草业学报 ›› 2019, Vol. 28 ›› Issue (5): 151-162.DOI: 10.11686/cyxb2018219
王沛1, 陈玖红1, 王平1, 马清2, 田莉华1, 陈有军1, 周青平1,*
收稿日期:
2018-04-10
修回日期:
2018-11-20
出版日期:
2019-05-20
发布日期:
2019-05-20
通讯作者:
E-mail: qpingzh@aliyun.com
作者简介:
王沛(1987-),男,甘肃宁县人,助理研究员,博士。 E-mail: wangpei@swun.edu.cn
基金资助:
WANG Pei1, CHEN Jiu-hong1, WANG Ping1, MA Qing2, TIAN Li-hua1, CHEN You-jun1, ZHOU Qing-ping1,*
Received:
2018-04-10
Revised:
2018-11-20
Online:
2019-05-20
Published:
2019-05-20
Contact:
E-mail: qpingzh@aliyun.com
摘要: 披碱草属是禾本科小麦族重要的经济属,主要分布在海拔20005200 m的地区。属内绝大多数种是优良牧草,饲用价值极高,该属部分种具有耐盐、抗旱、耐寒等优良抗性,适应性广,遗传多样性丰富,因此不仅是生态恢复的重要物种,也能为其他牧草和麦类作物提供优异的基因资源。按照狭义上的分类标准,该属在全世界共有30余种,我国有13种,主要有老芒麦、披碱草、垂穗披碱草、短芒披碱草、圆柱披碱草等。近年来,由于全球变化和人类活动引起非生物胁迫的加剧,越来越多的研究开始关注披碱草属非生物胁迫抗性,包括耐盐性、抗旱性、低温胁迫抗性、重金属胁迫及复合胁迫抗性,其中大多数研究来自中国学者。目前绝大多数关于披碱草属抗逆性的研究主要集中在通过电解质外渗率、叶绿素、脯氨酸等渗透调节物质和抗氧化酶活性等生理指标评价属内不同种,和/或不同品种/种质的抗性方面,然而这些研究采用了不同的分析方法和评价体系,导致得出的结果不尽相同。此外,除了冷胁迫外,目前关于该属植物的抗逆机制却极少涉及。因此,综述了近年来在披碱草属植物抗逆性方面的研究进展,并提出存在的问题及今后研究的方向,旨在为进一步挖掘和利用其优良遗传资源奠定基础。
王沛, 陈玖红, 王平, 马清, 田莉华, 陈有军, 周青平. 披碱草属植物抗逆性研究现状和存在的问题[J]. 草业学报, 2019, 28(5): 151-162.
WANG Pei, CHEN Jiu-hong, WANG Ping, MA Qing, TIAN Li-hua, CHEN You-jun, ZHOU Qing-ping. Status of research into the abiotic stress tolerance of Elymus species[J]. Acta Prataculturae Sinica, 2019, 28(5): 151-162.
[1] Sun J P, Yuan Q H.Research progress of the germplasm resource of 孙建萍, 袁庆华. 披碱草属种质资源研究进展. 草业科学, 2005, 22(7): 2-5. [2] Zhang W H, Miao Y J, Ma F, 张卫红, 苗彦军, 马飞, 等. 披碱草属牧草在西藏草地系统中的地位探究. 黑龙江畜牧兽医, 2017, (4): 172-174. [3] Liu Y P, La B, Su X, 刘玉萍, 拉本, 苏旭, 等. 披碱草属植物的分类现状及主要存在的问题. 青海师范大学学报(自然科学版), 2014, (1): 31-37. [4] Yang X L, Wang C P.Flora of China (Volume 9, Fascicule 3). Beijing: Science Press, 1987: 6-104. 杨锡麟, 王朝品. 中国植物志(第九卷三分册). 北京: 科学出版社, 1987: 6-104. [5] Baum B R.A phylogenetic analysis of the tribe Triticeae (Poaceae) based on morphological characters of the genera. Canadian Journal of Botany, 1983, 61: 518-535. [6] Baum B R, Yen C, Yang J L.Roegneria: Its generic limits and justification for its recognition. Canadian Journal of Botany, 1991, 69: 282-294. [7] Baum B R, Yang J L, Yen C.Taxonomic separation of Kengyilia (Poaceae: Triticeae) in relation to nearest related [8] Yang R W, Zhou Y H, Zheng Y L.Study on chromosome C-banding among type species of 杨瑞武, 周永红, 郑有良. 小麦族披碱草属、鹅观草属和猬草属模式种的C带研究. 云南植物研究, 2003, 25(1): 71-77. [9] Chen M J, Jia S X.Forage plants of China. Beijing: China Agriculture Press, 2002. 陈默君, 贾慎修. 中国饲用植物. 北京: 中国农业出版社, 2002. [10] Miao J M, Zhong J C, Chen Z H.Research status of the germplasm resources of 苗佳敏, 钟金城, 陈智华. 披碱草属种质资源研究现状. 草业与畜牧, 2009, (8): 1-6. [11] Löve A.Conspectus of the Triticeae. Feddes Rupert, 1984, 95(4): 425-521. [12] Dewey D R.The genomic system of classification as a guide to intergeneric hybridization within the perennial Triticeae. Stadler Genetics Symposium, 1984, 16: 209-280. [13] Dewey D R.Cytogenetics of [14] Liu Y H.Studies on the karyotypes of 11 species of 刘玉红. 我国11种披碱草的核型研究. 武汉植物学研究, 1985, 3(4): 325-330. [15] Wang Q, Tai L H, Khasbagan, 王琴, 邰丽华, 哈斯巴根, 等. 披碱草属七种植物核型及其亲缘关系的研究. 内蒙古师范大学学报(自然科学汉文版), 2013, 42(2): 192-200. [16] Chen Y J, Zhou Q P, Sun J, 陈有军, 周青平, 孙建, 等. 六份乡土牧草苗期干旱胁迫的对比研究. 西南民族大学学报(自然科学版), 2016, 42(6): 598-603. [17] Lu S J, Zhou Q P, Liu W H, 卢素锦, 周青平, 刘文辉, 等. 披碱草属6种牧草苗期抗旱性鉴定. 湖北农业科学, 2013, 52(8): 1889-1892. [18] Lu S J, Zhou Q P, Liu W H, 卢素锦, 周青平, 刘文辉, 等. 不同产地老芒麦的苗期抗旱性研究. 安徽农业科学, 2011, 39(6): 3644-3646, 3665. [19] Li S J, Zhou Q P, Yan H B, 李淑娟, 周青平, 颜红波, 等. 4种披碱草属野生牧草在高寒地区农艺性状及生产性能的评价. 草原与草坪, 2007, (2): 34-36. [20] Liang G L, Zhou Q P, Liu W H.Evaluation on agronomic characters of five materials of 梁国玲, 周青平, 刘文辉. 高寒地区5份披碱草属牧草农艺性状评价. 草地学报, 2011, 19(5): 834-838. [21] Liang G L, Zhou Q P, Yan H B, 梁国玲, 周青平, 颜红波, 等. 高寒地区野生垂穗披碱草农艺性状及生产性能评价. 中国草地学报, 2011, 33(6): 51-56. [22] Yan Z Y, Zhou Q P, Liu W H, 闫志勇, 周青平, 刘文辉, 等. 青藏高原6份披碱草属牧草农艺性状及生产性能评价. 草业科学, 2014, 31(1): 108-115. [23] Fu J J, Liu J, Sun Y F, 付娟娟, 刘建, 孙永芳, 等. 冷胁迫对2种垂穗披碱草生长和生理特性的影响. 草地学报, 2014, 22(4): 789-795. [24] Fu J J, Miao Y J, Shao L H, [25] Fu J J.The physiological and molecular mechanisms of Tibetan wild 付娟娟. 西藏野生垂穗披碱草低温适应机理研究. 咸阳: 西北农林科技大学, 2017. [26] Fu J J, Gates R N, Xu Y F, [27] Fu J J, Sun Y F, Chu X, [28] Fu J J, Chu X, Sun Y F, [29] Fu J J, Wu Y F, Miao Y J, [30] Chen S Y, Ma X, Zhang X Q, 陈仕勇, 马啸, 张新全, 等. 10个四倍体披碱草属物种的核型. 植物分类学报, 2008, (6): 886-890. [31] Chen S Y, Ma X, Zhang C B, 陈仕勇, 马啸, 张昌兵, 等. 川西北牧区7个披碱草属新品系遗传变异分析. 西南农业学报, 2016, 29(11): 2549-2553. [32] Chen Z H, Miao J M, Zhong J C, 陈智华, 苗佳敏, 钟金城, 等. 野生垂穗披碱草种质遗传多样性的SRAP研究. 草业学报, 2009, 18(5): 192-200. [33] Zhang C L, Guo Z H, Zhang X Q, 张成林, 郭志慧, 张新全, 等. 利用SSR标记对垂穗披碱草和老芒麦进行物种鉴定和遗传变异分析. 植物遗传资源学报, 2016, 17(3): 416-422. [34] Song H, Song Q Y, Li X Z, [35] Song H, Nan Z B, Tian P.Characteristic of asexual endophytes isolated from 宋辉, 南志标, 田沛. 中国西北地区披碱草属植物所带内生真菌的培养特征. 草业学报, 2015, 24(9): 89-95. [36] Zhang J Q, Wang Y R.Breaking dormancy in freshly matured seeds of [37] Xie W, Zhang J, Zhao X, [38] Zhao X, Xie W, Zhang J, [39] Hasegawa P M.Sodium (Na+) homeostasis and salt tolerance of plants. Environmental and Experimental Botany, 2013, 92: 19-31. [40] Zhu J K.Salt and drought stress signal transduction in plants. Annual Review of Plant Biology, 2002, 53: 247-273. [41] Apel K, Hirt H.Reactive oxygen species: Metabolism, oxidative stress, and signal transduction. Annual Review of Plant Biology, 2004, 55: 373-399. [42] Munns R, Tester M.Mechanisms of salinity tolerance. Annual Review of Plant Biology, 2008, 59: 651-681. [43] Coskun D, Britto D T, Kronzucker H J.Regulation and mechanism of potassium release from barley roots: An in planta 42K analysis. New Phytologist, 2010, 188: 1028-1038. [44] Liu J C, Yun J F, Zhang L.Physiological characteristics of three 刘锦川, 云锦凤, 张磊. 氯化钠胁迫下3 种披碱草属牧草生理特性的研究. 草地学报, 2010, 18(5): 694-697. [45] Liu Y L, Zhao Y, Zhang J H, 刘亚玲, 赵彦, 张家赫, 等. 加拿大披碱草新品系耐盐性生理研究. 北方农业学报, 2016, 44(6): 42-47. [46] Li J X, Yang F, Zhao N, 李景欣, 杨帆, 赵娜, 等. 4种披碱草属牧草苗期耐盐性评价. 黑龙江畜牧兽医, 2013, (9): 77-79. [47] Xin H H, Wang H J, Cai Y.Effects of salt stress on the physiological indexes of three kinds of 辛慧慧, 王慧君, 蔡云. 盐胁迫对披碱草属3种牧草幼苗生理指标的影响. 新疆畜牧业, 2017, (6): 29-31. [48] Yang Y J, Zhou H K, Wang W Y, 杨月娟, 周华坤, 王文颖, 等. 盐胁迫对垂穗披碱草幼苗生理指标的影响. 兰州大学学报(自然科学版), 2014, 50(1): 101-106. [49] Wang X L, Li H, Yan L J, 王晓龙, 李红, 闫利军, 等. 5种禾本科牧草种子萌发及幼苗耐盐性鉴定. 种子, 2016, 35(8): 27-31. [50] Jia Q M, Chen Y Y, Han R Y, 贾倩民, 陈彦云, 韩润燕, 等. 宁夏盐池次生盐碱地4 种禾本科牧草的适应性及生产性能. 江苏农业科学, 2014, 42(2): 167-170. [51] Sun Q Y, Li Z Y, Li H Y, 孙清洋, 李志勇, 李鸿雁, 等. 不同盐浓度下9份老芒麦种质材料的萌发及生理特性. 草业科学, 2016, 33(11): 2266-2275. [52] De Y, Shi F L, Zhao L X, 德英, 石凤翎, 赵来喜, 等. 老芒麦种质资源耐盐性评价. 中国草地学报, 2017, 39(6): 106-111. [53] Liu X N.Preliminary study on the physiological features of 刘雪娜. 盐胁迫下披碱草苗期生理特征初步研究. 内蒙古林业调查设计, 2017, 40(1): 99-102. [54] Liu Y J, Qi J, Liu Q, 刘艳君, 祁娟, 柳茜, 等. 垂穗披碱草种子萌发的耐盐性研究. 草原与草坪, 2014, 34(4): 61-65. [55] Shi Y L, Xu L H, Dou S Y, 石玉龙, 徐隆华, 窦声云, 等. NaCl和Na2CO3胁迫对同德老芒麦种子萌发及幼苗生长的影响. 草地学报, 2017, 25(3): 662-665. [56] Jia Y X, Sun L, He F, 贾亚雄, 孙蕾, 何峰, 等. 利用原子吸收光谱法分析盐胁迫对野生披碱草矿质元素吸收和积累的影响. 光谱学与光谱分析, 2008, 28(12): 2984-2988. [57] Zhu H S, Fang Z H, Yang G Y, 朱慧森, 方志红, 杨桂英, 等. 不同盐碱化草地披碱草生物量形成及根系对K+、Na+的选择性吸收. 草地学报, 2010, 18(3): 383-387. [58] Wang P Y, Li C H, Li S J, 王佩羽, 李长慧, 李淑娟, 等. 4种牧草苗期耐盐性比较. 草业科学, 2013, 30(4): 590-595. [59] Zhang J, Nguyen H, Blum A.Genetic analysis of osmotic adjustment in crop plants. Journal of Experimental Botany, 1999, 50: 291-302. [60] De Y, Zhao L X, Mu H B.Conductance method determination to the drought resistance of 德英, 赵来喜, 穆怀彬. PEG6000 渗透胁迫下应用电导法对披碱草属种质幼苗抗旱性初步研究. 中国农学通报, 2010, 26(24): 173-178. [61] Liu J C, Yun J F.Response of three forage species seedling of 刘锦川, 云锦凤. 披碱草属3种牧草幼苗对水分胁迫的响应. 种子, 2010, 29(9): 17-20. [62] Yang M Y, Xiao B X, Zheng Q Y, 杨满业, 肖冰雪, 郑群英, 等. 川西北高原5 种牧草苗期抗旱性比较研究. 草业与畜牧, 2015, 233: 8-14, 19. [63] Wang X L, Mi F G, Guo Y W, 王晓龙, 米福贵, 郭跃武, 等. 干旱胁迫对不同禾本科牧草叶绿素荧光特性的影响. 草原与草业, 2014, 26(3): 45-51. [64] Wang H J, Xin H H, Anaer, 王慧君, 辛慧慧, 阿那尔, 等. 披碱草属6 种牧草种子萌发期的抗旱性研究. 草食家畜, 2017, 184: 49-53. [65] Chen Y, Yan W H, Wu H, 陈云, 闫伟红, 吴昊, 等. 干旱胁迫下老芒麦遗传多样性分析. 草原与草坪, 2014, 34(2): 11-22. [66] Yan W H, Ma Y B, Chen Y, 闫伟红, 马玉宝, 陈云, 等. 干旱胁迫对老芒麦DNA表观遗传变化的MSAP分析. 草原与草坪, 2016, 36(1): 1-6. [67] Bai S Q, Yan J J, Zeng Y, 白史且, 鄢家俊, 曾怡, 等. 9 份野生老芒麦种质资源抗旱性综合评价. 草业与畜牧, 2013, 207: 1-9. [68] Sun Q Y, Li Z Y, Li H Y, 孙清洋, 李志勇, 李鸿雁, 等. 水分胁迫对老芒麦种质萌发及幼苗生理特性的影响. 中国草地学报, 2016, 38(3): 19-25, 95. [69] Zhang C N, Zhou Q P, Yan H B, 张晨妮, 周青平, 颜红波, 等. PEG对老芒麦种质材料萌发期抗旱性影响的研究. 种子, 2010, 29(1): 37-40. [70] Liu Y, Zhang Y C, Wei X X, 刘勇, 张永超, 魏小星, 等. 18种披碱草属种质资源苗期抗旱性鉴定. 青海畜牧兽医杂志, 2016, 46(6): 16-23. [71] Chinnusamy V, Zhu J, Zhu J K.Cold stress regulation of gene expression in plants. Trends in Plant Science, 2007, 12(10): 444-451. [72] Zhang S X, Nimapingcuo, Xu Y M, 张尚雄, 尼玛平措, 徐雅梅, 等. 3个披碱草属牧草对低温胁迫的生理响应及苗期抗寒性评价. 草业科学, 2016, 33(6): 1154-1163. [73] Zhou R L, Zhao H L.Fall and early winter changes in root fatty acid composition and membrane fluidity of three perennial alpine grasses. Acta Phytoecologica Sinica, 2001, 25(1): 115-118. 周瑞莲, 赵哈林. 高寒山区牧草根质膜和脂肪酸组分对冷冻低温的适应反应. 植物生态学报, 2001, 25(1): 115-118. [74] Leyva-Pérez M D, Valverdecorredor A, Valderrama R, [75] Wang H, Ma M, Lu Z C, 王华, 马敏, 卢志超, 等. 外源5-氨基乙酰丙酸(ALA)对低温胁迫下垂穗披碱草种子萌发及生长的影响. 种子, 2015, 34(1): 36-39, 43. [76] Li X M.Tolerance and accumulation characteristics of cadmium in herbaceous plants. Beijing: Beijing Forestry University, 2016. 李希铭. 草本植物对镉的耐性和富集特征研究. 北京: 北京林业大学, 2016. [77] Yang L, Yuan Q H.Effects of heavy metal cadmium on morphological and physiological characteristics in wild 杨丽, 袁庆华. 重金属镉对野生披碱草生长与生理特性的影响. 中国草地学报, 2013, 35(4): 25-33. [78] Li H F, Wang Y, Yuan Q H, 李慧芳, 王瑜, 袁庆华, 等. 铅胁迫对禾本科牧草的生长及体内酶活性的影响. 种子, 2014, 33(8): 1-7. [79] Li H F, Yuan Q H, Zhao G Q.Resistance evaluation of 李慧芳, 袁庆华, 赵桂琴. 老芒麦野生种质材料芽期耐铅性评价. 草原与草坪, 2014, 34(6): 78-81. [80] Zhang X X, Li C J, Nan Z B.Effects of cadmium stress on seed germination and seedling growth of [81] Xue B H, Li N, Song G L, 薛博晗, 李娜, 宋桂龙, 等. 外源柠檬酸、苹果酸和草酸对披碱草镉耐受及富集的影响. 草业学报, 2018, 27(6): 128-136. [82] Lee S H, Lee K W, Lee D G, [83] Ma X L, Zhao M D, Wang H C, 马晓林, 赵明德, 王慧春, 等. 高寒牧草在不同温度和盐胁迫作用下的生理生化响应. 生态科学, 2016, 35(3): 22-28. [84] Wang C Q, Xu Y M, Liang S, 王传旗, 徐雅梅, 梁莎, 等. 西藏野生老芒麦种子萌发对温度和水分的响应. 作物杂志, 2017, (6): 165-169. [85] Wei Z G, Wang Y C.The mechanism of plant response to drought stress//The response of reactive oxygen species metabolism to drought stress in plants. Beijing: Science Press, 2015. 魏志刚, 王玉成. 植物干旱胁迫响应机制//植物活性氧代谢系统对干旱胁迫的响应. 北京: 科学出版社, 2015. |
[1] | 别尔达吾列提·希哈依, 董乙强, 安沙舟, 魏鹏. 短期封育对白梭梭荒漠和盐生假木贼荒漠土壤营养成分的影响[J]. 草业学报, 2020, 29(9): 56-62. |
[2] | 王玉萍, 郜春晓, 王盛祥, 何晓童. 低温弱光胁迫下芸豆叶片光抑制与类囊体膜脂构成变化[J]. 草业学报, 2020, 29(8): 116-125. |
[3] | 陆姣云, 熊军波, 张鹤山, 田宏, 杨惠敏, 刘洋. 水分胁迫对紫花苜蓿产量、品质和微量元素的影响[J]. 草业学报, 2020, 29(8): 126-133. |
[4] | 王苗苗, 周向睿, 梁国玲, 赵桂琴, 焦润安, 柴继宽, 高雪梅, 李娟宁. 5份燕麦材料苗期耐盐性综合评价[J]. 草业学报, 2020, 29(8): 143-154. |
[5] | 曾令霜, 李培英, 孙晓梵, 孙宗玖. 新疆不同生境狗牙根种质抗旱性综合评价[J]. 草业学报, 2020, 29(8): 155-169. |
[6] | 张宇君, 尚以顺, 王普昶, 丁磊磊, 张文, 邹超. 干旱胁迫下保水剂对盘江白刺花幼苗生长和生理特性的影响[J]. 草业学报, 2020, 29(7): 90-98. |
[7] | 郭欢, 潘雅清, 包爱科. NaCl在四翅滨藜适应渗透胁迫中的作用[J]. 草业学报, 2020, 29(7): 112-121. |
[8] | 王泳超, 张颖蕾, 闫东良, 何灵芝, 李卓, 燕博文, 邵瑞鑫, 郭家萌, 杨青华. 干旱胁迫下γ-氨基丁酸保护玉米幼苗光合系统的生理响应[J]. 草业学报, 2020, 29(6): 191-203. |
[9] | 李柯, 周庄煜, 李四菊, 姚浩铮, 周莹, 缪雨静, 唐晓清, 王康才. 荆芥的生长、渗透调节和抗氧化能力对干旱胁迫的响应[J]. 草业学报, 2020, 29(5): 150-158. |
[10] | 高子奇, 王佳, 汤宇晨, 王迎春. 唐古特白刺类黄酮-3-O-葡萄糖基转移酶基因(NtUFGT)的克隆与功能分析[J]. 草业学报, 2020, 29(5): 159-170. |
[11] | 赵颖, 魏小红, 李桃桃. 外源NO对混合盐碱胁迫下藜麦种子萌发和幼苗生长的影响[J]. 草业学报, 2020, 29(4): 92-101. |
[12] | 申午艳, 冯政君, 秦文芳, 范远. 盐碱胁迫下黑麦草生长及离子微区分布特征[J]. 草业学报, 2020, 29(2): 52-63. |
[13] | 赵小强, 陆晏天, 白明兴, 徐明霞, 彭云玲, 丁永福, 庄泽龙, 陈奋奇, 张大志. 不同株型玉米基因型对干旱胁迫的响应分析[J]. 草业学报, 2020, 29(2): 149-162. |
[14] | 何建军, 姚立蓉, 汪军成, 边秀秀, 司二静, 杨轲, 王化俊, 马小乐, 李葆春, 尚勋武, 孟亚雄. 干旱和盐胁迫对盐生植物盐生草种子萌发特性的影响[J]. 草业学报, 2020, 29(11): 129-140. |
[15] | 李思忠, 张立明, 高卫时, 白晓山, 刘军, 董心久, 杨洪泽, 沙红, 高燕. 滴灌模式下旱后复水对甜菜叶丛期光合光响应特性的影响[J]. 草业学报, 2020, 29(11): 198-204. |
阅读次数 | ||||||
全文 |
|
|||||
摘要 |
|
|||||