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2019年 第28卷 第8期    刊出日期：2019-08-20

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2019, 28(8):  0-0. 

摘要 ( 106 )   PDF (207KB) ( 175 )  

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研究论文

青海森林凋落物生态化学计量特征及其影响因子

王鑫, 罗雪萍, 字洪标, 杨文高, 胡雷, 王长庭

2019, 28(8):  1-14.  DOI: 10.11686/cyxb2018495

摘要 ( 422 )   HTML ( 10)   PDF (2232KB) ( 651 )  

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凋落物在调节植物-土壤间养分循环和维持森林生态系统物质平衡中具有重要作用。为阐明青海省不同林型(针叶林、阔叶林)森林生态系统凋落物养分含量以及影响凋落物养分变化的环境因子,本研究以青海21个地区的针叶林、阔叶林地表凋落物为研究对象,分析不同林型和海拔上凋落物养分、生态化学计量特征变化规律及其影响因子。结果表明:1)不同海拔分区上,针叶林凋落物碳(C)、氮(N)含量、C∶P、N∶P高于阔叶林,而磷(P)含量低于阔叶林;2)针叶林凋落物N、P含量、C∶N、C∶P、N∶P均与海拔呈线性关系(P<0.001),即N含量、C∶P、N∶P随海拔升高递增,P含量、C∶N随海拔升高递减;3)两种林型(针叶林、阔叶林)凋落物现存量、养分含量及生态化学计量特征与经纬度、坡度、郁闭度、群落高度、样地投影面积均存在显著相关性(除阔叶林P和C∶P外);4)两种林型(针叶林、阔叶林)凋落物C、N、P含量较低;针叶林、阔叶林普遍受到N限制(N∶P<14),其中针叶林在高海拔地区又受到P限制(14<N∶P<16);5)环境因子(海拔、纬度、坡度等)直接影响凋落物生物量、养分含量及其生态化学计量特征。总之,不同林型和海拔对凋落物养分含量及其生态化学计量特征的影响存在显著差异,且各影响因子(海拔、纬度、坡度等)与养分含量之间存在显著相关性。因此,在管理和利用森林生态系统时应综合考虑凋落物与各因子之间的变化特征及相关性,以便制定出合理的森林管理与利用措施。

西北干旱灌区紫花苜蓿高产田施肥效应及推荐施肥量研究

于铁峰, 刘晓静, 吴勇, 蒯佳琳

2019, 28(8):  15-27.  DOI: 10.11686/cyxb2018503

摘要 ( 327 )   HTML ( 10)   PDF (2009KB) ( 481 )  

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为揭示紫花苜蓿氮、磷、钾肥效应,采用“3414”不完全正交回归设计,对紫花苜蓿氮、磷、钾肥合理配比施肥效应进行研究,同时对紫花苜蓿产量及蛋白总量进行肥效模型拟合。结果表明,氮、磷、钾对建植2年苜蓿产量的贡献为钾>磷>氮,对建植3年苜蓿产量的贡献为磷>钾>氮,建植2与3年苜蓿交互效应均表现为氮磷>氮钾>磷钾。氮、磷、钾对建植2年苜蓿蛋白总量的贡献为氮>钾>磷,对建植3年苜蓿蛋白总量的贡献为氮>磷>钾。建植2年苜蓿氮磷肥互作效应明显优于氮钾、磷钾互作;建植3年苜蓿氮磷、氮钾交互对苜蓿蛋白总量的增产效果明显大于磷钾交互。采用频度分析法,通过模拟寻优,得出建植2年紫花苜蓿目标产量大于平均产量17522 kg·hm^-2时,优化施肥量为氮56.27~67.51 kg·hm^-2、磷77.69~90.48 kg·hm^-2、钾76.43~87.18 kg·hm^-2;建植3年紫花苜蓿目标产量大于平均产量19234.1 kg·hm^-2时,优化施肥量为氮46.75~57.66 kg·hm^-2、磷80.15~92.28 kg·hm^-2、钾57.79~69.74 kg·hm^-2;建植2年紫花苜蓿目标蛋白总量大于平均2115 kg·hm^-2时,优化施肥量为氮66.35~77.48 kg·hm^-2、磷79.34~92.87 kg·hm^-2、钾73.68~85.38 kg·hm^-2;建植3年紫花苜蓿目标蛋白总量大于平均2656 kg·hm^-2时,优化施肥量为氮68.44~79.50 kg·hm^-2、磷72.74~85.96 kg·hm^-2、钾50.68~61.61 kg·hm^-2。

江淮地区不同轮茬作物对苜蓿产量及根际土壤质量的影响

李争艳, 徐智明, 师尚礼, 贺春贵

2019, 28(8):  28-39.  DOI: 10.11686/cyxb2019007

摘要 ( 332 )   HTML ( 2)   PDF (1301KB) ( 386 )  

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为阐明江淮地区不同轮茬作物对苜蓿产量及根际土壤质量的影响,以苜蓿生长4年翻耕灭茬重新种植1年为对照(CK),研究了不同轮茬处理(3年苜蓿-玉米-苜蓿记作T₁,3年苜蓿-高粱-苜蓿记作T₂),利用传统法测定苜蓿产量及不同土层土壤理化性质,使用试剂盒测定根际土壤酶活性,通过高通量测序法对根际土壤细菌群落多样性进行了分析。结果表明: 轮茬玉米(T₁)及轮茬高粱(T₂)后苜蓿产量分别是苜蓿连种(CK)的1.27和1.13倍;轮茬高粱使土壤pH、有机质含量显著增加(P<0.05),轮茬玉米土壤总氮含量显著增加(P<0.05),轮茬玉米及轮茬高粱显著提高了土壤速效钾含量(P<0.05);不同轮茬均能减轻土壤容重,且轮茬高粱更为显著;与苜蓿连种相比,轮茬玉米与轮茬高粱土壤过氧化氢酶及土壤脲酶活性均显著高于苜蓿连种土壤(P<0.05);借助高通量测序法对根际土壤细菌群落结构多样性分析表明,各处理土壤前3位高丰度表达优势细菌门均为变形菌、拟杆菌和厚壁菌;轮茬玉米与轮茬高粱处理根际土壤细菌种群数量显著高于CK,OTU数量分别是苜蓿连种土壤的1.25和1.39倍,且轮茬高粱处理的土壤细菌Shannon、Chao、Sobs多样性指数显著高于苜蓿连作土壤(P<0.05);而在细菌相对丰度上,苜蓿连作土壤中变形菌及厚壁菌相对丰度显著高于轮茬处理(P<0.05),而轮茬土壤中绿湾菌及浮霉菌要显著高于连作土壤(P<0.05)。综上表明,江淮地区轮茬较苜蓿连作更有助于提高土壤肥力及土壤酶活性,稳定细菌群落结构,改良土壤,提高土地生产力进而提高产量。

宁夏黄灌区专用青贮玉米品种生产性能和营养价值研究

林语梵, 朱鸿福, 王丽慧, 张桂杰

2019, 28(8):  40-48.  DOI: 10.11686/cyxb2018820

摘要 ( 373 )   HTML ( 3)   PDF (492KB) ( 342 )  

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为给宁夏黄灌区选择优良的专用型青贮玉米,采用随机区组设计,在宁夏黄灌区对引进的5个国外品种(CLO131、CLO132、CLO133、CLO134和CLO135)和1个本地品种(金刚青贮50)生产性能、营养成分、干物质和中性洗涤纤维体外消化率进行分析。结果表明:1)引进品种能在宁夏黄灌区正常生长,无大面积病虫害发生。2)品种间株高差异显著(P<0.05),所有引进品种株高低于对照品种(300.3 cm),CLO132株高最高,为291.7 cm,CLO133株高最低,为254.3 cm。对照品种产量为5786.6 kg·hm^-2,高于所有引进品种,但差异不显著(P>0.05)。3)品种间粗蛋白、中性洗涤纤维和淀粉含量差异显著(P<0.05),CLO135粗蛋白含量最高,为9.23%;对照组中性洗涤纤维含量最高为33.43%,CLO132、CLO134和CLO135中性洗涤纤维含量均低于30%;引进品种CLO135淀粉含量最高为43.11%;对照品种与引进品种酸性洗涤纤维、粗脂肪、粗灰分和木质素含量差异不显著(P>0.05)。不同品种钙含量差异显著(P<0.05),对照品种钙含量为0.44%高于引进品种。4)品种间体外干物质消化率和中性洗涤纤维消化率差异不显著(P>0.05),CLO135体外干物质消化率和中性洗涤纤维消化率较高,分别为89.08%和58.17%。综合评价得出适宜宁夏黄灌区种植专用型青贮玉米品种顺序为CLO135>CLO134>CLO131>CLO132>CLO133>CK,CLO135作为专用型青贮玉米在宁夏黄灌区进行推广具有最大潜力。

21个粮饲兼用型青贮玉米在河南的品种比较试验

刘晓, 王博, 朱晓艳, 郭晓洁, 王成章, 李德锋

2019, 28(8):  49-60.  DOI: 10.11686/cyxb2018539

摘要 ( 390 )   HTML ( 4)   PDF (795KB) ( 529 )  

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为选出适合河南地区种植的青贮玉米品种,采用随机法对21个玉米品种(每个玉米品种5个重复)进行分区组种植,以研究其生物学产量、籽粒产量、抗倒伏性和品质,及其各农艺性状的相关关系。结果表明:1)以京科青贮932、伟科106的生物学产量和籽粒产量最高,且具有良好的抗倒伏性能。2)伟科106、京科青贮932有较高的粗蛋白、粗脂肪和淀粉含量,而中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)的含量较低,品质较优。3)生物学产量与绿叶数、绿叶重、株高、茎粗和茎重、穗重呈极显著正相关,籽粒产量与绿叶数、绿叶重、茎粗和茎重、穗重呈极显著正相关,生物学产量与籽粒产量也呈极显著正相关。因此,选用绿叶多和绿叶重、茎重和茎粗、穗部产量均优且有一定植株高度的品种有利于获得高产;粗蛋白与粗脂肪、淀粉含量呈正相关。从生物学产量、籽粒产量、品质、抗倒伏性能和农艺性状方面综合考虑,京科青贮932和伟科106表现最佳,适宜作为全株青贮玉米品种和粮饲兼用品种在河南地区推广种植。

添加白菜尾菜和甲酸对干玉米秸秆贮存品质的影响

任海伟, 孙安琪, 任军乐, 李志忠, 范文广, 王昱, 刘菲菲, 沈佳莉, 孙文斌

2019, 28(8):  61-71.  DOI: 10.11686/cyxb2018244

摘要 ( 269 )   HTML ( 0)   PDF (948KB) ( 365 )  

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基于干玉米秸秆与白菜尾菜的理化互补特性,详细研究了添加白菜尾菜对干秸秆贮存品质的影响,并进一步探讨添加甲酸对二者混贮品质的调控效果,结合高通量测序技术解析贮存过程中的微生物多样性。试验设置干秸秆单一贮存组(SE组)、干秸秆/白菜混贮组(ME组)和干秸秆/白菜混贮+甲酸组(FB组)3个试验组,(18±1) ℃恒温密闭贮存60 d,间隔30 d分析有机组分含量、发酵品质及细菌多样性的动态变化。结果表明,ME和FB组的干物质损失率和pH值均显著低于对照SE组(P<0.05),长时间贮存有利于降低酸性洗涤木质素(ADL)含量。与SE组相比,ME和FB组乳酸细菌多样性更为丰富,包含乳杆菌属、类乳杆菌属、肉食杆菌属、乳球菌属、片球菌属、肠球菌属等。肠杆菌属是贮存过程中的主要腐败菌,但60 d时FB组中肠杆菌属丰度明显低于SE组。可见,废弃白菜与干玉米秸秆进行混合湿法贮存能减少干物质损失,调控发酵微生物菌群结构,加入甲酸能进一步优化木质纤维组分。

不同坪床配比对‘阳江’狗牙根草坪耐践踏性的影响

李丹丹, 宗俊勤, 郭海林, 陈静波, 张有海, 周震东, 刘建秀

2019, 28(8):  72-83.  DOI: 10.11686/cyxb2018451

摘要 ( 321 )   HTML ( 2)   PDF (1318KB) ( 394 )  

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采用大田实验,研究了连续两年模拟践踏处理对不同坪床配比[河沙(S)∶黄沙(C)=0∶100、20∶80、40∶60、60∶40、80∶20、100∶0(对照)]的国审品种‘阳江’狗牙根运动场草坪坪床物理性质、根系形态、根系空间分布、草坪生长和坪用质量的影响。结果表明,践踏处理增加了土壤容重、土壤紧实度和土壤剪切力,降低了土壤总孔隙度;坪床物理性质的变化虽然降低了‘阳江’狗牙根草坪地下部生长,但是改变了根系形态,促进了根系向深层扩展;根系形态和分布的变化影响了草坪地上部生长和坪用质量,草屑、残茬干重和坪用质量降低而地上部密度增加。与传统的纯河沙坪床比较,混入一定比例的黄沙,降低了土壤紧实度,促进了根系生长和向根系层深处的扩展,提高了草坪地上部密度和残茬干重,增加了草皮的耐磨损性,全面提高了运动草坪的耐践踏性。其中,践踏处理对坪床配比河沙60%黄沙40%的坪床物理性质、根系形态和分布、地上部生长和坪用质量的影响最小。因此,河沙60%黄沙40%为‘阳江’狗牙根最佳坪床配比。

菲和芘胁迫下AMF和PGPR对高羊茅生理生态的响应

李文彬, 宁楚涵, 李伟, 李峰, 郭绍霞

2019, 28(8):  84-94.  DOI: 10.11686/cyxb2018510

摘要 ( 304 )   HTML ( 3)   PDF (1351KB) ( 380 )  

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旨在探究菲和芘胁迫下丛枝菌根真菌(AMF)与根围促生细菌(PGPR)对高羊茅生理生态的响应。以菲和芘1∶1混合处理浓度各0、50、100和150 mg·kg^-1下对高羊茅接种AMF变形球囊霉(Gv)、PGPR荧光假单胞菌(Ps2-6)、Gv+Ps2-6和不接种对照共16个处理。结果表明,AMF、PGPR或AMF+PGPR处理均显著增加高羊茅生物量和菌根侵染率,增强植物光合作用,提高叶绿素含量,显著提高植物体内生理活性。在土壤中菲和芘100 mg·kg^-1水平下,与对照相比,双接种Gv+Ps2-6处理的高羊茅叶片叶绿素a、b和总叶绿素含量分别提高57.7%、41.7%和51.8%;净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、胞间CO₂浓度(C_i)和气孔导度(G_s)分别增加70.6%、100.0%、4.5%和78.6%;最大光化学效率(F_v/F_m)和PSⅡ潜在活性(F_v/F_o)分别提高2.2%和8.8%;超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性、可溶性糖和脯氨酸含量分别是对照的1.6、1.5、2.3和2.7倍,丙二醛含量比对照下降46.0%;高羊茅株高和地上鲜重分别比对照增加63.0%和69.6%;接种PGPR处理能够增加AMF侵染率以及菌根依赖性。供试条件下,双接种Gv+Ps2-6处理增加高羊茅叶绿素含量和抗氧化能力,增强光合作用能力,降低膜脂过氧化水平,促进植物生长的作用最为显著。

外源褪黑素对干旱胁迫下烤烟幼苗生长的缓解效应与生理机制研究

刘领, 李冬, 马宜林, 王丽君, 赵世民, 周俊学, 申洪涛, 王艳芳

2019, 28(8):  95-105.  DOI: 10.11686/cyxb2019098

摘要 ( 424 )   HTML ( 7)   PDF (1473KB) ( 594 )  

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为探究外源褪黑素(MT)在增强烤烟干旱胁迫耐受性中的作用,以耐旱型的‘豫烟6号’和干旱敏感型的‘豫烟10号’为材料,利用15%的聚乙二醇(PEG-6000)模拟中度干旱环境,研究干旱胁迫条件下叶面喷施不同浓度的MT(0, 0.1, 0.2, 0.4 mmol·L^-1)对烤烟幼苗的生长、叶绿素含量、光合特性、叶绿素荧光、抗氧化酶活性及活性氧代谢的影响。结果表明:干旱胁迫下外源MT处理可显著增加烤烟幼苗的总根长、总根表面积、根平均直径和根尖数;提高叶绿素含量、净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、蒸腾速率(T_r)、水分利用效率(WUE)、PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)、PSⅡ实际光化学效率(Φ_PSⅡ)和光化学猝灭系数(qP),减缓叶片中胞间CO₂浓度(C_i)和非光化学猝灭系数(NPQ)的升高,有效减轻干旱胁迫对烤烟幼苗叶片光合作用的气孔限制和非气孔限制;提高叶片中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性,增强烟苗的抗氧化性能;降低丙二醛(MDA)含量和 $O^{-·}_{2}$ 产生速率,有效缓解干旱胁迫对膜的伤害,增强烟苗耐受性;其中干旱敏感型品种‘豫烟10号’变化幅度大于耐旱型品种‘豫烟6号’;随着外源MT浓度的增加,2个烤烟品种幼苗的生长指标均表现出先升高后降低的趋势,以叶面喷施0.2 mmol·L^-1的MT对烟苗生长的促进效果最佳。因此,在干旱胁迫下,叶面喷施适宜浓度的MT能提高烟草幼苗对光能的捕获与转换,增强光合作用,促进烟苗的生长;并能够通过增强烟苗的抗氧化能力,缓解氧化伤害,从而增强烟草幼苗对干旱逆境的适应性,且对干旱敏感型品种‘豫烟10号’的效果更为显著。

高温冲击对受丝茅入侵的细叶结缕草现实和潜在竞争力的影响

汪智宇, 李莹, 刘金平, 伍德, 苟蓉

2019, 28(8):  106-118.  DOI: 10.11686/cyxb2018490

摘要 ( 257 )   HTML ( 1)   PDF (565KB) ( 284 )  

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针对亚热带地区丝茅入侵造成暖季型草坪退化的问题,模拟了40、42、44 ℃夏季高温条件,对取代试验设计形成的5个丝茅入侵的细叶结缕草草坪进行连续30 d (2 h·d^-1)的高温冲击处理,测定丝茅和结缕草的地下和地上相对产量、相对产量总和、攻击力、竞争平衡指数等现实竞争参数,通过株高、分蘖数、叶面积、叶绿素和生理活性物质含量等指标,分析丝茅和结缕草的光合同化、再生能力和抗性生理等后续生长物质基础,研究高温冲击对不同入侵比例的丝茅和结缕草的现实和潜在竞争力影响。结果表明:1)高温冲击引起结缕草地上与地下相对产量的平衡性下降,丝茅表现为地上与地下均衡性降低,高温冲击增加了两种植物地上部分的拮抗作用,丝茅侵入量比高温冲击对结缕草相对产量的影响更大,≥30%侵入量与高温协同作用使结缕草地上与地下相对产量急剧下降。2)42 ℃时结缕草地上和地下攻击力指数及地上和地下竞争平衡指数最大,>42 ℃时结缕草攻击力和竞争平衡指数降低(P<0.05),但丝茅的攻击力和竞争平衡指数则增加。仅40和42 ℃条件下,当侵入量≤20%时,结缕草地上竞争力占优势,其他温度和侵入量条件下,丝茅地上和地下攻击力大于结缕草,从而有利于丝茅入侵和拓展。3)高温冲击增加了丝茅的株高和分蘖数,>42 ℃高温限制了结缕草的分蘖数,≥30%丝茅侵入量抑制结缕草分蘖而促进株高(P<0.05);高温冲击降低了结缕草叶片数和叶面积,增加了丝茅叶片数和叶面积,≥10%丝茅侵入量降低了结缕草叶面积,≥30%侵入量降低了结缕草叶片厚度和叶片数。4)高温冲击和丝茅入侵对结缕草叶绿素含量、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性和丙二醛(MDA)、脯氨酸(Pro)含量存在显著影响,结缕草生理反应比丝茅更易受到高温冲击的影响。5)高温冲击对结缕草形态、生理、相对产量及攻击力的影响大于丝茅,丝茅入侵对结缕草造成显著危害,高温和丝茅侵入量的协同作用,降低了结缕草的攻击力和竞争平衡指数等现实竞争力,限制了结缕草分蘖、光合及抗性物质等潜在竞争力。因此,控制丝茅侵入量≤20%是夏季结缕草草坪养护的基本要求。

盐胁迫对新麦草种子萌发及幼苗期生理特性的影响

李珍, 云岚, 石子英, 王俊, 张晨, 郭宏宇, 盛誉

2019, 28(8):  119-129.  DOI: 10.11686/cyxb2018430

摘要 ( 405 )   HTML ( 6)   PDF (1890KB) ( 513 )  

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为研究新麦草种子萌发期及幼苗期的耐盐性,以前期在盐碱地种植的6个不同品种的新麦草为材料,采用0.6%~2.0%的8个浓度梯度NaCl溶液分别处理6种材料,蒸馏水为对照。统计盐胁迫处理下6个品种种子的发芽率、发芽势、根长、芽长等萌发指标。将经1.8%、2.0%高浓度NaCl处理下萌发的幼苗移栽到育苗钵中培育,材料生长到三叶期后,再次进行0.6%浓度NaCl中度盐胁迫,并测定叶片的生长高度,可溶性糖、游离脯氨酸含量,SOD、POD、CAT等抗氧化酶活性及丙二醛含量和电导率。通过隶属函数和主成分分析对6种新麦草萌发期与苗期的耐盐性进行综合评价。结果表明,随着盐浓度的增加,新麦草的发芽率、发芽势、活力指数和相对生长速度均呈下降趋势;幼苗叶片中脯氨酸、可溶性糖、丙二醛的含量和相对电导率在中度盐胁迫后增加;SOD、POD、CAT的变化在不同材料中表现不一致。主成分分析表明盐胁迫下发芽指标是评价新麦草耐盐性的主要成分,其次是抗氧化酶活性和膜质过氧化性。

狼毒浸提液对3种牧草种子萌发和幼苗生长的影响

刘雅婧, 蒙仲举, 党晓宏, 宋文娟, 翟波

2019, 28(8):  130-138.  DOI: 10.11686/cyxb2019122

摘要 ( 343 )   HTML ( 3)   PDF (1129KB) ( 485 )  

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采用培养皿滤纸法研究狼毒浸提液对紫花苜蓿、披碱草和冰草的化感作用,分析狼毒浸提液对3种牧草种子萌发和幼苗生长的作用规律和作用强度,以期为退化草原的恢复提供理论依据。结果表明:1)5种浓度梯度狼毒浸提液处理对紫花苜蓿种子发芽率均具有抑制作用,125 g·L^-1处理下种子发芽率较对照相比减少33.56%;对披碱草和冰草种子具有“低促高抑” 现象,25 g·L^-1处理下披碱草种子发芽率较对照增加19.76%,冰草增加 45.91%。2)狼毒浸提液对紫花苜蓿幼苗苗高呈现低浓度(≤50 g·L^-1)促进生长,高浓度(≥75 g·L^-1)抑制生长,对披碱草幼苗苗高呈现低浓度(≤25 g·L^-1)促进生长,高浓度(≥50 g·L^-1)抑制生长。狼毒浸提液对冰草幼苗根长具有抑制作用,较对照相比减少78.21%。狼毒浸提液处理下3种牧草种子萌发和幼苗生长均受到抑制作用,且随着狼毒浸提液浓度的增加,抑制作用逐渐增强。

AM真菌与根瘤菌对紫花苜蓿镰刀菌萎蔫和根腐病的影响

王晓瑜, 丁婷婷, 李彦忠, 段廷玉

2019, 28(8):  139-149.  DOI: 10.11686/cyxb2018453

摘要 ( 482 )   HTML ( 4)   PDF (1878KB) ( 720 )  

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通过温室盆栽试验,探究了丛枝菌根(arbuscular mycorrhizal,AM)真菌摩西管柄囊霉与苜蓿中华根瘤菌对紫花苜蓿尖孢镰刀菌萎蔫和根腐病的影响,以期为合理利用两类共生菌,提高苜蓿抗病性提供理论依据。试验共8个处理,分别为接种或不接种AM真菌、根瘤菌和病原菌以及两两组合。与对照相比,AM真菌降低紫花苜蓿萎蔫和根腐病发病率80.13%(P<0.05)。AM真菌和根瘤菌互作促进苜蓿养分吸收、叶绿素合成,互作处理较对照叶绿素含量(soil and plant analyzer development value, SPAD值)提高61.85%,茎叶N含量提高26.5倍、P含量提高54.3倍,紫花苜蓿茎叶干重提高23.4倍(P<0.05)。AM真菌促进了紫花苜蓿根瘤的形成,较对照根瘤数多111.73%;AM真菌与根瘤菌二者互作,进一步促进了紫花苜蓿生长、养分吸收,降低了紫花苜蓿发病率,同时显著影响紫花苜蓿根系相关生化指标。互作处理提高超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)活性41.05%,β-1, 3-葡聚糖酶(β-1, 3-glucanase)活性33.9%,茉莉酸(jasmonic acid, JA)浓度23.32%,木质素(lignin)16.92%,脱落酸(abscisic acid, ABA)、一氧化氮(nitric oxide, NO)和过氧化氢(hydrogen peroxide, H₂O₂)浓度分别降低26.68%,9.63%和25.26%,丙二醛(malondialdehyde, MDA)含量降低24.57%。综上所述,摩西管柄囊霉与苜蓿中华根瘤菌互作,可有效减轻紫花苜蓿镰刀菌萎蔫和根腐病的发生,二者具有良好的生防潜力。

高寒草甸优势禾草-异针茅内生真菌的分离与鉴定

鲍根生, 俞永飞, 李春杰

2019, 28(8):  150-160.  DOI: 10.11686/cyxb2018470

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异针茅作为青藏高原地区重要的乡土草种之一,是高寒草甸草原主要的建群禾草种类。迄今为止,有关异针茅所感染内生真菌的种类和分类地位的研究尚未见报道。基于此,以青海高原地区两个地理种群的异针茅为研究对象,采用常规分离培养形态观测和管家基因扩增目的片段基因并与已公布的内生真菌序列构建系统发育树的方法,确定异针茅感染内生真菌的种类和分类地位。结果表明:异针茅分离出的内生真菌菌落形态、生长速度和分生孢子形态等均与Epichloё属内生真菌的形态特征相似。编码蛋白tub和肌动蛋白actin序列构建的系统发育树表明,异针茅感染的内生真菌种类分别为Epichloё gansuensis和Epichloё sylvatica,而转录延长因子tef序列构建的系统发育树发现异针茅感染的内生真菌种类分别为Epichloё inebrians和E. sylvatica。由此可见,异针茅感染的内生真菌分别为甘肃内生真菌E. gansuensis、醉马草内生真菌E. inebrians和欧洲短柄草内生真菌E. sylvatica;进一步揭示异针茅感染的内生真菌表现出多样性,异针茅与其感染的内生真菌间未形成严格的宿主特异性。

青海高寒草地针茅根际土壤细菌拮抗功能评价及鉴定

刘雪儿, 马金凤, 杨成德, 李统华

2019, 28(8):  161-169.  DOI: 10.11686/cyxb2018504

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通过分离青海高寒草地针茅根际土壤细菌,以番茄早疫病菌、马铃薯枯萎病菌、马铃薯坏疽病菌和马铃薯炭疽病菌为指示菌,采用平板对峙法对其拮抗功能进行评价,并利用16S rDNA序列分析法进行鉴定。结果表明,从针茅根际土壤中共分离获得23株土壤细菌,17株可转代培养,根际土壤细菌数量介于6.4×10⁶~36×10⁶ cfu·g^-1,其中4T1、5T1、10T1和10T3至少对1种病原真菌有抑菌作用,占细菌总数的17.39%,抑菌率介于46.68%~75.71%;菌株10T1的抑菌效果最好,对番茄早疫病菌、马铃薯枯萎病菌、马铃薯坏疽病菌和马铃薯炭疽病菌的抑菌率分别为67.14%、68.57%、61.43%和75.71%;23株土壤细菌均呈革兰氏阳性,杆状,大小介于3.79 μm×0.85 μm~10.50 μm×2.37 μm。结合培养形状、形态特征和16S rDNA序列分析将17株土壤细菌鉴定为7属12种,其中芽孢杆菌属8株,占鉴定总数的47.05%,为优势属。通过对青海高寒极端生境针茅根际土壤细菌的拮抗功能评价,为生防菌剂的开发提供了菌株资源。

祁连山中段退化高寒草地土壤细菌群落分布特征

李海云, 姚拓, 马亚春, 张慧荣, 路晓雯, 杨晓蕾, 夏东慧, 张建贵, 高亚敏

2019, 28(8):  170-179.  DOI: 10.11686/cyxb2018245

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为探究祁连山中段不同退化高寒草地土壤细菌群落分布特征,采用Illumina HiSeq PE250高通量测序平台对轻度、中度和重度退化草地土壤细菌群落变化特征进行研究,并对土壤细菌群落与土壤酶活性、土壤理化因子间关系进行分析。结果表明:随着退化程度加剧,植被盖度、高度、地上生物量和多样性指数均明显降低(P<0.05);土壤理化性质和酶活性变化各异且差异显著(P<0.05)。高通量测序共得到257971条有效序列,219017条优质序列和2004个OTUs。细菌群落丰富度指数依次为轻度>中度>重度,多样性指数为轻度>重度>中度,Beta多样性分析表明各样地间差异为轻度>重度>中度。其中,放线菌门(Actinobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)、酸杆菌门(Acidobacteria)和变形菌门(Proteobacteria)为3种退化草地土壤的优势菌门,在轻度、中度和重度退化草地土壤中分别占77.25%、84.27%和78.66%;乳球菌属为3种退化草地土壤的优势菌属,在轻度、中度和重度退化草地土壤中分别占14.29%、38.84%和7.39%。冗余分析表明:土壤酶活性和土壤理化性质均对细菌群落的组成具有影响,其中土壤pH是影响土壤细菌群落分布的主要驱动因子。祁连山中段不同退化高寒草地土壤细菌群落的变化主要受土壤理化性质和酶活性的影响。

罗布麻K⁺通道编码基因AvAKT1的克隆与表达分析

夏曾润, 王文颖, 刘亚琪, 王锁民

2019, 28(8):  180-189.  DOI: 10.11686/cyxb2018456

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罗布麻是一种典型的钾高效植物,具有很强的K⁺吸收和利用效率,通过增强对K⁺的选择性吸收维持体内高且稳定的K⁺含量和K⁺/Na⁺以抵御盐和干旱胁迫。为了探究其分子机制,采用RT-PCR和RACE技术从罗布麻根中克隆得到Shaker家族成员K⁺通道蛋白基因AvAKT1,其cDNA全长序列2906 bp,编码899个氨基酸。氨基酸序列分析显示AvAKT1包含Shaker同源蛋白家族典型的6个跨膜域、1个P环以及环核苷酸结合位点(cyclic nucleotide-binding domain, cNBD)、锚蛋白区(ankyrin-related domain, ANKY)和富含疏水酸性残基区(a domain rich in hydrophobic and acidic residues, KHA)保守结构域;系统进化树将Shaker家族分为5个亚族,AvAKT1隶属第Ⅰ亚族(AKT1亚族),与烟草进化关系较近。实时荧光定量PCR分析结果表明,AvAKT1主要在罗布麻根中表达,在茎和叶中表达量极低;AvAKT1受5.0 mmol·L^-1 K⁺的显著诱导,且在-0.2 MPa渗透胁迫和25 mmol·L^-1 NaCl处理6 h时,在根中的表达水平显著上升。AvAKT1可能参与调控罗布麻低亲和性K⁺吸收过程,并在其应答干旱和盐逆境胁迫中发挥有效作用。

四倍体马铃薯SRAP分子遗传连锁图谱的构建

张明飞, 于卓, 于肖夏, 李景伟, 马艳红, 吴国芳, 王颖

2019, 28(8):  190-199.  DOI: 10.11686/cyxb2019230

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为了给后期马铃薯块茎高淀粉、高干物质及产量等重要数量性状基因座(QTL)定位和分子标记辅助育种奠定基础,以四倍体马铃薯YSP-4×MIN-021杂种F₁的182个分离单株为作图群体,利用相关序列扩增多态性(SRAP)分子标记进行了遗传图谱构建研究。试验从357对SRAP引物中筛选出适宜引物36对。用这些引物对马铃薯杂种F₁的182个分离单株及其亲本的基因组DNA进行PCR扩增得到598个SRAP标记。卡方检验显示偏分离标记数为127个,其中母本连锁群59个,父本连锁群68个,偏分离比率均小于30%,符合遗传作图的要求。用软件Join Map 4.0建立了2张四倍体马铃薯双亲的SRAP遗传图谱。母本YSP-4的连锁群总长度为1572.2 cM,标记数目为274个,平均间距为5.74 cM,12个连锁群的长度范围为14.03~214.44 cM;父本MIN-021的连锁群总长度为1932.23 cM,标记数目为324个,平均间距为5.96 cM,各连锁群的长度范围为93.65~242.06 cM。

蒺藜苜蓿MtNSN1的克隆与功能分析

张智琦, 王珍, 张铁军, 龙瑞才, 杨青川, 康俊梅

2019, 28(8):  200-208.  DOI: 10.11686/cyxb2019145

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核干因子(NS)是一类广泛存在于动物细胞核中的GTP结合蛋白,主要参与胚的形成和细胞增殖,对维持细胞周期具有重要作用。本研究旨在初探蒺藜苜蓿MtNSN1的表达模式及其对生长发育的调控功能。克隆获得蒺藜苜蓿MtNSN1基因cDNA全长2193 bp,其中开放阅读框为1800 bp,编码599个氨基酸,蛋白分子量133.7 kDa。进化树分析显示MtNSN1与大豆NSN1的氨基酸同源性为66.67%。组织器官表达分析表明,MtNSN1在蒺藜苜蓿花中表达量最高,根次之,叶中表达量最低。RNA原位杂交的结果显示该基因主要在蒺藜苜蓿生长发育活跃的茎尖分生组织及其周围的幼嫩叶中表达。MtNSN1转化野生型拟南芥得到超表达植株,通过统计分析表明超表达植株的主根长度和叶片数量都明显优于野生型。在超表达植株中5个细胞周期标记基因的表达水平均比野生型拟南芥显著上调;利用DNA化学诱变剂博来霉素对植株进行处理,发现超表达植株的根系受抑制程度小于野生型。以上结果表明,MtNSN1与蒺藜苜蓿茎尖分生组织的维持及地上、地下器官的发育有关,同时异源表达MtNSN1在转录水平上影响拟南芥细胞周期的表达。

啤酒花不同外植体筛选及再生体系构建

杨轲, 陈一酉, 汪军成, 姚立蓉, 孟亚雄, 马小乐, 李葆春, 司二静, 王化俊

2019, 28(8):  209-217.  DOI: 10.11686/cyxb2019160

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为研究不同外植体、不同激素配比对啤酒花愈伤组织诱导、分化和植株再生的影响,建立稳定高效的啤酒花再生体系,选用5种不同基因型啤酒花半木质化枝条,通过扦插生根发芽筛选最适外植体供体。以啤酒花根尖、腋芽、叶片为外植体,研究不同外源激素配比对其愈伤组织诱导、不定芽分化及生根的影响。结果表明:1)PJ274材料在相同生长条件下生根率最高为85%,且在日本园试配方的水培液中发芽率高达40%,是最理想的啤酒花外植体供试母体材料;2)对比根尖、腋芽和叶片为外植体诱导愈伤组织情况,腋芽为最适外植体,诱导率为51.11%;3)啤酒花腋芽愈伤组织诱导的最适激素配比是6-BA(6-苄氨基嘌呤)0.1 mg·L^-1+IAA(吲哚乙酸)1.0 mg·L^-1+2,4-D(2,4-二氯苯氧乙酸)2.0 mg·L^-1,愈伤组织诱导率可达86.67%;4)啤酒花腋芽愈伤组织芽的分化率在6-BA 1.0 mg·L^-1+NAA(萘乙酸)0.2 mg·L^-1+2,4-D 2.0 mg·L^-1的条件下最高,为66.67%;5)啤酒花腋芽愈伤组织根分化的最佳激素调控模式为6-BA 0.1 mg·L^-1+IBA(乙哚丁酸)1.0 mg·L^-1,最高生根率为66.67%。试管苗经炼苗后移栽,成活率达80%。最终成功构建了以腋芽为外植体的啤酒花高频再生体系,为啤酒花种质资源保存、组培快繁和基因工程育种研究奠定基础。