新疆不同黄花苜蓿居群花部表型变异研究

黄花苜蓿(Medicago falcata L.)花部形态特征的遗传变异是影响蜜蜂访花的重要因素,其花部遗传多样性研究对于揭示苜蓿繁殖机理、选育优良种质以提高种子结实率具有重要意义。试验以11个野生黄花苜蓿居群为研究材料,在同质园中通过对其花部等13个表型性状进行变异性和聚类分析,探究在同一生长环境条件下花部性状的遗传多样性规律,为进一步开展黄花苜蓿种质资源评价提供参考。试验数据表明,黄花苜蓿居群间不同表型性状均存在不同程度的变异,各个指标的变异在1.22%~8.79%之间,各个居群的变异系数范围是2.88%~4.37%,平均变异系数为3.51%。6个主成分的累积贡献率达到89.95%,11份黄花苜蓿居群材料表型的遗传变异主要来源于小花,前四主成分累积贡献率为75%,反映的是花部的小花特征。聚类分析结果表明:在欧氏距离10处将11个居群分为4类,QT(奇台)居群和FY(富蕴)居群单独聚为一类,JMNT(托普铁热)、ML(木垒)、HBH(哈巴河)聚为一类,其他6个居群聚为一类。

模拟干旱胁迫下5份野生披碱草属植物萌发期抗旱性评价

【目的】探究5份野生披碱草属种质材料萌发期的抗旱性,以期筛选出抗旱性较好的种质用于进一步种质抗旱研究。【方法】用PEG-6000作为模拟干旱处理试剂,将其配置成0%(蒸馏水)、5%、10%、15%、20%和25%6个浓度梯度的溶液,将不同浓度的溶液加入培养皿中,测定5份材料的发芽势、发芽率、萌发指数、活力指数、根长和芽长。【结果】随着PEG浓度的上升,5份材料的各指标均呈下降趋势,当浓度达到25%时各指标均达到最低值,E02、E04、E05材料已经不能萌发,而E01、E03虽然仍能萌发但萌发能力显著下降。【结论】5%浓度的PEG对材料发芽势和发芽率有一定的促进作用。5份材料的萌发期抗旱性排名为:E01>E05>E02>E03>E04。

干旱胁迫对不同苜蓿种质苗期抗旱性的影响

【目的】探明不同苜蓿种质的苗期抗旱性,为抗旱性较强的基因筛选及新疆和类似地区的牧草种植提供参考。【方法】采用室内盆栽,利用隶属函数法计算不同干旱胁迫〔正常浇水量(土壤相对含水量70%)、轻度干旱胁迫(土壤相对含水量55%)、中度干旱胁迫(土壤相对含水量40%)和重度干旱胁迫(土壤相对含水量25%)〕下室内盆栽5个苜蓿种质(新牧4号、中苜3号、歌纳、A-17和D-23)苗期的生长、生理和光合指标(抗旱性指标)的隶属函数值,并对各种质的抗旱性进行综合评价。【结果】新牧4号的生长、生理和光合指标隶属函数值为0.162~0.507,平均0.404,以生理指标的SPAD值最大,光合指标的水分利用效率最小;中苜3号各指标隶属函数值为0.230~0.733,平均0.419,以生长指标的根冠比最大,光合指标的水分利用效率最小;歌纳各指标隶属函数值为0.272~0.591,平均0.449,以生理指标的相对电导率最大,脯氨酸最小;A-17各指标隶属函数值为0.183~0.537,平均0.398,以生理指标的SPAD值最大,丙二醛最小;D-23各指标隶属函数值为0.145~0.557,平均0.414,以光合指标的水分利用效率最大,生理指标的相对电导率最小;根据隶属函数值的平均值,5个不同苜蓿种质苗期抗旱性依次为歌纳>中苜3号>D-23>新牧4号>A-17。【结论】歌纳的苗期抗旱性最好,可用于抗旱基因的筛选,并可在干旱地区进行大规模种植。

生境对无芒雀麦幼穗分化进程及生殖格局的影响

以乌苏1号无芒雀麦为材料,设置2个生长环境(荒漠绿洲区、高海拔地带),通过观测幼穗分化进程及开花习性,探究生境对无芒雀麦幼穗分化及生殖格局的影响。结果表明,无芒雀麦幼穗分化从分蘖期开始至抽穗期结束,分为初生期、伸长期、结节期、小穗原基分化期、小花原基分化期、雌雄蕊原基分化期、雌雄蕊形成期和完穗期8个时期。幼穗分化是从生长锥顶端第1枝梗原基与小花原基开始分化,相同小枝梗上原基与小花原基均是自下逐渐向上发育;整穗是从顶部向下逐渐开花,下部枝梗开花时间小于上部枝梗;小穗上的小花由下向上逐步开花。与荒漠绿洲区相比,高海拔地带的无芒雀麦幼穗分化时间晚,周期缩短,穗部赤霉素(GA)、脱落酸(ABA)及叶片可溶性蛋白含量相对较高,细胞分裂素(CTK)含量和种子千粒重较低,但高海拔地带单穗成熟种子粒数与单位面积内种子产量高,更适合无芒雀麦种子生产。

干旱胁迫下紫花苜蓿和黄花苜蓿实生苗叶片形态及解剖结构变化

通过分析不同的紫花苜蓿和黄花苜蓿材料,以期对干旱胁迫下的苜蓿叶片形态和组织解剖结构进行观察,旨在探究自然干旱胁迫下苜蓿幼苗叶片形态及解剖结构的适应性变化。以3个紫花苜蓿和2个黄花苜蓿为研究材料,分别设定4个不同的土壤相对含水量(土壤最大持水量的70%,55%,40%,25%)进行试验,处理30 d后测定叶片的形态结构和解剖结构。通过电镜观察紫花苜蓿和黄花苜蓿幼苗叶片形态和解剖结构,来探究苜蓿实生苗叶片对自然干旱胁迫的响应。结果表明,干旱胁迫会抑制苜蓿叶片的生长,随着干旱胁迫增强土壤水分降低,紫花苜蓿和黄花苜蓿的叶长、叶宽、叶面积降低,叶片厚度、叶肉厚度、下表皮厚度降低,栅栏组织厚度、海绵组织厚度下降,中脉中心厚度下降,栅海比呈现逐渐下降的趋势,叶片组织结构紧密度增加,疏松度减少,叶脉突起度增加。干旱胁迫强度与叶长、叶宽、叶面积、叶片厚度、叶肉厚度、下表皮厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度、中脉中心厚度、栅海比、叶片组织结构疏松度呈负相关;与叶片组织结构紧密度、叶脉突起度呈正相关。

两份老芒麦种质材料萌发期抗旱性评价

【目的】本试验以同德老芒麦和DJ-01老芒麦的种子为试验材料,探究2份老芒麦种子萌发期的抗旱性。【方法】试验采用-0.1MPa、-0.3MPa、-0.5MPa、-0.7MPa、-1.0MPa的高分子渗透剂聚乙二醇-6000(PEG-6000)溶液模拟干旱胁迫,以蒸馏水为对照组(CK),测定两份老芒麦种子的发芽指标及其抗旱系数。【结果】当胁迫水势低于-0.1MPa时,老芒麦种子发芽率降至22%以下,发芽势降至10%以下;当胁迫水势低于-1.0MPa时,老芒麦种子均不萌发;当胁迫水势为-0.1~-0.3MPa时,利于老芒麦胚根的生长。【结论】干旱胁迫均抑制了两份老芒麦种子的萌发,且随着干旱胁迫强度的增强,其发芽率、发芽势、相对发芽率、相对发芽势等均呈现下降趋势;当胁迫水势较低时,干旱胁迫对老芒麦胚根的生长具有促进作用。

盐水连续浇灌下107份黄花苜蓿苗期耐盐性评价

黄花苜蓿(Medicago falcata L.)具有较强的抗逆性,为探究盐水连续浇灌下黄花苜蓿苗期的耐盐能力及形态、生理的响应机制,本试验以达坂城盐湖水为母液,稀释至电导率为10 mS·cm^(-1)、以自来水作为对照,采用连续浇灌法对盆栽条件下107份苗期的黄花苜蓿进行处理,测量株高、SPAD、丙二醛、Fo/Fm等指标,计算抗性指数,并利用关性分析、主成分分析、隶属函数分析、聚类分析及灰色关联度分析对供试材料耐盐性进行评价,筛选耐盐性相关指标。T检验结果表明,盐胁迫与可溶性糖相关性低,与SPAD显著相关(P<0.05),与其余指标皆极显著相关(P<0.01);通过主成分分析、隶属函数分析及聚类分析将107份材料以耐盐性程度划分为6各类群:极强、强、较强、较弱、弱和极弱,各类群占比为:9.35%,14.02%,25.23%,19.63%,26.17%和5.61%;耐盐性前3的材料是来自哈萨克的84号苜蓿、俄罗斯的48号苜蓿和新疆乌鲁木齐的97号苜蓿。通过灰色关联度分析,全叶面积、幅长和脯氨酸可作为黄花苜蓿苗期耐盐性评价的关键指标。

盐水浇灌下六个三叶草的耐盐性评价

试验以‘Redhybrid’,‘Salina’,‘86PK1280-007’,‘Ladino’,‘Orbit’”和‘08-2’等三叶草(Trifolium L.)为材料,设置三个不同EC(Electrical Conductivity)值处理(2.5,5.0,7.5 dS·m^(-1)),以营养液作为对照(EC=1.2 dS·m^(-1)),通过研究盐水浇灌对三叶草生长,光合效率和叶绿素荧光等指标的影响,以期为三叶草耐盐性评价、耐盐品种选育及其机理研究提供理论基础。结果表明,随着EC值的增加,三叶草的GI,PH,LA,FW,SPAD,PI,Fv/Fo,Pn,Tr和WUE均是先升后降的趋势,NB,DW,DR,Ci和Gs是逐渐降低的趋势。其中,GI,PH,LA,FW,SPAD,Pn和Tr的值均是在EC2.5时最高,PI,Fv/Fo和WUE的值则是在EC5.0时最高。主成分分析表明,DR,LA,SPAD,WUE和Ci可作为三叶草的耐盐性鉴定的关键指标。隶属函数值表明,六个材料的耐盐性顺序为:Ladino>08-2>86PK1280-007>Redhybrid>Orbit>Salina。

紫花苜蓿atpA基因的克隆及表达模式分析

叶绿体atpA基因位于ATP合酶的CF_(1)上,编码α亚基,是光合作用不可缺少的关键基因。本研究利用RT-PCR技术,从‘新疆大叶’苜蓿(Medicago sativa L.‘Xinjiang Daye’)中克隆出atpA基因,并进行生物信息学分析,采用实时荧光定量PCR技术进行基因表达模式检测。结果显示,MsatpA基因编码510个氨基酸,相对分子质量为55.71 KD,等电点为5.22。MsAtpA蛋白含有多个磷酸化位点且无跨膜结构和信号肽,二级结构中α-螺旋占比最高;亚细胞定位预测该基因编码的蛋白位于叶绿体中,与同为豆科苜蓿属的黄花苜蓿(Medicago falcata)、蒺藜苜蓿(Medicago truncatula)的AtpA氨基酸序列同源性较高。表达模式检测结果显示,MsatpA基因在叶中的表达量最高,根中最少;结荚期的基因表达量显著高于其他发育时期;MsatpA基因响应低温、高温、盐和渗透胁迫应答,且呈现出不同的表达特点。研究结果为紫花苜蓿atpA基因功能研究奠定基础。

盐胁迫对无芒雀麦种子萌发及苗期生理指标的影响

试验以无芒雀麦(Bromus inermis Leyss)为材料,以盐湖水、NaCl、NaCl+NaHCO_(3)(摩尔比1:1)为盐胁迫因子,分别设置5个不同的电导率(EC)值浓度(5、10、15、20、25ms/cm),以蒸馏水作为对照,研究其对无芒雀麦种子萌发及苗期生长的影响,以期为无芒雀麦种子耐盐性评价和耐盐性育种提供参考依据。结果表明,乌苏1号(Bromus inermisWusu No.1)与XJBI02的发芽势、发芽指数、活力指数、芽长均与EC浓度呈负相关;在EC值分别为20、25ms/cm的NaCl+NaHCO_(3)胁迫下,两种材料均不能发芽,且在EC15时发芽率均小于15%。相同EC值条件下,不同盐溶液对无芒雀麦种子萌发的影响大小为:盐湖水<NaCl<NaCl+NaHCO_(3)。萌发后期,随着EC值的增加,无芒雀麦幼苗的丙二醛含量在不同盐胁迫下呈上升趋势,可溶性蛋白呈下降趋势,脯氨酸呈先上升后下降趋势,盐处理液不同,其变化的幅度和拐点不同。盐湖水对种子萌发及后期生长的伤害程度最小,而NaCl+NaHCO_(3)最大。依托隶属函数法比较,各处理的受盐害程度由小到大依次为:盐湖水&乌苏1号、NaCl&乌苏1号、盐湖水&XJBI02、NaCl&XJBI02、NaCl+NaHCO_(3)&乌苏1号、NaCl+NaHCO_(3)&XJBI02。