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2015年 第24卷 第11期    刊出日期：2015-11-20

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研究论文

不同降雨年份和放牧方式对荒漠草原初级生产力及营养动态的影响

杨霞, 王珍, 运向军, 卫智军

2015, 24(11):  1-9.  DOI: 10.11686/cyxb2015081

摘要 ( 1322 )   HTML ( 3)   PDF (445KB) ( 889 )  

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牧草品质直接体现了草地资源的质量和可利用性。本研究采用野外调查法对不同降雨年份和放牧方式下荒漠草原植物群落的地上净初级生产力(ANPP)、粗蛋白、粗纤维、粗灰分、粗脂肪、钙、磷和无氮浸出物进行了测定和分析。结果表明,1)在干旱的2011年,自由放牧显著降低了群落的ANPP,而在降雨量充足的2012年,休牧60 d的ANPP值最高;2)相比于欠雨年份,降雨量充足的年份生长高峰期ANPP、粗蛋白、粗灰分、钙和磷的含量分别是其的2.67,1.08,1.27,1.26和3.75倍;3)相比其他处理,粗蛋白、磷的含量在休牧60 d含量最高;4)在不同降雨量的两个放牧季节内,随着放牧的进行,粗蛋白、粗脂肪、粗灰分、钙和磷的含量呈现先增加后降低的趋势,均是在7或8月份达到一个峰值,而在植物枯黄期(10月份)值最低,而粗纤维和无氮浸出物的含量在7月份最低,而在植物枯黄期最高。降雨量与荒漠草原植物群落ANPP及植物群落营养季节动态之间存在着密切的关系;休牧60 d为合理的草原利用方式;不同年际间放牧和季节气候变化共同制约了群落营养成分的变化。

科尔沁草甸生态系统净碳交换特征及其驱动因子

王婧, 刘廷玺, 雷慧闽, 张圣微, 段利民

2015, 24(11):  10-19.  DOI: 10.11686/cyxb2014530

摘要 ( 1135 )   HTML ( 1)   PDF (1532KB) ( 819 )  

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以2013年10月-2014年9月连续观测的CO₂通量数据为基础,分析了科尔沁草甸生态系统净碳交换量(NEE)的时间变化特征及其驱动因素。结果表明,NEE日变化季节差异明显,生长季变化幅度大,净CO₂日吸收速率7月>8月>9月>6月>5月;生长季内,NEE主要受控于叶面积指数和光合有效辐射。NEE与光合有效辐射(PAR)之间的关系可用直角双曲线方程来描述,拟合得到的表观初始光能利用率α为0.0015 μmol CO₂/μmol PAR,最大光合速率P_max为0.65 μmol CO₂/(m²·s)。叶面积指数(LAI)对NEE的影响可由分段函数表示,当LAI>3.08时,表现为渐进饱和型,且LAI越大NEE对PAR的响应越明显;当高饱和水汽压差(VPD)在1.5~2.0 kPa时,光合作用开始降低,NEE明显受到VPD值的抑制;短暂强降雨(累计降雨量>40 mm/d)对昼间NEE有一定的抑制,而持续低强度降雨(降雨时长>15 h)对夜间NEE存在激发作用;夜间NEE随土壤温度呈指数增长,温度敏感系数(Q₁₀)为2.63。

玛曲沙化高寒草甸植被、土壤理化性质及土壤微生物数量研究

金红喜, 何芳兰, 李昌龙, 韩生慧, 王强强

2015, 24(11):  20-28.  DOI: 10.11686/cyxb2015134

摘要 ( 1202 )   HTML ( 1)   PDF (746KB) ( 912 )  

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对不同沙化程度高寒草甸植被特征、土壤理化性质及土壤微生物数量进行调查分析,结果表明:1)随着沙化程度的加剧,植物多样性指数、地上/地下生物量、土壤含水量及浅层土壤有机质、全氮、速效磷含量呈逐渐下降趋势,植物优势度、pH值呈增加趋势;深层土壤有机质、全氮、速效磷在轻度沙化样地上达到最高值。2)在不同沙化程度的土壤中,细菌数量最多,之后依次为放线菌、固氮菌、真菌;微生物在轻度沙化样地中的数量比其他3个样地都大。3)以土壤深层速效磷作为控制因子,偏相关关系分析显示,土壤微生物总量及土壤细菌数量变化与地上植物丰富度指数、植物生物量、地下生物量呈极显著负相关关系,而与植物地上/地下生物量之比呈极显著正相关关系;固氮菌数量与地上生物量呈显著相关关系,而真菌数量与地下生物量呈显著相关关系;除地上/地下生物量之比与土壤微生物数量之间呈正相关关系外,其余植被特征值与土壤微生物数量之间均呈现负相关关系。

野生黄花蒿植株和土壤中的青蒿素、黄酮含量变化及其对土壤微生物的影响

李倩, 袁玲, 罗世琼, 黄建国

2015, 24(11):  29-37.  DOI: 10.11686/cyxb2014510

摘要 ( 1318 )   HTML ( 0)   PDF (892KB) ( 718 )  

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黄花蒿在生长过程中,主要通过植株残体腐解、淋溶、根系分泌等途径向土壤中释放多种化感物质,影响邻近和后续植物的生长发育。本试验研究了野生黄花蒿植株及土壤中的青蒿素类物质和黄酮含量,以及土壤可培养微生物数量。结果表明,各生育期野生黄花蒿叶片和根区土壤中青蒿素含量的变化趋势为:现蕾期>始花期>盛花期>营养生长期;根区土壤中的去氧青蒿素平均含量最高,青蒿酸次之,青蒿素最低,三者合计516.93 μg/kg干土,且3种化合物的总量根际和根表显著高于非根际。野生黄花蒿植株黄酮含量呈现出茎>叶>根系>花,根区土壤黄酮含量表现为根表>根际>非根际,且盛花期增至最大均值434.77 μg/kg干土。说明根系分泌也是黄酮类化合物进入土壤的主要途径。土壤青蒿素含量与细菌和放线菌数量呈显著负相关(r=-0.508^*和r=-0.478^*,n=24),去氧青蒿素含量与放线菌数量呈极显著负相关(r=-0.528^**,n=24)。因此,土壤中的青蒿素类物质可能抑制微生物的生长繁殖,影响土壤生物化学过程。

猪粪高效除臭微生物菌株筛选及发酵条件优化

张生伟, 姚拓, 黄旺洲, 杨巧丽, 滚双宝

2015, 24(11):  38-47.  DOI: 10.11686/cyxb2014513

摘要 ( 1063 )   HTML ( 4)   PDF (1070KB) ( 1073 )  

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为了探索微生物除臭剂对畜禽粪便环境污染的治理效果,本研究利用平板划线分离法从5份样品中分离出130株菌株,通过氨气和硫化氢选择性培养基定性初筛和硼酸吸收法、锌胺络盐吸收比色法定量复筛相结合的方法,分别筛选出了可高效抑制氨气、硫化氢释放的菌株5株和3株,其中命名为BX3的菌株对氨气和硫化氢的去除率分别达到80.07%和76.92%;采用L₈(2⁷)正交试验优化设计其高效除臭组合,结果表明,“AF2+DZ1+BX3+DZ3+BZ1+EZ3+AX4”组合氨气和硫化氢的释放量显著或极显著低于其他组合,为最佳组合;与空白对照相比,第5天时氨气和硫化氢的去除率达到82.14%和80.84%。对最佳组合除臭发酵工艺研究,在接种量分别为10%和15%,含水率40%和30%,麸皮添加量为10%时氨气和硫化氢的释放量最小。筛选的微生物在除臭剂制备及治理畜禽粪便对环境污染方面具有较大的应用潜力。

紫花苜蓿MsWRKY33转录因子的分离及遗传转化研究

冯光燕, 王学敏, 付媛媛, 方志红, 高洪文, 张新全

2015, 24(11):  48-57.  DOI: 10.11686/cyxb2015131

摘要 ( 1527 )   HTML ( 1)   PDF (1504KB) ( 777 )  

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WRKY转录因子是植物特有的转录因子,广泛参与植物对多种逆境胁迫的反应。但是对紫花苜蓿中WRKY转录因子的研究还较少。本研究从紫花苜蓿中克隆了一个WRKY I类转录因子MsWRKY33。该基因CDS全长1536 bp,编码512个氨基酸,结构分析显示MsWRKY33包括两个WRKY结构域和一个C2H2锌指结构(C-X4-C-X23-H-X-H),表明其属于WRKY I 族WRKY转录因子。亚细胞定位预测MsWRKY33蛋白定位在细胞核。MsWRKY33基因受盐、干旱和冷胁迫诱导,暗示基因可能参与了这些逆境胁迫的调控。构建原核表达载体pET-MsWRKY33, SDS-PAGE分析表明在大肠杆菌中表达了MsWRKY33蛋白。扩增MsWRKY33编码区cDNA,以pBI121为基础载体,构建植物超表达载体pBI121-MsWRKY33。采用农杆菌介导的愈伤组织培养法转化紫花苜蓿。利用nptⅡ基因引物和载体特异引物检测抗性苗呈阳性,表明目的基因已成功导入紫花苜蓿基因组中。qRT-PCR检测发现,MsWRKY33基因在转基因株系中得到增强表达。本研究为进一步探索WRKY转录因子基因在紫花苜蓿抗逆性调控中的作用奠定了基础。

转DREB1A/Bar双价基因马铃薯的耐旱性及除草剂抗性分析

贾小霞, 齐恩芳, 马胜, 胡新元, 王一航, 文国宏, 龚成文, 李建武

2015, 24(11):  58-64.  DOI: 10.11686/cyxb2014533

摘要 ( 1094 )   HTML ( 2)   PDF (1184KB) ( 615 )  

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在前期获得DREB1A/Bar双价转基因马铃薯的基础上,对转基因植株进行了耐旱性和除草剂抗性分析。耐旱性分析显示,在正常浇水条件下,对照和各转基因马铃薯株系生长状态良好且大致相同,各株系的丙二醛含量、相对电导率和SOD酶活性无显著差异(P>0.05)。经过控水10 d后,非转基因对照植株叶片明显萎蔫卷曲,而转基因植株仍然保持良好的生长状态;转基因株系的丙二醛含量和相对电导率显著低于非转基因株系(P<0.05),而SOD酶活性显著高于非转基因对照(P<0.05)。控水18 d时,大部分对照植株死亡,死亡率为74.33%;转基因植株只有极少数植株死亡,DR2和DR5的死亡率分别为20.43%和5.65%。用0.3%的市售草铵膦喷施各株系,10 d后,对照植株全部枯死,转基因株系的个别叶片干枯,绝大多数叶片及所有茎秆生长状态良好。以上分析表明,DREB1A和Bar基因的导入,明显增强了转基因马铃薯对干旱和除草剂的抗性。

内生真菌对醉马草白粉病抗性的影响

柳莉, 郭长辉, 吕卉, 古丽君, 李春杰

2015, 24(11):  65-71.  DOI: 10.11686/cyxb2014471

摘要 ( 1163 )   HTML ( 0)   PDF (1067KB) ( 727 )  

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为研究内生真菌对醉马草白粉病抗性的影响,在温室条件下,对自然发生不同程度白粉病(健康、轻度感病和重度感病植株)的带内生真菌(E⁺)和不带内生真菌(E^-)的醉马草植株的发病率、病叶率、病情指数及各项生理生化指标进行测定。结果表明,E⁺醉马草的发病率48%显著低于E^-醉马草的发病率97% (P<0.05),E⁺的病叶率60%显著低于E^-醉马草病叶率86% (P<0.05),E⁺醉马草的病情指数为50.76,E^-醉马草的病情指数为82.49;通过各项生理生化指标的测定发现与健康植株相比,在轻度和重度发病植株中,内生真菌的存在可以显著(P<0.05)提高醉马草叶片的叶绿素含量和脯氨酸含量,E⁺醉马草的SOD酶活性和POD酶活性也显著高于E^-醉马草,同时内生真菌显著地降低了醉马草叶片中丙二醛(MDA)的含量。据此说明内生真菌的存在能够提高醉马草抗白粉病的能力。

立枯丝核菌病原致病性及苜蓿品种抗病性研究

郭玉霞, 张明, 管永卓, 刘芳, 郭志鹏, 张红瑞, 严学兵, 王成章

2015, 24(11):  72-81.  DOI: 10.11686/cyxb2015197

摘要 ( 1211 )   HTML ( 0)   PDF (449KB) ( 808 )  

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为了探明立枯丝核菌对苜蓿种苗的致病性,本研究采用菌饼上放置种子的方法,将分离自3个地点6个苜蓿品种上的6个菌株接种于14个紫花苜蓿品种的种子上,14 d测定相对发芽率、根长、苗长和病情指数。结果表明,参试菌株的菌降低了种子的发芽,从金皇后分离到的菌株对苗长的抑制作用最强;致病性差异显著(P<0.05),其中从金皇后分离出菌株的致病性最强,从丰宝中分离出菌株的致病性最弱;从金皇后、8920MF和爱菲尼特中分离出的立枯丝核菌对苜蓿种子与幼苗的致病力较强;参试的苜蓿品种对同一菌株的抗病性不同,佛拿尔、阿尔冈金和苜蓿王的抗病力最强,丰宝、丰叶721抵抗力最弱。

AsA-GSH循环参与2,3-丁二醇、2R,3R-丁二醇诱导后匍匐翦股颖的抗病反应

房媛媛, 马晖玲

2015, 24(11):  82-90.  DOI: 10.11686/cyxb2014519

摘要 ( 1171 )   HTML ( 0)   PDF (1291KB) ( 801 )  

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用250 μmol/L的2,3-丁二醇(2,3-BD)与100 μmol/L的2R,3R-丁二醇(2R,3R-BD)注射至匍匐翦股颖根部后接种立枯丝核菌,诱导匍匐翦股颖对褐斑病的抗性。测定两诱导剂处理对立枯丝核菌发病率的影响,分析诱导后匍匐翦股颖叶片抗坏血酸-谷胱甘肽循环中关键酶活性及氧化还原水平变化情况,确定2,3-BD与2R,3R-BD在诱导匍匐翦股颖抗病性过程中,抗坏血酸-谷胱甘肽循环的变化及其与抗病性的相关性。结果表明,2,3-BD与2R,3R-BD处理匍匐翦股颖后明显降低接菌后的病叶率,同时叶片抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性增幅低于对照,谷胱甘肽还原酶(GR)活性提高,还原型抗坏血酸(AsA)含量呈前期减少后期增加趋势,脱氢抗坏血酸(DHA)含量在第1,9天出现两次高峰,与对照相比显著提高,且两处理的AsA/DHA在第5天达到最大值,分别为对照的5.0,3.4倍,还原型谷胱甘肽(GSH)含量显著提高,并且两处理的GSH与氧化型谷胱甘肽(GSSG)比值在第9天达到最大值,分别为对照的2.34,1.66倍。2,3-BD与2R,3R-BD诱导匍匐翦股颖抗褐斑病的过程中,抗坏血酸-谷胱甘肽循环维持较高效率参与植物抗病反应。

不同温度条件下两种色型豌豆蚜的种群参数

杜军利, 武德功, 吕宁, 刘长仲

2015, 24(11):  91-99.  DOI: 10.11686/cyxb2014289

摘要 ( 986 )   HTML ( 2)   PDF (426KB) ( 805 )  

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为了明确温度对红色型和绿色型豌豆蚜种群动态变化的影响,在12~32℃ 6个温度条件下研究了2种色型豌豆蚜的生长发育、繁殖和生命表。结果显示: 2种色型豌豆蚜在32℃时,不能发育至成虫。2种色型豌豆蚜的净增殖率在12~20℃时均随着温度的增高而升高,在16和20℃,红色型豌豆蚜的净增殖率显著高于绿色型(P<0.05)。在24℃时,红色型豌豆蚜的净增殖率显著低于16和20℃时同色型(P<0.05),而绿色型豌豆蚜显著高于12~20℃时同色型,红色型豌豆蚜的净增殖率显著低于绿色型(P<0.05)。到28℃时,2种色型豌豆蚜的净增殖率均显著低于12~20℃时同色型。在12~24℃条件下,2种色型豌豆蚜的内禀增长率均随着温度的上升而增加,红色型豌豆蚜的内禀增长率与绿色型相比无显著差异(P>0.05)。在28℃,红色型豌豆蚜的内禀增长率显著低于绿色型豌豆蚜(P<0.05)。表明红色型豌豆蚜在较低温度条件下适应性较强,而绿色型豌豆蚜更适合较高温度。

柳枝稷和坚尼草的耐镉性初步研究

刘长浩, 娄来清, 郭涛, 骆天鹏, 蔡庆生

2015, 24(11):  100-117.  DOI: 10.11686/cyxb2014495

摘要 ( 983 )   HTML ( 1)   PDF (972KB) ( 886 )  

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为了探究镉污染条件下开发能源植物的可行性,以高生物量黍属能源植物柳枝稷和坚尼草为材料,温室中苗期水培试验,分别对柳枝稷外源施加浓度为0, 0.5, 5, 10, 20, 50, 100 μmol/L镉(Cd),对坚尼草施加浓度为0, 2, 5, 7.5, 10 μmol/L Cd,从形态、生长生理等角度,分析两种能源草对镉的响应。结果表明:随Cd浓度的增加,柳枝稷和坚尼草生物量和根伸长量均下降,Cd浓度为50 μmol/L时,柳枝稷根鲜重减少达显著水平(P<0.05)。而坚尼草则在Cd浓度为2 μmol/L时,根和地上部分总鲜重减少达显著水平。相比于对照,Cd浓度为2 μmol/L时,坚尼草的根伸长量已下降96.3%,而柳枝稷在5 μmol/L Cd时根伸长量才降低55.0%,柳枝稷的耐镉性高于坚尼草。经20 μmol/L镉处理,柳枝稷的地上部镉浓度达40 mg/kg,生物量下降了45%。不同浓度的镉处理下,镉在柳枝稷体内的迁移指数为5.9%14.2%,柳枝稷可以在Cd污染条件下被开发为能源和修复植物种植。此外,实验还发现,在根平均直径为01 mm范围内,柳枝稷的总根长、根表面积和根体积与镉积累呈显著负相关,与迁移指数呈显著正相关(P<0.05),该结果说明,细根在植物的镉吸收积累和转运中可能起着非常重要的作用。

生长期内三种结缕草对盐胁迫的响应

赵莹, 李静媛, 段艳欣, 董晓颖

2015, 24(11):  109-117.  DOI: 10.11686/cyxb2015161

摘要 ( 1122 )   HTML ( 0)   PDF (1435KB) ( 839 )  

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试验以大穗结缕草、沟叶结缕草和日本结缕草为试材,研究了不同盐浓度(0,0.2%,0.4%,0.6%,0.8%)对生长期内3种结缕草叶片膜脂过氧化及生长的影响。结果表明,3种结缕草的生物量均随着盐浓度的增加逐渐减小;随着盐浓度的提高及处理时间的延长,3种结缕草的可溶性蛋白含量逐渐降低;相对电导率和丙二醛含量增加,在低盐浓度(0.2%~0.4%)下,两者增加幅度较小,当盐浓度为0.8%时,3种结缕草的相对电导率均达最大值,分别是38.71%,41.32%,40.97%,可溶性蛋白含量均达到最小值,分别为2.08,1.15和1.33 mg/g FW。Pro含量在处理后第10天达最大值,之后逐渐下降,后期变化比较平稳。在低盐浓度(0.2%~0.4%)下,CAT和SOD活性逐渐降低,而高盐浓度(0.6%~0.8%)下,两种酶活性呈上升-下降-上升的趋势。3种结缕草相比,大穗结缕草在高盐浓度胁迫下的相对电导率和丙二醛含量最低,而保护酶活性和可溶性蛋白含量最高。试验证明大穗结缕草抗盐能力最强,沟叶结缕草次之,日本结缕草较差。

老芒麦种子发育时不同位叶光合速率和生物量变化与种子产量的相关分析

刘金平, 游明鸿, 曾晓琳, 蔡捡, 张小晶

2015, 24(11):  118-127.  DOI: 10.11686/cyxb2014518

摘要 ( 1213 )   HTML ( 0)   PDF (461KB) ( 625 )  

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本文通过在开花期、灌浆期、乳熟期、蜡熟期、完熟期测定不同位叶的光合速率和生物量,分析种子发育过程中各位叶的光合速率、光合贡献率、叶生物量及含水量、花穗生物量和种子千粒重的变化,研究种子产量与不同发育期不同位叶光合性能的关系。结果表明,1)种子发育过程中,不同位叶的光合速率和光合贡献率均存在显著变化,同一发育期各位叶的光合速率和光合贡献率表现出显著差异。2)不同位叶的叶生物量和含水量随种子发育均发生显著变化,同一位叶在种子发育不同时期的叶生物量和含水量表现出显著差异。3)种子产量与开花期15叶的光合速率和生物量及叶总生物量均呈正相关;与灌浆期第1,3叶光合速率和第1,2叶生物量呈显著正相关(P<0.05);与乳熟期第4,5叶的光合速率及叶生物量为负相关;与蜡熟期、完熟期第1叶光合速率为正相关,与第35叶光合速率为极显著负相关,与第1,2叶生物量呈正相关,与第35叶生物量呈显著负相关。4)种子产量与灌浆期之后的叶总生物量均为负相关,与灌浆期和乳熟期花穗生物量呈负相关,与蜡熟期和完熟期花穗生物量为显著正相关。所以,在营养生长阶段要采取合理栽培措施,促进不同位叶叶片生长和营养累积,为种子发育奠定物质基础,而灌浆期后要注意调控各位叶的生物量和光合速率,着重保护第13叶的完整性与健康度,以提高老芒麦种子产量与千粒重。

模拟降雨量变化与CO₂浓度升高对羊草光合特性和生物量的影响

刘玉英, 李卓琳, 韩佳育, 穆春生

2015, 24(11):  128-136.  DOI: 10.11686/cyxb2014474

摘要 ( 1258 )   HTML ( 1)   PDF (729KB) ( 854 )  

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羊草作为欧亚大陆草原东缘干旱半干旱区域的优势种,现生产力已逐年降低。为明确未来降雨量变化和CO₂浓度升高对羊草草地变化的影响,我们模拟3个降雨量梯度(正常降雨量 40%)和两个CO₂浓度 (380&#x000b1;20,760&#x000b1;20 &#x003bc;mol/mol)进行了光合特性与生物量的研究。结果表明,降雨量变化和CO₂浓度的交互作用显著影响羊草的净光合速率等光合特性,地下生物量和根冠比,而不影响地上生物量。在目前CO₂浓度时随着降雨量的增加,以及在CO₂浓度升高时的降雨量由低降雨量增至正常降雨量,羊草的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率和地上、地下及总生物量均显著增加,但在CO₂浓度升高,降雨量由正常降雨量增至高降雨量时上述指标无显著变化。根冠比在目前CO₂浓度时差异不显著,在CO₂浓度升高下低降雨量时显著增加。在降雨量相同条件下,CO₂浓度的升高使胞间CO₂浓度、水分利用效率显著增加,气孔导度和蒸腾速率显著降低。低降雨量时CO₂浓度升高对羊草净光合速率和生物量的促进作用显著高于正常降雨量和高降雨量,而高降雨量时CO₂浓度升高对羊草生物量没有促进作用。以上结果暗示着在目前CO₂浓度下,随着降雨量的增加,羊草生物量随之增加,在未来CO₂浓度升高的背景下,高降雨量年份对生物量的积累并无显著的促进作用,CO₂浓度升高可以补偿低水分条件对多年生根茎型禾草&#x02014;&#x02014;羊草生长发育所造成的不利影响。

水氮耦合对郑麦9023结实期叶片衰老及产量的影响

徐国伟, 王贺正, 尼娇娇, 陈明灿, 李友军

2015, 24(11):  137-145.  DOI: 10.11686/cyxb2015070

摘要 ( 1209 )   HTML ( 0)   PDF (677KB) ( 687 )  

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以郑麦9023为材料,设置3个氮肥水平和两个水分处理来探讨水氮耦合下小麦叶片衰老差异及产量的影响。结果表明,花后7 d,在同一水分条件下,随着施氮量的增加,旗叶中叶绿素含量、光合速率有所提高,而丙二醛(MDA)含量及相对电导率则降低,茎鞘中非结构性碳水化合物则随着施氮量的增加呈先增加后降低的趋势,与200 kg N/hm²(N₂)相比,300 kg N/hm² (N₃)处理茎鞘中可溶性糖及淀粉含量降低了10.6%与10.1%;在同一氮肥水平下,与对照 (W₁) 相比较,水分胁迫(W₂)处理降低旗叶叶绿素含量、光合速率、可溶性糖及淀粉含量,增加了旗叶MDA含量及相对电导率,N₃处理尤为明显。花后21 d不同处理间趋势与花后7 d一致;产量方面:在同一水分条件下,随施氮量的增加,小麦产量呈先增加后降低的趋势,与N₁(0 kg N/hm²)处理相比,N₂处理小麦产量平均提高72.1%,N₃提高了61.4%,而N₃处理比N₂处理平均下降了6.6%;在同一氮肥处理下,水分胁迫后小麦产量有所增加,但与对照(W₁)无明显差异。表明适宜的水分胁迫与氮肥使用能够产生耦合效应,促进同化物向籽粒运转,提高籽粒结实率及粒重,有利于小麦产量的提高。

α-淀粉酶对不同NSC含量稻草青贮品质的影响

许能祥, 董臣飞, 顾洪如, 程云辉, 张文洁, 丁成龙

2015, 24(11):  146-154.  DOI: 10.11686/cyxb2014499

摘要 ( 1003 )   HTML ( 0)   PDF (926KB) ( 612 )  

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适时收获的新鲜稻草中含有相当数量的非结构性碳水化合物(NSC),其中淀粉占有相当比例。淀粉在青贮中需水解成可溶性糖(WSC)才能被大部分乳酸菌利用。本研究选用两个稻草中NSC含量差异显著的水稻品种(杂交籼稻两优培九和常规粳稻武香粳14),设置0.5,1.0和1.5 g/kg的3个α-淀粉酶添加浓度和对照(无添加)进行试验,研究不同的α-淀粉酶添加浓度对稻草青贮品质的影响,为改善稻草饲用品质提供依据。结果表明,两优培九稻草中的NSC含量为6.89%,淀粉含量为3.68%,显著低于武香粳14稻草中的NSC(16.51%)和淀粉(10.63%)含量(P<0.05);添加不同浓度的α-淀粉酶后青贮稻草的饲用品质和发酵品质间存在显著差异(P<0.05),两优培九以1.5 g/kg的α-淀粉酶添加浓度效果最好,武香粳14以1.0 g/kg的添加浓度效果最好;武香粳14稻草添加α-淀粉酶的青贮效果显著优于两优培九。添加α-淀粉酶后两优培九稻草中的NSC、WSC和淀粉含量,以及武香粳14稻草中的NSC和淀粉含量均呈持续下降趋势,而武香粳14稻草中的WSC含量则呈“降-升-降”变化趋势;添加α-淀粉酶处理组的WSC含量在青贮第3天时较青贮第2天均有不同程度上升,并显著高于对照;但在青贮第5~14天期间,WSC含量大幅下降,与对照组差异减小。

二型花柱植物红蓼的繁殖生物学研究

文慧慧, 陈明林, 张自生

2015, 24(11):  155-162.  DOI: 10.11686/cyxb2014515

摘要 ( 1208 )   HTML ( 0)   PDF (1147KB) ( 733 )  

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本研究发现了红蓼的异型花柱现象,红蓼野外居群存在长柱型花和短柱型花。研究表明长/短柱花型具有精确的交互式异位特征,其花大小,柱头形态,乳突大小,花粉粒数目、大小都表现出两型性(P<0.01)。与长柱型花相比,短柱型花较大,有短且排列紧密的柱头乳突细胞,花药产生较少且大的花粉。长/短柱型花花瓣长度无显著差异(P>0.01)。扫描电镜显示两型花的花粉均具有散孔,孔近似圆形,边缘形状不规则。野外调查发现蓟马、蚂蚁、食蚜蝇为主要访花者。人工授粉,红蓼长/短柱型花自交、型内异交以及型间异交花粉管均萌发,0.5 h花粉管已萌发至子房,只有部分花粉管能萌发至子房且沿花柱壁及子房壁生长,说明其受精方式为合点受精。长/短柱型花型内异交座果率分别为14.00%和13.33%,自交座果率分别为4.62%和2.86%,型间异交的座果率分别为43.33%和44.61%,表明红蓼长/短柱型花自交表现出一定的亲和性,但座果率低,仍以异交为主。

早开堇菜组织培养及植株再生体系的建立

李俊强, 林利华, 张帆, 万雪琴, 刘敏, 赵景龙

2015, 24(11):  163-173.  DOI: 10.11686/cyxb2015160

摘要 ( 954 )   HTML ( 1)   PDF (283KB) ( 472 )  

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以野生早开堇菜为材料,研究了不同外植体类型(子叶节、叶片、叶柄)和不同激素配比对其不定芽诱导、愈伤组织诱导和分化的影响,成功建立了早开堇菜组织培养植株再生体系。结果表明,1) 诱导子叶节和叶柄不定芽诱导的最适培养基为 MS+2.0 mg/L 6-BA+0.1 mg/L NAA,叶片不适合作为直接诱导不定芽的外植体。2) 3种外植体均能诱导愈伤组织,子叶节愈伤组织诱导的时间最短,其次为叶柄,叶片最晚。子叶节和叶柄愈伤组织诱导的最适培养基为MS+1.0 mg/L 6-BA+0.5 mg/L 2,4-D,诱导率分别为98.3%和96.7%;叶片愈伤组织诱导的最适培养基为MS+1.0 mg/L 6-BA+0.5 mg/L 2,4-D+0.05 mg/L NAA,诱导率可达88.3%。3) 最适愈伤组织分化培养基为:MS+1.5 mg/L 6-BA+0.1 mg/L NAA,分化率为100%。4)不定芽增殖的最佳培养基为:MS+1.5 mg/L 6-BA+0.075 mg/L NAA,增殖率为4.68。 5)再生苗移植到添加1.0 mg/L 6-BA的1/2 MS培养基上,生根率92.3%。6)组培苗移栽到珍珠岩∶河沙∶腐殖质(1∶2∶2)的混合基质时,100%成活,且植株长势好。

21个苜蓿品种主要农艺性状关联分析与综合评价

伏兵哲, 高雪芹, 高永发, 李东宁, 张龙, 张蓉

2015, 24(11):  174-182.  DOI: 10.11686/cyxb2014541

摘要 ( 1028 )   HTML ( 3)   PDF (449KB) ( 723 )  

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为了明确苜蓿主要农艺性状与产量关系以及不同品种资源的生产特性,应用相关和灰色关联度对国内外21个苜蓿品种的主要农艺性状进行了关联性分析和生产性能综合评价。结果表明:生长速度,株高和鲜干比与干草产量的相关系数分别为0.87,0.86和0.55,存在极显著相关(P<0.01),同时灰色关联度较大,分别为0.8360,0.8330和0.7716,故这3个性状与干草产量之间有较大的关联性;单位面积植株数、一级分枝数和二级分枝数与干草产量不存在显著相关(P>0.05),且灰色关联度较小,分别为0.5921,0.6267和0.7406,与干草产量之间的关联性相对较小。通过最优关联度综合评价,甘农5号、金皇后、WL363HQ、WL319HQ和三得利与标准品种的关联度较大,在宁夏灌区生产性能表现较好;而敖汉、草原3号和甘农2号与标准品种的关联度较小,生产性能表现较差。

综合评述

土壤碳循环主要过程对气候变暖响应的研究进展

陈龙飞, 何志斌, 杜军, 杨军军, 朱喜

2015, 24(11):  183-194.  DOI: 10.11686/cyxb2014521

摘要 ( 1380 )   HTML ( 16)   PDF (755KB) ( 1305 )  

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目前,土壤呼吸等碳循环过程对气候变暖的响应仍是气候变化预测模型中不确定性的主要来源。本文以土壤呼吸为切入点,首先论述了土壤呼吸对气候变暖的响应及适应机制,并从土壤微生物(土壤呼吸的主体)、土壤有机碳分解的温度敏感性(土壤呼吸的反应底物)两个方面探讨了土壤碳循环过程对气候变暖的响应;随后论述了气候变暖与其他气候变化因子之间、地上与地下部分之间的协同作用对土壤碳循环过程的影响。得到以下主要结论:气候变暖可以影响土壤微生物的生理活性,甚至改变其群落结构,从而使土壤呼吸对增温产生适应;土壤有机碳分解对增温的敏感性由有机碳的化学组成结构、环境因子对其的保护作用、土壤微生物的生理特性等因素决定。并在此基础上提出了未来的研究重点:1)将土壤微生物过程耦合到气候变化模型中;2)积极探索新的土壤微生物研究方法;3)设置长期定位实验,研究多个气候变化因子之间的综合作用;4)加强地上、地下生态过程的系统研究。

内源脱落酸生理作用机制及其与苜蓿耐旱性关系研究进展

李跃, 万里强, 李向林

2015, 24(11):  195-205.  DOI: 10.11686/cyxb2014489

摘要 ( 919 )   HTML ( 5)   PDF (494KB) ( 1048 )  

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随着全球气候的恶化,水资源短缺等生态问题日益严重。在这样的背景下,作物的耐旱性研究成为人们研究的热点之一。脱落酸(ABA)作为胁迫激素,在植物干旱胁迫响应中发挥着重要而广泛的作用。植物细胞中,ABA通过2-甲基-D-赤藓糖-4-磷酸(2-C-methyl-D-erythritol-4-phosphate, MEP)途径合成,并最终与相应的受体结合并通过一系列的信号转导控制气孔关闭,或者通过其他通路调节胁迫相关的基因表达。紫花苜蓿是栽培广泛且品质优良的豆科牧草,干旱胁迫下苜蓿中脱落酸(ABA)会发生积累;同时,ABA水平的升高与苜蓿主根贮藏蛋白动态、基因表达以及一些渗透调节物质的积累密切相关。ABA与苜蓿耐旱性关系的研究正在逐渐深入,这些研究将深化人们对苜蓿耐旱机理的认识,并对苜蓿的育种具有深远影响。

单性花植物性别分化研究进展

高暝, 陈益存, 杨素素, 刘英冠, 朱慧萍, 汪阳东

2015, 24(11):  206-217.  DOI: 10.11686/cyxb2015046

摘要 ( 1060 )   HTML ( 1)   PDF (507KB) ( 813 )  

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性别分化是生物界普遍存在的一个自然现象。单性花由于仅含一种有功能的性器官,通过对其研究有助于解释植物性别分化和性别决定调控机制。植物性别决定方式多样且复杂,既有通过性别决定基因决定性别,又有性染色体,通过阻止性别决定基因重组确保稳定的性别分离;同时表观遗传由于影响基因表达活性,对性别分化也发挥重要作用。此外,植物激素、遗传因子、表观遗传修饰等之间存在相互作用,共同决定单性花性别。本文从单性花分类、雌雄花表型性状差异、遗传基础、表观遗传修饰、激素调控等方面综述单性花性别分化和决定调控机理,并提出未来研究中将面临的挑战和应对策略,为揭示植物性别分化和决定的机理提供有效参考。

假高粱的生物学特征及防治对策的研究进展

廖飞勇, 夏青芳, 蔡思琪, 蒋慧, 黄琛斐

2015, 24(11):  218-226.  DOI: 10.11686/cyxb2015130

摘要 ( 947 )   HTML ( 8)   PDF (549KB) ( 866 )  

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假高粱是外来恶性杂草,在我国不断扩散和为害,必须对它进行防治。本文综述假高粱的研究成果,为它的防治提供指导。首先综述了假高粱的形态特征与同属其他种的区别,主要是秆粗0.5 cm,叶舌长1.0~1.5 cm,外颖顶端3齿裂。含假高粱的土壤中小麦、棉花、莴苣的种子发芽率被抑制40%以上;小麦、玉米、棉花地上部分生长被抑制9.8%以上。对假高粱的防治可以采用10%尿素和15%碳铵灭杀其种子;可以用白萝卜和昆虫抑制其生长;使用咪唑乙烟酸、甲氧咪草烟、草铵膦、烯草酮加草铵膦可以杀死94%的植株;喔草酯和喹禾灵可以减少假高粱的生长97%以上。可以利用假高粱喂养中华稻蝗,也可以用来造纸。提出了加强假高粱生理生态习性研究、开发专性除草剂、筛选和利用生物进行防治、进行景观利用和综合利用等建议和措施。

研究简报

高寒地区歪头菜营养品质动态变化及其评价

毛祝新, 傅华, 牛得草, 聂斌, 陈昊

2015, 24(11):  227-233.  DOI: 10.11686/cyxb2015123

摘要 ( 797 )   HTML ( 0)   PDF (592KB) ( 698 )  

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优质豆科牧草选育和栽培对于高寒地区畜牧业发展具有重要意义,歪头菜是高寒地区极具饲用价值的豆科牧草,对其进行产量和营养品质动态变化研究,有利于高品质饲草的生产和利用。在高山草原地区通过田间试验,研究了歪头菜在不同生长时期(分枝期、现蕾期、初花期、盛花期)刈割时,干草产量和粗蛋白(CP)、可溶性糖(WSC)、灰分(ASH)含量和矿物元素含量的动态变化。结果表明,歪头菜草产量随着生长逐渐增加,而CP、WSC含量在生长初期较高,生长后期(盛花期)CP含量降低,而WSC含量达到最高。ASH含量在整个生长过程中呈单峰曲线变化特征,但各矿物元素含量的变化规律不尽相同。从饲用角度看,各刈割期的CP含量均达到美国一等饲草标准,其中,盛花期干草产量和WSC含量最高,营养元素中,除Ca和Cu外,能够基本满足高寒地区家畜对P、K、Na、Mg、Mn和Zn元素的营养需求。进一步利用灰色关联度分析和权重赋值法对上述指标进行综合评价,发现盛花期综合评价值最高,因此建议歪头菜在高山草原地区的最佳利用时期为盛花期。

PEG引发对燕麦老化种子活力的影响

夏方山, 闫慧芳, 毛培胜, 王明亚, 郑慧敏, 陈泉竹

2015, 24(11):  234-239.  DOI: 10.11686/cyxb2014520

摘要 ( 923 )   HTML ( 2)   PDF (377KB) ( 735 )  

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为探讨PEG引发对燕麦老化种子活力的影响,并确定其最适浓度和引发时间,试验以45℃老化48 d的超干燕麦种子(含水量4%)为材料,通过不同浓度PEG-6000(0,-0.3,-0.6,-0.9和-1.2 MPa)引发0(CK),3,6和12 h后,分析其发芽率、发芽指数、平均发芽时间及幼苗活力指数的变化。结果表明:低浓度(0-0.6 MPa)PEG引发降低了燕麦老化种子的发芽率、发芽指数及幼苗活力指数,并提高了其平均发芽时间;而高浓度(-0.9和-1.2 MPa)则相反。这表明PEG引发不仅能预防超干燕麦种子的吸胀损伤,还能修复其老化损伤,但作用效果与其浓度、引发时间及两者之间交互作用显著相关。该试验中浓度为-1.2 MPa的PEG引发12 h时效果最佳,但是否能应用于农业生产实践仍需深入探讨。

真盐生植物梭梭和囊果碱蓬幼苗耐干旱能力的研究

丁效东, 张士荣, 刘阳超, 冯固

2015, 24(11):  240-246.  DOI: 10.11686/cyxb2014542

摘要 ( 911 )   HTML ( 0)   PDF (967KB) ( 752 )  

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本文以沙生植物白梭梭幼苗为对照,研究了盐生植物梭梭和囊果碱蓬幼苗的耐干旱脱水能力,通过比较干旱时间对三者幼苗干旱后存活率的影响,评价其耐脱水能力,并对复水后根部细胞的受损情况进行了研究。结果表明:根长为 12 cm白梭梭幼苗经过7,14,21和28 d干旱后,存活率没有显著性差异,但是梭梭和囊果碱蓬随着干旱时间的延长,存活率发生显著性地降低,囊果碱蓬幼苗干旱28 d后全部死亡并发生降解;白梭梭幼苗的耐干旱能力比较强,干旱28 d后复水根部死亡细胞和受伤的细胞比较少,而梭梭死亡和受损程度明显比白梭梭高;300 mmol /L NaCl溶液处理,梭梭的根尖发生弯曲,根尖大部分死亡。研究表明,白梭梭、梭梭和囊果碱蓬属于“同型叶绿素型”植物,在光照下干旱叶绿体不会被降解,其幼苗在干旱和复水过程中能够适应干旱环境。

45个苜蓿品种秋眠级初步评定

方珊珊, 孙启忠, 闫亚飞, 刘志英, 陶雅, 李峰

2015, 24(11):  247-255.  DOI: 10.11686/cyxb2014511

摘要 ( 1061 )   HTML ( 25)   PDF (498KB) ( 914 )  

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以美国11个苜蓿秋眠性标准品种为对照,依据Teuber等方法连续两年(2013年和2014年)在内蒙古西部干旱地区评定国内和国外引进的共45个苜蓿品种的秋眠级,建立了11个标准品种秋眠级与秋季再生株高的回归关系。结果表明,苜蓿秋季刈割后第21天的再生自然株高与原秋眠级存在真实的线性回归关系,R²分别为0.9643和0.9867。相关性分析表明,11个标准对照品种的实际秋眠级与原秋眠级之间相关系数为0.994,存在极显著正相关;13个已知原秋眠级的引进品种的实际秋眠级与原秋眠级之间的相关系数为0.969,存在显著正相关。聚类分析表明,21个国内苜蓿品种中90%的为秋眠和极秋眠类型,其中渝苜1号、甘农5号和凉苜1号实际秋眠级评定结果分别为6.8,7.4和8.5,属于非秋眠类型,国外引进品种秋眠类型多样性高,各种类型均有分布。