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    1. 青海省国家重点保护野生植物名录——基于国家重点保护野生植物名录(2021版)
    陈金元, 杜维波, 苏旭
    草业学报    2022, 31 (9): 1-12.   DOI: 10.11686/cyxb2021502
    摘要974)   HTML34)    PDF (1244KB)(545)    收藏

    为了更好地了解青海省国家重点保护野生植物种类、科属组成、特有性、濒危状况及地理分布等特征,依据2021年9月发布的新版《国家重点保护野生植物名录》,通过查阅对比文献和馆藏标本,梳理总结了青海省国家重点保护野生植物的多样性。结果表明:1)相比1999年发布的《国家重点保护野生植物名录》,青海省新增44种国家重点保护野生植物。2)青海省国家重点保护野生植物有3大类22科30属53种1变种,其中一级保护植物1种(发菜),二级保护植物52种1变种。3)物种数量最多的科、属分别为兰科(10种)、杓兰属(8种)。4)中国特有属1个,中国特有属+青藏高原特有属3个,中国特有物种9种,青藏高原特有物种9种,中国特有+青藏高原特有物种13种,另有青海省特有种1种(久治绿绒蒿)。5)青海省54种(含变种)国家重点保护野生植物中有18种处于易危(VU)等级,12种处于濒危(EN)等级,总计受威胁等级物种数30种,占所有物种的55.55%。6)青海省国家重点保护野生植物绝大多数分布在青海东南部,主要在玉树州、果洛州和海东市草原及森林生境中,与青海省植物多样性的分布规律基本一致。青海省国家重点保护野生植物有54种(含变种),绝大多数为二级保护植物;特有种类有32个,占所有物种的59.25%;受威胁物种30种;重点保护野生植物大多数分布于青海省东南部地区。

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    2. 我国草种业的成就、挑战与展望
    南志标, 王彦荣, 贺金生, 胡小文, 刘志鹏, 李春杰, 聂斌, 夏超
    草业学报    2022, 31 (6): 1-10.   DOI: 10.11686/cyxb20220601
    摘要633)   HTML65)    PDF (598KB)(579)    收藏

    本研究从种质资源收集、品种选育、种子生产和质量管理等方面总结了我国草种业发展取得的成就,分析了面临的挑战,提出了建设草种强国的建议。我国已初步建立了完整的草种业体系,已成为世界草种质资源保存大国,自1987年实施品种审定制度以来,已审定通过了651个草类植物新品种,在利用乡土植物优异基因和内生真菌创制新种质等方面,取得了突出成果。所育成品种基本可满足一般生产需求。种子田常年保有面积10万hm2左右,年产种子约10万t。已在全国建立了5个部级检验中心,并在品种审定、特异性、一致性和稳定性(DUS)测试,种子立法等方面建成了较为完整的质量管理体系。面临的挑战是种质资源收集不及我国现有饲草种质资源数的50%,对已有种质资源评价、鉴定工作不足,缺少用于生态修复的草种和草坪草品种。根据国家生态修复规划,每年需草种7万t,目前缺口巨大,每年进口草种5万t左右,主要是高质量商品草和草坪草用种。质量管理体系中缺少种子认证。建议进一步加强种质资源收集、评价与利用;加强乡土草、草坪草及放牧型牧草选育;建立大规模草种生产基地及成果转化渠道;完善种子质量管理体系及提高对草的认识,从科技创新、人才培养、发展政策等方面予以支持。

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    3. 世界退化草地恢复研究和实践进展
    高丽, 丁勇
    草业学报    2022, 31 (10): 189-205.   DOI: 10.11686/cyxb2022077
    摘要596)   HTML53)    PDF (683KB)(479)    收藏

    草地是地球上最重要的陆地生态系统之一,给人类带来诸如食物生产、调节气候、净化空气、涵养水源、防风、固沙等一系列的生态系统服务。受气候变化和人为因素的影响,全球接近一半的草地出现不同程度的退化,成为世界性生态环境问题之一。世界各地开展了大量的有关退化草地恢复的研究和实践工作,并且取得了巨大的进步。然而,在联合国生态系统恢复10年(2021-2030)启动之际,需要新一代的恢复研究和实践项目来应对全球的环境挑战。本研究对世界各地有关退化草地恢复研究和实践进行了总结,希望从已有的草地恢复工作中学习经验,在此基础上,找出未来退化草地恢复研究的主要方向,制定合理的退化草地恢复计划,进而为全球变化背景下的新的草地恢复研究和实践提供参考依据。

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    4. 饲用燕麦育种研究进展与展望
    叶雪玲, 甘圳, 万燕, 向达兵, 邬晓勇, 吴琪, 刘长英, 范昱, 邹亮
    草业学报    2023, 32 (2): 160-177.   DOI: 10.11686/cyxb2022263
    摘要575)   HTML50)    PDF (857KB)(666)    收藏

    燕麦是一种一年生禾本科作物,具有耐瘠薄、耐盐碱、抗旱耐寒、适应性广等特性,可广泛种植于欧洲、北美洲和亚洲的北纬40°以北的温带地区。同时,燕麦产草量高、营养价值高、适口性好、消化率高、适于青贮和调制干草,因此,燕麦是一种粮饲兼用的重要杂粮作物。根据燕麦籽粒是否被麸皮包裹可分为皮燕麦和裸燕麦。目前,我国多种植不带麸皮的裸燕麦,主要用于食用,而国外以种植带麸皮的皮燕麦为主,主要用于饲喂牲畜。在大力发展畜牧业的今天,我国的饲用燕麦品种是严重不足的。因此,我国制定并实施了“草牧业”“粮改饲”“引草入田”等系列政策,促进了饲用燕麦产业的快速发展。在国家政策和产业需求的大力支持和引导下,饲用燕麦的种植面积不断扩大,对新品种的需求也日益迫切,对饲用燕麦的育种工作也提出更高的要求。本研究综述了国内外饲草燕麦的:1)种质资源收集、整理和鉴定评价;2)常规育种的4个发展阶段;3)分子技术在燕麦科研与育种中的利用。基于以上研究的梳理总结,明确当前饲用燕麦的育种需求,分析饲用燕麦育种的重点、难点和热点问题,为我国饲用燕麦育种的现代化发展提供重要参考。

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    5. 青藏高原高寒草地土壤微生物量碳氮含量特征及其控制要素
    李洋, 王毅, 韩国栋, 孙建, 汪亚峰
    草业学报    2022, 31 (6): 50-60.   DOI: 10.11686/cyxb2021161
    摘要557)   HTML29)    PDF (3105KB)(624)    收藏

    青藏高原是我国重要的生态安全屏障,探究地下微生物驱动土壤生化过程,生物量碳氮含量特征及其控制要素,对高寒生态系统功能维持具有重要意义。本研究通过对青藏高原高寒草甸和高寒草原两种草地类型样带调查和研究,探讨了不同高寒草地生态系统类型土壤微生物量碳(MBC)和土壤微生物量氮(MBN)含量特征及其与气候、植物群落和土壤理化性质的关系。结果表明,高寒草甸比高寒草原具有更高的土壤MBC和MBN含量;生长季降水量(GSP)与两种草地类型的MBC和MBN含量呈显著正相关(P<0.01);而生长季均温(GST)仅与高寒草原MBN含量呈显著负相关(P<0.01)。结构方程模型显示,在生长季降水量的影响下,土壤全氮是影响高寒草甸土壤MBC和MBN的主导因子,土壤有机碳是影响高寒草原MBC和MBN的主导因子。研究结果可为高寒草地生态系统可持续管理提供理论参考。

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    6. 一种耐盐碱牧草——长穗偃麦草研究进展
    李宏伟, 郑琪, 李滨, 赵茂林, 李振声
    草业学报    2022, 31 (5): 190-199.   DOI: 10.11686/cyxb2021384
    摘要552)   HTML20)    PDF (770KB)(345)    收藏

    长穗偃麦草是一种耐盐碱、耐旱、耐涝的多年生冷季型牧草,已在美国、加拿大、澳大利亚等国大面积种植。自1954年起,作为小麦遗传改良的重要资源,在我国长期被用作小麦远缘杂交的亲本。尽管1980-1990年代我国曾引进长穗偃麦草用于防风固沙和牧草生产,但鲜有大面积种植的报道。全世界已审定推广了10个以上的长穗偃麦草品种,而我国目前还没有自主选育的长穗偃麦草品种。2012年起中国科学院遗传与发育生物学研究所李振声组先后在北京、曹妃甸、南皮、海兴、东营等地进行多年多点种植试验,再次证实其耐盐碱高产特性。于是,2020年1月李振声提出了利用环渤海盐碱荒地种植耐盐碱牧草(如长穗偃麦草)建立“滨海草带”的设想。为此,需建立适合长穗偃麦草大面积种植的栽培技术、选育耐盐高产新品种。本研究综述了国内外有关长穗偃麦草耐盐碱、耐涝、耐旱等特点及牧草品质、品种选育、栽培技术与长穗偃麦草“滨海草带”方面的研究进展,以期为长穗偃麦草研究利用与示范推广提供参考。

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    7. 苜蓿属物种分类研究进展
    刘志鹏, 任广朋
    草业学报    2022, 31 (11): 191-203.   DOI: 10.11686/cyxb2021426
    摘要514)   HTML26)    PDF (736KB)(399)    收藏

    结合物种的多个概念,综述了国内外苜蓿属植物分类的意义和混乱的现状,统计了我国13个苜蓿属物种的名称和特性,详细总结了全球约90个苜蓿属物种的名称、生活型、染色体数目、授粉方式和自然分布等,以及苜蓿属内14个组和10个亚组的划分、不同物种间的分子进化关系、苜蓿属的地理起源,并进一步解释了紫花苜蓿复合体内部不同亚种之间的遗传关系。提出了在深入理解物种概念的基础上鉴定苜蓿属物种的方法,建议广泛收集全球苜蓿属种质资源,采用分子进化等手段进一步理清苜蓿属内组间和物种间的进化关系,以期为今后的苜蓿属植物分类和紫花苜蓿杂交育种提供参考。

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    8. 氮沉降影响草地生态系统土壤氮循环过程的研究进展
    陆姣云, 张鹤山, 田宏, 熊军波, 刘洋
    草业学报    2022, 31 (6): 221-234.   DOI: 10.11686/cyxb2021156
    摘要509)   HTML37)    PDF (780KB)(366)    收藏

    人类活动及化石燃料应用的加剧增加了大气中的氮沉降,对陆地生态系统氮素循环过程造成了显著影响,从而影响生态系统生产力及稳定性。草地作为陆地生态系统的重要组成部分,常因为人们的过度利用及保护意识不强,造成资源损失、养分失衡,严重限制了畜牧业的发展。探究氮沉降对草地生态系统氮循环的影响对提高草地生产力,合理开发与利用草地资源具有重要意义。通过追踪国内外已有的研究成果发现,大部分氮添加抑制了生物固氮过程,促进了土壤的硝化作用、反硝化作用和矿化作用,并抑制了固氮微生物活性,增加了硝化功能微生物氨氧化细菌(AOB)、反硝化微生物功能基因nirKnirSnarGnosZ的丰度。但是因为草地本底氮营养差异及施氮措施的不同导致少数研究中土壤氮循环对氮沉降的响应出现不同结果。通过总结已有研究发现:1)土壤本底营养及氮吸收阈值的不同造成氮沉降对氮循环的影响存在差异;2)微生物作为土壤氮素循环的重要参与者,对不同施氮时间、频率、数量等的响应存在差异;3)土壤中氮循环的各环节紧密耦联,相互影响,但现有的研究大多只针对某一环节开展,研究结果不具有全面性。因此,在未来的研究中,应针对不同营养水平的草地,加强氮控制条件下土壤氮循环微生物变化的研究,关注多环节的耦联关系,对于提高草地生态系统功能,并减轻氮素损失对环境造成的威胁意义重大。

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    9. 基于STARFM的草地地上生物量遥感估测研究——以甘肃省夏河县桑科草原为例
    张玉琢, 杨志贵, 于红妍, 张强, 杨淑霞, 赵婷, 许画画, 孟宝平, 吕燕燕
    草业学报    2022, 31 (6): 23-34.   DOI: 10.11686/cyxb2021180
    摘要496)   HTML242)    PDF (1697KB)(497)    收藏

    遥感数据具有实时、动态、大范围等特点,在草地资源监测与管理研究中获得了广泛应用。然而,单一的遥感植被指数无法同时满足草地地上生物量观测中时空分辨率的需求。因此,本研究基于时间序列Landsat NDVI和MODIS NDVI数据,结合时空融合算法(spatial and temporal adaptive reflectance fusion model, STARFM),生成了2000-2016年高时空分辨率的植被指数数据集(NDVISTARFM,时间分辨率为16 d,空间分辨率为30 m),并基于2013-2016年地面实测草地地上生物量数据,构建了夏河县桑科草原高寒草地地上生物量遥感反演模型,分析了2000-2016年研究区草地地上生物量生长状况和变化趋势。结果表明:1)基于NDVISTARFM的最优估测模型为乘幂模型,其R2为0.58,均方根误差(root mean square error, RMSE)为795.62 kg·hm-2,模型的表现能力次于Landsat NDVI最优估测模型(R2=0.76,RMSE=634.83 kg·hm-2),而优于MODIS NDVI最优估测模型(R2=0.24,RMSE=937.79 kg·hm-2);2)基于NDVISTARFM最优估测模型对各样区草地地上生物量总产的估测精度优于MODIS NDVI而次于Landsat NDVI,总体精度达84.05%;3)2000-2016年来,夏河县研究区草地地上生物量总体呈现增加趋势,其中90%左右的区域年增量大于30 kg·hm-2,草地地上生物量呈现减少趋势的区域仅占2.30%。

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    10. 全基因组水平蒺藜苜蓿 CPP基因家族的鉴定及表达模式分析
    田骄阳, 王秋霞, 郑淑文, 刘文献
    草业学报    2022, 31 (7): 111-121.   DOI: 10.11686/cyxb2021215
    摘要466)   HTML24)    PDF (4295KB)(266)    收藏

    CPP (cysteine-rich polycomb-like protein)基因家族是一类小转录因子,广泛存在于除酵母与原核生物外的各种生物体中,在植物生长发育及响应胁迫过程中具有重要作用。截至目前,CPP基因家族已在多个物种中被鉴定和研究,但在豆科模式植物蒺藜苜蓿中还未见报道。本研究采用生物信息学的方法,在蒺藜苜蓿中共鉴定出9个CPP基因。通过与3个物种CPP基因的蛋白序列构建系统发育树,将CPP基因分为3类,MtCPP成员与大豆的亲缘关系更接近。保守结构域分析表明MtCPP转录因子都具有1~2个CXC保守结构域。染色体定位分析得出,9个CPP基因分布在6条染色体上,并鉴定出2对旁系同源基因,均来源于片段重复事件。通过基因芯片技术检测MtCPP基因的表达模式结果显示,MtCPP基因的表达具有一定的时空特异性。MtCPP基因启动子中含有大量与激素以及胁迫相关的顺式作用元件,并且MtCPP2MtCPP5MtCPP6MtCPP7基因具有响应干旱的表达特征,MtCPP2MtCPP8基因具有响应盐胁迫的功能。该研究可为后期深入解析MtCPP基因家族功能和筛选参与苜蓿抗逆的MtCPP基因奠定基础。

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    11. 基于Landsat 8和随机森林的青海门源天然草地地上生物量遥感估算
    赵翊含, 侯蒙京, 冯琦胜, 高宏元, 梁天刚, 贺金生, 钱大文
    草业学报    2022, 31 (7): 1-14.   DOI: 10.11686/cyxb2021454
    摘要445)   HTML26)    PDF (6877KB)(267)    收藏

    草地地上生物量(above-ground biomass, AGB)的遥感监测可快速且客观地对草地生长现状进行评估,对生态环境评价和草地资源利用有重要意义。为了提高遥感估算草地AGB的准确性,基于青海省门源县的地面实测数据,利用Landsat-8 OLI遥感数据计算出的植被指数分别构建了单因素回归模型和随机森林模型(random forest, RF),确定了AGB遥感估测最佳模型,并反演得到了研究区2019-2021年草地AGB空间分布。结果表明:1)在29个植被指数构建的单因素回归模型中,与草地AGB相关性较高的5个植被指数为NDVI、RBNDVI、TVI、GNDVI、MSR,R2均达0.49以上。其中,NDVI模型的精度最高,验证集R2为0.50,均方根误差(root mean square error, RMSE)为702.89 kg·hm-2。2)在RF模型中,变量筛选前R2=0.61,RMSE=621.14 kg·hm-2;经过变量筛选后模型精度有小幅度提升,R2达0.62,RMSE基本不变;二者精度均优于单因素模型,相比传统单因素最优回归模型,R2提高0.12,RMSE降低了80.95 kg·hm-2。3)门源县AGB空间分布特征为西北部较高,东南部相对较低;大体呈中部高,四周低的分布状况。2019-2021年全县天然草地总产草量介于4.2827万~8.9776 万t,平均单产介于1063.49~1484.82 kg·hm-2;草地类型以高寒草甸为主,2019-2021年产草量为4.0825万~5.6653 万t,平均地上AGB介于1060.38~1471.94 kg·hm-2;山地草甸平均AGB为1036.81~1637.43 kg·hm-2;温性草原平均AGB介于1198.72~1786.63 kg·hm-2

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    12. 基于Sentinel-2数据的青海门源县天然草地生物量遥感反演研究
    郭芮, 伏帅, 侯蒙京, 刘洁, 苗春丽, 孟新月, 冯琦胜, 贺金生, 钱大文, 梁天刚
    草业学报    2023, 32 (4): 15-29.   DOI: 10.11686/cyxb2022147
    摘要419)   HTML20)    PDF (3464KB)(298)    收藏

    草地地上物生物量(AGB)是评价草地生产力的重要指标,精准反演天然草地的AGB,对草地长势监测和草畜平衡评估具有重要的意义。由于常用的遥感数据(如Landsat和MODIS等)受较低时间或空间分辨率引发的诸多问题的影响,因此探索具有更高时空分辨率及更多光谱波段的Sentinel-2卫星数据在县域尺度的草地植被监测状况具有极其重要的作用。利用Sentinel-2卫星遥感影像和青海门源县实测草地AGB数据,构建了基于随机森林(RF)、支持向量机(SVM)和人工神经网络(ANN)3种机器学习方法的草地生物量估算模型,研究了2019-2021年门源县天然草地生物量时空分布特征。结果表明:1) Sentinel-2卫星影像的3个原始波段(B2、B6、B11)和2种植被指数[反红边叶绿素指数(IRECI)和特定色素简单比值植被指数(PSSRa)],是草地AGB敏感的特征变量。其中,红边波段(B5、B6、B7)对天然草地AGB遥感反演具有重要作用。2)基于RF算法的草地AGB估测模型是门源县天然草地生物量估测的最优模型(验证集R2 为0.72,RMSE为622.616 kg·hm-2),优于SVM模型(验证集R2 为0.66,RMSE为698.271 kg·hm-2)和ANN模型(验证集R2 为0.63,RMSE为730.676 kg·hm-2)。3)2019-2021年门源县天然草地AGB平均值为3360.26~3544.00 kg·hm-2。总体来说, 2019-2021年门源县草地AGB呈先上升后下降的趋势,具有从四周向中部逐渐减少的空间分布特点。

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    13. tRNA-sgRNA/Cas9系统介导多年生黑麦草原生质体的基因编辑
    姚佳明, 郝欢欢, 张敬, 徐彬
    草业学报    2023, 32 (4): 129-141.   DOI: 10.11686/cyxb2022180
    摘要414)   HTML22)    PDF (3944KB)(300)    收藏

    tRNA可以将多个sgRNAs连接起来合并成一个多顺反子基因,再与CRISPR/Cas9表达载体结合形成多顺反子tRNA-sgRNA/Cas9(PTG/Cas9)系统来对多靶点进行基因编辑。该系统已经在水稻中验证其可促进sgRNAs的转录和提高多靶点的编辑效率。因此,为了在多年生黑麦草中实现高效的基因编辑,本研究中,构建了2个带有tRNA的CRISPR中间载体,并提供了一种快速、灵活的PTG/Cas9载体构建方法。为了快速验证PTG/Cas9系统是否可以在多年生黑麦草基因组中发挥功能,用聚乙二醇4000(PEG 4000)介导PTG/Cas9质粒转化多年生黑麦草原生质体,后提取原生质体DNA扩增目的序列检测是否有目标基因被编辑的细胞。试验结果显示,PTG/Cas9系统可用于多年生黑麦草基因编辑,且基因编辑效率约为6.7%。试验结果为多年生黑麦草遗传研究和育种提供了重要的基础。

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    14. 不同草地类型WOFOST模型参数敏感性分析
    秦格霞, 吴静, 李纯斌, 沈帅杰, 李怀海, 杨道涵, 焦美榕, 祁琦
    草业学报    2022, 31 (5): 13-25.   DOI: 10.11686/cyxb2021391
    摘要413)   HTML16)    PDF (5046KB)(288)    收藏

    以C为驱动的WOFOST作物生长模型是基于作物生理生态过程,综合考虑了CO2、土壤、气候等因素对产量的胁迫作用,因此,对WOFOST模型参数进行本地化和优化便可实现时间连续且高精度的草地生物量监测。为探讨WOFOST参数敏感性分析结果在不同草地类型覆盖区表现出的不确定性问题,在天祝藏族自治县不同草地覆盖区选择了4个站点,利用气象数据、草地实测数据及土壤数据,基于扩展傅里叶幅度敏感性检验法(EFAST)研究潜在水平(指保证营养元素和水分为最佳供应,草地地上生物量仅由辐射、温度和作物特性决定)和水分限制水平(假设营养元素的供给仍然是最佳的, 但需考虑土壤有效水分对蒸发和草地生物量的影响)下WOFOST模型在不同草地类型覆盖区的全局敏感性参数和优化模型模拟精度。结果表明潜在生产水平下草地地上生物量(AGB)的敏感参数有比叶面积(SLATB)、单叶片CO2的初始光能利用率(EFFTB)、最大光合速率(AMAXTB)、根相对维持呼吸速率(RMR)、总干物质占根和叶的比例(FRTB和FLTB),水分限制条件下的敏感参数有SLATB、AMAXTB、RMR和FLTB。不同生产水平下叶面积指数(LAI)的敏感参数一致,从出苗到出苗后60 d主要受到SLATB、FLTB和FRTB的影响,出苗后60~200 d的敏感性参数为FLTB、FRTB、SLATB和漫射可见光的消光系数(KDIFTB),LAI开始下降后受到KDIFTB的敏感性增强。其中,山地草甸AGB的模拟值与观测值模拟精度最高,R2=0.94、RMSE=11.71 g·m-2,高寒草甸模拟精度最低,R2=0.83、RMSE=32.68 g·m-2。温性荒漠草原LAI的模拟值与观测值模拟精度最高,R2=0.96、RMSE=0.02,温性草原模拟精度最低,R2=0.66、RMSE=0.38。敏感性分析方法在WOFOST模型中的应用减少了人为主观因素的影响,极大地缩短了调参时间,对获取时间连续的草地生长监测方法选择提供参考。

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    15. HKT在植物离子稳态和响应非生物逆境胁迫中的作用
    杨小涵, 伍国强, 魏明, 王北辰
    草业学报    2023, 32 (5): 190-202.   DOI: 10.11686/cyxb2022207
    摘要411)   HTML20)    PDF (1917KB)(208)    收藏

    K+在植物生长发育及抵御非生物胁迫中扮演着重要角色。高亲和性K+转运蛋白(high-affinity K+ transporter, HKT)是最重要的阳离子转运蛋白家族之一,广泛参与植物K+和Na+吸收与转运。大量研究表明,HKT家族基因表达受Ca2+、腐植酸和胞嘧啶甲基化等调控;其介导植物体内Na+长距离运输以及维持K+和Mg2+稳态平衡,在植物抗逆性中发挥着关键作用。本研究对HKT家族的发现、结构与分类、生物学功能、表达与调控机制及其响应非生物胁迫等方面的研究成果加以综述,并对其未来研究方向进行展望,以期为农作物抗逆性遗传改良提供理论依据和基因资源。

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    16. MAPK在植物响应逆境胁迫中的作用
    张鑫苗, 伍国强, 魏明
    草业学报    2024, 33 (1): 182-197.   DOI: 10.11686/cyxb2023090
    摘要402)   HTML33)    PDF (1316KB)(391)    收藏

    丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)是一类高度保守的丝氨酸/苏氨酸(Ser/Thr)蛋白激酶,广泛存在于真核生物中级联反应途径。植物MAPK具有相对保守的11个亚结构域,均为Ser/Thr蛋白激酶发挥其催化作用所必需的元件,其表达受活性氧、一氧化氮、激素等调控。MAPK可磷酸化多种底物,包括转录因子、蛋白激酶和细胞骨架相关蛋白等,在调控植物响应逆境(盐分、干旱、极端温度、重金属等)胁迫中起重要作用。本研究对植物MAPK家族的发现、分类与结构、调控机制及其响应各种非生物胁迫等方面的研究成果加以综述,并对未来研究方向进行展望,以期为农作物抗逆性遗传改良提供理论依据和基因资源。

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    17. 草地精准放牧管理:概念、理论、技术及范式
    王德利, 王岭, 韩国栋
    草业学报    2022, 31 (12): 191-199.   DOI: 10.11686/cyxb2022047
    摘要400)   HTML18)    PDF (1865KB)(338)    收藏

    随着人类对草地多功能性的认识,以及对草地生态、生产与生活的更多需求,有必要更新草地管理观念,以多学科理论为基础,研发出高水平的家畜放牧与饲喂技术,建立更加有效的草地放牧管理范式。基于草地资源特性与现代社会对草地功能与服务的多维需求背景,提出草地精准放牧管理的概念,即以草地多功能性的稳定与维持为目标,利用草学、畜牧学、生态学等多学科理论,基于生境条件,特别是植被特征、家畜属性,以及家畜-植被互作,通过多维、有效、定向调控家畜放牧过程,最终实现生产-生态功能协同平衡的草地管理利用范式;并且对于精准放牧的概念内涵及支撑理论基础进行了系统性阐述,强调以草地的补偿生长机制、中度干扰假说、家畜采食行为机制、多样化放牧理论、动植物互作机制、营养调控原理及多功能性协同等作为调控放牧压与畜群结构的科学基础;同时,指出了精准放牧中的关键技术,如动态最适载畜率(阈值)、混合放牧(种类及比例),以及遥感信息手段(卫星、无人机监测、大数据处理)等支持技术;最后,总结出以草地多功能性为目标的“生产-生态双赢”的精准放牧管理新范式,即融合天然草地放牧、放牧+补饲与舍饲,突出了对家畜生产全过程的放牧压/畜群调控与家畜营养调控,最终实现草地放牧系统总体的“草-畜平衡”,获得高质量的动物产品与可持续生态服务。草地的精准放牧管理具有先进性与实用性,是极具潜力与前景的未来草地管理的有效选择。

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    18. 高寒草地植物多样性与Godron群落稳定性关系及其环境驱动因素
    雷石龙, 廖李容, 王杰, 张路, 叶振城, 刘国彬, 张超
    草业学报    2023, 32 (3): 1-12.   DOI: 10.11686/cyxb2022125
    摘要399)   HTML26)    PDF (5414KB)(354)    收藏

    植物群落多样性及稳定性对草地生态系统功能的稳定发挥至关重要。本研究以青藏高原高寒湿地草甸、高寒草甸、高寒草原和高寒荒漠草原为研究对象,基于480个野外样方调查及实验分析,运用显著性分析、回归分析和结构方程模型等方法,探究不同草地类型植物多样性与稳定性之间关系及其影响因素。结果表明:高寒草原植物多样性显著高于其他3种草地类型;高寒草甸群落稳定性最高。高寒草地中,不同的物种多样性指标与群落稳定性的关系不同,4种草地类型均匀度与群落稳定性显著负相关;高寒草甸和高寒荒漠草原中Shannon-Wiener多样性与群落稳定性显著负相关,在高寒湿地草甸和高寒草原中丰富度与稳定性显著正相关。降水量是影响高寒草地植物多样性和群落稳定性的主要因素,土壤有机碳、pH以及铵态氮含量也能通过影响植物多样性进而影响群落稳定性。综上,在高寒草地生态系统的管理过程中,需充分考虑气候和土壤因子的变化,根据草地类型制定不同的管理措施。

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    19. 39个我国不同生态区培育的青贮玉米品种在青海高原适应性研究
    朱丽丽, 张业猛, 李万才, 赵亚利, 李想, 陈志国
    草业学报    2023, 32 (4): 68-78.   DOI: 10.11686/cyxb2022148
    摘要396)   HTML15)    PDF (1332KB)(178)    收藏

    对39个来自我国不同生态区的青贮玉米品种进行田间种植,采用主成分分析及灰色关联度分析对不同品种的农艺性状、生物学产量和营养品质进行综合评价和排序,筛选出在青海高原环境下适应性较好的品种。结果表明:依据国家玉米品种区划,东华北中晚熟春玉米类型区的晋单73号、京九青贮16和科大101,东华北中熟春玉米类型区的豫青贮23,热带亚热带玉米类型区的勤玉58和青青300,西北春玉米类型区的屯玉168,以及西南春玉米类型区的中玉335,8个青贮玉米品种在两种分析方法中的排名均在前10,说明这些品种性状综合表现较好,适宜在青海作为青贮玉米品种引种。

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    20. 中国草地固碳减排研究现状及其建议
    李紫晶, 高翠萍, 王忠武, 韩国栋
    草业学报    2023, 32 (2): 191-200.   DOI: 10.11686/cyxb2022049
    摘要391)   HTML29)    PDF (715KB)(339)    收藏

    随着经济的快速发展,温室气体的排放量不断增加,加之人类对自然资源的利用强度逐渐增加,导致全球生态系统的固碳能力减弱,大气中的温室气体浓度达到新高,所造成的温室效应已经成为国际社会普遍关注的重大全球性问题。中国草地碳汇资源得天独厚,发展草原碳汇经济成为履行国际承诺、打造碳汇新经济、建设美丽中国的重要载体。综述中国草地固碳减排现状及其影响因素,包括草地碳汇和家畜生产减排研究、气候变化背景下的草地碳汇、人工草地建设等方面,并提出中国草地固碳减排发展建议,以期为中国实现碳达峰、碳中和及草地固碳减排的贡献提供理论基础,为推动我国社会高质量发展、创造高品质生活提供坚实的技术支撑。

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    21. 新疆天山北坡荒漠草原碳通量特征及其对环境因子的响应
    郭文章, 井长青, 邓小进, 陈宸, 赵苇康, 侯志雄, 王公鑫
    草业学报    2022, 31 (5): 1-12.   DOI: 10.11686/cyxb2021137
    摘要380)   HTML33)    PDF (2008KB)(324)    收藏

    荒漠草原是天山北坡广泛分布的草地类型,对天山北坡草地生态系统碳收支具有重要的调节作用。为阐明天山北坡荒漠草原生态系统碳通量变化特征及环境因子对碳通量的影响,以新疆天山北坡荒漠草原为研究对象,利用微气象观测系统和LI-840 CO2/H2O红外分析仪获得连续观测数据,定量分析了荒漠草原碳通量的变化特征及其影响因子。结果表明:天山北坡荒漠草原植被净生态系统碳交换速率在日尺度上呈倒“U”型曲线;在季节尺度上,6、7、8月表现为碳汇,9、10月表现为碳源;6-10月荒漠草原总固碳量为15.50 g C·m-2,8月固碳量最高为23.03 g C·m-2;生态系统呼吸速率日变化呈“单峰”曲线;在季节尺度上,碳排放呈现先增加后降低趋势,7月碳排放量最高128.42 g C·m-2,10月荒漠草原生态系统碳通量日变化不明显。光合有效辐射是影响日间净生态系统碳交换速率的主导因子,二者符合直角双曲线模型,日间净生态系统碳交换速率随光合有效辐射增大而减小;生态系统呼吸速率与5 cm土壤温度关系符合Vant Hoff模型,温度敏感性系数Q10为1.69;最适土壤含水量是0.16 m3·m-3,土壤含水量过高或过低均会对荒漠草原生态系统呼吸速率产生抑制作用。

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    22. 基于优化三角形植被指数(TVI)的灌丛化草原植被地上生物量遥感估测方法研究
    许政勇, 孙斌, 张王菲, 李毅夫, 闫紫钰, 岳巍, 滕思翰
    草业学报    2023, 32 (10): 1-14.   DOI: 10.11686/cyxb2022488
    摘要379)   HTML52)    PDF (2836KB)(547)    收藏

    灌丛化已经成为草原生态系统中重要的生态问题,而灌丛化草原植被地上生物量(AGB)的精细化估测对于开展区域生态系统碳循环研究有着重要的科学意义。受土壤背景噪声和植被生长结构特征差异的双重影响,现有常见植被指数在灌丛化草原区域构建AGB估算模型时表现极不稳定。针对这一问题,基于Sentinel-2遥感数据,通过优化三角形植被指数(TVI)开展灌丛化草原植被AGB遥感估测方法研究。研究结果表明:1)在以草本植被为主的区域中,基于绿 R 560 、红边 R 705 和近红 R 865 组合形成的TVI与AGB拟合效果最好,R2达到了0.684;而在以灌丛植被为主的区域中,以基于绿 R 560 、红边 R 783 和近红 R 842 组合形成的TVI与AGB拟合效果最好,R2达到了0.368。2)分析现有常用的12种植被指数对土壤的噪声敏感性时,在以草本植被为主的区域中,增强型植被指数(EVI)对土壤噪声表现最为敏感;在以灌丛植被为主的区域中,修正土壤调节植被指数(MSAVI)表现最为敏感。3)在草本植被为主的区域中,相对于TVI,优化后植被指数草地三角形植被指数(GTVI)构建线性估算模型的交叉验证决定系数( R C V 2 )提高了0.153、交叉验证均方根误差( R M S E C V )减小了12.222 g·m-2;在灌丛植被为主的区域中,相对于TVI,优化后植被指数GTVI 构建线性估算模型的 R C V 2 提高了0.029、 R M S E C V 减小了1.684 g·m-2。4)与常用的12种植被指数构建的估测模型相比,无论在草本植被区域还是灌丛植被区域,GTVI构建的估测模型都具有最高的精度。该研究结果以期为采用植被指数法开展灌丛化草原植被地上生物量遥感估算提供科学依据和参考。

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    23. 不同放牧方式对荒漠草原土壤碳氮储量及固持的影响
    程燕明, 马红彬, 马菁, 马子元, 刘进娣, 周瑶, 彭文栋
    草业学报    2022, 31 (10): 18-27.   DOI: 10.11686/cyxb2021412
    摘要378)   HTML16)    PDF (2104KB)(233)    收藏

    研究放牧对草地碳氮储量及固持的影响对草地科学管理具有重要意义。以宁夏荒漠草原为对象,研究了封育、自由放牧和暖季轮牧下0~40 cm土壤有机碳和全氮储量及碳氮固持特征。结果表明:1) 经过5年放牧,土壤碳氮含量暖季轮牧最高,分别为5.66±0.32 g·kg-1和0.32±0.01 g·kg-1,自由放牧最低。随土层的加深,有机碳含量在暖季轮牧处理中增加,封育和自由放牧变化不显著;氮含量3种处理垂直变化均不显著。自由放牧碳氮比最高,达到26.98±1.05,暖季轮牧最低。0~40 cm土壤碳氮储量表现为暖季轮牧>封育>自由放牧。2)以封育为对照,碳氮固持量和固持速率呈暖季轮牧>封育>自由放牧。3)Pearson相关性分析表明,土壤碳氮储量、固持与地上生物量呈显著相关性(P<0.05);与物种多样性呈极显著正相关(P<0.01,P<0.001)。研究认为,从土壤碳氮储量及固持考虑,暖季轮牧的草地利用方式更有利于研究区荒漠草原碳汇能力提升和草地持续发展。

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    24. 放牧家畜养分消化率的测定
    金有顺, 侯扶江
    草业学报    2022, 31 (5): 200-212.   DOI: 10.11686/cyxb2021089
    摘要375)   HTML19)    PDF (1630KB)(493)    收藏

    放牧家畜养分消化率反映牧草供给量和营养品质、家畜的健康状况以及生产性能等,是草原管理的关键指标之一。放牧家畜养分消化率的测定方法主要有直接测定和间接估测两种,直接法包括全收粪法、指示剂法、近红外光谱法(NIRS)等,间接法主要有体内或体外发酵法、牧草品质和气候等预测法。全收粪法是较精确的测定方法,然而耗时、费力,对家畜放牧行为有较大影响,难以体现牧场饲草供给的空间异质性;指示剂法根据不溶物的回收比例估测养分消化率,对家畜放牧行为干扰较小,指示剂不易收集,也不适于野性较高的放牧动物;NIRS法效率高、劳动强度低、成本小、不影响家畜,能够大尺度地估测放牧家畜的养分消化率,需要大量的实测数据完善预测模型;气候估测法快捷、省时,精确性较差,适于大时空尺度。放牧家畜的养分消化率与家畜、草地、放牧方法、温度、降水等生物因子,环境因子和社会因子密切相关,与遥感、无人机(UAV)和人工智能等结合,可以准确、快速地测定放牧家畜养分消化率,为草地生态修复与健康管理提供支撑。

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    25. 物种优先效应对植物群落构建的影响及其生态恢复意义
    闫晓红, 牛建明, 李元恒, 伊风艳, 孙世贤, 金轲, 李西良
    草业学报    2022, 31 (10): 217-225.   DOI: 10.11686/cyxb2021393
    摘要371)   HTML21)    PDF (1081KB)(215)    收藏

    植物群落构建是退化生态系统恢复中的关键生态学过程,但如何定向培育植物群落以加快生态系统过程与功能的恢复仍是当前亟待解决的关键问题。优先效应是指在植物群落重塑中,早期到达物种对随后到达物种的建植、生长及繁殖等产生促进、抑制或无影响的现象,其对群落结构调整、功能维持及演替动态等过程起到重要的调控作用,在植物群落的人为构建中具有不可忽视的作用。当前此类研究主要集中于北美和欧洲国家,用于解决外来物种入侵、多样性保护、植被建设与管理等问题,而在我国的研究尚十分少见。本研究通过文献检索分析,综述了物种优先效应的研究现状,归纳了其主要驱动因素、响应机制及量化方法等内容。结果表明:优先效应的大小和方向受物种特性、组装顺序、环境条件及相互作用等多种因素影响;两个主要的驱动机制为生态位抢占和生态位修饰;存在研究区域较为局限,试验观测时间短,生物与非生物因素的交互研究少及理论支持缺乏等问题。本研究结合我国退化植被恢复的迫切需求,提出了未来的研究方向,以期为今后相关研究提供借鉴,为我国生态恢复工作提供新思路。

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    26. 牧草混播生态系统功能研究进展
    杨策, 张玉雪, 张鹤, 郑春燕, 朱峰
    草业学报    2022, 31 (9): 206-219.   DOI: 10.11686/cyxb2021341
    摘要371)   HTML24)    PDF (1688KB)(248)    收藏

    牧草混播是人工草地的重要种植方式之一,大量研究表明牧草混播具有显著的增产提质效果。了解其种间互作机理并探究其生态系统功能和服务,对于维持混播草地的稳定生产和实现人工草地种植的可持续发展具有重要意义。本研究根据目前国内外研究成果,从种间互补与竞争及地上、地下等方面分析了牧草混播的种间互作机理,从生态系统功能和服务角度论述了混播对牧草产量、品质提升、养分利用、土壤动物和微生物、系统稳定性等方面的影响。最后,指出未来我国人工混播草地研究中应注重有针对地选择特定功能的物种,明确影响物种间互作的因素,同时关注地上-地下耦联机制及草-畜互作等方面。

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    27. 不同苜蓿品种混播和播种量对牧草产量及品质的影响
    李满有, 李东宁, 王斌, 李小云, 沈笑天, 曹立娟, 倪旺, 王腾飞, 兰剑
    草业学报    2022, 31 (5): 61-75.   DOI: 10.11686/cyxb2021109
    摘要369)   HTML43)    PDF (1454KB)(356)    收藏

    以紫花苜蓿品种‘巨能7’、‘三得利’为供试材料,采用混播方式(‘巨能7’单播,‘巨能7’与‘三得利’同行混播,‘巨能7’与‘三得利’间行混播)和播种量(13.5、18.0、22.5 kg·hm-2)二因素随机区组设计,探究了干旱地区滴灌条件下混播方式和播种量对2017-2019年紫花苜蓿产量及品质的影响,并利用主成分分析方法(principal component analysis, PCA)进行综合评价,以期得到紫花苜蓿适宜混播方式和播种量。结果表明,混播方式和播种量对2017-2019年苜蓿平均株高、一级分枝数、干草产量、粗灰分、中性洗涤纤维含量和相对饲喂价值影响显著(P<0.05),而对鲜干比、叶茎比、酸性洗涤纤维和粗蛋白含量影响不显著。其中,‘巨能7’与‘三得利’同行混播、播种量为18.0 kg·hm-2时苜蓿干草产量显著高于间行混播、播种量为22.5 kg·hm-2组合,高达16.79 t·hm-2;‘巨能7’与‘三得利’同行混播、播种量为18.0 kg·hm-2时苜蓿相对饲喂价值为156.87,仅次于同行混播、播种量为13.5 kg·hm-2组合。经PCA综合分析,‘巨能7’与‘三得利’同行混播、播种量为18.0 kg·hm-2时苜蓿综合表现最好,可在宁夏引黄灌区推广应用。

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    28. 基于无人机遥感的天然草原鼠害发生面积调查方法研究
    花蕊, 包达尔罕, 董瑞, 唐庄生, 楚彬, 郝媛媛, 花立民
    草业学报    2023, 32 (5): 71-82.   DOI: 10.11686/cyxb2022234
    摘要369)   HTML21)    PDF (3311KB)(233)    收藏

    草原鼠害是目前我国为害面积最大、影响最为广泛的草原生物灾害。掌握草原鼠害发生面积是评估其为害程度和制定防治策略的重中之重。当前草原鼠害发生面积调查采用填图法或勾绘法,这两种方法均存在效率低、准确性差的问题,难以满足草原鼠害精准管理的要求。本研究以生态学和统计学理论为基础,采用无人机低空遥感技术,以青藏高原优势害鼠高原鼠兔为测试对象,以甘肃玛曲县4个乡镇为测试区域展开天然草地鼠害发生面积调查。1)首先确定被调查鼠种的一级调查区,即害鼠适生区;2)在一级调查区依据不同栖息地类型作为二级调查样地并划分为网格;3)在二级样地中随机抽样一定数量的样方,作为三级样方用于无人机调查;4)依据多个样方平均鼠害发生面积统计出二级样地的草原鼠害发生面积,汇总各二级样地发生面积获得调查区的鼠害发生总面积。结果显示,测试区域草原总面积4.6×105 hm2,其中高原鼠兔适生区面积2.5×105 hm2,经抽样调查得到研究区高原鼠兔为害发生面积为1.05×104 hm2。本测试区域共有50个1 hm2样地,以调查1个样地为例,1人需 20 min左右完成内外业工作。相比填图法或勾绘法,本方法高效便捷、结果精度高,可为大尺度草原鼠害发生面积调查提供技术支持。

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    29. 基于MODIS数据与机器学习的青藏高原草地地上生物量研究
    金哲人, 冯琦胜, 王瑞泾, 梁天刚
    草业学报    2022, 31 (10): 1-17.   DOI: 10.11686/cyxb2021386
    摘要353)   HTML15)    PDF (5168KB)(209)    收藏

    青藏高原位于我国西部,又被称为“世界第三极”,对我国和世界的生态以及气候变化影响显著。为了评估2000-2020年青藏高原草地地上生物量(aboveground biomass,AGB)的变化情况,本研究采用多种机器学习方法结合MCD43A4产品数据模拟了草地地上生物量,并对该区域草地地上生物量的时空特征进行分析。结果表明:1)构建的机器学习模型中,Rborist模型精度最高,基于筛选后变量的R2 达到0.6484。“prec_05”、“prec_06”、“tp_12”、“NDPI”、“prec_04”、“tmax_01”、“prec_08”、“prec_12”这8个变量与生物量相关;2)青藏高原东南部的生物量要高于西北部,呈现由东南向西北递减趋势;3)2000-2020年间青藏高原草地生物量稳步增长,整体向好发展。青藏高原61.38%的草地变化趋势不具有可持续性,4.67%的草地持续性轻微恶化,持续性明显恶化的区域占比1.19%,呈稳定或恢复趋势的区域占比32.76%。

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    30. 蒙古国草地农业及对我国的启示
    黄治鹏, 黄毅, 杨全俊, 夏超, 张岩
    草业学报    2023, 32 (6): 1-15.   DOI: 10.11686/cyxb2022265
    摘要348)   HTML52)    PDF (1778KB)(435)    收藏

    蒙古国作为我国北部邻国,拥有丰富的草地资源,是世界上将草地畜牧业作为支柱产业的少数几个国家之一。本研究基于文献资料和统计数据,从制度变革、草地资源、畜牧产业发展等多个角度全面分析蒙古国草地农业发展现状,并对比分析了与中国内蒙古自治区的差异。蒙古国草地农业经历了3次制度改革,自1990年进入了转型后的草地畜牧业时期,至今仍保留草地公有、家畜私有的产权制度。在气候变化、不合理利用、农田和城市扩张以及采矿污染等影响下,草地面积不断减少,草地生态退化日趋严重。蒙古国五畜结构维持着相对稳定的状态,但区域差异较大,且家畜总量的增长率远高于内蒙古。近年来,蒙古国畜牧业从业人口老龄化问题尤为显著,畜牧业在产业结构中的地位逐步下降,产业发展体系也亟待完善。最后本研究提出蒙古国草地农业发展的相关对策,并总结了对我国草地农业发展的启示。

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    31. 基于多光谱成像技术快速无损检测紫花苜蓿人工老化种子
    王雪萌, 何欣, 张涵, 宋瑞, 毛培胜, 贾善刚
    草业学报    2022, 31 (7): 197-208.   DOI: 10.11686/cyxb2021198
    摘要347)   HTML5)    PDF (1627KB)(185)    收藏

    种子老化是影响种子生产和储藏的重要因素,给农业生产带来了严重的经济损失,已成为影响种子活力中最具威胁性的因素之一。老化种子的检测以及种子老化后发芽情况的鉴定对种子生产具有重要意义,但目前常用的检测手段都是一次性、破坏性的。因此,一种快速、无损的种子老化和发芽检测方法不仅是研究的需要,也是种子行业进行种子检测分选所急需的。利用多光谱成像技术,采集紫花苜蓿种子的形态和光谱特征数据,利用LDA(线性判别分析)、SVM(支持向量机)和nCDA(归一化标准判别分析)3种多元分析方法,对不同老化程度苜蓿种子及其发芽情况分别进行分类和预测。结果表明,不同老化程度种子平均光谱反射率在470~660 nm处出现了明显的区别。LDA可以区分老化种子和未老化种子(准确度93.0%~97.7%),也可以区分不同老化程度的种子(准确度75.3%~91.7%),且均高于SVM的分类结果(准确度分别为92.4%~94.9%和68.7%~78.8%);nCDA对老化种子进行区分的准确度高达88%~98%。同时,LDA可以准确预测发芽种子和不发芽种子,准确度可达98.7%,高于SVM的92.1%;nCDA预测老化种子发芽准确度达到了90%~99%。本研究证明了多光谱成像与分析技术不仅可以区分老化种子,也可以预测种子的发芽。上述结果证实多光谱成像技术结合多元分析为高效无损检测苜蓿种子活力提供了新途径,具有良好的应用前景。

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    32. 紫花苜蓿 CAX基因家族鉴定及其对非生物胁迫的响应分析
    张国香, 郭卫冷, 毕铭钰, 张力爽, 王丹, 郭长虹
    草业学报    2022, 31 (12): 106-117.   DOI: 10.11686/cyxb2021471
    摘要346)   HTML17)    PDF (11472KB)(204)    收藏

    Ca2+/H+反向转运蛋白(CAX)是一类重要的跨膜转运蛋白,在调控植物Ca2+平衡、抵抗非生物胁迫和转运重金属离子等方面具有重要作用。利用生物信息学方法在全基因组水平对紫花苜蓿CAX基因家族进行了鉴定,并对其理化性质、结构特征、系统进化关系、顺式作用元件、染色体定位等进行了分析。结果表明,在紫花苜蓿全基因组中共筛选鉴定出15个MsCAX基因,分布于紫花苜蓿15条染色体上,发生22对基因片段重复事件,编码367~460个氨基酸,等电点为5.2~6.5,且均表现为疏水性蛋白。系统进化关系分析结果表明,MsCAXs分为2个亚家族,同一亚家族成员具有相似的基因结构、保守基序和跨膜结构域数量。MsCAXs启动子区域存在光响应性、激素反应性和胁迫响应元件。利用qRT-PCR分析了6个MsCAXs基因在非生物胁迫下的表达模式,结果表明,在干旱和低温胁迫下,6个MsCAX基因均显著下调表达,在盐和盐碱胁迫下,3个MsCAX基因上调表达。说明在不同的非生物胁迫下,MsCAXs基因表现出不同的表达模式。研究结果为进一步探索紫花苜蓿CAX基因家族的功能提供了参考。

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    33. 不同恢复年限草地群落水平植物功能性状及功能多样性分析
    李江文, 何邦印, 李彩, 回虹燕, 刘博, 张晓曦, 樊慧, 苏文钰
    草业学报    2023, 32 (1): 16-25.   DOI: 10.11686/cyxb2022029
    摘要346)   HTML23)    PDF (2783KB)(351)    收藏

    植物功能性状与功能多样性是评价草地生态系统功能的重要工具。本研究以黄土高原丘陵沟壑区不同恢复年限人工刺槐林林下草地和自然撂荒草地作为研究对象,通过对草地植物群落及功能性状进行调查,分析不同恢复年限草地群落水平植物功能性状及功能多样性动态变化,结果显示:1)林下草地和自然撂荒草地植物群落主要以多年生菊科和蔷薇科为主;2)随恢复年限增加,林下草地植物从以双子叶为主逐渐演替到以单子叶为主,从以菊科为主逐渐演替到以禾本科为主;而撂荒草地物种始终以菊科为主,且在恢复过程中逐渐演替为以灌木和半灌木为主的群落;3)林下草地群落水平叶片功能性状值大于撂荒草地,而群落水平盖度、密度和地上生物量性状小于撂荒草地。撂荒草地物种多样性和功能多样性指数高于林下草地,撂荒草地相较林下草地具有更高的生态效益。本研究可为黄土高原丘陵沟壑区草地生态系统功能评估提供理论依据。

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    34. 多年生黑麦草细胞分裂素信号通路B类ARR转录因子LpARR10的耐镉功能分析
    张晴, 邢静, 姚佳明, 殷庭超, 黄心如, 何悦, 张敬, 徐彬
    草业学报    2022, 31 (5): 135-143.   DOI: 10.11686/cyxb2021097
    摘要341)   HTML10)    PDF (4622KB)(274)    收藏

    镉(Cd)是矿区重金属污染的主要元素之一,严重限制了植物的生长、发育。细胞分裂素(CTK)能够缓解镉对植物的毒害,但具体机制尚不清楚。本研究克隆了多年生黑麦草CTK信号通路基因LpARR10,该基因具有6个外显子,编码598个氨基酸。进化分析表明,LpARR10与拟南芥B类ARR转录因子(B-ARRs)聚为一组,其中与AtARR10和AtARR12的亲缘关系较近。氨基酸序列分析结果显示,LpARR10具有B-ARRs典型的磷酸受体结构域、磷酸化和金属离子结合位点。表达模式分析表明,CTK(25 μmol·L-1 6-BA)和Cd(200 μmol·L-1 CdCl2)处理0.5、2、6、12、24和48 h均显著提高了黑麦草根部LpARR10的表达;而在叶片中,LpARR10的表达仅在CTK和Cd处理2和6 h后显著升高。过量表达LpARR10转基因和野生型拟南芥在无Cd的MS培养基上生长10 d后,根长和鲜重没有显著差异;而在含有Cd(180 μmol·L-1 CdCl2)的MS培养基中,过量表达转基因株系的根长和鲜重显著高于野生型对照。综上,LpARR10在细胞分裂素调控的植物耐镉机理中发挥重要作用。

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    35. 禾本科草本植物根状茎发育调控机理研究进展
    李佳林, 姜升林, 李云霞, 全晓艳, 王文波, 单秋丽, 解纯娟, 尹宁, 秦余香, 张立华, 李洪梅, 何文兴
    草业学报    2022, 31 (8): 211-220.   DOI: 10.11686/cyxb2021274
    摘要340)   HTML32)    PDF (540KB)(247)    收藏

    根状茎是匍匐的地下茎,为多年生草本和其他单子叶植物通过无性繁殖进行克隆生长的营养器官。根状茎的持续分化和横向延伸生长,赋予了根状茎类禾草很强的水平拓展迁移能力和抗扰动能力,无论在天然草原群落构成还是在改善退化草原、荒漠、沙丘等脆弱生态系统中均发挥了重要作用。根状茎的分化和生长发育是一个复杂的过程,受内在因素和外在刺激的协同调控。通过梳理近年来禾本科草本植物根状茎分化和发育的研究文献,从生境异质性、植物激素及关联基因等方面初步综述了根状茎生长发育调控和响应因素,为深入开展根状茎发育研究以及揭示根状茎型禾草空间分株放置的思维和生态适应的逻辑提供了理论借鉴。

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    36. 干旱胁迫下多胺在植物体内的积累及其作用
    王文娟, 师尚礼, 何龙, 武蓓, 刘旵旵
    草业学报    2023, 32 (6): 186-202.   DOI: 10.11686/cyxb2022303
    摘要337)   HTML7)    PDF (2273KB)(267)    收藏

    干旱胁迫是造成作物减产的主要非生物胁迫之一。多胺是存在于植物体内的一类具有强烈生物活性的低分子量脂肪族含氮碱,参与植物器官发生、胚胎发生、花芽分化、叶片衰老、花粉管生长、果实发育和成熟等生理过程,且在植物遭受干旱胁迫时发挥着重要作用。本研究对多胺的合成和分解代谢、多胺在非生物胁迫下的功能、干旱胁迫下多胺积累的物种差异和品种差异、利用外源添加和转基因方法阐明多胺在生理水平上通过提高植物生长发育、光合能力、渗透调节物质积累和抗氧化能力增强植物抗旱性,以及多胺在分子水平上参与植物干旱胁迫期间信号转导进行了综述。

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    37. 2000-2020年内蒙古草地植被覆盖度时空变化及趋势预测
    张慧龙, 杨秀春, 杨东, 陈昂, 张敏
    草业学报    2023, 32 (8): 1-13.   DOI: 10.11686/cyxb2022370
    摘要337)   HTML145)    PDF (5420KB)(284)    收藏

    草地植被覆盖度(FVC)是反映草地生态状况最直接的指标之一。目前在大区域内构建准确的FVC估算模型,进行长时间序列的动态分析,仍是一个挑战。基于大量地面调查样本,使用2000-2020年MODIS遥感数据、气象数据,通过随机森林模型进行FVC分区建模与结果估算。利用Sen+Mann-Kendall趋势分析法、Hurst指数法等,分析FVC时空变化特征和未来变化情况。研究表明:1)内蒙古草地FVC随机森林模型精度表现为分区优于全区,有效地降低了空间异质性的影响。2)内蒙古草地FVC总体上呈东高西低的分布格局,空间差异明显。3)近21年,内蒙古草地FVC总体呈波动上升趋势,年增长率为0.2%·a-1;增长区域面积占比(79.5%)大于减少区域面积占比(20.5%),并且极显著增长和显著增长占比(28.3%)远大于极显著减少和显著减少(1.6%)。4)未来内蒙古草地FVC总体为正持续性发展。预测增长区域(57.6%)多于减少区域(42.4%),其中极显著增长和显著增长占比较高(25.9%),未来草地FVC整体向好发展。

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    38. 中国草原干旱灾害风险特征研究
    王莺, 王健顺, 张强
    草业学报    2022, 31 (8): 1-12.   DOI: 10.11686/cyxb2021319
    摘要334)   HTML196)    PDF (2423KB)(170)    收藏

    干旱灾害是制约中国草原生产力的首要自然灾害。通过分析草原干旱风险的形成原因,收集气象、土壤、植被、地形地貌等数据,从干旱灾害的致灾因子危险性、承灾体暴露性和敏感性以及孕灾环境脆弱性入手,建立了草原干旱风险评价指标体系。采用熵权法确定各指标权重,构建了干旱风险评价模型。基于地理信息系统(GIS)空间分析功能,对中国草原进行了干旱风险评估与区划。结果表明,中国草原的较高危险区主要位于内蒙古地区、河西走廊、柴达木和塔里木盆地边缘、青藏高原西部以及云南地区。较高暴露区主要位于中国的西南和华南地区。较高敏感区主要位于内蒙古东南部、东北地区、青藏高原南部和东部边坡、塔里木盆地北边缘以及西南地区。较高脆弱区主要分布在内蒙古中部和东部、甘肃河西走廊、新疆北部、青藏高原大部分地区、云南和川东地区。较高干旱风险区主要位于内蒙古东北部、东北西部、宁夏北部、塔里木盆地北边缘、青藏高原南部、云贵高原、河南和山东地区。研究结果可为中国草原的科学抗旱提供基础数据与理论支撑。

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    39. 不同玉米品种(系)的全株、果穗与秸秆青贮特性比较
    李影正, 程榆林, 徐璐璐, 李万松, 严旭, 李晓锋, 何如钰, 周阳, 郑军军, 汪星宇, 张德龙, 程明军, 夏运红, 何建美, 唐祈林
    草业学报    2022, 31 (8): 144-156.   DOI: 10.11686/cyxb2021479
    摘要331)   HTML5)    PDF (590KB)(175)    收藏

    为比较不同玉米品系的全株、果穗及秸秆青贮效能和利用特性,以3个粮饲通用玉米新品系和1个专用青贮玉米为材料,于3/4乳线期测定生物产量及相关农艺性状,制作全株、果穗及秸秆青贮,发酵60 d后测定营养成分和发酵品质。结果表明:4个品种(系)生育期变幅为120~123 d,MTP-080生育期最长且绿叶数及绿叶比最高,MTP-082生育期居中但全株和果穗鲜干产量均最高。全株青贮中雅玉青贮8号的中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量最高,MTP-082粗蛋白、淀粉和可溶性碳水化合物含量均最高,MTP-082泌乳净能显著高于雅玉青贮8号和MTP-080。各品种(系)全株及果穗青贮pH为3.53~4.07,氨态氮/总氮小于10%,费氏评分均在110分以上,青贮发酵品质总体评价均为优级。果穗青贮总能、总可消化养分、消化能、代谢能、维持净能、增重净能及泌乳净能显著高于全株青贮和秸秆青贮。果穗青贮相对饲用价值为全株青贮的2.05倍、秸秆青贮的3.37倍。综上,粮饲通用型青贮玉米如MTP-082全株青贮产量高,持绿性适中,营养价值和发酵品质优,而且是制作果穗青贮的优质原料,因地制宜选择粮饲通用玉米发展果穗青贮将有利于种养殖业节本增效。

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    40. 不同秋眠级紫花苜蓿品种抗寒性对新疆北疆地区覆雪厚度的响应
    赵建涛, 岳亚飞, 张前兵, 马春晖
    草业学报    2022, 31 (8): 24-34.   DOI: 10.11686/cyxb2021299
    摘要329)   HTML182)    PDF (2177KB)(133)    收藏

    由于北疆地区冬季气候寒冷,常出现极端降雪情况,使得苜蓿遭受冷害和冻害的威胁,导致苜蓿生产性能下降,对畜牧业生产造成巨大损失。为探究不同秋眠级的紫花苜蓿品种抗寒性、越冬率及干草产量对北疆地区冬季覆雪厚度的响应,明确不同覆雪厚度下不同秋眠级苜蓿品种各抗寒指标的动态变化规律。选取秋眠级为1级的紫花苜蓿品种驯鹿、3级的康赛、5级的巨能551、7级的赛迪7和9级的WL656HQ,覆雪厚度设置为0、10及15 cm,对紫花苜蓿根冠层土壤温度变化、土壤表层(1~10 cm)日温度变化、表层土壤(0~15 cm)平均含水率变化、根颈中抗寒生理指标变化及越冬率进行观测和分析。发现冬季积雪可以维持紫花苜蓿的根冠部及根颈下土壤层的温度动态平衡,使得各秋眠级紫花苜蓿品种的越冬率在覆雪条件下均显著提高(P<0.05);与不覆雪相比,覆雪后各紫花苜蓿的丙二醛含量有所降低,可溶性蛋白、可溶性碳水化合物含量及干草产量均有所增加。通过主成分综合分析发现,覆雪15 cm处理下,秋眠级为5级的巨能551的越冬率、抗寒性指标及干草产量等综合评分表现优异,比较适宜在新疆北疆地区进行推广种植。

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