当期目录

2022年 第31卷 第1期    刊出日期：2022-01-20

上一期   

目录

2022年1期目录

2022, 31(1):  0. 

摘要 ( 92 )   PDF (772KB) ( 59 )  

相关文章 | 计量指标

研究论文

基于MODIS数据的新疆草地物候提取方法及变化趋势分析

张仁平, 郭靖, 马晓芳, 郭伟勇

2022, 31(1):  1-12.  DOI: 10.11686/cyxb2020510

摘要 ( 585 )   HTML ( 48)   PDF (4857KB) ( 430 )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

基于遥感手段监测植被物候涉及两个重要步骤，一是植被指数的重构方法，二是植被物候参数提取方法的选择。不同区域植被物候重构与提取方法的优劣尚无定论，有必要开展不同方法之间的对比分析，从而找到适合某区域最优的遥感提取方法。本研究基于非对称性高斯函数拟合法（asymmetric gaussian，A-G）、双逻辑斯蒂函数拟合法（double logistic，D-L）、Savitzky-Golay滤波法（S-G）和土地覆盖动态产品（MCD12Q2）4种方法反演了2001-2019年新疆地区草地的返青期（start of growing season，SOS），通过4种方法提取结果对比，找到了适合提取新疆地区返青期的最优模型，并以此对新疆草地返青期时空变化进行研究。结果表明：1）A-G方法反演的新疆草地返青期的结果最佳。A-G和实测点的返青期相关性（R=0.879）较高，均方根误差较小（RMSE=16.395 d）。空间上，A-G方法提取的返青期标准差（<30 d）的面积比例最多，达到82.19%。2）近19年，新疆草地返青期主要集中在第60~140天，且具有自北向南逐渐推迟的明显地域差异。北部准噶尔盆地和伊犁河谷区域的草地返青时间最早，早于第80天，而阿尔泰山、天山中部及昆仑山等区域的草地返青时间最晚，晚于第140天。不同草地类型返青期存在明显的差异，高寒草甸与高寒草原的返青时间最晚，而温性荒漠返青时间最早。3）2001-2019年新疆草地返青期总体呈现微弱的推迟趋势，推迟的面积比例约为53.07%。其中，低地草甸、温性荒漠和高寒荒漠的返青期呈现推迟的变化趋势，而温性草原、高寒草原及高寒草甸的返青期表现为提前趋势。

氮添加对内蒙古不同草原生物量及土壤碳氮变化特征的影响

韩小雨, 郭宁, 李冬冬, 谢明阳, 焦峰

2022, 31(1):  13-25.  DOI: 10.11686/cyxb2020483

摘要 ( 450 )   HTML ( 28)   PDF (3914KB) ( 346 )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

以内蒙古草甸草原、典型草原、荒漠草原3种草原实验区草地植物群落为研究对象， 设置7种氮添加梯度， 分别为CK（0 g N·m^-2·a^-1）、N₁（5 g N·m^-2·a^-1）、N₂（10 g N·m^-2·a^-1）、N₃（15 g N·m^-2·a^-1）、N₄（20 g N·m^-2·a^-1）、N₅（25 g N·m^-2·a^-1）、N₆（30 g N·m^-2·a^-1），应用单因素方差分析（One-way ANOVA）方法研究不同浓度梯度氮添加下不同草原类型区植被生物量、土壤碳氮差异及其影响因素。结果表明：1）氮添加并未对3种草原类型地下生物量产生显著影响（P>0.05），但显著提高了草甸草原和荒漠草原地上生物量（P<0.05），且本研究初步判断在N₃添加时接近饱和阈值， 整体上氮添加使内蒙古草原总生物量平均增加了29.66%，较干旱的荒漠草原对氮添加的响应较为明显。施氮肥使草甸草原的根冠比显著降低（P<0.05），典型草原根冠比在N₃处理下显著增加（P<0.05），但对荒漠草原影响不显著（P>0.05）。2）选择不同土层（0~10 cm、10~30 cm）分析氮添加对3种草地类型土壤有机碳、全氮含量的影响， 结果显示氮添加对草甸草原土壤碳氮含量没有显著影响（P>0.05），对典型草原和荒漠草原土壤碳氮含量存在显著影响（P<0.05），且0~10 cm土层对施氮的响应更明显。3）施氮条件下地上生物量与土壤C/N、年均降水显著相关（P<0.01），地下生物量、总生物量均与土壤全氮含量、有机碳含量、土壤C/N、年均温、年均降水显著相关（P<0.01）。总的来说，不同类型的草地生态系统生物量及土壤碳氮含量对施肥的响应存在差异，这意味着草地恢复与管理过程中需要对养分的添加作用进行考虑。

不同恢复措施对退化荒漠草原土壤碳氮及其组分特征的影响

王星, 于双, 许冬梅, 宋珂辰

2022, 31(1):  26-35.  DOI: 10.11686/cyxb2020517

摘要 ( 340 )   HTML ( 16)   PDF (1670KB) ( 310 )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

以宁夏盐池县退化荒漠草原为对象，实施深翻耕+补播（SR）、浅翻耕+补播（QR）和禁牧封育（F）恢复措施，同时以传统放牧为对照（CK），研究不同恢复措施草地 0~10 cm、10~20 cm、20~30 cm和30~40 cm土层土壤总有机碳（SOC）、全氮（TN）及颗粒有机碳（POC）、易氧化有机碳（ROC）、微生物量碳（MBC）、硝态氮（NO₃^--N）、铵态氮（NH₄⁺-N）和微生物量氮（MBN）的变化特征，以探讨不同恢复措施对荒漠草原土壤碳氮及其组分的影响。结果表明：与其他处理相比，QR处理草地的土壤SOC含量（5.50~9.93 g·kg^-1）、土壤TN含量（0.17~0.23 g·kg^-1）、土壤ROC含量（0.53~0.99 g·kg^-1）及土壤MBN含量（62.82~73.20 mg·kg^-1）总体较高；土壤MBC含量（386.00~481.80 mg·kg^-1）及碳、氮各组分占SOC和TN的比例总体以F处理的草地较高；不同恢复措施草地各土层土壤POC、NH₄⁺-N和NO₃^--N含量较CK均有所下降。相关分析表明：SOC含量分别与TN、ROC含量呈极显著正相关（P<0.01），与MBC含量呈显著负相关（P<0.05）。基于土壤碳、氮固存，在所有的处理中，浅翻耕+补播是退化荒漠草原恢复较为有效的措施。

不同有机/无机氮添加对草原土壤氮素分配和转化特征的影响

汪梦寒, 董利利, 李富翠, 韩烈保, 王祥

2022, 31(1):  36-46.  DOI: 10.11686/cyxb2021104

摘要 ( 565 )   HTML ( 26)   PDF (2209KB) ( 322 )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

氮沉降增加已成为全球变化的重要现象之一，已显著影响草地土壤氮素循环。以内蒙古额尔古纳草甸草原为研究对象，进行了6年不同形式氮添加试验，设置无机氮和有机氮比例分别为：10∶0 （N₁），7∶3 （N₂），5∶5 （N₃），3∶7 （N₄），0∶10 （N₅）和对照处理0∶0 （CK）。通过土壤有机质物理分组及室内矿化培养的方法，从氮素形态、氮素组分及氮素潜在矿化三方面研究不同比例有机、无机氮添加对草原土壤氮素分配和转化特征的影响。结果表明，土壤全氮含量未受氮素添加形式的影响；氮添加显著提高了0~20 cm土层矿质氮含量，尤其是土壤硝态氮，其中N₄（无机氮∶有机氮=3∶7）混合氮肥处理下硝态氮含量增幅最大，较对照处理增加1332%。不同形式氮添加没有影响氮素在土壤颗粒态有机氮（轻组）及矿物结合态有机氮（重组）中的占比；N₁（无机氮∶有机氮=10∶0）处理显著提高了0~10 cm土层颗粒态有机氮（轻组）及0~20 cm土层矿物结合态有机氮（重组）中的氮素相对含量，较对照分别增加了91%和44%。氮添加增加了10~20 cm次表层土壤硝化速率的同时降低了氨化速率，但土壤净氮矿化速率不受氮添加形式的影响。因此，有机/无机氮添加比例变化对草原土壤氮素形态和周转的影响也更加复杂。

不同利用方式对贝加尔针茅草原土壤活性有机碳的影响

荆佳强, 萨仁其力莫格null, 秦洁, 张海芳, 李明, 杨殿林

2022, 31(1):  47-56.  DOI: 10.11686/cyxb2020477

摘要 ( 320 )   HTML ( 13)   PDF (1803KB) ( 182 )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

土壤活性有机碳能够准确反映土壤有效性，表征土壤质量变化，是探索可持续草地管理措施的关键指标之一。以内蒙古贝加尔针茅草原为研究对象，采用围封、放牧和刈割野外控制试验，探讨不同利用方式对土壤有机碳（SOC）和活性有机碳的影响，发现不同利用方式下土壤SOC含量表现为围封>刈割>放牧，其中围封区和刈割区土壤SOC含量显著大于放牧区，围封区与刈割区土壤SOC含量差异不显著，在土壤活性有机碳中土壤可溶性有机碳（DOC）含量表现为放牧>围封>刈割。土壤微生物量碳（MBC）和土壤易氧化有机碳（ROC）含量均表现为围封>刈割>放牧，围封区与刈割区土壤MBC和土壤ROC平均含量差异不显著，且均显著大于放牧区。土壤MBC、ROC和SOC之间呈极显著相关性（P<0.01）。土壤ROC和土壤MBC与土壤全氮和土壤全磷呈极显著相关性（P<0.01）。围封与刈割有利于土壤SOC、MBC、ROC的提升，放牧对土壤DOC有一定累积作用。围封和刈割增强了土壤SOC的稳定性，活性有机碳与土壤有机碳和土壤理化性质密切相关，能够敏感地反映土壤有机碳的变化。

高寒草地灌丛化对土壤团聚体生态化学计量学及酶活性的影响

马文明, 刘超文, 周青平, 邓增卓玛, 唐思洪, 迪力亚尔·莫合塔尔null, 侯晨

2022, 31(1):  57-68.  DOI: 10.11686/cyxb2020478

摘要 ( 392 )   HTML ( 20)   PDF (3461KB) ( 292 )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

草地灌丛化是影响土壤有机碳库储量的驱动因子之一。本研究以川西高寒灌丛化和未灌丛化草地为对象，分析团聚体内有机碳、全氮、全磷、全钾含量、蔗糖酶、脲酶、磷酸酶、过氧化氢酶、蛋白酶和β-D葡萄糖苷酶活性及生态化学计量比特征。结果表明：1）有机碳、全氮和全磷主要富集在0.053~0.25 mm团聚体内，灌丛化降低了团聚体内生源物质含量。2）灌丛化后团聚体内C/N、C/P和N/P均呈增加趋势，且C/N最大值出现在>2 mm团聚体中，而C/P和N/P的最大值均出现在0.053~0.25 mm团聚体中，最小值分别出现在<0.002 mm和0.002~0.053 mm团聚体中（P>0.05）。3）灌丛化草地和未灌丛化草地土壤酶活性呈>0.25 mm团聚体内富集，灌丛化后土壤各粒径团聚体中蔗糖酶活性增加、而蛋白酶和磷酸酶活性降低。4）脲酶和β-D葡萄糖苷酶在灌丛化草地和未灌丛化草地中均与土壤有机碳和全氮含量呈正相关关系，蔗糖酶和过氧化氢酶与全钾含量呈正相关关系，蛋白酶和磷酸酶与全磷含量呈正相关关系。该区域土壤生源物质主要固存于大团聚体内，而大团聚体易被外界干扰破碎，可见灌丛化现象不利于该研究区有机碳的长期固存。

不同光强下4种鸭跖草科植物的生物量分配、水分生理及光响应特征

薛晴, 陈斌, 杨小梅, 杨宇佳, 李子葳, 薄杉, 何淼

2022, 31(1):  69-80.  DOI: 10.11686/cyxb2021250

摘要 ( 350 )   HTML ( 9)   PDF (4397KB) ( 298 )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

以紫鸭跖草、‘花叶’水竹草、吊竹梅和‘绿叶’水竹草为试验材料，利用遮光网人工模拟5个光强梯度，研究不同光强对4种鸭跖草科植物生物量分配、水分生理以及光响应曲线特征的影响。结果表明：随光强的降低，4种植物的地上生物量均呈先升后降的趋势，并在遮光度25%至75%期间显著升高（P<0.05），除紫鸭跖草的总生物量无显著变化外，其他3种植物的总生物量也呈先升后降趋势；不同光强对4种植物的物质分配规律及冠根比的影响不同，但4种植物的茎贡献率均呈上升趋势；正午水势随光强的降低而增加，且与失水速率的变化趋势具有较高的一致性，其中紫鸭跖草和吊竹梅的失水速率较低；在不同光强处理下，4种植物的光响应曲线均呈现出随着光合有效辐射（PAR）的增加而先增加后趋于平缓的趋势；随着光强的降低，4种植物的最大净光合速率、表观量子效率和光饱和点均呈现出先升后降的趋势；紫鸭跖草和吊竹梅具有较高的最大净光合速率、表观量子效率、光饱和点以及较低的暗呼吸速率，且水分利用效率在不同处理间无显著差异，均表现出较高的水平。综上所述，4种植物在适当的弱光环境中（遮光度25%~75%），可以通过调整形态、物质分配规律及光响应特征的方式去更有效的利用弱光资源，但不同种植物的应对能力呈现出一定的差异性，其中紫鸭跖草和吊竹梅的光适应性较强。

荒漠草原石生针茅光合特性对渐进式土壤干旱过程的响应及敏感性分析

尹作天, 王玉辉, 周广胜, 马全会, 刘晓迪, 贾丙瑞, 蒋延玲

2022, 31(1):  81-94.  DOI: 10.11686/cyxb2020502

摘要 ( 230 )   HTML ( 8)   PDF (3577KB) ( 180 )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

陆地生态系统碳收支对极端气候变化十分敏感。为探究石生针茅荒漠草原碳收支对土壤极端干旱过程的响应机制，本研究以荒漠草原石生针茅为试验材料，采用遮雨棚人工控水方法模拟土壤的极端干旱过程，测定多项石生针茅碳交换特征参数，分析其变化特征并对比不同参数对干旱的敏感性差异。结果表明：水分利用效率（WUE）与土壤含水量（SWC）呈显著的指数关系，气孔导度（G_s）、最大羧化速率（V_cmax）和磷酸丙糖利用率（TPU）与SWC呈显著的线性关系，其余特征参数与SWC均呈显著的二次曲线关系，且在干旱胁迫下叶片尺度的特征参数最先出现下降响应；饱和光强下叶片净光合速率（A_sat）、蒸腾速率（E）、最大电子传递速率（J_max）、PSⅡ的有效光化学量子产量（F_v′/F_m′）、PSⅡ的实际光化学效率（Φ_PSⅡ）和生态系统净碳交换（NEE）均存在水分阈值；在干旱过程中，G_s、WUE、V_cmax、TPU、生态系统呼吸速率（R_e）和生态系统总初级生产力（GEP）最先开始下降，E、NEE和J_max的整体变化速率较快；导致石生针茅叶片光合速率下降的主要原因由气孔限制转为非气孔限制时的SWC为14.73%，而石生针茅生态系统由碳汇转变为碳源的SWC为7.85%。可见，石生针茅生态系统的碳交换与土壤含水量密切相关，且土壤极端干旱显著降低了其碳吸收。

调亏灌溉对高寒荒漠区人工混播草地土壤环境与牧草生长的影响

汪精海, 李广, 银敏华, 齐广平, 康燕霞, 马彦麟

2022, 31(1):  95-106.  DOI: 10.11686/cyxb2020476

摘要 ( 197 )   HTML ( 3)   PDF (3477KB) ( 106 )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

针对中国高寒荒漠草原区牧草种植模式单一、产量水平低下的草业畜牧业生产现状，探究更为有效的灌水模式以提高牧草产量，以实现区域水土资源高效利用。以燕麦和箭筈豌豆混播草地为研究对象，采用大田试验对比分析了7种调亏灌溉模式（拔节期轻度亏水BW₁：65%~75%，拔节期中度亏水BW₂：55%~65%，拔节期重度亏水BW₃：45%~55%，开花期轻度亏水KW₁：65%~75%，开花期中度亏水KW₂：55%~65%，开花期重度亏水KW₃：45%~55%，以全生育期充分灌水QW₀：75%~85%为对照）对混播草地土壤水分、土壤温度和土壤养分及牧草株高、茎叶比、产量和水氮利用效率的影响。结果表明：1）平均土壤贮水量随灌水亏缺程度的提高呈降低趋势，同一亏缺度条件下，拔节期亏水与开花期亏水间无显著差异。2）水分亏缺处理的平均土壤温度显著高于充分灌水处理，且水分亏缺度一定时，拔节期亏水处理的平均土壤温度显著高于开花期亏水处理。3）收获后各处理的土壤养分含量较播种前呈降低趋势。与充分灌水相比，开花期轻度亏水可显著提高土壤速效氮含量，而中度或重度水分亏缺不利于牧草对土壤速效磷和钾的吸收。4）同一灌水模式下，燕麦株高、茎叶比和产量均显著高于箭筈豌豆。7种灌水模式的草地耗水量为386.1~502.6 mm，与处理QW₀相比，处理KW₂的灌水量减少20.6%，牧草总产量无显著差异，可获得较高的水分利用效率（31.5 kg·hm^-2·mm^-1）、灌水利用效率（81.0 kg·hm^-2·mm^-1）、氮素吸收效率（0.99 kg·kg^-1）和氮肥偏生产力（191.1 kg·kg^-1），是高寒荒漠区燕麦与箭筈豌豆混播人工草地节水、增产和高效的水分管理模式。

深松浅旋对半干旱区退化紫花苜蓿人工草地改良效果研究

王斌, 李满有, 王欣盼, 董秀, 庞军宝, 兰剑

2022, 31(1):  107-117.  DOI: 10.11686/cyxb2021216

摘要 ( 272 )   HTML ( 8)   PDF (2482KB) ( 149 )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

针对半干旱区退化紫花苜蓿人工草地饲草产量低、品质差问题，试验采用单因素随机区组设计，研究了不同深松浅旋程度：深松30 cm+浅旋5 cm（S₁Q₁），深松30 cm+浅旋10 cm（S₁Q₂），深松40 cm+浅旋5 cm（S₂Q₁），深松40 cm+浅旋10 cm（S₂Q₂），深松50 cm+浅旋5 cm（S₃Q₁），深松50 cm+浅旋10 cm（S₃Q₂）以及不做处理（CK）对半干旱区退化紫花苜蓿草地土壤理化性质、生产性能及饲草品质的影响，并利用主成分分析（PCA）方法评价其改良效果。3年试验结果表明，深松浅旋能够不同程度降低紫花苜蓿草地土壤容重，增加土壤孔隙度，显著提高紫花苜蓿株高、分枝数和叶茎比。其中，S₂Q₁处理可降低0~40 cm土层土壤容重，S₂Q₂处理可提高紫花苜蓿分枝数、干草产量和粗蛋白含量，降低中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维含量。经PCA综合分析，紫花苜蓿干草产量、叶茎比和粗蛋白贡献率较大，牧草相对饲喂价值和中性洗涤纤维贡献率较小；深松浅旋S₂Q₂处理能够获得较高的紫花苜蓿干草产量（6505.44 kg·hm^-2）和粗蛋白含量（20.74%）；综合性状排名由高到低依次为S₂Q₂，S₁Q₂，S₂Q₁，S₃Q₂，S₁Q₁，S₃Q₁，CK。由此说明，深松40 cm+浅旋10 cm对半干旱区退化紫花苜蓿草地改良效果最优。

全基因组水平紫花苜蓿TCP基因家族的鉴定及其在干旱胁迫下表达模式分析

魏娜, 李艳鹏, 马艺桐, 刘文献

2022, 31(1):  118-130.  DOI: 10.11686/cyxb2021189

摘要 ( 688 )   HTML ( 58)   PDF (6695KB) ( 488 )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

紫花苜蓿是世界最重要的豆科牧草之一，干旱是影响其产量和地理分布的关键瓶颈。在紫花苜蓿响应干旱胁迫过程中，转录因子发挥着重要的调控作用。TCP（teosinte branchesd 1/cycloidea/pro-liferating cell factors）为植物特有的转录因子，在植物生长、发育、响应逆境胁迫中都具有重要的生物学功能。截至目前，该基因家族在紫花苜蓿中的分布以及响应干旱胁迫的生物学功能仍未见报道。因此，为进一步挖掘紫花苜蓿中响应干旱胁迫功能基因，本研究利用生物信息学方法在全基因组水平对TCP基因家族进行了鉴定，并对其系统进化、基因结构、染色体定位、共线性分析以及干旱胁迫下的表达模式进行了分析。结果表明，紫花苜蓿基因组中共鉴定出40个MsTCP基因，不均匀地分布于20条染色体上，其中包括17对旁系同源基因对，且都是基因片段复制事件。系统发育和保守结构域分析发现，MsTCP基因可以分为2个大分支和3个亚家族（PCF， CIN与CYC/TB1），同一分支中的成员具有相同氨基酸数目的TCP结构域，同亚家族中的成员具有相似的保守基序与基因结构。此外，通过分析紫花苜蓿响应干旱转录组数据共鉴定出4个可能与紫花苜蓿响应干旱胁迫有关的MsTCP基因（MsTCP23，MsTCP27，MsTCP29，MsTCP33）。qRT-PCR结果进一步表明PEG模拟干旱胁迫处理后，这4个基因的表达量在根和叶中均显著上调，进一步确定了这些基因的确响应紫花苜蓿干旱胁迫。该研究为后期深入解析紫花苜蓿响应干旱胁迫理论以及通过基因工程技术创制高抗旱紫花苜蓿新种质奠定基础。

全基因组水平蒺藜苜蓿反转录转座子IRAP分子标记开发及应用

尹晓凡, 魏娜, 郑淑文, 刘文献

2022, 31(1):  131-144.  DOI: 10.11686/cyxb2020481

摘要 ( 348 )   HTML ( 3)   PDF (3903KB) ( 115 )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

由于苜蓿品种间遗传差异日益缩小，通过传统形态学鉴定表型愈加困难。在苜蓿育种过程中，利用分子标记可大大提高育种效率和品种鉴定。反转录转座子长末端重复序列（LTR）广泛分布在植物基因组中，基于LTR的分子标记具有丰富的多态性和高信息量等优势，被广泛用于物种品种鉴定、评价种质资源多样性等方面。本研究在全基因组水平鉴定和设计了大量蒺藜苜蓿LTR反转录转座子扩增多态性（IRAP）标记，并利用其对国内外40个紫花苜蓿种质资源进行遗传多样性分析。结果表明，根据设计开发出的431个IRAP引物，并按照其染色体位置信息组合获得69对IRAP引物。利用筛选出的37对多态性引物组合共扩增出325个等位位点，平均每个标记可产生8.8个等位位点；多态性条带比率（PPB）为50%~100%，平均值为79.9%；多态性信息含量（PIC）的范围为0.34~0.88，平均值为0.69。基于遗传相似系数（GS）对供试品种采用算术平均值非加权组平均法（UPGMA）进行聚类分析，以0.82为阈值可将40份供试材料分为4类，其分组结果与不同材料地理分布信息以及STRUCTURE分析相对一致。本研究首次在蒺藜苜蓿全基因组水平上开发了IRAP分子标记并在紫花苜蓿种质资源中进行评价与应用，获得的大量IRAP分子标记可对后续苜蓿品种的鉴定保护以及遗传背景分析提供技术支撑。

基于转录组测序的高羊茅分蘖与株高相关差异表达基因分析

杨志民, 邢瑞, 丁鋆嘉, 庄黎丽

2022, 31(1):  145-163.  DOI: 10.11686/cyxb2020486

摘要 ( 392 )   HTML ( 44)   PDF (3975KB) ( 296 )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

分蘖与株高是禾本科草类植物重要的农艺性状，明确参与调控分蘖与株高的基因类型对牧草和草坪草分子辅助育种具有重要意义。以表型差异明显的两个高羊茅品种“Kentucky-31”（K31）和“Regenerate”为材料，旨在构建高羊茅分蘖节转录组图谱，挖掘在分蘖节部位调控生长发育相关的差异表达基因（differentially expressed genes，DEGs）。基于高通量测序技术平台Illumina HiSeq 2500×Miseq 300进行转录组测序，并将得到的数据进行de novo组装，结果共获得77872条单基因簇（unigene）。将获得的unigenes与非冗余蛋白数据库（non-redundant protein database，NR）、蛋白质数据库（universal protein，Uniprot）、基因本体数据库（gene ontology，GO）、东京基因与基因组数据库（kyoto encyclopedia of genes and genomes，KEGG）以及直系同源蛋白簇（clusters of orthologous groups，COG）数据库进行比对，结果显示：分别有59927、40213、44447、15146和13767条unigenes成功获得注释。“Regenerate”与“K31”对比有1573个上调DEGs和1441个下调DEGs。GO富集分析发现，DEGs主要富集在细胞、细胞组分、大分子复合物组装等生物过程。DEGs中共注释到42个差异表达转录因子，主要包括TCP、WRKY和ARF等19种类型。还注释到与8类植物激素相关的DEGs，包括生长素、细胞分裂素、脱落酸、赤霉素、乙烯、油菜素甾醇、水杨酸和茉莉酸。利用实时荧光定量PCR对DEGs进行表达模式验证，发现其与RNA-Seq测序结果一致，证实了测序结果的准确性。研究结果丰富了高羊茅的转录组序列资源，初步获得控制株高及分蘖发育的候选因子，为进一步开展基因功能及分子育种研究提供了理论支持。

蒺藜苜蓿lncRNA167及其剪切产物miR167c的鉴定和功能分析

张家驹, 于洁, 李明娜, 康俊梅, 杨青川, 龙瑞才

2022, 31(1):  164-180.  DOI: 10.11686/cyxb2020501

摘要 ( 276 )   HTML ( 9)   PDF (3521KB) ( 187 )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

长链非编码RNA（long non-coding RNA， lncRNA）是一类长度大于200个核苷酸的功能性RNA分子，lncRNA在植物生长发育以及生物和非生物胁迫响应过程中发挥着重要作用。lncRNA常与microRNA（miRNA）关联发挥作用。本研究从蒺藜苜蓿中克隆一个预测的新lncRNA，该lncRNA与蒺藜苜蓿miR167c在染色体上位置重合，命名为Mt-lncRNA167，并推测Mt-lncRNA167作为Mt-miR167c的剪切前体发挥作用。靶基因预测分析结果表明，生长素响应因子6/8（auxin response factor 6/8）是miR167c的两个靶基因。表达模式分析表明，Mt-lncRNA167主要在叶中表达，Mt-lncRNA167和Mt-miR167c对100 mmol·L^-1 NaCl、5% PEG 6000和4 ℃低温胁迫处理均有响应，与Mt-lncRNA167启动子顺式作用元件功能预测结果一致。在盐、干旱、低温胁迫条件下，Mt-lncRNA167与Mt-miR167c表达模式基本相同，与靶基因ARF6/8表达模式相反。Mt-lncRNA167与Mt-miR167c超表达转化拟南芥植株表现出生育缺陷的表型，即果荚和花丝显著缩短，花药不能正常释放花粉，花粉活力降低。盐和干旱胁迫下发芽率结果表明Mt-lncRNA167和Mt-miR167c超表达植株抗性优于野生型。此外，Mt-lncRNA167和Mt-miR167c超表达植株下胚轴显著长于野生型。综合以上，推测Mt-lncRNA167作为Mt-miR167c的前体发挥作用，Mt-miR167c抑制ARF6/8基因的表达，Mt-lncRNA167-Mt-miR167c-ARF6/8作用网络在蒺藜苜蓿抗逆和发育调控方面发挥重要作用。

蒺藜苜蓿cation/H⁺ exchanger基因家族鉴定及表达特征分析

吴彤, 刘云苗, 金军, 董伟峰, 才晓溪, 孙明哲, 贾博为, 孙晓丽

2022, 31(1):  181-194.  DOI: 10.11686/cyxb2021237

摘要 ( 570 )   HTML ( 21)   PDF (14340KB) ( 244 )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

CPA（cation proton antiporter）超家族通过转运质子和一价金属离子调节细胞内离子和pH稳定。阳离子质子转运体（cation/H⁺ exchanger，CHX）基因家族属于CPA2（cation proton antiporter 2）超家族，其N端有一个Na⁺/H⁺ exchanger结构域，对植物维持细胞离子平衡、花器官发育起着至关重要的作用。通过生物信息学手段，系统地分析了蒺藜苜蓿CHX家族基因，通过全基因组筛选共鉴定出47个MtCHXs；染色体定位分析表明蒺藜苜蓿CHX基因分布在8条不同的染色体上；同源性分析显示蒺藜苜蓿和拟南芥亲缘关系近，而与水稻亲缘关系远；进一步进化关系分析将47个MtCHXs基因分为5组，并且各组内成员在基因结构和基序上比较保守；顺式作用元件分析发现MtCHXs基因启动子包含大量光响应元件、激素响应元件以及干旱、低温、创伤响应元件；表达特性分析发现MtCHXs在生殖器官中高表达，并且响应干旱、低温等非生物胁迫。

刈割后追肥对建植当年紫花苜蓿生长和生产性能的影响

徐睿智, 吴晓娟, 杨惠敏

2022, 31(1):  195-204.  DOI: 10.11686/cyxb2021265

摘要 ( 342 )   HTML ( 7)   PDF (2329KB) ( 250 )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

施肥是苜蓿生产的重要管理措施之一，但苜蓿刈割后的追肥效应以及最佳追肥管理方案尚不明确。本研究旨在探讨追肥时间和不同氮、磷追施配比对苜蓿刈割后再生长的影响。以建植当年陇东苜蓿为试验材料，设置两个追肥时间（刈割当日和刈割后7 d，分别表示为T₀和T₁）、3个氮肥水平（0、25和50 kg·hm^-2 N，分别表示为N₀、N₂₅和N₅₀）和3个磷肥水平（0、30、60 kg·hm^-2 P₂O₅，分别表示为P₀、P₃₀和P₆₀），并设3个重复，共54个小区。研究发现：1）建植当年苜蓿刈割后追肥促进了后茬苜蓿的生长，其中刈割后立即施用少量磷肥（T₀N₀P₃₀）处理下株高最高，比对照（T₀N₀P₀）增加了20.53%。刈割后追肥提高了苜蓿的叶茎比，在T₁时进行高氮低磷配施（N₅₀P₀和N₅₀P₃₀）中最为明显。2）第2茬苜蓿产量在不同处理间差异显著（P<0.05），其中刈割后立即高磷高氮追施（T₀N₅₀P₆₀）下干物质和粗蛋白产量最高，分别为3.58和0.94 t·hm^-2，与T₁处理下的结果有显著差异。刈割后追肥对苜蓿酸性洗涤纤维、中性洗涤纤维含量和相对饲用价值均无显著影响（P>0.05）。3）氮磷肥配比追施对单位体积土壤中后茬苜蓿的根长、根表面积、根体积和根生物量影响显著（P<0.05）。最大根长密度（2.66 mm·cm^-3）和根表面积密度（7.75 mm²·cm^-3）出现在无肥（N₀P₀）、T₀N₂₅P₃₀处理中，根体积密度在T₁N₂₅P₃₀条件下最大。不同处理的根系生物量差异较大，但均高于不施肥处理（N₀P₀）。综上所述，在陇东黄土高原雨养农区，刈割后追施氮、磷肥促进了建植当年苜蓿的再生。在当地的生产实践中，建议在苜蓿刈割后立即追施少量磷肥（30 kg·hm^-2 P₂O₅）或每公顷配合追施50 kg N和60 kg P₂O₅。

30个青贮玉米在雁门关地区品种评比试验

吴欣明, 方志红, 池惠武, 贾会丽, 刘建宁, 石永红, 王学敏

2022, 31(1):  205-216.  DOI: 10.11686/cyxb2021255

摘要 ( 389 )   HTML ( 15)   PDF (905KB) ( 375 )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

本研究旨在利用30个不同生态区玉米品种筛选出适合雁门关地区种植的青贮玉米品种。采用随机区组试验设计，测定并分析各品种农艺性状、生物产量、营养品质，同时用聚类分析法将30个供试品种分成4个类群并分析总结每一类群的主要特性。结果表明：1）以渝青3号和曲辰9号为代表的青贮专用型玉米品种表现为生物产量和干草产量较高，穗位高较高，持绿性表现较好，但营养品质低于粮饲通用型玉米。2）以屯玉661和先玉1225为代表的粮饲通用型玉米表现为干草产量低，但淀粉含量较高，其超过30%。3）生物学产量与绿叶数、绿叶重、株高、茎粗、茎重和穗重呈显著正相关。根据田间表现和综合评价结果，曲辰9号、晋单65、先单405为适宜在雁门关地区推广种植的青贮玉米品种。

综合评述

植物香豆素生物合成途径及关键酶基因研究进展

段珍, 吴凡, 闫启, 张吉宇

2022, 31(1):  217-228.  DOI: 10.11686/cyxb2020485

摘要 ( 2140 )   HTML ( 137)   PDF (967KB) ( 1786 )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

香豆素是来源于苯丙烷代谢途径中重要的次级代谢产物，具有多种生物活性，对植物的生长发育及应答逆境胁迫有重要作用。本研究对香豆素生物合成途径以及所涉及的关键酶基因研究进展进行综述，分析了葡萄糖基转移酶基因家族的系统进化，并对香豆素目前研究的问题进行总结以及今后的研究方向进行展望，以期为香豆素生物合成及其后续研究提供借鉴。

研究简报

老芒麦衰老过程中叶片叶绿素和光合作用变化特征及对养分的响应

张永超, 梁国玲, 秦燕, 刘文辉, 贾志锋, 刘勇, 马祥

2022, 31(1):  229-237.  DOI: 10.11686/cyxb2020514

摘要 ( 339 )   HTML ( 9)   PDF (4688KB) ( 197 )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

试验以青藏高原青海省高寒草地中广泛分布和退化草地补播改良中的常用牧草品种-青牧1号老芒麦为研究对象，分析老芒麦衰老过程中叶片叶绿素和光合作用变化特征及对养分的响应。在青藏高原东北部，青海湖湖东地区设置1~6龄老芒麦自然生长田，6龄老芒麦施肥田和老芒麦连续施肥田（6年）3个处理。从2015年开始，每年5月进行老芒麦种植，播量2.25 g·m^-2，行距30 cm，小区面积15 m² （3 m×5 m）。采用KONICA MINOLTA， INC公司的SPAD分析仪，每个处理随机选取10株健康植株，从旗叶开始从上往下依次测定3片叶子的叶绿素相对含量。采用LI-COR公司的LI-6400XT便携式光合作用测量系统，在老芒麦开花期（7月底-8月初），选择天气晴朗早上10：30-11：30，随机选取5株健康植株对其旗叶进行测量。结果表明：3龄时老芒麦叶片叶绿素相对含量出现降低趋势，6龄时老芒麦叶片出现了逆向衰老现象；随着老芒麦年龄增加，旗叶净光合速率持续降低，而胞间二氧化碳浓度呈上升趋势，气孔导度和蒸腾速率从3龄开始显著降低，且3~6龄间无显著差异；青牧1号老芒麦6龄田，氮肥和磷肥施入普遍提高老芒麦叶片叶绿素相对含量，且不同部位叶片叶绿素相对含量（33.30%~48.23%）均显著高于对照组（27.05%~30.72%），叶片逆向衰老现象在高氮处理下得到缓解，氮肥和磷肥施入普遍提高老芒麦叶片净光合速率，N（60 kg·hm^-2）处理下叶片净光合速率最高（10.77 μmol·m^-2·s^-1）；青牧1号老芒麦在连续施肥6年处理下，低氮（45 kg·hm^-2）施肥下叶片叶绿素相对含量较高，磷肥对保持老芒麦叶片叶绿素相对含量效果不显著；中度氮肥（60 kg·hm^-2），同时配合磷肥添加长期施入，可有效维持高龄老芒麦叶片的光合效率。

白花草木樨第二次轮回选择半同胞家系农艺性状的遗传变异分析

王朋磊, 剡转转, 高莉娟, 马倩, 宗西方, 王升升, 张吉宇

2022, 31(1):  238-245.  DOI: 10.11686/cyxb2020487

摘要 ( 253 )   HTML ( 3)   PDF (568KB) ( 88 )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

为了选育出优质、高产、低香豆素的白花草木樨新品种，在前期完成第一次轮回选择的基础上，开展了25份白花草木樨半同胞家系的第二次轮回选择，在甘肃省榆中县和临泽县进行产量、品质、香豆素含量等农艺性状评价。方差分析结果表明半同胞家系间株高、干重、纤维、香豆素含量等性状具有显著的基因型变异（P<0.05），且干重、株高、茎粗等性状在两地点间存在显著的基因型与环境互作（P<0.05），根据基因型方差预测干重与株高的遗传增益增加百分比分别为4.3%和2.6%。相关性分析表明，茎粗与干重、株高有极显著（P<0.01）的正相关关系，粗蛋白与中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维有极显著的负相关关系。主成分分析反映出各农艺性状间的关系和25份半同胞家系在各性状上的表现，聚类分析将25份家系分为4个组，其中第4组具有较高的干重、粗蛋白和最低的香豆素含量。通过对25份半同胞家系的第二次评价将为白花草木樨新品系选育奠定基础。

相关信息

《草业学报》投稿须知

2022, 31(1):  246-246. 

摘要 ( 72 )   PDF (202KB) ( 138 )  

参考文献 | 相关文章 | 计量指标