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    1. 激素调控植物分枝/分蘖的研究进展
    陈奋奇, 张金青, 马晖玲
    草业学报    2024, 33 (2): 212-225.   DOI: 10.11686/cyxb2023118
    摘要 (1704)   HTML (103)    PDF (1243KB)(5844)    收藏

    分枝/分蘖是植物株型的一个重要特征,也是腋芽起始和芽生长的结果,对经济作物的种子产量以及牧草产量均具有决定性作用。多种激素及其互作效应在植物分枝/分蘖的发生和生长发育过程中起着关键的调控作用,且环境因素也是通过改变植物体内激素含量及其平衡调控分枝的。本研究综述了多种激素对植物分枝/分蘖调控机制的多个方面,包括生长素、细胞分裂素、独脚金内酯、油菜素内酯、脱落酸和赤霉素、乙烯、茉莉酸及不同激素信号相互作用形成的复杂调控网络,旨在为利用激素调控机制培育具有理想株型的高产新作物品种奠定基础。同时分析了激素机制调控植物分枝/分蘖的现存问题,并展望了激素调控植物分枝/分蘖的研究方向,以期为通过激素调控改良作物株型提供理论依据。

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    2. 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 (2785)   HTML (160)    PDF (1316KB)(5143)    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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    3. 植物遗传转化中体细胞再生的分子机制及应用研究进展
    李玉珠, 余江弟, 丁菲菲, 苗佳敏, 白小明, 师尚礼
    草业学报    2024, 33 (2): 198-211.   DOI: 10.11686/cyxb2023147
    摘要 (852)   HTML (34)    PDF (578KB)(5093)    收藏

    植物遗传转化是转基因技术及以此为基础的基因组编辑、功能基因组学研究和分子育种的关键。其中,物种和基因型差异往往是限制遗传转化效率和基因编辑技术广泛应用的主要瓶颈。随着再生芽发生和体胚发生的分子机制被逐渐探明,在愈伤组织形成、增殖和再生过程中涉及生长素和细胞分裂素合成、响应和信号转导的生长及发育调节基因被用于提高遗传转化效率。本研究首先综述了植物遗传转化过程中体细胞再生的不同途径和方式,以及转化细胞以间接的器官发生方式和体胚发生方式再生的分子机制。然后重点讨论了与生长素和细胞分裂素有关的再生促进基因在提高再生效率,缩短转化时间,以及实现执拗型物种和基因型的遗传转化等方面的应用。最后总结了再生促进基因在转基因和基因编辑中的应用潜力和研究方向。

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    4. 披碱草属真菌病害研究进展
    薛龙海, 刘佳奇, 李春杰
    草业学报    2024, 33 (2): 226-241.   DOI: 10.11686/cyxb2023132
    摘要 (669)   HTML (20)    PDF (918KB)(3564)    收藏

    披碱草属是青藏高原高寒草地的优势禾草,在我国甘肃、青海、西藏、新疆、四川等高寒牧区广泛种植。真菌病害是限制披碱草生长的重要因素,可直接影响披碱草的产量和品质,进而制约草地农业生态系统的生产力。本研究对国内外近年来披碱草属真菌病害的病原学、发生规律及防治措施等方面进行归纳,展望了病害的研究前景和研究思路。截至目前,共计16种真菌病害已在披碱草属上报道,主要包括锈病、黑粉病、白粉病、麦角病、香柱病和叶斑病等病害;这些病害可对披碱草的叶片、叶鞘、茎秆、穗和种子等造成不同程度的危害。目前国内外针对披碱草属真菌病害的防治方法主要有抗病品种选育、种子处理、生态和化学治理。此外,筛选或培育携带内生真菌(Epichlo?)的新品种将是披碱草抗病研究的突破口之一。

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    5. 高寒草甸退化程度对优势物种根际土壤真菌群落和生态网络的影响
    马源, 王晓丽, 马玉寿, 张德罡
    草业学报    2024, 33 (2): 125-137.   DOI: 10.11686/cyxb2023106
    摘要 (432)   HTML (22)    PDF (4758KB)(2730)    收藏

    为明确高寒草甸退化过程中优势物种改变对根际土壤真菌群落多样性及其稳定性的影响,以青藏高原东缘4个不同退化程度(未退化、轻度退化、中度退化和重度退化)高寒草甸为研究对象,采用ITS rRNA基因测序技术,结合FUNGuild预测和分子生态网络模型方法,分析了高寒草甸退化程度对根际真菌群落结构、功能群和分子生态网络的影响。结果表明:草地退化程度对根际土壤真菌Alpha多样性无显著影响,但显著改变根际土壤真菌的Beta多样性;退化程度仅对根际真菌优势种群的相对丰度产生影响,对真菌优势种群没有影响,4个不同退化程度高寒草甸根际土壤中真菌优势种群均为担子菌门、被孢霉门和子囊菌门;通过线性判别分析发现了29个生物标志物,其中大部分属于担子菌门和子囊菌门;草地退化过程中根际真菌群落主要由共生营养型向腐生营养型转变;网络分析发现,退化高寒草甸根际真菌群落各可操作分类单元(OTU)主要以负相关关系为主,并且退化程度越高负相关程度越强烈。同时结合网络拓扑参数,草地退化程度的加剧将会导致根际真菌结构呈更为松散和不稳定的态势。综上所述,高寒草甸退化程度对优势物种根际真菌群落组成、结构和功能类型产生了显著影响,并降低了真菌群落的稳定性和复杂性。研究结果为深入理解高寒草甸根际微生态的适应性机制提供了科学理论依据。

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    6. PGPR调控植物响应逆境胁迫的作用机制
    伍国强, 于祖隆, 魏明
    草业学报    2024, 33 (6): 203-218.   DOI: 10.11686/cyxb2023276
    摘要 (1125)   HTML (50)    PDF (927KB)(2716)    收藏

    盐碱、干旱等非生物胁迫是限制植物生长和产量的重要环境因子。植物根际促生菌(PGPR)是一类定殖于植物根系的有益微生物,利用其生物学功能制成的生物菌剂具有低成本、高效和环保等优点,不仅可促进植物生长与作物产量,还能提高植物对非生物胁迫的耐受性。本研究对PGPR定义和种类、生物学功能及其在植物响应盐碱、干旱、高低温及重金属等非生物胁迫中的作用加以综述,并对其未来研究方向进行展望,以期为今后PGPR介导植物抗逆性的研究与生物菌剂的开发和应用提供理论支撑。

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    7. 2株紫花苜蓿解钾菌的筛选鉴定及其对产量和品质的影响
    王彦佳, 胡伯昂, 陈佳欣, 许丽婷, 姚琳, 冯丽荣, 郭长虹
    草业学报    2023, 32 (12): 139-149.   DOI: 10.11686/cyxb2023036
    摘要 (556)   HTML (18)    PDF (2822KB)(2442)    收藏

    为获得优良的解钾菌(KSB)并明确其对植物产量和品质的影响,采用硅酸盐细菌培养基从紫花苜蓿根际土壤分离、筛选到2株具有高效解钾能力的菌株。通过细菌形态学、16S rDNA序列分析和生理生化鉴定,确定2株解钾菌分别为巨大芽孢杆菌和耐寒短杆菌,命名为XLT-4和XLT-7。2株菌株均具有产吲哚-3-乙酸(IAA)、铁载体和溶磷能力。接种XLT-4和XLT-7显著提高了紫花苜蓿的株高、根长、地上和地下干鲜重,以及根系活力、叶片的磷、钾和粗蛋白含量,降低了中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维的含量。此外,接种2株解钾菌还提高了紫花苜蓿根际土壤酶活性和速效钾含量。本研究获得的2株解钾菌在提高紫花苜蓿产量和品质方面发挥了重要作用,是开发微生物制剂的优质菌株资源。

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    8. 玉米器官组织内生细菌和真菌群落多样性
    董晓慧, 师尚礼, 尹国丽, 陈三冬, 巩海强, 刘林波
    草业学报    2025, 34 (5): 130-145.   DOI: 10.11686/cyxb2024253
    摘要 (366)   HTML (3)    PDF (4181KB)(2315)    收藏

    探究玉米不同组织微环境与内生菌多样性的关系,对筛选玉米相合性促生菌或生防菌等功能微生物具有重要意义。采用高通量测序技术研究玉米不同器官组织内生细菌和真菌群落多样性,结果表明,玉米内生细菌群落由31个门,93个纲,192个目,340个科,404个属组成。变形菌门和厚壁菌门为优势细菌门,毛螺菌属、根瘤菌属、肠杆菌属及鞘氨醇单胞菌属为优势细菌属,且部分内生细菌表现出不同程度的器官偏好性,表明部分细菌种群存在组织微环境内生专一性。对比各器官组织优势细菌属,根部独有的细菌属是细球菌属和绒毛杆菌属;籽粒中独有的细菌属是葡萄球菌属、绒毛杆菌属、代尔夫特菌属、短波单胞菌属、链球菌属和狭窄梭菌属;叶中独有的细菌群主要是假单胞菌属。玉米根、茎、叶微生物群落组成具有相似性,但与籽粒差异较大。玉米内生真菌群落由12个门,37个纲,84个目,187个科,404个属组成。子囊菌门、担子菌门和壶菌门为优势真菌门,被孢霉属和镰刀菌属为优势真菌属,罗兹菌门是根部独有的优势真菌群。玉米茎、叶和籽粒器官组织间真菌群落组成差异较小,但与根部差异较大。综上,玉米器官组织对内生菌的分布具有较大的影响,不同器官组织内生细菌群落组成差异显著,内生真菌群落组成差异不明显。

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    9. 10种紫花苜蓿在低温胁迫下的生理特性及耐寒性评价
    王敏, 李莉, 贾蓉, 包爱科
    草业学报    2024, 33 (6): 76-88.   DOI: 10.11686/cyxb2023353
    摘要 (775)   HTML (32)    PDF (4390KB)(2077)    收藏

    为了明确紫花苜蓿在低温胁迫下的生理特性并筛选出具有高耐寒能力的品种,选取了来自不同地区的10个紫花苜蓿品种作为试验材料,通过测定其幼苗在4 °C低温胁迫下的12项生理指标,结合相关性分析、主成分分析和隶属函数评价方法,对其耐寒能力进行了评价;同时,采用半致死温度(LT50)对评估出的耐寒能力进行验证。结果表明:1)在4 °C低温胁迫下,10个紫花苜蓿品种的叶片蒸腾速率(Tr)较对照组均有不同程度的下降,而相对电导率(REC)、脯氨酸(Pro)、可溶性糖(SS)、可溶性蛋白(SP)含量以及超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性均呈现出不同程度的增加趋势;2)隶属函数评价结果显示耐寒能力为龙牧801>肇东>Bara 520 YQ>公农1号>佰苜401>敖汉>挑战者>东农1号>骑士>新牧4号。各品种叶片的半致死温度(LT50)揭示,龙牧801和新牧4号分别是LT50值最低和最高的品种,与隶属函数的评价结果吻合;3)紫花苜蓿苗期耐寒性综合评价值(D)=0.138+0.178×SP+0.203×POD+0.170×Pro,表明SP、POD和Pro是评估紫花苜蓿幼苗耐寒性的关键生理指标。上述研究结果为深入了解紫花苜蓿幼苗的低温适应机制及耐寒紫花苜蓿品种的筛选奠定了基础。

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    10. 中国草原生态价值及时空动态格局
    李佳慧, 黄麟, 樊江文
    草业学报    2023, 32 (12): 1-13.   DOI: 10.11686/cyxb2023058
    摘要 (716)   HTML (88)    PDF (5832KB)(1915)    收藏

    草原是我国最大的陆地生态系统、重要的自然资源、人-草-畜社会生态系统的载体,然而仍有大面积草原存在不同程度的退化,亟待保护修复以提升质量、功能和稳定性。本研究利用生态价值核算作为一种监测和评估草原多重生态功能变化的有效途径,更新并分析了2000-2020年中国草原生态系统功能及其价值的地域分异特征,评价了草原核心生态价值的时空演变态势,并基于核心生态功能及价值变化方向和程度提出了分区分类的草原保护修复优化提升策略。结果表明:1)2020年,中国草原潜在生态价值约24.7万亿元,每km2约760万元,以防风固沙(27.3%)和物种保育(25.8%)为主。2)近20年,超过90%草原的生态价值呈增长趋势,特别是青藏高原东部、黄土高原北部和内蒙古中部东部等。3)省域比较而言,蒙、藏、青、川、新的草原生态价值之和约占全国的67.4%,近20年增长较多的省域为陕西、北京、宁夏、天津与山西,增幅均超过65%。4)按照主导功能及价值动态趋势,可将中国草原区分为3种类别12种类型,应采取差异化的保护、修复或保护修复并重的措施,以实现草原可持续发展目标。

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    11. 川滇高原高寒草甸生态系统不同功能群植物分布格局的MaxEnt模型预测
    油志远, 马淑娟, 王长庭, 丁路明, 宋小艳, 尹高飞, 毛军
    草业学报    2024, 33 (3): 1-12.   DOI: 10.11686/cyxb2023146
    摘要 (631)   HTML (56)    PDF (4755KB)(1904)    收藏

    为探究青藏高原高寒草甸生态系统不同主要功能群适宜生境的空间分布格局、主控气候因子及在气候变化背景下的变化趋势,基于青藏高原第2次科考数据(2019-2021年),利用MaxEnt模型预测川滇高原高寒草甸生态系统主要功能群的4种典型物种(莎草科-矮嵩草;禾本科-垂穗披碱草;杂类草-鹅绒委陵菜;豆科-异叶米口袋)在未来气候变化条件下空间分布格局及影响其分布的主要气候因子。结果表明,矮嵩草、垂穗披碱草、鹅绒委陵菜和异叶米口袋在当前气候条件下的适宜生境面积分别为11.09万、9.23万、17.12万和16.53万km2,主要位于川滇高原中部和北部区域。环境因子贡献率和响应曲线显示,4个物种生境适宜性对生存环境具有相似的生态要求,且影响其分布的主要气候因子均为气温年较差、等温性和年均温等与温度有关的环境因子。在未来气候背景下,4个物种适宜生境面积均呈扩张趋势且平均海拔均升高了100~200 m,但变化速率趋于减缓,高寒草甸生态系统的物种多样性、生物量和稳定性可能随着气候变化而增强。

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    12. 小麦及其祖先物种 Hsp70基因家族鉴定与表达分析
    吴毅, 冯雅岚, 王添宁, 琚吉浩, 肖慧淑, 马超, 张均
    草业学报    2024, 33 (7): 53-67.   DOI: 10.11686/cyxb2023334
    摘要 (541)   HTML (28)    PDF (5694KB)(1732)    收藏

    热激蛋白70(heat shock protein 70, Hsp70)在植物发育过程以及响应生物和非生物胁迫中起着重要作用。为探究小麦Hsp70基因家族进化关系、功能以及表达模式,本研究对乌拉尔图小麦、拟斯卑尔脱山羊草、二粒小麦、粗山羊草以及普通小麦的Hsp70基因进行全面的生物信息学分析,并通过RT-qPCR方法分析其部分Hsp70基因在不同外源激素和环境胁迫条件下的表达模式。结果表明,从乌拉尔图小麦、拟斯卑尔脱山羊草、二粒小麦、粗山羊草和普通小麦5个物种中,分别鉴定出30、41、60、28和94个Hsp70基因;系统发育分析表明5个物种Hsp70家族成员分为5个亚家族组,每组成员数量不相等,其中大部分成员分布在第Ⅰ组,且同一亚家族中大多数的Hsp70成员具有相似的基因结构和保守基序;进一步综合分析5个物种Hsp70基因的染色体定位和重复事件,发现Hsp70基因在5个物种的各染色体上分布不均匀,此外从5个物种中共发现12个串联重复事件和110个片段复制事件,表明片段复制事件促进了小麦Hsp70基因家族的扩张;顺式作用元件分析表明,5个物种Hsp70基因的启动子区域存在多种光响应元件、逆境响应元件、激素响应元件以及生长发育调节元件;此外RT-qPCR结果表明,5个物种部分Hsp70基因在不同激素处理和逆境胁迫下具有不同程度的响应,在高温和干旱胁迫下,所选8个Hsp70基因均上调表达。小麦及其祖先物种Hsp70基因的鉴定及其进化过程为进一步研究Hsp70基因在小麦生长发育过程中的功能以及在逆境胁迫下的响应机制提供理论基础。

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    13. 神农香菊 CibHLH1的鉴定及对光合特性的影响
    韩金秀, 陈斌, 刘晏廷, 孟儒, 金利妍, 何淼
    草业学报    2024, 33 (1): 89-101.   DOI: 10.11686/cyxb2023087
    摘要 (298)   HTML (5)    PDF (3986KB)(1612)    收藏

    bHLH家族是植物中第二大转录因子家族,对植物的生长发育、次生代谢和环境胁迫应答都起着重要的作用。本研究以神农香菊叶片cDNA为模板克隆了CibHLH1的全长序列,该基因全长738 bp,开放阅读框为630 bp。多序列比对分析及系统进化树结果表明,CibHLH1与菊花的CmbHLH1同源性最高。不同组织部位的荧光定量数据显示该基因在花中表达量最高,在根中表达量最低,亚细胞定位结果显示该基因定位在细胞核中。为进一步研究CibHLH1的功能,通过叶盘法将其转化烟草,发现过表达CibHLH1烟草叶片黄化,测定叶绿素含量发现,叶绿素a、叶绿素b及总叶绿素含量均显著降低。测定转基因烟草的光响应曲线及光合生理指标,结果表明过表达CibHLH1降低了烟草的最大净光合速率、表观量子效率、光饱和点和水分利用率,但其蒸腾速率、气孔导度和光补偿点均增加。综上所述,CibHLH1能够通过降低光合色素的含量而影响植物的光合能力。

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    14. 湖羊及其不同杂交组合生长性能、产肉性能及肌肉品质比较分析
    张瑞, 安雪姣, 李建烨, 卢曾奎, 牛春娥, 徐振飞, 张金霞, 耿智广, 岳耀敬, 杨博辉
    草业学报    2024, 33 (3): 186-197.   DOI: 10.11686/cyxb2023157
    摘要 (745)   HTML (24)    PDF (3152KB)(1591)    收藏

    旨在比较湖羊及其与南丘羊和无角陶塞特羊杂交F1代生长性能、产肉性能及肌肉品质的差异。在相同营养水平和饲养管理条件下单栏饲养3月龄左右的湖羊(♂湖羊×♀湖羊,HH)、陶湖F1代羊(♂陶赛特羊×♀湖羊,TH)和南湖F1代羊(♂南丘羊×♀湖羊,NH)公羔各16只。饲喂试验共95 d,包括15 d预试期。正试期开始后每天记录每只羊的采食量,每20 d测定一次体重及体尺指标。饲喂试验结束后,每个群体选择接近组内平均体重的7只试验羊屠宰,测定屠宰性能、胴体性状和肌肉品质,并计算育肥效益。结果表明:1)整个试验期间,陶湖F1代和南湖F1代羊的体重显著高于湖羊(P<0.05);试验结束时,与湖羊相比,陶湖F1代羊的日增重显著升高,而饲料转化率显著降低,陶湖F1代和南湖F1代羊的体高显著降低,而胸围和管围均显著升高(P<0.05)。2)与湖羊相比,陶湖F1代和南湖F1代羊的宰前活重、胴体重和净肉重显著升高,南湖F1代羊的屠宰率显著升高,胴体脂肪含量值(GR值)显著降低,而陶湖F1代羊的眼肌面积显著升高(P<0.05)。3)与湖羊相比,南湖F1代羊肌肉失水率显著降低;南湖F1代羊肌肉熟肉率显著高于湖羊和陶湖F1代羊(P<0.05);南湖F1代和陶湖F1代羊肌肉蛋白质含量显著高于湖羊(P<0.05)。4)陶湖F1代和南湖F1代羊育肥效益(320.72和318.05元)分别比湖羊(249.33元)高出71.39和68.72元。综上所述,杂交促进了后代的生长速度,降低了饲料转化率,改善了肌肉品质,增加了肌肉适口性和营养价值,进而提高了育肥效益,增加了当地肉羊养殖的竞争力。

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    15. 低蛋白日粮中不同比例氨基酸对藏羊背腰最长肌肉品质、氨基酸和脂肪酸组成以及维生素和矿物质含量的影响
    张峰硕, 季秋蓉, 何婷莉, 苏曲杨昂毛, 王志有, 侯生珍, 桂林生
    草业学报    2024, 33 (3): 198-208.   DOI: 10.11686/cyxb2023191
    摘要 (404)   HTML (9)    PDF (567KB)(1484)    收藏

    本试验旨在研究低蛋白日粮中不同比例氨基酸对藏羊背腰最长肌肉品质、氨基酸和脂肪酸组成以及维生素和矿物质含量的影响。选取90只体重相近 [(15.60±0.10) kg],健康的高原型藏羊公羔,随机分为3组,每组30只,每组5个重复,每个重复6只羊。日粮精料中蛋白水平为12%,3组分别为LP-L组(赖氨酸与蛋氨酸为1∶1);LP-M组(赖氨酸与蛋氨酸为2∶1);LP-H组(赖氨酸与蛋氨酸为3∶1)。试验期共97 d,其中7 d预饲期,90 d正试期。结果表明:1)解冻损失指标LP-L组显著低于LP-H组(P<0.05),蒸煮损失和剪切力指标LP-L组显著低于LP-M和LP-H组(P<0.05);2)添加不同氨基酸比例对各组肌肉中氨基酸的组成没有显著影响(P>0.05);3)在不饱和脂肪酸中,反式亚油酸、二十二碳三烯酸和十五碳烯酸含量LP-L组显著高于LP-M组(P<0.05);十七碳烯酸、亚油酸和α-亚麻酸LP-L组显著高于LP-M和LP-H组(P<0.05);4)α-维生素E、γ-维生素E和维生素E指标LP-L组显著高于LP-M组(P<0.05),矿物质元素钙LP-L组显著高于LP-M组(P<0.05)。综上所述,当日粮中赖氨酸与蛋氨酸比例为1∶1时能提高不饱和脂肪酸含量以及肉质中维生素和矿物质元素含量;且对氨基酸组成没有不良影响,并能有效改善肉品质。

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    16. 农田氧化亚氮减排技术及其与绿肥协同应用分析
    刘蕊, 常单娜, 周国朋, 高嵩涓, 柴强, 曹卫东
    草业学报    2025, 34 (2): 196-210.   DOI: 10.11686/cyxb2024111
    摘要 (527)   HTML (18)    PDF (935KB)(1407)    收藏

    氧化亚氮(N2O)是导致全球气候变暖的主要温室气体之一,农业活动是N2O的重要排放源。土壤N2O排放主要源于硝化和反硝化过程,受土壤pH值、氧气浓度、二氧化碳浓度、水分、质地、温度和外源碳氮投入等因素的影响。近年来,中国在利用绿肥实现化肥减施、驱动土壤健康方面取得了明显成效。但关于绿肥参与N2O排放的研究尚处在起步阶段。种植利用绿肥对N2O排放的影响受绿肥种类、土壤理化性状等多方面因素共同作用,绿肥主要通过调控土壤无机氮含量影响N2O排放,绿肥生长期间能够吸收土壤盈余的无机氮,翻压后能够替代部分氮肥,通过减少硝化和反硝化底物减少农田土壤N2O排放,但同时存在由于绿肥腐解引发的有机氮矿化导致的N2O排放风险。可根据绿肥种植制度、作物种类、气候条件和土壤类型等,采用适宜的N2O减排技术。南方水稻与绿肥轮作区,可减施氮肥40%,添加生物炭等碱性调理剂;华北地区主作物与绿肥轮作区,可减施氮肥15%~20%,添加化学抑制剂、结合氮肥机械化深施;东北和西北地区的主作物复种、间作绿肥制度中,可减施氮肥13%~48%,结合添加硝化抑制剂、结合水肥一体化和免耕;西南地区主作物与绿肥轮作制度中,可减施氮肥15%~20%,配合缓控释肥一次性施肥和添加化学抑制剂等。重点探讨了N2O减排技术在绿肥制度中应用的可行性,以期为更好发挥绿肥作用,进一步减缓N2O排放提供参考。

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    17. 白花草木樨 MaERF058基因耐旱功能验证
    魏娜, 敬文茂, 许尔文, 王荣新, 赵晶忠, 马雪娥, 张吉宇, 刘文献
    草业学报    2024, 33 (8): 159-169.   DOI: 10.11686/cyxb2023338
    摘要 (329)   HTML (14)    PDF (3182KB)(1395)    收藏

    干旱是农业生产中最常见的逆境胁迫之一,对植物的生长发育、光合作用、气孔开闭、渗透功能和激素调节等方面都会产生不良影响。白花草木樨在我国北方干旱地区广泛种植,是具有耐旱、耐盐碱、耐贫瘠和粗蛋白含量高等特点的优质牧草。转录因子(TF)作为调控基因表达的重要蛋白分子,可作用于其下游启动子区的特定顺式元件以激活或抑制基因的转录,进而调控植物生长发育及响应逆境。植物ERF转录因子家族基因参与植物对非生物胁迫的抗性,是作物抗逆性改良的理想候选基因。本研究对白花草木樨关键耐旱基因MaERF058进行烟草亚细胞定位分析,发现该基因表达蛋白定位于细胞核。干旱胁迫下,过表达MaERF058的拟南芥长势明显优于野生型。干旱条件下转MaERF058基因白花草木樨毛状根脯氨酸含量较对照显著(P<0.01)增加;丙二醛含量显著(P<0.01)降低;过氧化氢酶活性显著(P<0.05)增加;单胺氧化酶染色(NBT法)结果显示转基因毛状根的活性氧含量低于对照。以上结果表明白花草木樨MaERF058基因编码的转录因子对调控白花草木樨响应干旱胁迫具有积极作用。研究结果为解析白花草木樨耐旱分子机制提供了新思路,同时也能够为加快耐旱牧草分子育种提供优异基因资源。

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    18. 空心莲子草SOD基因家族鉴定和表达模式分析
    韩硕, 韩晓文, 胡义锋, 陈中义, 朱永兴, 尹军良
    草业学报    2024, 33 (1): 102-116.   DOI: 10.11686/cyxb2023100
    摘要 (458)   HTML (25)    PDF (6263KB)(1363)    收藏

    超氧化物歧化酶(SOD)是一类保守的抗氧化酶,在植物生长发育和胁迫应答响应过程中发挥重要作用。目前,尚缺乏对空心莲子草SOD家族成员的系统认识。本研究通过生物信息学对空心莲子草SOD基因家族进行了系统的鉴定及分析,并对其理化性质、保守基序、基因结构、系统发育进化关系、miRNA靶向关系和表达模式等进行了分析。结果表明,在空心莲子草中共鉴定到43个ApSOD,其中22个属于Cu/ZnSOD亚家族,21个属于Fe/MnSOD亚家族;蛋白质特征分析表明,36个ApSOD蛋白为亲水蛋白,37个ApSOD蛋白为稳定蛋白;亚细胞定位预测发现,大部分Cu/ZnSOD定位在叶绿体或细胞质,大多数Fe/MnSOD定位在线粒体。保守结构域分析发现,同亚家族中的成员具有相似的保守基序与基因结构。miRNA靶向关系预测发现,17个空心莲子草miRNA通过切割或翻译抑制作用靶向14个ApSODs。表达模式分析发现,ApSODs在不同环境条件和组织中表达水平相对稳定。利用RT-qPCR分析了6个ApSODs在除草剂处理下的表达模式,结果表明,在噁草酮和氯氟吡氧乙酸胁迫下,6个ApSODs在药后7 d内显著上调表达;在乙羧氟草醚胁迫下,4个ApSODs随着处理时间的延长表达量呈先上升后下降再回升的趋势;在草甘膦胁迫下,6个ApSODs在7 d时显著上调表达;在异丙隆胁迫下,4个ApSODs在1 d时均显著下调表达。说明在除草剂胁迫下ApSODs表现出不同的表达模式。本研究对空心莲子草ApSOD家族成员进行系统鉴定和特征分析,并初步揭示了6个基因在除草剂胁迫下的表达特征,为进一步研究ApSODs在响应除草剂胁迫中的生物学功能奠定了基础。

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    19. 燕麦抗倒伏性状的基因型差异
    南铭, 王兴荣, 李晶, 刘彦明, 张成君, 柴继宽, 赵桂琴
    草业学报    0, (): 106-118.   DOI: 10.11686/cyxb2023010
    摘要 (458)   HTML (7)    PDF (2138KB)(1339)    收藏

    倒伏是影响燕麦产量和品质的主要因素之一,筛选与燕麦抗倒伏性密切相关的形态性状并构建评价体系,是开展燕麦抗倒种质鉴定与创新利用的重要基础。通过比较20份不同基因型燕麦根系、茎秆和穗部18个形态性状间的差异性,结合相关分析和主成分分析(PCA),筛选与抗倒伏性密切相关的形态指标,采用逐步线性回归方法构建燕麦抗倒伏评价形态指标体系,为燕麦抗倒伏品种选育提供依据。不同基因型燕麦材料在同一性状间表现出较大差异,且形态性状在基因型间存在极显著差异(P<0.01),同一基因型材料的根、茎和穗部形态性状在两个试验点间存在显著差异(P<0.05)。实际倒伏率变异系数平均达81.17%,遗传变异比较丰富,重心高度变异系数最小,仅为7.91%,同一基因型材料的根系、茎秆、穗部性状在两个试验点间存在较大差异,各形态性状的基因型与试验环境间存在显著互作效应(P<0.05)。茎秆强度、重心高度和基部节间茎长及根体积同燕麦抗倒伏性关系密切,是影响燕麦抗倒伏性的关键指标。主成分分析得到3个能代表11个形态性状85.082%信息量的关键因子,依据根体积、茎秆基部第1、2节长度、茎秆机械强度及穗鲜重,小穗数等11个性状进行了系统聚类,得到了3个形态性状聚类组与7个聚类亚组、3个基因型聚类组,聚类热图与二维PCA图及函数模型得分与不同基因型材料倒伏程度级别、实际倒伏率基本吻合,得到了相互验证。结合各品种抗倒伏能力值,建立了燕麦抗倒伏线性回归形态指标模型。根体积小,重心较高,基部节间过长、茎秆纤细容易引起燕麦植株倒伏;根体积大、基部节短、粗,秆壁厚、茎秆强度大是茎秆固持能力强的主要原因。实际倒伏率、根体积、重心高度、基部第1、2节茎长、茎粗及茎秆强度适合作为燕麦抗倒伏性的形态评价指标,抗倒伏评价体系相对比较可靠,可用于田间燕麦品种(系)资源抗倒伏性的评价。

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    20. 不同类型盐胁迫对小黑麦种子萌发的影响
    孟晨, 鲁雪莉, 王菊英, 魏云冲, 张成省, 李义强, 徐宗昌
    草业学报    2023, 32 (12): 171-180.   DOI: 10.11686/cyxb2023068
    摘要 (480)   HTML (23)    PDF (1012KB)(1336)    收藏

    土壤盐渍化是制约农业生产的重要因素,小黑麦具有高产抗逆等特性,具有改良盐碱地的作用。以小黑麦为材料,以5种盐(NaCl, KCl, Na2SO4, MgSO4, NaHCO3),并设置10、25、50、100以及200 mmol·L-1盐浓度梯度以及混合盐(NaHCO3∶NaCl∶Na2SO4=1∶15∶84),设置0.05%,0.15%,0.30%,0.60%和1.20%盐浓度梯度对小黑麦进行盐胁迫处理,分析盐胁迫下小黑麦种子萌发阶段的发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数及幼苗生长阶段的株高和根长,通过主成分分析及隶属函数分析对不同盐胁迫下小黑麦耐盐性进行综合评价。结果表明,小黑麦种子随着盐处理浓度的升高,其发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数均逐渐降低,高浓度盐处理显著影响小黑麦种子的萌发。小黑麦幼苗株高及根长也随着盐处理浓度的增加而呈逐渐降低的趋势,其中NaHCO3的抑制作用最显著。主成分分析表明,评价小黑麦耐盐性的主要指标为发芽率、发芽指数及根长。此外,隶属函数值排序表明,小黑麦对混合盐处理的耐受度相对较高,对NaHCO3的耐受度最低。

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    21. 猪毛菜响应干旱胁迫的叶片结构、生理及转录组分析
    谭炯锐, 查同刚, 张泽宇, 张晓霞, 滕红梅, 王玲丽, 赵莉丽, 王奥, 王馨珧
    草业学报    2024, 33 (1): 75-88.   DOI: 10.11686/cyxb2023085
    摘要 (410)   HTML (20)    PDF (4219KB)(1236)    收藏

    为探究猪毛菜在表型、生理及分子层面对干旱胁迫的响应机制,采用控水法进行梯度干旱胁迫,对叶片进行解剖结构和生理指标测定及转录组测序。结果表明:干旱胁迫导致栅栏组织从致密变稀疏,晶簇先消失后增多;贮水组织厚度先增大后降低(P<0.05),主维管束面积和表皮厚度在28 d时显著增大,分别为(3099.72±151.88) μm2和(23.73±0.68) μm(P<0.05),叶片厚度增大而叶面积减小(P<0.05);叶绿素含量逐渐降低(P<0.05),超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性、脯氨酸和丙二醛(MDA)含量在28 d显著增大(P<0.05),H2O2含量在14 d显著增大(P<0.05),可溶性蛋白含量先增后降再增(P<0.05)。与0 d比较,干旱胁迫7、14和28 d的差异表达基因(DEGs)分别有103、1560和270个;基因本体(GO)富集分析表明各组合DEGs显著富集在蛋白质磷酸酶Ⅰ型复合体、膜的整体组件、氧化还原过程、氧化还原酶活性等条目中;京都基因与基因组百科全书(KEGG)富集分析表明各组合DEGs同时显著富集在氧化磷酸化代谢、核糖体和光传导等通路中。非生物胁迫通路DEGs分析表明,热激蛋白基因、GPX2、POD、SOD、CPK19、CIPK9、MAP激酶基因、蛋白质降解通路基因、UXS1和F3H等参与对干旱胁迫的响应调节。研究结果可为进一步研究猪毛菜抗旱机制提供参考。

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    22. 甜菜 BvABF基因家族全基因组鉴定及其ABA处理下表达模式分析
    孟亚静, 伍国强, 魏明
    草业学报    2024, 33 (9): 94-110.   DOI: 10.11686/cyxb2023379
    摘要 (406)   HTML (16)    PDF (4189KB)(1217)    收藏

    ABA响应元件结合因子(ABRE binding factor,ABF)作为植物中 bZIP 转录因子的一个独特亚家族,在脱落酸(abscisic acid, ABA)依赖型和非依赖型信号通路中发挥重要作用。为挖掘和鉴定糖料作物甜菜BvABF基因家族生物学功能及其表达模式,本研究采用生物信息学方法,预测了蛋白理化特性、系统进化、染色体位置、基因结构、保守基序、顺式作用元件、二级结构和蛋白互作网络等,并通过qRT-PCR方法分析了在100 μmol·L-1 ABA处理下 BvABF在根和叶中的表达模式。结果表明,从甜菜中鉴定出6个BvABF基因家族成员,将其分为A、B和C簇,它们均含有一个bZIP区域。BvABF分布在1、3、6、7和9号染色体,含有3~4个外显子。BvABF蛋白拥有4个含有潜在磷酸化位点(R-X-X-S/T)的保守区域C1、C2、C3和C4,在C端含有一个碱性区域和4个重复的由亮氨酸(Leu)残基组成的七肽重复序列。BvABF基因家族启动子含有多种激素和光响应元件,其中4个基因含有ABA响应元件(ABA-responsive element, ABRE);另外,干旱诱导的响应元件(MBS)、低温响应元件(LTR)和厌氧响应元件(anaerobic responsive element, ARE)等也存在于该基因家族。此外,BvABF可能与磷酸化相关蛋白(PP2CCNBD-X2、SRK2I、SRK2E-X1和 PP2C50)和ABA受体(PYL2、PYL4和PYR1)发生互作。进一步对BvABF在ABA处理下甜菜不同组织中的表达模式分析发现,所有BvABF基因在甜菜根和叶中均受ABA诱导和调控,且不同基因在ABA处理下呈现出不同的表达模式。这些结果表明,BvABFs在糖料作物甜菜响应ABA过程中扮演着重要角色。

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    23. 野生稻CBF/DREB1转录因子的鉴定与生物信息学分析
    霍晨敏, 袁敏, 张宝文, 王瑞菊
    草业学报    2024, 33 (6): 126-144.   DOI: 10.11686/cyxb2023251
    摘要 (722)   HTML (22)    PDF (10226KB)(1206)    收藏

    低温冷害是限制栽培稻地域分布和产量的重要因素之一,严重影响我国的粮食安全。以CBF/DREB1为核心的C-重复结合因子-冷调节基因(CBF-COR)途径是水稻适应低温的重要信号传导途径。基于稻属9种植物的全基因测序结果和隐马尔可夫模型(HMM)搜索,共鉴定出71个CBF/DREB1基因序列。所有基因均无内含子,由单个外显子组成。大部分DREB1s呈弱酸性,所有DREB1s亲水性平均值<0。进化树分析进一步将其分为3个组:DREB1A/1B/1H、DREB1C/1E/1F/1G和DREB1D/1I/1J,各组成员除AP2保守结构域和侧翼序列外,其他保守基序组成差别较大。适应性进化分析粳亚种和其他水稻的直系同源基因对,发现OsDREB1A/ObDREB1A、 OsDREB1D/OnDREB1D、OsDREB1I/OsIDREB1I和OsDREB1J/OsIDREB1J四对基因非同义替换/同义替换(Ka/Ks)值均>1,受到正选择压力。旁系同源基因之间启动子顺式元件种类和数量差异较大,直系同源基因的启动子顺式元件种类和数量很相似。对日本晴、93-11和东乡野生稻7 d幼苗4 ℃ 冷处理2 h的实时荧光定量PCR分析发现早期冷响应基因可分为激活型(DREB1A/1B/1C/1E/1F/1G/1H)和抑制型(DREB1D/1I/1J)。在日本晴、93-11和东乡野生稻冷激活型基因中,DREB1B/1G/1H均是冷处理后响应最快的一级冷响应因子,且启动子均含有至少一个拷贝的CAMTA转录因子结合元件CM2(CCGCGT)。OrDREB1B/1C/1E/1F/1G/1H在东乡野生稻4 ℃冷处理4 h后的表达量均高于栽培稻同源基因的表达量。9种稻属植物的CBF/DREB1基因亚家族的分子进化分析结果为低温抗性基因的挖掘和利用提供了前期基础。

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    24. 丛枝菌根真菌与褪黑素对多年生黑麦草耐热性的影响
    卫宏健, 贺文员, 王越, 唐明, 陈辉
    草业学报    2023, 32 (12): 126-138.   DOI: 10.11686/cyxb2023129
    摘要 (483)   HTML (12)    PDF (3376KB)(1164)    收藏

    高温胁迫是限制冷季型草生长发育的主要因素。为探究单独接种丛枝菌根真菌(AMF)和外源褪黑素以及联合应用对多年生黑麦草生长和耐热性的影响,采用盆栽试验测试分析高温胁迫下丛枝菌根真菌和外源褪黑素处理对多年生黑麦草的生长,内源褪黑素含量及其合成基因的表达,抗氧化能力和渗透调节物质含量的影响。结果表明,高温胁迫明显抑制多年生黑麦草的生长,而外源褪黑素处理提高了AMF在多年生黑麦草根系中的定殖率。接种AMF和/或褪黑素处理均能促进高温胁迫下多年生黑麦草的生长,增加多年生黑麦草根系内源褪黑素含量和上调褪黑素合成基因的表达,降低相对电导率(EL)、丙二醛(MDA)含量和多酚氧化酶(PPO)活性,同时提高根系抗氧化酶(SOD、POD、CAT和APX)和苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性,以及类黄酮、脯氨酸、总酚、可溶性糖和甜菜碱的含量。其中接种AMF和褪黑素联合应用对提高多年生黑麦草耐热性效果最佳。总的来说,AMF接种和褪黑素处理可上调多年生黑麦草根系褪黑素合成基因表达,提高内源褪黑素含量,增强抗氧化酶活性,降低氧化损伤,同时提高渗透调节能力以增强多年生黑麦草的耐热性。

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    25. 紫叶风箱果叶绿体基因组特征及绣线菊亚科系统发育分析
    黄祥, 何梦瑶, 王子煊, 楚光明, 江萍
    草业学报    2024, 33 (3): 161-173.   DOI: 10.11686/cyxb2023153
    摘要 (456)   HTML (10)    PDF (4070KB)(1162)    收藏

    紫叶风箱果是我国近年来从北美引入的观赏性花灌木。为了明确紫叶风箱果叶绿体基因组结构特征,阐明紫叶风箱果在绣线菊亚科中的分类地位,使用Illumina NovaSeq 6000测序平台对其叶绿体基因组进行测序,并组装、注释到了其完整叶绿体基因组。结果表明:紫叶风箱果叶绿体基因组呈典型的双链环状四分体结构,全长为159131 bp,大单拷贝区(large single copy,LSC)长87582 bp、小单拷贝区(small single copy,SSC)长18829 bp、反向重复区a(inverted repeats a,IRa)和反向重复区b(inverted repeats b,IRb)长26360 bp;共注释到130个基因,包含83个蛋白编码基因,8个核糖体RNA(ribosomal RNA,rRNA)基因,37个转运RNA(transfer RNA,tRNA)基因和2个假基因。共确定12个最优密码子(UUG、AUU、GUU、GUA、UAA、AAA、UCU、UCC、CCU、ACU、GCU、GGU);密码子使用偏好性主要受自然选择影响,突变等因素对其影响较弱。共有27对长序列重复,87个简单重复序列标记(simple sequence repeat,SSR)位点;psbZ、trnG(UCC)、trnfM(CAU)、trnH(GUG)、psbA、rbcL、rpl20、rps12是紫叶风箱果叶绿体基因组中高核苷酸多态性的基因。系统发育结果表明,风箱果属和绣线梅属的物种亲缘关系较近。

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    26. 不同症状类型苜蓿病毒病AMV病原检测及其寄主范围测定
    周建玲, 梁巧兰, 魏列新, 周其宇, 田龙, 陈应娥, 王存颖, 张国印
    草业学报    2024, 33 (1): 126-137.   DOI: 10.11686/cyxb2023092
    摘要 (685)   HTML (13)    PDF (4232KB)(1155)    收藏

    为明确采自田间不同症状类型苜蓿病毒病病样中苜蓿花叶病毒(alfalfa mosaic virus,AMV)的带毒情况、症状表现与叶绿素含量的相关性及AMV的寄主范围,本试验通过田间调查采样、症状归类、丙酮乙醇混合液法和双抗体夹心酶联免疫吸附测定(DAS-ELISA)法对不同病样的叶绿素和AMV含量进行测定和检测,并对提纯至不同症状类型病样中AMV对9科32种植物的致病性进行测定。结果表明田间苜蓿病毒病病样有轻花叶、重花叶、叶片边缘褪绿黄化型和叶片畸形皱缩花叶矮化型4种症状类型,均带有AMV,且叶绿素含量、AMV含量与症状表现之间具有正相关性,症状表现最严重的叶片畸形皱缩花叶矮化型病样的叶绿素a、b、总叶绿素含量均比对照低58.00%以上,类胡萝卜素含量比对照高134.06%,AMV含量最高,为252.96 pg·mL-1;寄主范围测定表明AMV可侵染7科27种植物,对西葫芦致病性最强,症状表现为局部枯斑,30 d时AMV浓度为316.19 pg·mL-1。

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    27. 盐生草根系基因 HgAKR6C的克隆与初步功能分析
    胡尚钦, 汪军成, 姚立蓉, 司二静, 马小乐, 杨轲, 张宏, 孟亚雄, 王化俊, 李葆春
    草业学报    2024, 33 (1): 61-74.   DOI: 10.11686/cyxb2023076
    摘要 (312)   HTML (11)    PDF (6850KB)(1105)    收藏

    醛酮还原酶(AKR)是构成Shaker型K+通道蛋白的保守核心结构域,在植物应对非生物胁迫时起到关键作用。本研究采用西北旱区典型盐生植物盐生草作为研究材料,基于课题组前期盐生草根系盐胁迫转录组学数据分析结果,筛选并克隆得到耐盐基因HgAKR6C。HgAKR6C基因蛋白质编码区(CDS)全长951 bp,共编码氨基酸317个。系统发育进化树分析表明,HgAKR6C与拟南芥中AtAKR6C1基因亲缘关系最近。亚细胞定位表明该基因可能主要定位于细胞质和细胞核中。qRT-PCR结果表明HgAKR6C在盐处理24 h时表达量达到峰值。构建酵母异源表达载体转化缺陷型菌株发现,HgAKR6C基因可能参与Na+的外排和介导K+的吸收。综上所述,HgAKR6C具有调节盐生草耐盐性的功能,而盐生草根系耐盐基因HgAKR6C的调控机制还需进一步的研究验证。

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    28. 贺兰山不同海拔植被生物量与土壤分形特征和土壤水分的相关关系
    黄业芸, 邱开阳, 朱亚超, 谢应忠, 刘王锁, 杨壹, 王思瑶, 崔璐瑶, 鲍平安
    草业学报    2023, 32 (12): 24-35.   DOI: 10.11686/cyxb2023050
    摘要 (585)   HTML (30)    PDF (3953KB)(1096)    收藏

    为了解干旱与半干旱区域山地生态系统植被生物量与土壤分形特征和土壤水分含量的垂直分异规律,探究植被生物量与分形特征和土壤水分的相关关系,选取贺兰山不同海拔典型植被带作为研究区,采用单因素方差分析、Pearson相关分析等方法分析植被生物量、土壤分形特征和土壤水分含量的垂直分异特征及三者间相互关系。结果表明:1)草本植被生物量与灌木植被生物量沿海拔未呈明显的线性变化趋势,灌木植被生物量在浅山灌丛(QSGC)样地具有最大值,草本植被生物量在亚高山灌丛(YGSGC)样地具有最大值,植被条件较好,植被生产力较高。2)贺兰山土壤颗粒以粉粒和极细砂粒为主,随着海拔的升高,土壤质地变细。3)土壤水分含量随海拔增高显著增加,但在青海云杉(QHYS)样地土壤水分含量略低。4)相关分析表明,年降水量以及土壤黏粒含量是影响植被生物量的主要因子。总体上,贺兰山植被生物量、土壤分形特征以及土壤水分含量受多个环境因子共同作用和影响,呈明显的空间异质性。本研究对于揭示贺兰山植被生物量空间变化机制及促进贺兰山退化植被恢复具有重要的意义,可为促进贺兰山山地生态系统植被与土壤资源合理利用提供参考。

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    29. 丛枝菌根真菌和根瘤菌与植物共生研究进展
    段海霞, 师茜, 康生萍, 苟海青, 罗崇亮, 熊友才
    草业学报    2024, 33 (5): 166-182.   DOI: 10.11686/cyxb2023225
    摘要 (1402)   HTML (78)    PDF (1282KB)(1012)    收藏

    丛枝菌根真菌(AMF)和根瘤菌可以影响植物生产力、微生物群落结构和土壤质量,是生态系统可持续发展的重要驱动因子。在长期的进化过程中,AMF和根瘤菌逐步形成了互惠互利共生关系,充分发挥AMF-根瘤菌-植物共生体的生物固氮和养分吸收等作用,对于减少化学肥料的投入,保障农业可持续发展具有重要意义。但也有研究表明AMF和根瘤菌之间存在相互制约的作用,这可能与环境因素密切相关。因此,需要系统总结AMF-根瘤菌与植物共生相互作用的机理及其影响因素。本研究通过文献梳理以及定性比较分析,阐明了植物根系通过根系分泌物刺激根瘤菌和AMF形成结瘤因子和菌根因子,激活后续信号通路,从而使根瘤菌和AMF与植物建立共生关系的过程和机制;概述了AMF-根瘤菌与植物共生的协同增效和拮抗作用;总结了影响AMF和根瘤菌与植物共生及其相互作用的生物和非生物因素。最后,本研究提出AMF-根瘤菌与植物建立共生关系的作用机理目前还不完全明确,微生物菌肥研发缓慢等问题,并从理论、技术和应用等层面对未来研究的重点方向进行了展望,以期为利用AMF和根瘤菌促进农业可持续发展提供新思路和新方法。

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    30. 间作模式下作物根际土壤代谢物对微生物群落的影响
    许代香, 杨建峰, 苏杭, 翟建荣, 綦才, 赵龙刚, 郭彦军
    草业学报    2023, 32 (11): 65-80.   DOI: 10.11686/cyxb2023005
    摘要 (897)   HTML (48)    PDF (4788KB)(1008)    收藏

    间作可通过根系互作改变土壤微生物群落结构,影响作物产量。本研究结合Eco-Biolog微平板法和液相色谱-串联质谱法(LC-MS),综合分析了玉米和高粱与大豆两种间作系统中不同年限作物产量、根际土壤理化性状、根际土壤微生物群落变化特征及根际土壤代谢物的差异,旨在探究不同种间互作影响复合作物群体产量的原因。结果表明:间作显著提高作物产量,且较第一年,产量上的间作优势在第二年中表现得更明显。与单作相比,间作能够增加速效养分的积累和吸收;间作玉米根际土壤中速效磷和速效钾、间作高粱根际土壤中碱解氮、速效磷和速效钾、玉米间作大豆中的大豆根际土壤中速效磷和速效钾以及高粱间作大豆中的大豆根际土壤中速效磷和速效钾含量均显著增加。与单作相比,间作条件下玉米、高粱和大豆的微生物量碳氮含量显著升高,根际土壤微生物的活性更强,微生物群落组成更加丰富。通过代谢组分析初步鉴定出不同作物根际土壤中可能影响土壤微生物富集的关键差异代谢组分,其中具有促进作用的差异代谢物在玉米、高粱和大豆中分别鉴定出4、2和1种,具有抑制作用的差异代谢物在玉米、高粱和大豆中各鉴定出1种。综合分析认为,玉米间作大豆和高粱间作大豆可通过种间根系互作改变根际土壤微环境,并重塑其中的微生物群落结构,进而加速根际土壤中速效养分的沉积,促进作物养分的吸收,提高作物产量。

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    31. 盐胁迫下外源ABA对红豆草幼苗生长与生理特性的影响
    田戈, 南丽丽, 王利群, 马香香, 何蓉, 郭佳雨
    草业学报    2025, 34 (10): 95-106.   DOI: 10.11686/cyxb2025022
    摘要 (256)   HTML (18)    PDF (3158KB)(1008)    收藏

    土壤盐渍化是限制植物营养吸收和生长发育的重要因素。红豆草是我国盐碱地区的乡土草种,外源脱落酸(ABA)在提高植物抗逆性方面起着积极的调控作用。为探究外源ABA对盐胁迫下红豆草幼苗生长和生理特性的影响,本试验采用营养液砂培法,在0.8%NaCl处理下,对耐盐(‘GH’、‘GN’、‘1994’)和敏盐(‘10295’、‘2323-2’、‘2668’)红豆草幼苗叶面喷施不同浓度的ABA,即设置1个对照组CK和4个处理组:0.8% NaCl(T1)、0.8% NaCl+0.1?mmol·L-1 ABA(T2)、0.8% NaCl+0.2?mmol·L-1 ABA(T3)、0.8% NaCl+0.3?mmol·L-1 ABA(T4),筛选出缓解盐胁迫的最佳ABA缓释浓度。结果表明:ABA对盐胁迫有缓解效应,能显著提高盐胁迫下红豆草幼苗的株高、叶面积、地上生物量、地下生物量、叶片相对含水量、根系活力、K+含量、叶片与根系赤霉素和玉米素及叶片生长素(IAA)含量,耐盐材料‘GH’的变化较显著,相较于0.8% NaCl处理,T3处理下其株高、叶面积、地上生物量、地下生物量、叶片相对含水量、根系活力、K+含量、叶片与根系赤霉素和玉米素及叶片生长素(IAA)含量分别上升了20.48%、4.63%、26.75%、56.66%、28.19%、65.41%、24.36%、47.55%、36.05%、24.39%、80.53%和19.20%;能降低丙二醛含量、超氧化物歧化酶活性、过氧化物酶活性、过氧化氢酶活性、Na+含量、Ca2+含量、叶片与根系ABA及根系IAA含量,敏盐材料‘10295’变化较不明显,相较于0.8% NaCl处理,T3处理下其丙二醛含量、超氧化物歧化酶活性、过氧化物酶活性、过氧化氢酶活性、Na+含量、Ca2+含量、叶片与根系ABA及根系IAA含量分别下降了14.91%、18.64%、26.15%、10.08%、24.47%、30.24%、8.72%、27.64%和30.87%。研究表明外源ABA可以减弱盐胁迫对细胞的氧化损伤,维持细胞膜系统的完整性和细胞渗透压,并以0.2?mmol·L-1 ABA效果最佳,且耐盐材料对ABA的响应比敏盐材料更显著。

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    32. 宁夏荒漠草原土壤细菌与真菌群落对降水变化的响应
    米扬, 郭蓉, 王媛, 王占军, 蒋齐, 俞鸿千, 马琨
    草业学报    2023, 32 (11): 81-92.   DOI: 10.11686/cyxb2023001
    摘要 (376)   HTML (11)    PDF (3167KB)(994)    收藏

    细菌和真菌作为土壤主要微生物类群,在荒漠草原生态系统中随自然降水梯度变化的响应是否一致仍不清楚。为揭示自然降水变化对土壤细菌和真菌群落的影响机制,选取多年平均降水量为231(T0),154(T1),137(T2)和114 mm (T3)的4个宁夏荒漠草原国家监测点作为观测样地。基于IonS5TMXL高通量测序方法,开展了降水变化对荒漠草原土壤细菌和真菌群落的影响差异研究。结果表明:荒漠草原土壤细菌总OTUs、真菌总OTUs总体上表现为随降水梯度的下降呈先上升后下降趋势。荒漠草原土壤细菌类群的主要优势菌门为变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)和酸杆菌门(Acidobacteria),土壤真菌类群的主要优势菌门为子囊菌门(Ascomycota)和担子菌门(Basidiomycota)。降水变化对细菌优势菌门(变形菌门、放线菌门、酸杆菌门)和部分非优势菌门[疣微菌门(Verrucomicrobia)]相对丰度影响显著(P<0.05);真菌优势菌门(子囊菌门、担子菌门)相对丰度受降水变化影响不显著,但非优势菌门[球囊菌门(Glomeromycota)]的相对丰度受降水变化影响显著(P<0.05)。与T0处理相比,T1、T2和T3处理下细菌和真菌的丰富度指数(Chao1指数和ACE指数)显著升高,细菌群落的Shannon-Wiener多样性指数也显著升高,但真菌的Shannon-Wiener多样性指数无显著变化。驱动细菌群落变化的环境因子为土壤全氮和速效磷,驱动真菌群落变化的环境因子为土壤全磷和有机质。植被因子(生物量)和土壤因子(土壤养分)共同参与解释了降水变化对荒漠草原土壤细菌群落和真菌群落的调控过程,其中土壤因子起主导作用。研究结果表明,土壤细菌和真菌群落对生物和非生物因子的变化有不同的响应机制,反映了荒漠草原土壤微生物应对降水变化具有不同的适应策略。

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    33. 草原生态价值的内涵、核算及评估
    黄麟, 李佳慧, 张海燕, 李愈哲, 王穗子, 樊江文
    草业学报    2024, 33 (6): 47-63.   DOI: 10.11686/cyxb2023115
    摘要 (621)   HTML (32)    PDF (7106KB)(990)    收藏

    草原是我国面积最大的陆地生态系统,是具有重要生产、生态和生活功能的自然资源,是我国重要的绿色生态安全屏障,是传承草原文化的重要载体,是建设生态文明和美丽中国的重要基础。开展草原生态价值核算与评估有两个核心目标,一是为草原资源的合理定价、有效补偿、科学管理和可持续发展提供理论依据,即尝试将生态效益纳入经济社会发展决策,二是为草原生态保护和修复成效评价提供科学方法,即通过货币化改变和影响生态保护和修复的行为与决策。借鉴生态经济学和生态系统评估理论,将草原生态价值定义为由草原生态系统结构与功能决定的可直接向人类提供各种服务及惠益的价值化形式。结合草原生态学基础理论,综合参考生态系统服务价值、自然资本、生态系统生产总值,梳理构建草原生态价值评估指标体系,确定分项指标物质量估算与价值核算的空间计量方法,构建了评估框架,可评价草原生态价值高低及其时空动态变化。以内蒙古自治区呼伦贝尔市为例,开展草原生态系统支持、供给、调节、文化生态价值的核算和空间分异格局分析,以及不同行政区草原分项价值的横向对比评估,应用结果显示出指标综合全面、核算科学合理、评估方法灵活、能够反映时空分异特征等优势,进而展望了未来需要开展深入研究的几个方面。由此可见,草原生态系统作为“钱库”的重要性,决定了需要从草原生态价值角度进一步认识草原的功能与地位,切实加强草原的科学保护与合理利用。

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    34. 蒺藜苜蓿 OSCA基因家族鉴定及低温逆境表达分析
    崔红丽, 孙明哲, 贾博为, 孙晓丽
    草业学报    2024, 33 (9): 111-125.   DOI: 10.11686/cyxb2023393
    摘要 (389)   HTML (26)    PDF (6781KB)(989)    收藏

    高渗门控钙渗透通道(hyperosmolality-gated calcium-permeable channel,OSCA)是一类高渗胁迫感受器。本研究通过全基因组鉴定,从蒺藜苜蓿中筛选鉴定出13个MtOSCAs基因,并根据其与拟南芥OSCA基因家族成员的同源性命名为MtOSCA1.1~4.1。染色体定位分析表明MtOSCAs基因不均匀地分布在8条染色体上。MtOSCA家族按系统进化关系可分为4个亚家族,且同一亚家族内的成员具有相似的内含子-外显子模式。功能结构域和保守基序分析表明该家族在进化中高度保守,进一步共线性分析发现MtOSCAs和大豆OSCAs亲缘关系近,而与拟南芥OSCAs亲缘关系远。基因表达模式分析发现,不同亚家族的MtOSCAs基因表现出组织特异性。非生物胁迫转录组数据分析及qRT-PCR分析表明MtOSCA2.5/2.6/3.1显著受低温胁迫诱导表达。顺式作用元件分析证实MtOSCAs启动子区包含多种光、激素和逆境响应的顺式作用元件。上述结果为今后MtOSCAs基因调控蒺藜苜蓿抗逆性的功能研究奠定了坚实的理论基础。

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    35. 基于环境型鉴定技术划分生态区综合评价黄淮海青贮玉米品种
    岳海旺, 魏建伟, 王广才, 刘朋程, 陈淑萍, 卜俊周
    草业学报    2024, 33 (3): 120-138.   DOI: 10.11686/cyxb2023187
    摘要 (449)   HTML (12)    PDF (5582KB)(973)    收藏

    气候因子对农作物区域试验丰产性和适应性的影响较大。为准确评价青贮玉米品种在黄淮海夏播区的适应性、丰产性和稳定性,采用2002-2021年20 a的气象数据资料,依据环境型鉴定技术(ET)对2022年青贮玉米区域试验中12个试点进行生态区(ME)划分,依据品种-性状(GT)双标图和品种-产量×性状(GYT)双标图对15个参试品种的生物干重、干物质含量、倒伏率、倒折率、空秆率、小斑病、弯孢叶斑病、南方锈病、茎腐病、瘤黑粉病、生育期、株高和穗位高13个农艺性状以及全株淀粉含量、中性洗涤纤维含量、酸性洗涤纤维含量和粗蛋白质含量4个品质指标进行综合评价。结果表明,加性主效应和积性互作效应(AMMI)方差分析被测的13个农艺性状中基因型效应和环境效应均达到了极显著水平(P<0.01),除穗位高外其余性状基因型与环境互作效应也达到了极显著水平。6个省份的12个试点被划分为4个生态区,不同生态区间气象因子呈较大的变化趋势。生物干重与株高、穗位高呈极显著正相关,而与倒伏率、倒折率呈极显著负相关。GYT双标图与生态区结合,可以鉴别出不同生态区的优势品种。参试品种中渝单805在划定的4个生态区中均表现出丰产性突出、稳定性较好的特征,属于丰产稳产型品种。皖农科青贮8号、成单3601、正大511和衡玉1996等品种在ME2、ME3和ME4中丰产性和稳定性较好。安科青2号和KNX2202等品种在ME1和ME4中丰产性较差,金诚6在ME2和ME3中丰产性和稳定性均较差。基于环境型鉴定技术划分生态区和GYT双标图相结合评价青贮玉米品种的丰产性、稳定性和适应性,可以实现品种推广的精细定位。

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    36. 草种子活力检测技术研究进展
    闫慧芳, 聂宇婷, 丛丽丽, 张昭, 崔凯伦, 吕艳贞, 柴茂峰
    草业学报    2023, 32 (11): 199-211.   DOI: 10.11686/cyxb2023043
    摘要 (609)   HTML (19)    PDF (613KB)(968)    收藏

    草种子是建植人工草地、改良退化草地生态环境、保障草地畜牧业生产潜力的最根本物质基础,种子活力高低将直接影响草业生产和发展。种子活力检测技术研究一直是国内外种子科技领域的重点,然而,其在草种子中的研究还不够深入。目前,草种子活力检测技术包括有损检测和无损检测两类。对草种子活力检测主要技术进行了综述,介绍了基于种子发芽行为、生理生化特性的有损检测技术以及基于光学特性、外观特征的无损检测技术,并对无损检测技术在草种子活力检测中的应用前景与发展趋势进行了展望,以期能够为准确测定草种子活力提供参考。

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    37. 宁夏罗山山地草原植被群落特征及其空间分异
    龚昕, 霍新茹, 李雯, 杨彦东, 刘超, 秦伟春, 沈艳, 王国会, 马红彬
    草业学报    2025, 34 (2): 1-15.   DOI: 10.11686/cyxb2024148
    摘要 (883)   HTML (63)    PDF (2697KB)(968)    收藏

    宁夏罗山国家级自然保护区是宁夏中部干旱带上唯一的水源涵养林区和区域绿色生态保护屏障,对该地区生物多样性保护、防治土壤侵蚀、维护生态安全具有重要作用,但目前对罗山草地植物群落特征鲜有报道,其草原植被群落特征及其与环境因子的关系还不清晰。本研究以罗山自然保护区草原为对象,研究了不同海拔和不同类型草地植物群落组成、多样性特征的空间分异规律及植被群落特征与环境因子的关系。结果表明:1) 罗山自然保护区草地植物群落由一、二年生草本、多年生草本和灌木、半灌木组成,其中多年生草本占比最大;荒漠草原与典型草原植物群落以禾本科和杂类草为主,草甸草原以杂类草为主;随着海拔的升高,除群落地上生物量外,所调查植被数量特征符合“中间高度膨胀”理论,在海拔1600~2100 m时均达到峰值。2) 草地植物Margarlef丰富度指数与Shannon-Wiener多样性指数随着海拔的升高,在2000~2100 m的草原样地达到最高,呈现先增加后减小的“单峰型”变化趋势(P<0.05);Simpson优势度指数与Pielou均匀度指数随海拔升高变化不显著(P>0.05);保护区草甸草原、典型草原和荒漠草原3种草原类型间物种多样性差异不明显。3) 年降水量、海拔、土壤全氮含量、土壤全磷含量、日均气温是影响研究区草地植被特征的重要环境因子,其中年降水量、海拔是主要环境因子,土壤全氮含量、土壤全磷含量以及日均气温是次要环境因子。研究为进一步了解罗山自然保护区草地植被分布特征提供了基础。

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    38. 草原生态系统服务价值与牧区居民生态福祉耦合协调关系及其异质性研究
    陈昊, 巩芳, 陈都兰
    草业学报    2023, 32 (11): 1-16.   DOI: 10.11686/cyxb2023017
    摘要 (504)   HTML (62)    PDF (1497KB)(967)    收藏

    基于突变理论构建生态系统服务价值折旧率模型估算草原生态系统服务净价值,运用生态福祉指数评价牧区居民的生态福祉水平,最后通过耦合协调度模型测量二者的耦合协调度水平及其空间差异性。以内蒙古的17个牧业旗县(市)作为研究区,运用2012—2020年的统计数据进行实证研究,研究表明:1)研究区草原生态系统服务净价值增幅达22.9%。典型草原、荒漠草原和草甸草原地区生态环境均得到了不同程度的改善。2)研究区牧区居民生态福祉呈先降后升趋势。典型草原地区牧区居民生态福祉呈先降后升趋势,而荒漠草原地区和草甸草原地区呈波动上升趋势。3)研究区牧区居民生态福祉与草原生态系统服务净价值耦合协调度明显提升。典型草原地区优质协调发展态势逐渐增强;荒漠草原以轻度失调和良好协调为主;草甸草原地区中的2个旗县(市)的耦合协调关系得到了有效改善。

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    39. 美国 ‘WL ’系列不同秋眠级苜蓿品种在南疆的生产性能与适应性评价
    李妍, 马富龙, 韩路, 王海珍
    草业学报    2024, 33 (3): 139-149.   DOI: 10.11686/cyxb2023165
    摘要 (693)   HTML (34)    PDF (665KB)(962)    收藏

    为筛选出适宜新疆南部干旱区种植的紫花苜蓿品种,以美国‘WL’系列6个不同秋眠级苜蓿品种作为研究对象,连续3年调查不同品种的生育期、越冬率、生长速率与初花期的鲜、干草产量、株高、叶茎比、干鲜比,并采用灰色关联度分析法进行综合评价。结果表明:WL358返青最早,WL712最晚;生长速率以WL440最快,WL168最慢,分别为2.30和1.98 cm·d-1。不同品种的株高随种植年限依次递增,随刈割次数依次递减;各茬生长期(至初花期)逐渐缩短,生长速率加快,3年平均株高以WL440最高(90.73 cm),品种间株高无显著差异(除WL343外)。各年份不同茬次叶茎比呈递增趋势,叶茎比以WL168最高(0.69),干鲜比以WL525最高(0.23)。鲜、干草产量随种植年限逐渐增大;3年平均鲜、干草产量均以WL358最高,分别为98.21与21.26 t·hm-2,WL168鲜草产量(76.37 t·hm-2)与WL525干草产量(16.37 t·hm-2)最低。分析结果表明,影响干草产量的各因子依次为生长速率、鲜草产量、干鲜比、株高、单株干重、叶茎比;6个参试品种的综合评价结果为WL358>WL440>WL168>WL343>WL712>WL525。分析认为WL358品种的综合表现好,适宜在南疆地区种植。

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    40. 白三叶草镰刀菌根腐病病原鉴定及其生物学特性
    张许可, 夏红飞, 陈国立, 李德州, 张晓伟, 李克梅, 王丽丽
    草业学报    2024, 33 (12): 175-187.   DOI: 10.11686/cyxb2024109
    摘要 (495)   HTML (14)    PDF (4502KB)(959)    收藏

    为确定新疆白三叶草根腐病的病原种类及生物学特性,本研究对新疆11个县(市)采集的有根腐症状的白三叶草进行了根部真菌的分离,分离到的真菌根据形态学和ITS、EF1-α和RPB2多基因序列鉴定,燕麦镰刀菌分离频率为51.69%、尖孢镰刀菌为17.42%、芬芳镰刀菌为4.50%,木贼镰刀菌为26.40%。致病性测定结果表明,4种镰刀菌对白三叶草根部均具有致病力,致病力强弱依次为尖孢镰刀菌>芬芳镰刀菌>木贼镰刀菌>燕麦镰刀菌。生物学特性结果表明,燕麦镰刀菌在15~25 ℃生长良好,其他3种镰刀菌最适菌丝生长温度均为25 ℃;4种镰刀菌在pH为7~9时菌丝生长良好,且在不同光照条件下菌丝生长无显著差异;尖孢镰刀菌和燕麦镰刀菌最适菌丝生长培养基和碳源均为马铃薯葡萄糖琼脂培养基(PDA)和菊糖,芬芳镰刀菌和木贼镰刀菌最适菌丝生长培养基均为查氏培养基(Czapek),对多元醇类碳源利用效果较好;燕麦镰刀菌和木贼镰刀菌最适菌丝生长氮源均为蛋白胨,其他2种病原菌均为牛肉膏。4种镰刀菌在温度25~30 ℃、pH为6~8产孢较好;不同光照条件下,除尖孢镰刀菌和芬芳镰刀菌在12 h光暗交替条件下产孢明显增多,其他各菌种产孢无显著差异;尖孢镰刀菌和芬芳镰刀菌最适产孢培养基均为马铃薯蔗糖琼脂培养基,燕麦镰刀菌和木贼镰刀菌分别为燕麦片琼脂培养基(OA)、玉米粉琼脂培养基(CMA);燕麦镰刀菌、尖孢镰刀菌、芬芳镰刀菌和木贼镰刀菌最适产孢碳源分别为山梨醇、葡萄糖、麦芽糖、可溶性淀粉,前两者病原菌最适产孢氮源均为硝酸钾,后二者均为酵母浸粉。尖孢镰刀菌和芬芳镰刀菌致死温度为64 ℃ 10 min,燕麦镰刀菌和木贼镰刀菌均为55 ℃ 10 min。除尖孢镰刀菌外,其他3种病菌均为白三叶草上的首次发现,系为白三叶草新病原。

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