草业学报

2020, 29(4): 0-0.

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青海省海北地区高寒草甸群落特征和生物量对短期休牧的响应

徐田伟, 赵炯昌, 毛绍娟, 耿远月, 刘宏金, 赵新全, 徐世晓

2020, 29(4): 1-8. DOI: 10.11686/cyxb2019312

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为揭示高寒草甸植被群落特征和生物量对短期休牧的响应,为高寒草甸合理利用提供依据,于2017年9月上旬采用样方法对青海省海北州门源县的连续放牧、生长季休牧和禁牧1年的高寒草甸样地进行调查、取样和分析,研究了短期休牧对高寒草甸植被群落结构和地上/地下生物量的影响。结果表明:1)生长季休牧和禁牧1年较连续放牧极显著提高了高寒草甸的群落高度、群落盖度和样方物种丰富度(P<0.01),极显著提高了异针茅、矮嵩草、异叶米口袋和青海苜蓿等代表性牧草高度(P<0.01);2)生长季休牧和禁牧1年较连续放牧极显著提高了枯落物量和半腐殖质量(P<0.01),极显著提高了禾本科、豆科和阔叶类植物生物量(P<0.01),极显著提高了总地上生物量和优质牧草产量(P<0.01);3)生长季休牧和禁牧1年较连续放牧极显著提高了表层地下生物量(0~10 cm)和总地下生物量(0~30 cm)(P<0.01)。对于青海海北地区的未退化高寒草甸,可以采用短期休牧技术优化其群落结构,提高生物量和优质牧草产量,促进天然草地资源合理利用。

青藏高原退化高寒湿地植被群落结构和土壤养分变化特征

王婷, 张永超, 赵之重

2020, 29(4): 9-18. DOI: 10.11686/cyxb2019378

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为了给青藏高原地区湿地恢复提供科学依据,在三江源黄河源区选取退化高寒河流湿地,采取空间代替时间的方法,选取不同湿地退化阶段,分析了高寒湿地退化过程中植物群落和土壤理化特征的变化,探究湿地退化的过程。结果表明:土壤呈碱性,土壤pH在各土层中变化趋势不明显,但在0~20 cm土层,退化严重的湿地土壤pH(8.5~9.0)显著高于未退化湿地的土壤pH(8.0)。随着退化程度的加剧,植被高度、盖度、生物量逐渐减少,群落结构趋向复杂;土壤盐分富集层逐渐下移,土壤含水量、全碳含量明显降低,碱解氮含量呈下降趋势,而全磷含量趋于升高,速效磷含量无显著变化。以上研究结果表明土壤含水量的变化是玛多河流湿地退化的首要原因,而退化主要影响群落的高度,随着退化程度的加剧,土壤含水量和全碳含量明显降低,土壤含水量的变化与植被群落结构的变化紧密相关。

半干旱沙地草本植物群落特征对短期降水变化的响应

车力木格, 刘新平, 何玉惠, 孙姗姗, 王明明

2020, 29(4): 19-28. DOI: 10.11686/cyxb2019155

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在半干旱地区,降水是制约草本植物群落结构与物种组成最主要的生态因子,而植物群落特征对降水变化的响应研究仍有很多不确定性。针对此现象,于2018年生长季在科尔沁沙地运用野外增减雨装置开展控制试验,通过自然对照、减少30%降水量、减少60%降水量、5月起连续干旱45 d、6月起连续干旱45 d、增加30%降水量、增加60%降水量7种试验处理,以期揭示草本植物群落特征及其物种组成对降水变化的响应,从而为植物生长对降水变化的适应机制研究提供理论依据。研究结果表明:1) 减少60%降水量将造成沙地草本群落向单一结构发展,使物种丰富度指数、优势度指数和多样性指数显著减少,其减少率依次为8.57%、1.36%和4.80%,同时降低植物生产力。2) 5月起连续干旱45 d对沙地草本植物物种组成、物种多样性和群落生产力无显著影响。3) 6月起连续干旱45 d影响沙地草本植物多个物种重要值,导致物种密度减少,但对植物物种多样性和群落生产力影响不显著。半干旱沙地植物群落对长期干旱事件响应较大,对短期极端干旱事件具有一定的抵抗力。

新疆半干旱区不同豆科/禾本科牧草混播草地生产力的变化研究

谢开云, 曹凯, 万江春, 王玉祥, 赵云, 朱进忠

2020, 29(4): 29-40. DOI: 10.11686/cyxb2019314

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混播草地竞争和促进关系是影响生产力和稳定性的重要因素,最终都通过牧草干物质产量以及草地物种的组成变化等指标表现出来。研究选择当地生产最常用的4种牧草无芒雀麦、鸭茅、红豆草、红三叶,以单播为对照,通过对2种豆/禾和3种牧草组合的混播草地牧草产量及物种组成变化进行长期监测,分析混播草地生产力的变化以及影响其稳定性的因素。结果表明:不论是单播还是混播,刈割干物质产量在年际间均表现为2017年高于2018年。放牧干物质产量在年际间均表现为2018年显著高于2017和2016年,鸭茅/红三叶混播草地除外。对2种牧草混播草地各物种干物质产量、密度及粗蛋白贡献的比例分析,从2016年到2018年,无芒雀麦干物质产量和密度所占比例均显著增加,鸭茅和红三叶干物质产量和密度所占比例均显著下降。红豆草与无芒雀麦混播时逐步降低,而与鸭茅混播时显著增加。3种牧草混播草地中,无芒雀麦和红豆草干物质产量和密度所占的比例显著增加,红三叶和鸭茅干物质产量和密度所占比例显著降低。综上所述,干旱区混播草地年际间干物质产量的消长变化主要取决于年均降水量和牧草的适应性。从混播草地干物质产量和密度的变化来看,随着年限增加,无芒雀麦和红豆草在混播草地中逐渐占据优势,鸭茅和红三叶在混播草地中逐渐处于劣势,且有消退的趋势。

荒漠草原土壤种子库对灌丛引入和降水梯度的响应特征

于露, 周玉蓉, 赵亚楠, 郭天斗, 孙忠超, 王红梅

2020, 29(4): 41-50. DOI: 10.11686/cyxb2019306

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为了揭示宁夏荒漠草原土壤种子库对灌丛引入过程及降水的响应特征,采用室内萌发法和野外水分激发法,对宁夏荒漠草原封育草地、放牧地、不同年限(3、12、22 yr)和间距(40、6、2 m)柠条灌丛地开展草地-放牧-灌丛引入过程的土壤种子库萌发及其对不同降水梯度(-60%,-40%,-20%,0,20%,40%)响应特征进行了研究。结果如下:不同年限、间距引入灌丛地0~200 cm年平均土壤水分含量显著低于封育草地和放牧地(P<0.05),随着灌丛年限和密度增加,加剧深层土壤水分的消耗,土壤旱化加重,使得灌丛地无明显春季返潮期,土壤水分仅为8.14%、8.83%,分别显著低于同期封育草地和放牧地16.00%、13.00%,在这样的水土条件下不同年限、间距灌丛地室内萌发下的0~10 cm土壤种子库密度分别为6186和5831 粒· m^-2,分别高于封育草地、放牧地2965、2065粒·m^-2(P<0.05)。各样地主要集中于0~5 cm土层,占萌发总数70.04%,且均以一年生猪毛蒿萌发为主,高达87.12%~96.55%,并随灌丛年限和密度的增大而增加,而多年生草本萌发种类仅为5种;不同降水梯度野外激发下的不同年限、间距灌丛地种子萌发平均数量为855和640粒·m^-2,以降水量+20%时所激发土壤种子库萌发密度最高,分别为2266和1600粒·m^-2,一年生与多年生草本种子库萌发密度和种类均随降水量升高而增加,且均在降水梯度最大时(+40%)呈下降趋势,而且相较于多年生草本,一年生草本在不同灌丛地萌发率高达90.58%~100.00%,显著高于放牧地或封育地(P<0.05),在灌丛引入过程中对土壤干旱和降水变化表现得更为敏感和适应。

不同降雨下旱地油菜节水节肥技术对土壤养分及酶活性的调控效应

冯军, 石超, 门胜男, Hafiz Athar Hussain, 柯剑鸿, Linna Cholidah, 陈锦芬, 郭欣, 武海燕, 冉泰霖, 向信华, 王龙昌

2020, 29(4): 51-62. DOI: 10.11686/cyxb2019508

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为探讨沟垄集雨、秸秆覆盖和减量缓释肥节水节肥技术对油菜生产土壤养分及酶活性的调控效应,在大田定位试验条件下,设置农民习惯栽培(平作+常规肥)、节水栽培Ⅰ(秸秆覆盖+常规肥)、节水栽培Ⅱ(沟垄集雨+常规肥)、节肥栽培(平作+减量缓释肥)、双节栽培Ⅰ(秸秆覆盖+减量缓释肥)和双节栽培Ⅱ(沟垄集雨+减量缓释肥)6种水肥措施,比较分析2016-2017 年(多雨年份)和2017-2018 年(季节性干旱年份)2种不同降水年型下油菜节水节肥技术对土壤养分及酶活性的影响。结果表明:降水异常偏多对油菜生长的影响大于季节性干旱;双节技术在多雨年型下较习惯栽培增产效应显著,在季节性干旱年型下亦能稳产;在不同降水年型下,双节技术较习惯栽培能提高土壤pH和有机质含量,减少了土壤氮素淋溶损失,保持速效养分稳定释放,同时,能延迟脲酶释放,增加土壤碱性磷酸酶、蔗糖酶、纤维素酶活性,提高作物肥料利用效率及保持土壤肥力,更利于环境保护。综上,单一的节水或节肥技术无法满足西南旱地油菜生产需要。通过秸秆覆盖和沟垄集雨与缓释肥集成的双节技术,能适应不同降水年型下的油菜生产并兼顾环境效应,实现增产与环保的双赢目标。

草原补奖政策对牧户牧业生产决策行为的影响研究

高雅灵, 林慧龙, 马海丽, 吴廷美

2020, 29(4): 63-72. DOI: 10.11686/cyxb2019328

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我国实施草原生态保护补助奖励政策已历经7年,实证分析该政策对牧户牧业决策行为的影响,对于完善第二期补奖政策和牧户生产决策行为的深入研究具有积极意义。研究基于草原补奖政策实施前后甘肃省牧区及半农半牧区7个县220户牧户的调查,运用Logistic模型和负二项回归模型分析了草原生态补奖政策对牧户生产决策行为的影响。结果表明:草原补奖政策对牧户的生产决策行为总体上产生了显著正向影响,但对半农半牧区牧户牧业生产决策行为的影响高于牧区;草原补奖政策并不是影响牧户生产决策行为的唯一因素,除补奖政策外,牧户生产决策行为影响因素具有非对称性。从前期牧户扩大牧业生产规模的可能性来看,牧区主要受家庭特征因素的影响,而半农半牧区主要受外部环境因素的影响。从后期牧户扩大多少牧业生产规模来看,牧区牧户关注更多的是资金、牧业生产的风险保障和饲草储备,而半农半牧区牧户则侧重于收入来源、市场行情和饲草储备。最后建议重视荒漠化草原类型,综合牧户家庭特征,实施差异化补贴;切合牧户需求,提高牧户主体决策水平,实现牧业生产效益最大化。

科尔沁沙地播种时期对不同紫花苜蓿品种抗寒性的影响

张玉霞, 王显国, 田永雷, 丛百明, 王月林, 陈卫东, 高凯

2020, 29(4): 73-80. DOI: 10.11686/cyxb2019320

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为探讨科尔沁沙地苜蓿根颈抗寒保护物质对播种时期的生理响应。选择3个紫花苜蓿品种(骑士T、公农1号、擎天柱),在内蒙古自治区赤峰市阿鲁科尔沁旗草业核心区,于2017年7月1日开始,每隔5 d播种一期,播种至8月15日。2017年10月11日、11月11日取样测定紫花苜蓿根颈中可溶性糖、可溶性蛋白、游离氨基酸、淀粉含量,翌年春季调查越冬率,对苜蓿根颈中的抗寒保护物质含量变化及其与越冬率的相关性进行探究。结果表明,随着播种时期的推迟,苜蓿根颈的可溶性糖、可溶性蛋白、淀粉、游离氨基酸均呈递减趋势,苜蓿越冬率与11月11日取样测定苜蓿根颈中的可溶性糖、可溶性蛋白、游离氨基酸均呈极显著正相关关系;苜蓿越冬率与10月11日取样测定苜蓿根颈中的可溶性糖含量呈显著正相关关系,与可溶性蛋白和游离氨基酸呈极显著正相关关系;公农1号苜蓿品种在11月11日测定的根颈的可溶性糖含量及淀粉含量显著高于骑士T和擎天柱,且与越冬率变化一致。研究认为,播种时期是影响科尔沁沙地苜蓿越冬的重要因素之一,苜蓿根颈中可溶性糖、可溶性蛋白、游离氨基酸是抗寒保护物质。为确保安全越冬科尔沁沙地种植苜蓿最佳的播种时期为7月1日-7月16日,适宜该地区种植的品种为公农1号。

鬼针草与含羞草化感作用及其入侵性的研究

王桔红, 史生晶, 陈文, 李云, 崔现亮

2020, 29(4): 81-91. DOI: 10.11686/cyxb2019480

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采用培养皿滤纸法研究入侵植物鬼针草与含羞草根、茎、叶浸提液对种子萌发和幼苗生长的影响,从化感角度揭示外来植物的入侵机制。结果表明:1)鬼针草根、茎、叶浸提液随浓度升高显著抑制鬼针草和含羞草种子萌发,高浓度(0.04 g·mL^-1)的叶浸提液使萌发率降低了67%~87%;高浓度(0.04 g·mL^-1)的含羞草叶浸提液使其种子萌发率降低了21.7%,但对鬼针草种子萌发影响较小。2)鬼针草和含羞草根长随2种植物根、茎、叶浸提液浓度的升高而降低,尤其是高浓度的叶浸提液有较强抑制效应。3)各浓度的鬼针草根、茎、叶浸提液均能降低含羞草茎长,高浓度的叶浸提液抑制效应最强;高浓度(0.04 g·mL^-1)的含羞草茎和叶浸提液抑制鬼针草茎长,中等浓度(0.02~0.03 g·mL^-1)的根和叶浸提液促进鬼针草茎长;含羞草各器官浸提液对其茎长的抑制作用随浓度增大略有增强。4)鬼针草各器官浸提液(尤其叶浸提液)抑制自身根冠比,促进含羞草根冠比;含羞草各器官浸提液轻微降低自身根冠比,显著降低鬼针草根冠比。5)鬼针草对自身种子萌发率、根长及根冠比的化感强度大于鬼针草他感强度;鬼针草对含羞草茎长的化感强度大于其自感强度,也大于含羞草他感强度;含羞草对鬼针草根长及根冠比的化感强度大于其自感强度,也大于鬼针草他感强度。鬼针草主要通过抑制含羞草茎长,增强入侵性,而含羞草主要通过抑制鬼针草根的生长,增大竞争力。

外源NO对混合盐碱胁迫下藜麦种子萌发和幼苗生长的影响

赵颖, 魏小红, 李桃桃

2020, 29(4): 92-101. DOI: 10.11686/cyxb2019307

摘要 ( 387 )

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通过将中性盐(NaCl、Na₂SO₄)和碱性盐(NaHCO₃、Na₂CO₃)按碱性盐比例增加方式模拟出 5种混合盐碱胁迫(pH 7.33~10.39),采用50、100、150、200 μmol·L^-1硝普钠(SNP)为外源NO供体对藜麦种子进行处理,分析外源NO对混合盐碱胁迫下藜麦种子萌发、幼苗生长及生理特性的影响。结果表明:盐碱胁迫显著抑制藜麦种子的萌发及幼苗的生长发育,且当混合盐碱溶液pH>9时,藜麦种子在萌发的第7天开始腐烂。各浓度SNP均显著促进混合盐碱胁迫下藜麦种子萌发和幼苗生长,其中100和150 μmol·L^-1 SNP处理效果最佳。A(NaCl∶Na₂SO₄=1∶1)、B(NaCl∶Na₂SO₄∶NaHCO₃=1∶2∶1)胁迫下施加SNP,藜麦幼苗根长最大增加了74.08%和70.77%,生物量最高增加了1.72和3.97倍。C(NaCl∶Na₂SO₄∶NaHCO₃∶Na₂CO₃=1∶9∶9: 1)、D(NaCl∶Na₂SO₄∶NaHCO₃∶Na₂CO₃=1∶1∶1∶1)、E(NaCl∶Na₂SO₄∶NaHCO₃∶Na₂CO₃=9∶1∶1∶9)胁迫下施加SNP阻止种子的腐烂,根长分别是CK的1.03、0.83和0.60倍,生物量分别是CK的1.13、1.13和0.82倍。随SNP浓度增加,盐碱胁迫下幼苗脯氨酸含量及SOD、POD、CAT、APX活性先增加后降低,MDA含量先降低后增加。以上结果说明SNP对藜麦萌发生长的调控具有浓度效应,可通过增加渗透调节和抗氧化酶活性来缓解细胞损伤,从而促进幼苗生长。本研究为SNP提高藜麦耐盐碱性和揭示其调控机制提供理论依据。

新疆野生无芒雀麦染色体倍性的研究

宋家兴, 唐凤, 谷丽丽, 张树振, 王玉祥, 张延辉, 张博

2020, 29(4): 102-110. DOI: 10.11686/cyxb2019441

摘要 ( 337 )

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新疆各地区无芒雀麦种质资源丰富,为选择理想倍性育种材料,本研究以18份无芒雀麦为供试材料,用醋酸洋红染色法统计奇台野生无芒雀麦BL-01根尖染色体数目为28条,依据染色体组基数是7,确定其为四倍体(2n=4x=28)。运用流式细胞仪以奇台BL-01材料叶片的相对核DNA含量峰值为参照,测定18份供试材料的G1期、S期和G2期及变异系数,计算出各材料的细胞周期值,旨在快速鉴定无芒雀麦不同群体的染色体倍性。研究结果表明,18份无芒雀麦种质材料中有四倍体和八倍体两种倍性,其中四倍体共12份、八倍体共6份,对品种乌苏1号流式细胞仪鉴定结果为八倍体。

胡麻异质型ACCase亚基基因的克隆与表达分析

杨婷, 张建平, 刘自刚, 齐燕妮, 李闻娟, 谢亚萍

2020, 29(4): 111-120. DOI: 10.11686/cyxb2019520

摘要 ( 343 )

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为研究胡麻异质型乙酰辅酶A羧化酶BCCP、BC、α-CT和β-CT四个亚基基因的生物学功能,采用基因克隆、生物信息学和RT-PCR技术分别对胡麻accA、accB、accC和accD 4个基因进行分析。结果发现陇亚10号accA基因编码α-CT亚基,CDS序列全长为2364 bp,编码787个氨基酸;accB基因编码BCCP亚基,CDS序列全长为1173 bp,编码275个氨基酸;accC基因编码BC亚基,CDS序列全长为1574 bp,编码527个氨基酸;accD基因编码β-CT亚基,CDS序列全长为1137 bp,编码378个氨基酸,且4个基因编码的蛋白都是脂肪酸系数较高的亲水性蛋白。RT-PCR结果表明,胡麻accA、accB、accC和accD 4个基因在3个胡麻品种(高含油量的张亚2号、中含油量的陇亚10号和低含油量的R2-17)的不同时期不同组织的表达模式不同,accA、accB、accC和accD四个基因在R2-17、陇亚10号和张亚2号3个胡麻品种所有时期的不同组织中均有表达,但在种子中的表达量均明显高于其他组织,尤其在种子发育10~25 d油脂快速积累时期,4个基因的表达量都迅速增加并达到最高峰。研究表明异质型乙酰辅酶A羧化酶基因可能调控胡麻种子发育前期油脂的合成积累。

添加乳酸菌和糖蜜对全株构树和稻草混合青贮的影响

付锦涛, 王学凯, 倪奎奎, 杨富裕

2020, 29(4): 121-128. DOI: 10.11686/cyxb2019325

摘要 ( 361 )

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以全株构树和稻草为原料,按照鲜重质量比10∶0(A组)、9∶1(B组)、8∶2(C组)、7∶3(D组)混合调制青贮饲料。各混合比例设无添加剂(CK)、糖蜜组(T)、乳酸菌组(GLP5)及糖蜜+乳酸菌组(T+GLP5),青贮60 d分析发酵品质和营养成分。结果表明:各混合比例糖蜜添加组(T、T+GLP5)的pH值和氨态氮/总氮与对照组相比显著降低(P<0.05),乳酸含量显著升高(P<0.05),GLP5与CK处理相比,pH值和氨态氮/总氮显著降低(P<0.05);B处理组乳酸和乙酸含量显著高于C、D组(P<0.05)。各混合比例添加剂处理组中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维和半纤维素均降低,A、B及D组T、T+GLP5处理中性洗涤纤维、半纤维素显著降低(P<0.05),C组T处理中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维和半纤维素含量显著降低(P<0.05)。综上所述,全株构树与稻草混合青贮时选用糖蜜添加组(T、T+GLP5),同时选用9∶1的混合比例较适宜。

不同品种葡萄渣对苜蓿青贮品质和有氧稳定性的影响

董文成, 林语梵, 朱鸿福, 张欢, 张桂杰

2020, 29(4): 129-137. DOI: 10.11686/cyxb2019302

摘要 ( 359 )

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为探究不同品种葡萄渣对紫花苜蓿蛋白水解和有氧稳定性的影响,采用“甘农四号”紫花苜蓿作为青贮原料,分别添加马尔贝克(MC)、美乐(MT)、蛇龙珠(CG)3个品种葡萄渣50、100和150 g·kg^-1调制青贮饲料。试验共设置10个处理组,对苜蓿青贮后发酵品质、蛋白组分、蛋白质降解酶、微生物数量及有氧稳定性进行测定及分析。结果表明:3种葡萄渣在100和150 g·kg^-1的添加量下,均显著降低了青贮pH值(P<0.05);非蛋白氮含量随葡萄渣添加量增加而下降,以马尔贝克150 g·kg^-1最低,为430.25 g·kg^-1;添加葡萄渣降低了青贮中氨态氮含量,但添加量的变化对氨态氮含量影响不明显;美乐150 g·kg^-1对青贮羧基肽酶抑制作用最强,酶活性由17.56 μmol·h^-1下降至6.51 μmol·h^-1;葡萄渣增加了青贮发酵后乳酸菌数量,且抑制了霉菌的生长,蛇龙珠150 g·kg^-1乳酸菌数量最高,对照霉菌数量为3.02 log₁₀ cfu·g^-1,显著高于其他处理(P<0.05);3种葡萄渣均减缓了青贮有氧暴露阶段霉变腐败速度,其中美乐150 g·kg^-1处理组有氧腐败所用时间最长。综上所述,不同品种葡萄渣均能改善苜蓿青贮发酵品质,抑制蛋白酶活性,减少青贮蛋白水解程度,并提高了苜蓿青贮有氧稳定性。

AM真菌在白三叶-黑麦草体系中对抗逆信号的传导作用

魏勇, 王晓瑜, 李应德, 段廷玉

2020, 29(4): 138-146. DOI: 10.11686/cyxb2019305

摘要 ( 284 )

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白三叶-黑麦草混播草地是一种重要的栽培草地,丛枝菌根真菌(AMF)菌丝可以在地下形成菌丝桥,实现信号的传导。水杨酸(SA)、茉莉酸(JA)及乙烯(ET)是重要的植物信号介导物质。在温室条件下,利用AM真菌菌丝桥连接白三叶和多年生黑麦草,并用针刺处理模拟蚜虫取食,通过测定SA、JA等相关指标,研究菌丝桥连接的植物间抗逆信号的传导途径,为利用AM真菌提高植物抗逆性提供理论依据。结果表明,菌丝桥连接分别提高黑麦草地上生物量和总生物量9.97%和10.68%(P<0.05),而未影响白三叶的总生物量;黑麦草植株过氧化物酶(POD)活性在针刺后12 h降低了43.01%(P<0.05),白三叶POD酶活性升高了104.09%(P>0.05)。同时,菌丝桥连接使黑麦草和白三叶的SA浓度在针刺后12 h分别降低了12.99%(P>0.05)和24.18%(P<0.05),JA浓度分别升高了44.69%和79.32%(P<0.05)。综上,1)在白三叶-黑麦草体系中,AM真菌可通过菌丝桥,连接白三叶和黑麦草,实现养分再分配,进而促进黑麦草地上部分生长;2)在菌丝桥连接的情况下,当白三叶和黑麦草同时受到胁迫时,二者对胁迫响应不同;3)菌丝桥能够使植物对逆境胁迫做出更加快速的反应;4)菌丝桥可以在白三叶和多年生黑麦草之间传导抗逆性信号,且这个过程主要由JA介导。

不同密度甘肃马先蒿寄生和内生真菌互作对紫花针茅内源激素及生物碱含量的影响

鲍根生, 宋梅玲, 王玉琴, 刘静, 王宏生

2020, 29(4): 147-156. DOI: 10.11686/cyxb2019313

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根寄生植物是禾草生长过程中的一种生物逆境,禾草内生真菌能增强其对生物或非生物逆境的耐受能力;然而,有关禾草内生真菌对不同密度根寄生逆境下禾草生长、内源激素水平和生物碱含量变化的研究鲜有报道。基于此,通过开展温室盆栽试验,以建立根寄生关系的带菌(E+)和未带菌(E-)紫花针茅及根寄生植物-甘肃马先蒿为研究对象,比较E+和E-紫花针茅在不同甘肃马先蒿寄生强度下生长、内源激素和生物碱含量变化。结果表明,与未寄生紫花针茅相比,随着甘肃马先蒿密度增加,紫花针茅生物量降低80%,株高、分蘖数和根长均降低25%,吲哚乙酸、脱落酸含量分别增加43%和51%,细胞分裂素含量降低50%。内生真菌侵染显著提高紫花针茅生长特性,增加内源激素和生物碱含量;带菌紫花针茅在根寄生逆境下生物碱含量持续增加,同时甘肃马先蒿利用根部木质部通道可获取寄主内生真菌合成的生物碱。由此可见,内生真菌通过调控紫花针茅体内有关生长和逆境预警相关内源激素水平及改变生物碱含量的方式增强紫花针茅对甘肃马先蒿根寄生逆境的耐受能力,为利用禾草内生真菌共生体修复甘肃马先蒿型退化草地提供新视角。

甘肃省燕麦主产区叶斑病调查及病原鉴定

聂秀美, 赵桂琴, 孙浩洋, 柴继宽, 兰晓君, 周恒, 黎蓉, 琚泽亮, 焦润安, 孙雷雷

2020, 29(4): 157-167. DOI: 10.11686/cyxb2019304

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为了明确甘肃省燕麦主产区叶斑病的发生情况及其病原种类,为防治提供理论依据。对定西市通渭县、张掖市山丹县和民乐县、武威市天祝县和甘南州合作市大面积种植的燕麦田间叶斑病发病情况进行了调查,对采集的病叶进行了病原菌的培养、分离、致病性测定及鉴定。结果表明,不同区域燕麦叶斑病的发生情况存在明显差异,其中定西市通渭县最严重,平均病叶率为96.15%,平均病情指数为70.26;武威市天祝县的叶斑病病叶率和病情指数分别为95.07%和69.16;张掖市民乐县叶斑病较轻,平均病叶率为8.78%,病情指数为2.45。分离纯化获得的真菌经致病性测定后发现发病症状与田间病害症状一致,经再次分离可得到相同的病菌。进一步通过形态学观察和rDNA-ITS序列分析表明引起甘肃省燕麦主产区叶斑病的病原菌有10种,分别为燕麦内脐蠕孢(Drechslera avenae)、燕麦核腔菌(Pyrenophora avenae)、德氏霉菌(Pyrenophora chaetomioides)、细交链格孢(Alternaria alternata)、芸薹链格孢(Alternaria brassicae)、苹果链格孢(Alternaria mali)、麦根腐平脐蠕孢(Bipolaris sorokiniana)、芽枝状枝孢菌(Cladosporium cladosporioides)、多主枝孢(Cladosporium herbarum)和黑附球菌(Epicoccum nigrum),优势菌为燕麦内脐蠕孢和细交链孢,在各调查样地均能分离出。明确了燕麦叶斑病在甘肃省主要种植区的发生情况及其病原种类,除燕麦内脐蠕孢和燕麦核腔菌外,其他均为国内燕麦叶斑病新的病原菌。

牧草表观遗传学研究进展

赵媛媛, 刘自扬, 边佳辉, 孙占敏, 周焘, 唐益雄, 吴燕民

2020, 29(4): 168-183. DOI: 10.11686/cyxb2019322

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表观遗传是指在DNA序列不变的情况下基因表达发生变化的现象。表观遗传现象与外界环境条件的变化紧密相关,它参与植物的生长发育、胁迫响应、衰老死亡等重要生命过程并在其中起到了关键作用。表观遗传学作为一门新兴学科在近20年间得到了快速发展,成为当前动植物和医学领域的研究热点。目前植物表观遗传学的相关研究主要集中在DNA甲基化、组蛋白修饰、RNA甲基化、染色质重塑和非编码RNA修饰等方面,并取得了许多重要成果。然而,相对于模式植物拟南芥和其他主要作物而言,牧草的表观遗传学研究仍处于起步阶段。因此,开展牧草表观遗传学研究对我国草牧业的可持续发展具有重要意义。本研究对表观遗传学的概念、研究方法、研究内容(包括DNA甲基化、组蛋白修饰、RNA甲基化、染色质重塑和非编码RNA修饰等)及牧草表观遗传学相关研究进行了全面总结和综述,并对表观遗传在草牧业中的发展前景进行了展望。

云贵高原草地生态系统CO₂通量变化特征

孙思思, 吴战平, 肖启涛, 于飞, 古书鸿, 方荻, 李浪, 赵兴炳

2020, 29(4): 184-191. DOI: 10.11686/cyxb2019410

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草地是云贵高原的重要植被类型,与其他地区研究相比,该地区草地生态系统的CO₂交换过程和驱动机理的研究较为薄弱。基于涡度相关系统对云贵高原草地生态系统观测的连续高频数据(2017年10月-2018年8月),分析了该生态系统CO₂通量的时间变化特征及其环境影响因素。结果表明:日尺度上CO₂通量具有显著的变化特征,为明显的单峰型变化,白天净吸收,夜晚净排放。季节尺度上,每月均为碳吸收,吸收速率呈春夏高,秋冬低的特征,吸收峰值出现在6月,最低值在1月,且生长季的碳吸收变化幅度比非生长季大。影响CO₂通量变化的主要环境因子有太阳辐射、气温、土壤温度和风速,综上,云贵高原草地生态系统CO₂通量对温度较为敏感,温度升高可提高其固碳能力。总的来看,该生态系统是一个明显的碳汇,研究时段内净碳吸收量为425.14 g CO₂·m^-2。

施氮水平对甜高粱干物质产量及氮肥利用率的影响

高丽敏, 田倩, 苏晶, 沈益新

2020, 29(4): 192-198. DOI: 10.11686/cyxb2019287

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为探究氮肥施用对饲用甜高粱生长及氮肥利用率的影响,明确长江下游农区种植的适宜施氮量,采用大田试验,以“大力士”为试验材料,研究了不同施氮水平(0、100、200、300 kg·hm^-2,分别用N₀、N₁、N₂、N₃表示)对甜高粱生物量、氮素吸收和分配以及氮肥利用率的影响。结果表明:1)甜高粱生物量及生长速率随氮肥用量的增加而增加,N₂及N₃处理间无显著差异(P>0.05),采用线性加平台分析表明,拔节期收获最大生物量所需的最低氮肥用量为244.50 kg·hm^-2;2)随生育期的推进,叶片氮素分配比例降低,茎秆氮素分配比例增加;随着供氮量的增加,叶片和茎秆氮素浓度及累积量、茎秆氮素分配比例均显著增加,叶片氮素分配比例降低;3)干物质生产效率及氮素干物质生产效率均随氮肥用量的增加而降低,不同处理间氮素农艺效率无显著性差异,氮肥表观回收率以N₂处理最高。因此,氮肥施用对甜高粱的生长起着重要的作用,长江下游农区饲用甜高粱种植的每茬氮肥用量以244.50 kg N·hm^-2为宜。过量施用氮肥不仅不会持续提高甜高粱的生物量,还会导致氮肥利用率的降低。

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