著差异性和极显著相关性,且P_(n)与P_(IABS)、P_(ICSo)、P_(ICSm)呈显著相关性。因此,P_(IABS)、P_(ICSo)和P_(ICSm)适合作为4种植物叶绿素荧光特性的评价指标。研究表明,4种植物中枸杞的性能指标(P_(I))和P_(n)最高,因而光合性能最强,蒙桑和沙枣次之,柠条最低。所以枸杞的光合生理活性强,适合本试验盐碱地环境的栽植和引种。

欧李内生促生菌分离、鉴定及促生、耐盐碱特性

为获得欧李(Cerasus humilis)根系优良内生促生菌,以欧李根系为研究材料,采用组织匀浆法分离纯化可培养内生细菌,测定其固氮、解磷、溶磷、合成植物生长素IAA(吲哚乙酸)和耐盐碱特性,并通过16S rRNA序列系统发育分析进行初步鉴定。结果显示:分离的7株菌均表现出一定的促生潜力,菌株固氮酶活性在50.64~127.40 nmol·h^(-1)·mL^(-1),菌株Y3最高;菌株解有机磷量在1.28~358.90μg·mL^(-1),菌株N23最高;菌株溶无机磷量在6.29~143.61μg·mL^(-1),菌株Y2最高;菌株合成IAA量在14.24~70.48μg·mL^(-1),菌株N22最高。菌株耐盐碱特性测定中,菌株Y3、Y4表现出广泛的耐盐碱特性,可在NaCl浓度为30%以及pH值为13的条件下正常生长,属极端嗜盐嗜碱微生物。16S rRNA序列系统发育分析结果,菌株Y3、Y4确定为Bacillus sp.,菌株N23、N22为Pseudomonas simiae,菌株N1为Brevibacterium frigoritolerans,菌株Y1、Y2为Achromobacter marplatensis。研究分离出的内生促生菌具有多种优质促生特性,可为后续研制微生物接种剂(菌肥)提供优良菌种,并有望在绿色农业发展中发挥积极作用。