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2023年 第32卷 第7期    刊出日期：2023-07-20

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2023年7期目录

2023, 32(7):  0. 

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研究论文

内蒙古荒漠草原地表风沙活动对放牧强度的响应

刘欣雷, 杜鹤强, 刘秀帆, 范亚伟

2023, 32(7):  1-11.  DOI: 10.11686/cyxb2022310

摘要 ( 277 )   HTML ( 27)   PDF (3816KB) ( 209 )  

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研究放牧强度对草地风沙活动的影响对深入理解风沙动力过程、准确评估和防治风沙灾害具有重要意义。本研究依托中国科学院乌拉特荒漠草原研究站，以内蒙古荒漠草原为研究区，设置两种草地类型（以草本为主的针茅草地和以灌木为主的灌丛草地）和3种放牧强度（禁牧为对照、中度和重度放牧强度），开展了近地表风速廓线、粒径分布、风沙流结构等相关参数的测量和研究。结果表明：1）放牧强度对不同草地类型地表的空气动力学粗糙度有显著影响，且对草本区的影响大于对灌木区的影响。2）草地类型和放牧强度对地表土壤可蚀性颗粒含量的影响均达到显著水平（P<0.05），且随着放牧强度的增加，草本区地表可蚀性颗粒含量逐渐减少，土壤质地逐渐粗化。3）放牧区的风沙流拟合函数均为幂函数，R²为0.78~0.97。草本中度（6.468 g·m^-1·d^-1）和重度放牧区（9.294 g·m^-1·d^-1）的水平通量分别是草本对照区（0.907 g·m^-1·d^-1）的7.13和10.25倍。灌木区的输沙高度和放牧强度对输沙率的影响均小于草本区。以上研究结果表明：草本区风沙活动受放牧扰动的影响远大于灌木区，即使是中度放牧强度的水平输沙通量也远远大于禁牧区。因此，仅仅依据载畜量制定的放牧策略尚存在严重不足，为了防止草地退化，促进牧业的持续发展，在制定放牧策略时应将地表风沙活动强度作为重要指标进行综合考虑。

巴音布鲁克高寒草甸物种多样性与系统发育多样性沿海拔梯度分布格局及驱动因子

吕自立, 刘彬, 常凤, 马紫荆, 曹秋梅

2023, 32(7):  12-22.  DOI: 10.11686/cyxb2022328

摘要 ( 287 )   HTML ( 20)   PDF (1322KB) ( 236 )  

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沿海拔梯度研究植物群落物种多样性和系统发育多样性可以明晰环境条件对群落构建的影响，可为深入了解群落构建机制提供帮助。选取巴音布鲁克高寒草甸为研究区，针对研究区植物群落物种多样性和系统发育多样性随海拔梯度变化趋势及其环境驱动因子开展研究，探究在群落构建中物种共存及多样性维持过程中环境因子的影响程度。结果表明：1） 随海拔升高，群落Shannon-Wiener多样性指数与Simpson丰富度指数均呈单峰变化趋势，峰值分别在2400和2600 m处；群落Pielou均匀度指数呈逐渐下降趋势；系统发育多样性指数（PD）整体呈下降趋势，系统发育结构逐渐由分散状态转变为聚集状态。2） 系统发育结构指数里净最近种间亲缘关系指数（NTI）和净谱系亲缘关系指数（NRI）与物种多样性指数均呈显著负相关关系（P<0.05），PD指数与物种多样性指数均呈显著正相关（P<0.05）。3） 各土壤因子对不同多样性指数的影响程度不同，其中铵态氮含量是影响物种多样性和系统发育指数的主要因子，全钾含量次之；土壤全氮含量对NTI存在显著影响（P<0.05），全钾含量对NRI存在显著影响（P<0.05）， 全磷对PD指数存在显著影响（P<0.05），pH对物种多样性指数存在显著影响（P<0.01）。沿海拔梯度群落物种多样性和系统发育多样性、系统发育结构之间相互关联，受环境因子的影响，两者在海拔梯度上呈现不同的响应策略。

青藏高原东北边缘云杉-巴山冷杉林火烧迹地草本植物群落主要种生态位特征

周晓雷, 杨富强, 王明军, 黄海霞, 田青, 周旭姣, 赵安, 贺万鹏, 赵艳丽, 姜礼红

2023, 32(7):  23-37.  DOI: 10.11686/cyxb2022391

摘要 ( 236 )   HTML ( 8)   PDF (6530KB) ( 120 )  

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特定环境下植物的生态位决定植物群落的相对稳定状态。以空间代替时间方法，采用Levins和Shannon-Wiener生态位宽度指数、Pianka和Schoener生态位重叠指数，分析青藏高原东北边缘云杉-巴山冷杉林火烧迹地4个演替阶段群落的种群生态位宽度和生态位重叠程度，并划分群落特化种和泛化种。结果表明：火烧迹地不同演替阶段的草本层主要物种的Levins和Shannon-Wiener生态位宽度指数结果基本一致，同一物种在不同演替阶段的生态位宽度存在差异，生态位宽度23 a>5 a>15 a>顶级群落（Climax）。5 a群落有2个特化种2个泛化种，15 a群落有4个特化种2个泛化种，23 a群落仅有3个特化种，Climax群落有3个特化种5个泛化种。23 a群落的高生态位重叠指数的种对数占比最小，而Climax群落有着较少低生态位重叠指数的种对数；中等生态位重叠指数的种对数占总对数比值大小顺序为Climax>5 a>15 a>23 a。通过研究分析可以得出：青藏高原东北边缘云杉-巴山冷杉林经过重度火干扰后，火烧迹地演替初期的群落（5 a）和受人为定向干扰的群落（23 a），植物生境资源丰富，各植物种的生态位宽度都相对较大、生态位重叠较小，相应地种间竞争小；演替中期（15 a），生态位重叠分离现象明显，群落中的大多数种在资源利用上具有极大的相似性，种间竞争加剧；而Climax属于顶级群落，各种的生态位宽度相对较宽，大多数植物种间生态位重叠不高，竞争较小，群落处于一个相对稳定的状态。除了Climax群落，其他各演替阶段群落所含特化种占特化种与泛化种之和比≥50%，特定的生境促使特化种的形成。适当的人为干预能够提高群落内种的生态位宽度，降低种间的生态位重叠，形成较为稳定的生态群落。

阔叶类草抑制剂与氮素配施对高寒草甸土壤特性的影响

路欣, 祁娟, 师尚礼, 车美美, 李霞, 独双双, 赛宁刚, 贾燕伟

2023, 32(7):  38-48.  DOI: 10.11686/cyxb2022335

摘要 ( 174 )   HTML ( 6)   PDF (1329KB) ( 122 )  

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以甘南高寒草甸为研究对象，通过探究不同浓度阔叶类草抑制剂（0、0.9、1.5和2.1 kg·hm^-2）和不同梯度氮素（0、75、150和225 kg·hm^-2）配施对高寒草甸土壤养分及酶活性的影响，旨在筛选适宜于高寒草甸的最佳抑制剂浓度与氮肥用量的配比，为高寒区草地畜牧业的可持续发展提供科学的理论依据。结果表明：喷施较高浓度抑制剂（Y₃， 2.1 kg·hm^-2）后，土壤碱解氮、速效钾和有效磷含量均显著低于对照（P<0.05），分别较对照降低了4.89%、11.52%和14.19%，而土壤有机质含量提高了11.74%，对土壤pH影响不显著；单独氮素添加下，土壤碱解氮、有效磷含量和土壤脲酶活性均显著高于对照（P<0.05），且在施氮量为225 kg·hm^-2时，碱解氮、有效磷含量和脲酶活性较高，分别较对照高出4.98%、53.01%和11.28%，对土壤有机质、速效钾和土壤pH影响不显著；抑制剂与氮素添加的交互作用对除土壤pH外的各指标均存在显著或极显著影响，但较高浓度抑制剂（Y₃）明显降低了氮素添加的作用效果，各施氮处理后的土壤各指标均有所降低。经灰色关联度综合分析得出，0.9 kg·hm^-2抑制剂与225 kg·hm^-2氮素配施可以明显提高土壤肥力，是一种适宜在青藏高原高寒草甸区推广的草地管理模式。

紫花苜蓿MsPPR1基因的克隆及抗旱功能分析

王少鹏, 刘佳, 洪军, 林积圳, 张义, 史昆, 王赞

2023, 32(7):  49-60.  DOI: 10.11686/cyxb2022425

摘要 ( 264 )   HTML ( 17)   PDF (4774KB) ( 418 )  

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干旱是影响植物生长发育及产量的重要环境因素，PPR（pentatricopeptide repeats）家族蛋白在植物生长发育以及胁迫响应等生理过程中都具有重要作用。本研究在中苜1号紫花苜蓿中克隆到MsPPR1，利用病毒介导的基因沉默技术和烟草异源表达，在中苜1号紫花苜蓿和烟草中验证了MsPPR1在抗旱性中的功能。结果显示，MsPPR1开放阅读框包含3213 bp，编码1070个氨基酸，相对分子量为121.65 kDa，具有多个PPR重复结构域，定位于细胞质，是典型的PPR蛋白家族成员。MsPPR1主要表达在叶中，其次是茎和根，花中最少；其表达量受自然干旱、甘露醇和脱落酸处理的诱导。通过病毒诱导基因沉默技术在紫花苜蓿中降低了MsPPR1的表达，干旱胁迫下，沉默植株更加萎蔫，相对含水量显著降低，相对电解质渗透率显著升高，显著降低了紫花苜蓿的抗旱性。在烟草中异源超表达MsPPR1，显著增强了转基因烟草的抗旱性，干旱胁迫下，丙二醛含量显著降低，脯氨酸含量增加。以上结果均表明MsPPR1是紫花苜蓿抗旱性的正调控因子，本研究为紫花苜蓿抗旱分子育种提供了候选基因。

结缕草叶肉细胞原生质体瞬时基因表达系统的构建

管瑾, 郭一荻, 刘凌云, 尹淑霞, 滕珂

2023, 32(7):  61-71.  DOI: 10.11686/cyxb2022348

摘要 ( 199 )   HTML ( 3)   PDF (1853KB) ( 195 )  

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为了结合转基因方法探索结缕草基因功能，建立高效、快速的结缕草原生质体制备及瞬时基因表达系统，利用正交试验对影响原生质体制备的主要因素进行优化，同时利用原生质体进行亚细胞定位和蛋白互作研究。结果表明，当酶配比为2% （w/v） cellulase R10和1.5% （w/v） macerozyme R10，酶解时间为7 h时，原生质体产量和活性均达到最高，分别为1.23×10⁷个·mL^-1和98%以上，满足后续转化所需。多次重复试验表明，加入5~10 μg质粒，原生质体转化率可达75%以上。利用原生质体转化体系进行了亚细胞定位检测，结果发现结缕草ZjNOL和ZjNYC1定位在叶绿体中，ZjZFN定位在细胞核中。双分子荧光互补分析证明ZjNOL和ZjNYC1在叶绿体中相互作用。原生质体制备及转化方法与遗传学和组学技术相结合，能够为结缕草基因功能研究和基因编辑提供支持。

内蒙古两种生态型羊草叶绿体基因组序列差异分析

于晓东, 余浩洋, 杨旭, 赵东旭, 张林刚

2023, 32(7):  72-84.  DOI: 10.11686/cyxb2022338

摘要 ( 236 )   HTML ( 4)   PDF (3905KB) ( 193 )  

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羊草是广泛分布于我国内蒙古草原上的一种优质牧草，根据叶色差异可将其分为灰绿和黄绿两种生态型，前期研究发现二者的叶绿体存在差异，但是造成羊草叶色趋异的分子机理还不清楚。选取内蒙古敕勒川草原的两种生态型羊草，利用Denovo测序平台对二者的叶绿体基因组进行测序和特征分析。结果表明，灰绿型羊草全长136816 bp，大单拷贝区80973 bp，拥有一对长21560 bp的反向重复序列，黄绿型羊草全长136809 bp，大单拷贝区80962 bp，拥有一对长21562 bp的反向重复序列，二者均含有12723 bp的小单拷贝区；二者的叶绿体基因组皆包含131个基因，编码84个蛋白质、8个rRNA和39个tRNA基因；二者都具有丰富的重复序列并存在差异，且大多位于基因间隔区；二者的叶绿体基因组序列相比共发现14个突变区，导致二者反向重复区域收缩/扩张的不同；此外，系统发育分析证明两种生态型羊草与祖先新麦草依然保持较近的亲缘关系。所以，两种生态型羊草的叶绿体基因组序列为解析二者叶色差异提供了分子信息，更为推动羊草叶绿体转化技术奠定了基础。

白羊草叶绿体基因组密码子使用偏好性分析

高守舆, 李钰莹, 杨志青, 董宽虎, 夏方山

2023, 32(7):  85-95.  DOI: 10.11686/cyxb2022332

摘要 ( 256 )   HTML ( 9)   PDF (2199KB) ( 281 )  

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叶绿体基因组具有高度的保守性和较慢的进化速率，研究叶绿体基因组密码子偏好性可以明确基因表达效率，确定植物系统发育和物种进化。为解析白羊草及其近缘种的系统发育关系，利用CAIcal和CodonW 1.4.2等软件分析了白羊草的叶绿体基因组密码子使用模式，并利用白羊草及其近缘种的同义密码子相对使用度（RSCU）数据构建了聚类图。结果显示：经筛选后的白羊草叶绿体基因组序列中GC的平均含量为38.79%，其中GC₁>GC₂>GC₃；密码子第3位碱基多为A或U；有效密码子数（ENC）的取值为36~61，密码子偏好性较弱；高频率使用的密码子共计26个，其中25个高频密码子以A或U结尾。结合中性绘图、ENC-plot、ENC比值和PR2-plot分析，结果表明白羊草叶绿体基因的密码子偏好性同时受到突变压力和自然选择的影响，且突变压力的影响较大。RSCU数据分析共筛选出15个最优密码子，均以A或U结尾。RSCU聚类结果显示白羊草在密码子使用模式上与近缘物种有所不同。本结果可为孔颖草属植物系统发育研究提供参考。

基于Illumina MiSeq高通量测序的燕麦种带细菌多样性及功能分析

张振粉, 黄荣, 李向阳, 姚博, 赵桂琴

2023, 32(7):  96-108.  DOI: 10.11686/cyxb2022427

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采用高通量测序法，分析 7 份来自不同地区的燕麦种带细菌群落的细菌丰度、Alpha多样性、Beta多样性和物种组成差异，并采用 PICRUSt和FAPROTAX功能预测的方法分析了各种带细菌间的丰度差异。结果显示：1）7份燕麦中共获得5187个细菌可操作分类单元（OTUs），主要归属于33个门、180个目和435个属。2）基于OTUs的丰度及注释信息，7份燕麦种带细菌群落中变形菌门、绿弯菌门、酸杆菌门、放线菌门和蓝菌门为优势菌门，立克次氏体目和鞘脂单胞菌目为优势菌目，鞘氨醇单胞菌属、Solibacter和假节杆菌属为优势菌属。3） Alpha多样性和Beta多样性表明不同燕麦品种的细菌群落多样性和群落结构具有较大差异，其中 LXY-5 具有最大的Alpha多样性。LEFSe分析更进一步显示不同的燕麦品种生物标记的物种不同。4） PICRUSt 和 FAPROTAX 功能预测分析表明，燕麦种带细菌群落主要有代谢、有机系统和人类疾病3个代谢通路，分属于有42个 KEGG 和24个COG的二级代谢途径；FAPROTAX功能注释后共获得52个生态功能。研究结果为明确燕麦种带细菌多样性及开发新型基因资源提供了理论依据。

甘肃陇西黄芩镰孢菌根腐病病原鉴定及其病株根部元素含量的变化

蒋晶晶, 陈爱昌, 魏周全, 孙兴明, 徐美蓉, 李雪萍, 杜蕙, 漆永红

2023, 32(7):  109-121.  DOI: 10.11686/cyxb2022318

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为明确甘肃省陇西县黄芩根腐病镰孢菌种类，采用组织分离法对2019-2021年采集的136份病株进行分离，通过病原菌形态学特征、结合镰孢菌属通用引物、特异性引物及TEF序列分析，对病原菌进行鉴定并完成柯赫氏法则验证。结果表明，从黄芩根腐病样本上共分离到83株镰孢菌，分别为尖孢镰孢菌（39.8%）、茄病镰孢菌（36.1%）、锐顶镰孢菌（16.9%）、芬芳镰孢菌（4.8%）、木贼镰孢菌（1.2%）和柔毛镰孢菌（1.2%），其中尖孢镰孢菌和茄病镰孢菌为优势病原菌；致病性测定结果表明，不同的镰孢菌致病力不同，且同一种内各菌株的致病力差异显著；尖孢镰孢菌的相对病情指数最高，为9.0，而芬芳镰孢菌的相对病情指数最低，为1.2，木贼镰孢菌和柔毛镰孢菌没有致病性；黄芩受到镰孢菌侵染后，根部主要营养元素含量变化不显著，而微量元素锌、锰和铁的含量显著升高（P<0.05）。本研究在国内首次报道了锐顶镰孢菌和芬芳镰孢菌是黄芩根腐病的新病原菌，为科学诊断该病害、研究根腐病菌对黄芩胁迫的响应提供理论依据。

布氏乳杆菌和不同糖类联用对紫花苜蓿青贮营养成分、发酵品质、瘤胃降解率及有氧稳定性的影响

凌文卿, 张磊, 李珏, 冯启贤, 李妍, 周燚, 刘一佳, 阳伏林, 周晶

2023, 32(7):  122-134.  DOI: 10.11686/cyxb2022343

摘要 ( 194 )   HTML ( 9)   PDF (1054KB) ( 208 )  

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旨在研究布氏乳杆菌和不同糖类联用对紫花苜蓿青贮营养成分、发酵品质、瘤胃降解率以及有氧稳定性的影响。以紫花苜蓿为原料，采用了4种处理：LB（添加1×10⁶ cfu·g^-1布氏乳杆菌）；GLB（添加1×10⁶ cfu·g^-1布氏乳杆菌和2%葡萄糖）；FLB（添加1×10⁶ cfu·g^-1布氏乳杆菌和2%岩藻多糖）；CK（无添加）。青贮60 d后，测定以上4个处理紫花苜蓿的营养成分、发酵品质、瘤胃降解率和有氧稳定性。结果表明，在营养成分上，与CK相比各处理均显著提高了紫花苜蓿青贮料的干物质（DM）、粗蛋白（CP）和可溶性碳水化合物（WSC）含量（P<0.05），其中GLB处理DM和CP含量最高，FLB处理WSC含量最高。各处理均能显著降低酸性洗涤纤维（ADF）含量（P<0.05），GLB处理能显著降低青贮料中性洗涤纤维（NDF）含量（P<0.05）。发酵品质上，除FLB处理外其余处理均能显著降低青贮料pH（P<0.05），GLB处理显著增加了乳酸（LA）和丙酸（PA）含量（P<0.05），显著降低了氨态氮/总氮（AN/TN， P<0.05）。LB和FLB处理LA、乙酸（AA）含量和AN/TN显著降低（P<0.05），PA含量显著增加（P<0.05）。在瘤胃降解方面，除GLB处理的ADF有效降解率无显著提高外（P>0.05），各处理DM、CP、ADF和NDF有效降解率均显著提升（P<0.05）。与CK相比，各处理均能在有氧暴露6 d显著降低pH、酵母菌和好氧菌数（P<0.05），其中FLB处理表现最佳。根据隶属函数法综合评价各项指标，各处理按优劣排序为：GLB（0.76）>LB（0.53）>FLB（0.52）>CK（0.14）。综上所述，LB、GLB和FLB处理均对紫花苜蓿青贮营养成分、发酵品质、瘤胃降解率及有氧稳定性有积极影响，其中GLB处理效果最好。

不同添加剂发酵笋壳对湖羊生产性能及瘤胃发酵的影响

党浩千, 覃娟清, 郭宇康, 张富, 王迎港, 刘庆华

2023, 32(7):  135-148.  DOI: 10.11686/cyxb2022333

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旨在研究不同添加剂发酵对笋壳营养成分和发酵品质的影响，探究不同处理对湖羊生产性能、肉质氨基酸、血液生化指标、瘤胃发酵参数的影响。通过预试验筛选出FM（甲酸10 mL·kg^-1+EM复合菌20 mL·kg^-1）和FCM组（甲酸10 mL·kg^-1+纤维素酶150 mL·kg^-1+EM复合菌20 mL·kg^-1）对笋壳进行为期45 d的青贮，并进行湖羊饲养试验。采用单因素随机试验设计，选取体重相近［初始体重（16.68±1.05） kg］、健康无病公湖羊30只，随机分为3组，每组10只。预饲期7 d，正饲期60 d。结果表明：1）FM、FCM组干物质（DM）、粗蛋白（CP）含量分别为35.58%，36.60%；11.27%，12.09%；均显著高于CK组（33.20%，9.75%）（P<0.05），FCM组显著高于FM组（P<0.05）；FM、FCM组中性洗涤纤维（NDF）（39.46%，37.09%）均显著低于CK组（44.16%）（P<0.05），FCM组显著低于FM组（P<0.05）；FM、FCM组酸性洗涤纤维（ADF）（38.09%，37.49%）均显著低于CK组（41.62%）（P<0.05）。2）FCM组宰前活重、胴体重、净肉重、眼肌面积分别为：22.11 kg，10.41 kg，9.48 kg，14.41 cm²，均显著高于对照组（20.79 kg，9.74 kg，8.71 kg，11.62 cm²）（P<0.05）。3）FCM组肝脏、瘤胃、皱胃、脾脏、小肠、大肠重量以及瘤胃器官指数分别为：332.76 g，475.32 g，85.15 g，32.55 g，434.63 g，303.48 g， 2.15%；显著高于FM（319.78 g，447.18 g，75.05 g，29.01 g，416.62 g，286.70 g， 2.04%）和CK组（297.88 g，418.76 g，60.09 g，26.05 g，399.01 g，279.36 g， 2.01%）（P<0.05）；FM组肝脏和瘤胃重量显著高于CK组（P<0.05）。4）FM和FCM组超氧化物歧化酶（SOD）和高密度脂蛋白（HDL）含量分别为：27.16，30.96 U·L^-1；1.72，1.77 mmol·L^-1；显著高于CK组（20.69 U·L^-1，1.12 mmol·L^-1）（P<0.05）；FM、FCM组丙二醛（MDA）含量（0.57、0.59 nmol·mL^-1）显著低于CK组（1.17 nmol·mL^-1）（P<0.05）；FCM组谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-PX）（328.39 U·mL^-1）显著高于CK组（278.01 U·mL^-1）（P<0.05）。5）FCM组背最长肌中缬氨酸 （Val）、异亮氨酸 （Ile）、苯丙氨酸 （Phe）含量分别为：2.75，8.49，7.35 g·kg^-1，显著高于FM（1.92，5.19，6.17 g·kg^-1）和CK组（1.66，5.96，6.03 g·kg^-1）（P<0.05）；组氨酸（His）、丝氨酸（Ser）含量（3.87、6.70 g·kg^-1）显著高于CK组（2.20、5.43 g·kg^-1）（P<0.05）。综上所述，FCM组更能明显提升笋壳营养价值、改善笋壳青贮品质，饲喂湖羊效果最好。

杂交粱草生长期土壤抗冲性变化特征及其根系调控效应

杨瑞杰, 何淑勤, 周树峰, 杨晶月, 金钰宪, 郑子成

2023, 32(7):  149-159.  DOI: 10.11686/cyxb2022411

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为明确杂交粱草水土保持功能，开展杂交粱草生长期土壤抗冲性变化特征研究，以期从根系的角度明晰其变化机理。以杂交粱草—川农粱草1号为研究对象，选择植株0~45 cm空间范围作为采样区域，分别在水平方向（H）和垂直方向（V）上呈放射性采集0~15 cm、15~30 cm和30~45 cm 这3个层次的土壤样品，利用原状土冲刷槽法研究其不同生育期径流含沙量、土壤抗冲指数动态变化特征，结合WinRHIZO2000根系分析系统获取根系长度、根系表面积、根系体积以及根系平均直径，综合分析探究川农粱草 1 号生长期土壤抗冲性变化特征及其根系调控效应。结果表明：1）随空间范围的扩大，川农粱草1号径流含沙量和土壤抗冲指数在水平方向和垂直方向变化趋势各异，其中径流含沙量在水平方向和垂直方向上分别表现为H_0~15（0.10 g·L^-1）<H_15~30（0.14 g·L^-1）<H_30~45（0.17 g·L^-1）和V_15~30（0.08 g·L^-1）<V_0~15（0.10 g·L^-1）<V_30~45（0.14 g·L^-1），而土壤抗冲指数与径流含沙量在水平方向上呈负相关，但在垂直方向上无明显关联，具体表现为：V_15~30（152.09 min·g^-1）>V_30~45（118.74 min·g^-1）>V_0~15（95.65 min·g^-1）。2）随生育期的推进，川农粱草1号径流含沙量和土壤抗冲指数大小关系分别表现为抽穗成熟期（0.05 g·L^-1）<拔节前期（0.11 g·L^-1）<幼苗期（0.14 g·L^-1）<拔节后期（0.17 g·L^-1）和抽穗成熟期（233.30 min·g^-1）>拔节前期（56.64 min·g^-1）>拔节后期（51.30 min·g^-1）>幼苗期（44.33 min·g^-1）。3）川农粱草1号生长期土壤抗冲性增强值为1.10~364.52 min·g^-1，增强率为2.29%~462.27%；其根系特征参数增幅为2.87%~326.87%，与土壤抗冲性增强值呈正相关。川农粱草 1 号生长期土壤抗冲能力在水平和垂直方向均显著提高，且与其生长阶段根系辐射生长密切相关，通过调控日常管护措施可以更大程度发挥其水土保持功能。

氮磷配施对高寒草甸植物根系特征的影响

廖小琴, 王长庭, 刘丹, 唐国, 毛军

2023, 32(7):  160-174.  DOI: 10.11686/cyxb2022316

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植物根系是固定和支撑植物体的重要器官，是草地生态系统重要的碳库之一。分析植物不同直径大小根系在不同浓度氮磷配施下的形态特征和生理功能，有利于了解高寒草甸植物根系生长特征、碳分配格局和养分循环。本研究在川西北高寒草甸采用微根管技术原位监测4个氮（N）、磷（P）梯度（CK：0 g·m^-2；NP₁₀：N 5 g·m^-2+P 5 g·m^-2；NP₂₀：N 10 g·m^-2+P 10 g·m^-2；NP₃₀：N 15 g·m^-2+P 15 g·m^-2）根系动态（现存量、生产量、死亡量和周转率）的变化特征及其与环境因子间的相互关系。结果表明：1）土层间根系总现存量差异显著， 0~10 cm土层施肥（NP₁₀、NP₂₀、NP₃₀）显著降低了直径≤0.3 mm根系现存量，且NP₃₀显著降低了总根系和直径>0.3 mm根系现存量；10~20 cm土层NP₂₀总根系和直径>0.3 mm根系现存量显著高于其他处理（P<0.05）。2）土层间根系总生产量和死亡量差异显著，0~10 cm土层，直径≤0.3 mm根系生产量和死亡量在处理间无显著差异，直径>0.3 mm根系在NP₃₀死亡量显著增加；10~20 cm土层，直径≤0.3 mm根系生产量和死亡量在施肥处理下显著低于CK，直径>0.3 mm根系生产量和死亡量均在NP₂₀、NP₃₀显著高于CK（P<0.05）。3）土层及处理间根系周转速率无显著差异，但整体上直径≤0.3 mm根系周转速率高于直径>0.3 mm根系。4）结构方程模型进一步表明：根系现存量和生产量受土壤养分［全碳（TC）；全氮（TN）］和根系直径大小的直接影响，土壤养分对根系周转率有正效应。综上：氮磷配施梯度对地下总根系现存量和死亡量影响显著，低、中氮磷（NP₁₀、NP₂₀）配施会降低植物对直径≤0.3 mm根系生物量的分配，投入更多的资源促进直径>0.3 mm根系的生长；高施肥（NP₃₀）会使植物减少各直径大小根系生物量的分配，增加其死亡量，从而降低根系碳的积累。

狗牙根叶与根氮代谢对不同干旱胁迫的响应机制

张一龙, 李雯, 喻启坤, 李培英, 孙宗玖

2023, 32(7):  175-187.  DOI: 10.11686/cyxb2022352

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干旱会影响植物氮代谢过程，从而制约其生长及品质。为了明确狗牙根在干旱胁迫下其叶与根氮代谢指标的变化，探讨狗牙根叶与根氮代谢对不同干旱胁迫的响应机制，筛选关键抗旱氮代谢指标，丰富狗牙根抗旱氮代谢理论，本试验将不同抗旱性狗牙根在不同干旱梯度处理下培养10 d，测定其叶及根有机氮化物（脯氨酸、可溶性蛋白、游离氨基酸）、无机氮化物（全氮、硝态氮、铵态氮）、氮代谢相关酶活性（硝酸还原酶、亚硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶、谷氨酸合成酶）等生理指标。结果表明：随着干旱胁迫加剧，各供试材料的叶及根全氮降低，有机氮化物增加，叶片硝态氮先降后升，根系硝态氮降低，叶、根铵态氮、氮代谢酶则呈先增后降趋势。抗旱材料在胁迫下因具有较高的氮代谢酶活性及无机氮化物含量，加速了氮代谢进程，致使抗旱材料叶、根的有机氮化物含量快速上升且显著高于敏旱材料。干旱下狗牙根通过对根系吸收的氮素进行转运再分配、同化，与其地上部分共同抵御干旱。冗余分析表明谷氨酸合成酶（GOGAT），谷氨酰胺合成酶（GS）与中度胁迫时抗旱材料叶、根的相关性较强，脯氨酸、游离氨基酸、可溶性蛋白与重度胁迫时抗旱材料有较强的相关性。通径分析得根系可溶性蛋白（决策系数为-0.739）、叶片（0.530）与根系游离氨基酸（0.498）与干旱下狗牙根抗旱性关联度高。本试验结果可丰富、补充狗牙根抗旱氮代谢响应研究，也可为其抗旱资源选育提供参考。

荒漠草原优势植物牛枝子对干旱胁迫的生理响应与转录组分析

张浩, 胡海英, 李惠霞, 贺海明, 马霜, 马风华, 宋柯辰

2023, 32(7):  188-205.  DOI: 10.11686/cyxb2022326

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干旱是草地植物面对的最大威胁，对耐旱草地植物的研究将促进人们更好地理解植物对干旱适应性反应背后的调控机制。牛枝子是优质的多年生强旱生牧草，分布于广袤的荒漠草原地区。目前对牛枝子抗旱研究主要集中在渗透调节物质变化、功能基因序列分析，但其抗旱性的内在机制尚不清楚。本研究采用单因素控水试验，土壤水分含量为田间持水量的70%~80%设为对照组（CK），田间持水量的20%~30%为严重干旱胁迫组（Tr），处理4周后，开展牛枝子生物量分配、水分利用、渗透调节、根系分布等生理生化指标测定，同时采集叶片和幼根进行转录组测序分析。结果表明，干旱胁迫条件下，牛枝子通过增加脯氨酸（Pro）、可溶性蛋白（SP）、可溶性糖（Ss）、K⁺等含量进行渗透调节来保持体内水分，增加同位素碳13（δ¹³C）和丙二醛（MDA）含量以提高水分利用效率和抗氧化能力，降低相对含水量（RWC）、胞间二氧化碳浓度（C_i）、气孔导度（Cond），减少生物量，增加根冠比等响应干旱胁迫。通过RNA-Seq差异基因表达分析，在叶中发现4058个差异基因，在根中发现2172个差异基因，叶和根中共有差异基因744个。这些差异基因（DEG）能够对干旱做出积极（上调）或消极（下调）的反应。叶中上调差异基因主要富集在植物-病原体相互作用、植物激素信号转导，而下调差异基因主要富集在光合代谢包括碳固定、光合作用天线蛋白合成、光合过程产物代谢。在根中上调差异基因主要富集在精氨酸与脯氨酸代谢、内质网中的蛋白质加工，下调差异基因主要富集在淀粉和蔗糖代谢、异黄酮生物合成、类黄酮生物合成。在牛枝子叶中差异表达的转录因子主要有AP₂/ERF-ERF、NAC、bHLH、WRKY、C₂H₂，根中主要有 HSF、MYB、AP₂/ERF-ERF、WRKY。其中bHLH特异性下调表达，HSF特异性上调表达。根与叶中的吡咯啉-5-羧酸还原酶（P5CR）、脯氨酸亚氨肽酶（PLD）、脯氨酸-4-羟化酶（P4H）均上调表达，脯氨酸脱氢酶（ProDH）下调表达将产生更多的脯氨酸与4-羟基-脯氨酸，叶中天冬氨酸氨基转移酶（AST）的上调产生更多4-羟基-酮戊二酸，增强了牛枝子渗透调节能力，保证了牛枝子对水分的吸收利用。因此，牛枝子主要通过调控与激素信号转导、渗透调节、气体交换相关的差异基因表达，参与各项生理代谢活动以响应严重干旱胁迫。

外源褪黑素缓解甜高粱幼苗干旱胁迫的生理效应

梁佳, 胡朝阳, 谢志明, 马刘峰, 陈芸, 方志刚

2023, 32(7):  206-215.  DOI: 10.11686/cyxb2022340

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为探究外源褪黑素缓解甜高粱幼苗干旱胁迫可能的生理机制，以甜高粱品种‘大力士’为材料，采用盆栽试验方法，分析自然干旱条件下，叶面喷施褪黑素（100 μmol·L^-1）对甜高粱幼苗生长及生理特性的影响。结果表明，干旱胁迫导致植株地上部水分失衡，叶绿体结构受损，细胞产生氧化胁迫，显著抑制甜高粱幼苗的生长。喷施褪黑素可显著降低甜高粱叶片丙二醛（MDA）含量，积累更多的可溶性蛋白和脯氨酸，提高叶片含水量，使叶绿体基粒片层排列有序，光合色素含量升高；喷施褪黑素还能显著提高叶片过氧化物酶（POD）和硝酸还原酶活性。综合上述，喷施100 μmol·L^-1褪黑素能进一步激发干旱环境中甜高粱叶片抗氧化系统的保护作用，通过渗透调节，维持植株水分平衡，改善叶绿体结构，提高光合色素含量，协同增强氮代谢，促进植株生长，从而缓解干旱对甜高粱幼苗的伤害。

陇东旱塬区不同青贮玉米品种生产性能和营养品质综合评价

蒋丛泽, 受娜, 高玮, 马仁诗, 沈禹颖, 杨宪龙

2023, 32(7):  216-228.  DOI: 10.11686/cyxb2022350

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为筛选出适宜在陇东旱塬地区栽培的青贮玉米品种，本试验以8份青贮玉米品种为研究对象，通过田间试验比较了不同青贮玉米品种在该地区的农艺表现、营养成分含量及水氮资源利用状况，并采用灰色关联分析法对各品种的综合表现进行了量化评价。结果表明：品种对主要农艺性状有显著影响（P<0.05）。株高最高的品种是豫青贮23，为299.6 cm；茎粗最大的品种是东单60号，为29.5 mm；叶长、叶宽分别以豫青贮23和京科青贮516最大，为83.3 cm和9.6 cm；单株鲜重最大的品种是中科甜928，为1147.1 g·株^-1，单株干重最大的品种是京科青贮516，为341.1 g·株^-1。产量性状方面，鲜草产量超过80 t·hm^-2的品种有豫青贮23、东单60号和中科甜928，干草产量和粗蛋白产量最大的品种是东科301，分别为29.0 t·hm^-2和1.85 t·hm^-2。营养品质方面，全株粗蛋白含量最高的品种是文玉3号，为7.42%；粗灰分含量以中科甜928最高，为4.58%；中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维含量以京科301最低，分别为28.87%和12.63%。水氮资源利用方面，干物质水分利用效率和氮肥偏生产力最高的品种是东科301，分别为77.0 kg·hm^-2·mm^-1和161.2 kg·kg^-1。灰色关联分析结果显示，等权关联度和加权关联度综合评价结果较为一致，二者均表明豫青贮23、文玉3号和东科301兼顾丰产、优质和水氮资源高效利用优点，适宜在陇东旱塬区推广种植。

扁蓿豆种内杂种鉴定及其F₁和F₂代主要农艺性状优势分析

董佳琦, 杨艳婷, 范文强, 王佳妮, 石凤翎

2023, 32(7):  229-239.  DOI: 10.11686/cyxb2022337

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扁蓿豆是一种抗逆性强，遗传多样性丰富的豆科牧草，可作为同属牧草的杂交育种材料，为其提供丰富的基因资源。而如何获得真杂交种是开展杂交育种和杂种优势利用的重要基础。为获得遗传性状更加丰富的扁蓿豆新种质材料，以株型直立且高产的直立型扁蓿豆和抗逆性强的野生扁蓿豆（黄花变异材料，简称黄花扁蓿豆）为亲本，采取正反交配置了两个杂交组合。通过相关序列扩增多态性（SRAP）分子标记技术从118个杂交F₁代中鉴定出85个真杂种。从直立型扁蓿豆♀×黄花扁蓿豆♂的杂种F₁代中获得其F₂代，进一步对表现优良的13株F₁代和20株F₂代的株高、株型指数、一级分枝数、近似叶面积、叶茎比和单株地上生物量等主要农艺性状进行杂种优势分析。结果表明：F₁代各性状的表型值变异系数为18.82%~45.72%，其中单株地上生物量、叶茎比、一级分枝数变异较大。各性状中亲优势为-54.2%~26.9%，其中叶茎比（8.22%）表现出超亲优势。F₂代各性状变异系数（19.66%~41.63%）较F₁代减小，除近似叶面积（12.69%）、株型指数（17.46%）和叶茎比（35.38%）外其余性状中亲优势（-52.38%~-19.75%）均减弱。F₁与F₂代产量相关性状的中亲优势和超亲优势多为负向，种内杂种优势较弱。研究结果将为扁蓿豆及苜蓿属其余牧草的品种改良提供新种质。