草业学报

2023年9期目录

2023, 32(9): 0.

摘要 ( 43 )

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内蒙古温性草原草地类型近20年时空动态变化研究

杨志贵, 张建国, 李锦荣, 于红妍, 常丽, 宜树华, 吕燕燕, 张玉琢, 孟宝平

2023, 32(9): 1-16. DOI: 10.11686/cyxb2022405

摘要 ( 364 )

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草地类型是人类科学开发、合理利用和有效保护草地资源的重要依据，同时还是维持草地生态系统可持续发展的重要依据。目前，国内外有关土地利用类型时空变化的研究已有丰硕成果，但区域尺度草地类型时空动态变化的研究鲜有报道。因此，以内蒙古温性草原为研究对象，基于遥感植被指数、气象、土壤、地形和无人机航拍资料，结合机器学习算法构建了内蒙古草地类型分类算法，并以此为依据，分析草地类型时空动态变化特征。结果表明：1）所有遥感分类特征指标中，降水、归一化植被指数（NDVI）对研究区草地类型分类的重要性值高于其他指标，前18个分类指标（按重要性值排）的累计贡献率达85%以上；2）随机森林（RF）模型对内蒙古温性草原草地类型的分类精度最高，总体分类精度（OA）为82.16%，卡帕系数（Kappa）为0.76；3）过去20年来内蒙古地区草地类型之间的转换比较剧烈，多发生在典型草原、荒漠化草原和荒漠之间。相较于20世纪80年代草地类型，2000-2009年草地类型多由湿润类型向干旱类型转变，然而2010-2019年的草地类型则由干旱类型向湿润类型转变。本研究结果可为全球气候变化和人类活动下内蒙古草地类型的变化研究提供科学依据，同时也可为内蒙古地区草地可持续发展提供理论依据和技术支撑。

南方山区杉木人工林林下草本植物多样性的影响因素

凤紫棋, 孙文义, 穆兴民, 高鹏, 赵广举, 陈帅

2023, 32(9): 17-26. DOI: 10.11686/cyxb2022419

摘要 ( 149 )

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解析杉木人工林林下草本植物多样性的影响因素，可为南方山区森林的可持续经营提供理论依据。通过收集115份杉木人工林林下草本植物多样性研究文献，采用相关性分析、方差分解分析和结构方程模型探究了环境因子和林分结构与杉木林下草本植物多样性的关系，通过最大熵模型模拟杉木人工林林下植物多样性较为丰富区域的潜在地理分布。结果表明：1）气候因子单独效应、气候和地形因子共同效应解释率较大，分别为19.31%、12.34%。2）年均降水量和郁闭度对林下草本植物多样性具有极显著影响（P<0.01），总影响系数分别为0.72和-0.49；海拔、年均气温、土壤有机质、全氮含量对林下植物多样性具有显著影响（P<0.05），总影响系数为-0.33、0.17、0.23和0.34。3）影响杉木人工林林下草本植物多样性的主导环境因子及贡献率分别为：年均降水量（37.1%）>海拔（19.5%）>年均气温（15.2%）>土壤有机质（8.9%）>土壤全氮（7.5%），累积贡献率为88.2%。4）年均降水量≥1650 mm、年均气温18~22 ℃、海拔510~680 m、土壤有机质含量≥20 g·kg^-1的区域林下草本植物多样性较为丰富。

三江源地区人工克隆植物群落生物多样性对初级生产力的影响及机制

刘增辉, 卢素锦, 王雨欣, 张春辉, 尹鑫

2023, 32(9): 27-38. DOI: 10.11686/cyxb2022446

摘要 ( 143 )

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克隆植物具有独特的竞争和繁殖方式，这可能会使其构建的群落呈现不一样的生物多样性-生态系统功能关系，但是本议题却极少被研究。本研究利用垂穗披碱草、花苜蓿和鹅绒委陵菜构建了一个生物多样性试验，并将单播和混播重复3次，且将垂穗披碱草作为所有混播的固定物种，以此跨越两个生长季测试生物多样性对生产力的影响。本研究发现，物种丰富度和地上生物量之间并没有线性正相关关系，但是大多数混播的净多样性效应（NE）都是显著的，且NE主要来源于非特征依赖性互补效应（TICE）。较强的TICE主要来自地上垂直空间的互补性利用；其次来自底层物种鹅绒委陵菜光吸收能力的增强。沿着时间和物种丰富度梯度，垂穗披碱草的优势度增强，鹅绒委陵菜的优势度下降，致使特征依赖型互补效应（TDCE）和优势度效应（DE）随之增强，但是它们对NE的贡献有限。另外，以上3种效应均随时间增强。总之，本研究的结果表明克隆植物群落表现出了不一样的多样性-生产力关系模式，并且这种多样性效应主要来自地上垂直空间的互补性利用。

长期放牧干扰降低了短花针茅荒漠草原植物多样性

赵敏, 赵坤, 王赟博, 殷国梅, 刘思博, 闫宝龙, 孟卫军, 吕世杰, 韩国栋

2023, 32(9): 39-49. DOI: 10.11686/cyxb2022381

摘要 ( 158 )

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植物多样性提高是退化草地恢复的表现形式之一。过度放牧是草地退化的主要原因，禁牧和放牧对于草地植物多样性恢复的争议依旧存在。本研究以短花针茅荒漠草原为对象，2017年8月植物生长高峰期对围封13年（2004-2017年）不同放牧强度（禁牧、轻度放牧、中度放牧和重度放牧）处理的植物物种、密度、频度和盖度进行观测，并对植物物种、功能群的相对优势度以及植物多样性指数进行分析。结果显示：随着放牧强度的增加，Patrick丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数、Simpson优势度指数呈下降的变化趋势，并且禁牧显著高于重度放牧（P<0.05），Pielou均匀度指数在中度放牧下最高，并且显著高于重度放牧（P<0.05）。Shannon-Wiener多样性指数和Simpson优势度指数与短花针茅重要值呈极显著负相关，而与冷蒿重要值呈极显著正相关（P<0.01），优势植物的相对优势度决定了植物多样性的高低。通过探讨不同强度放牧长期干扰对植物多样性的影响及机制，初步认为在短花针茅荒漠草原，禁牧是恢复退化草地植物物种多样性的理想途径之一，轻度放牧不会改变群落的稳定性。

新疆阿勒泰地区典型植物群落数量分类与排序分析

苏金娟, 刘永萍, 刘丽燕, 吴天忠, 王梅

2023, 32(9): 50-67. DOI: 10.11686/cyxb2022420

摘要 ( 187 )

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探究新疆阿勒泰地区植物群落类型及分布情况，确定影响当地群落分布的主要环境因子，可为阿勒泰地区植物群落保护和生态修复提供理论依据。基于阿勒泰地区的野外调查数据，以物种重要值为指标，采用双向指示种分析（TWINSPAN）和典范对应分析（CCA）方法进行数量分类与排序，研究阿勒泰地区植物群落组成和影响群落分类的主导因子。结果表明：1）163个样方共记录维管束植物322种，隶属于51科207属，其中以双子叶植物占主导地位，菊科、禾本科、藜科、蔷薇科是研究区的优势科；2）TWINSPAN分类将阿勒泰地区植物分为了17个群丛，以草本植物为优势种命名的群落占多数，植被类型以荒漠草原和草甸草原类型为主，还有落叶阔叶林和常绿针叶林；3）CCA排序显示，影响当地植物群落分布的主要环境因子是海拔，其次是气候和土壤因子。

海拔和植物群落共同调节天山中段南坡巴伦台地区天然草场土壤化学计量特征

郁国梁, 马紫荆, 吕自立, 刘彬

2023, 32(9): 68-78. DOI: 10.11686/cyxb2022412

摘要 ( 146 )

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探究土壤化学计量的海拔特征，对于深入了解高海拔地区天然草场土壤化学计量分布，改善土壤养分条件具有重要意义。以天山中段南坡巴伦台地区海拔2200~3550 m内土壤及植物群落为研究对象，分析土壤碳、氮、磷、钾化学计量沿海拔分布的变化规律及其影响因素。结果表明：1）土壤有机碳、全氮、有效氮含量、碳磷比、碳钾比、氮磷比和氮钾比均随海拔升高呈逐渐增大趋势，而土壤全磷、全钾、有效磷、速效钾含量、碳氮比和磷钾比没有明显变化趋势。2）土壤有机碳含量与除磷钾比外所有化学计量比之间以及全氮含量与除碳氮比外所有化学计量比之间均具有较强的正相关关系，而全磷、全钾含量与有机碳、全氮含量及化学计量比之间相关性不显著。3）海拔、土壤总盐和灌木层Margalef丰富度指数是影响土壤化学计量特征变化的主要因素，灌木层物种丰富度较低的区域土壤碳、氮、磷、钾元素含量也更高。

高寒草地不同灌丛化梯度下土壤酶活性研究

张东, 侯晨, 马文明, 王长庭, 邓增卓玛, 张婷

2023, 32(9): 79-92. DOI: 10.11686/cyxb2022421

摘要 ( 179 )

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灌丛化是影响草地土壤物质循环的重要生态过程。为探究草地灌丛化梯度变化对土壤酶活性的影响，本研究以青藏高原东缘3种典型灌丛高山绣线菊、小叶锦鸡儿、金露梅和未灌丛化草地为研究对象，分析不同灌丛化梯度下（未灌丛化、轻度灌丛化和重度灌丛化），0~10 cm、10~20 cm、20~40 cm、40~60 cm和60~80 cm土壤理化性质及蔗糖酶（sucrase）、脲酶（urease）、多酚氧化酶（polyphenol oxidase）、葡萄糖苷酶（glucosidase）、蛋白酶（protease）和纤维素酶（cellulase）活性。结果表明：灌丛化草地土壤0~20 cm土层中，pH和土壤有机碳（SOC）含量显著高于未灌丛化草地，土壤含水率（SWC）和全氮（TN）显著低于未灌丛化草地（P<0.05）；蛋白酶、葡萄糖苷酶、纤维素酶、脲酶和蔗糖酶活性显著低于未灌丛化草地（P<0.05），多酚氧化酶活性在灌丛化与未灌丛化草地间无显著性差异，且不同灌丛化梯度下土壤酶活性随土层加深而降低；土壤酶活性在不同灌丛化梯度下和不同土壤深度发生变异的主要解释因子为SWC，分别可解释各土层土壤酶活性变异的41.2%、50.5%、37.1%、41.5%和26.0%；结构方程模型（SEM）表明，不同灌丛化梯度主要影响SOC、pH和SOC∶TN，对SWC和TN无显著影响，且不同灌丛化梯度可通过影响pH和SOC含量间接影响蔗糖酶、脲酶、葡萄糖苷酶、蛋白酶、多酚氧化酶和纤维素酶活性，灌丛化梯度不直接显著影响SWC（P>0.05），但SWC仍是影响6种酶活性的主要因子，其可直接正向影响该6种酶活性，也可通过负向影响土壤pH或正向影响SOC进一步影响TN，从而影响酶活性。因此，研究区草地灌木侵入导致土壤酶活性降低利于土壤有机碳固存。

模拟增温对无芒雀麦生长特性的影响

宫珂, 靳瑰丽, 刘文昊, 马建, 刘智彪, 李嘉欣, 李莹

2023, 32(9): 93-103. DOI: 10.11686/cyxb2022410

摘要 ( 132 )

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在全球气温升高以及极端气候出现频率加剧的背景下，野生牧草不同生长阶段展示出的生长特性，是探究牧草对增温应对模式的重要内容。本研究以新疆野生无芒雀麦为研究对象，通过野外模拟装置（OTC）对3个生长阶段（发芽期、幼苗期、繁殖期）进行3个增温处理（CK、W₁、W₂），分别测定发芽指标、幼苗生长指标、性状指标和生物量。结果表明：W₂增温处理显著提高了发芽势和发芽速率，分别为CK的1.38和1.49倍（P<0.05）；W₁和W₂增温抑制了幼苗叶长和根长，平均减小9.9%和43.3%，其中W₁增温处理对叶长和根长的抑制作用更明显；W₁增温对无芒雀麦生殖生长起到抑制作用，加强了对营养器官的投入，而W₂增温下生殖生长更占优势；幼苗期地上和地下生物量生长模式从异速生长逐渐转变为等速生长，繁殖期则始终保持等速生长模式。综上，无芒雀麦3个生长阶段对增温响应具有差异，种子发芽和生殖生长得到促进，但幼苗生长被抑制；并从无芒雀麦植株个体生根开始保证了地下部分的积累，以此来实现其在增温环境下的存活和有性繁殖。研究结果可为摸清无芒雀麦不同生长阶段应对增温的适应性表现提供参考依据。

菌磷耦合下紫花苜蓿的干物质产量及磷素空间分布特征

刘选帅, 孙延亮, 马春晖, 张前兵

2023, 32(9): 104-115. DOI: 10.11686/cyxb2022431

摘要 ( 151 )

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探讨在施磷条件下接种不同比例丛枝菌根真菌（AMF）与解磷细菌（PSB）对紫花苜蓿各器官、不同部位磷含量及土壤有效磷含量的影响，为提高紫花苜蓿的磷肥利用效率及优质高产研究、制定科学合理的施肥制度提供理论依据。采用完全随机设计进行盆栽试验，设置5种接菌比例（AMF∶PSB）梯度［3∶7（J₁）、4∶6（J₂）、5∶5（J₃）、6∶4（J₄）和7∶3（J₅）］和2种施磷（P₂O₅）水平［0（P₀）和100 mg·kg^-1（P₁）］，共计10个处理。通过对紫花苜蓿植株磷含量、土壤磷含量、干物质产量及磷素利用效率进行测定，并通过相关性分析明确紫花苜蓿植株磷含量、土壤磷含量、干物质产量及磷素利用效率之间的关系，通过隶属函数分析筛选出适合苜蓿生长的最佳菌磷耦合模式，明确菌磷耦合下紫花苜蓿的干物质产量及磷素空间分布特征。结果表明：相同接菌条件下，紫花苜蓿的植株磷、茎磷、叶磷、花磷、根磷、上部磷、中部磷、下部磷、根际土壤有效磷、非根际土壤有效磷含量及干物质产量均为P₁处理显著大于P₀处理（P<0.05）。相同施磷条件下，紫花苜蓿的植株磷、茎磷、叶磷、花磷、根磷、上部磷、中部磷及下部磷均表现为J₅处理显著大于其他接菌处理（P<0.05），而干物质产量表现为J₁、J₂、J₃和J₄处理显著大于J₅处理（P<0.05），苜蓿各器官磷含量表现为：花>叶>根>茎；苜蓿各部位磷含量表现为：上部>中部>下部；土壤有效磷含量表现为：根际土>非根际土。菌磷耦合处理中，苜蓿总干物质产量和磷素利用效率均在J₄P₁处理达到最大值，分别为49.31 g·pot^-1和27.23%。相关性分析表明，苜蓿植株磷含量、根际土壤磷含量、非根际土壤磷含量、磷素利用效率和总干物质产量两两互为正相关，其中，总干物质产量与根际土壤有效磷含量和磷素利用效率呈极显著正相关（P<0.01），与非根际土壤有效磷含量呈显著正相关（P<0.05）。根据隶属函数值大小排序，排名前3位的分别为J₁P₁、J₃P₁和J₄P₁处理。当施磷（P₂O₅）量为100 mg·kg^-1及AMF和PSB为3∶7的双接菌比例下，能够较大程度地改善苜蓿的磷营养水平，进而提高苜蓿的干物质产量。

青藏高原高寒地区早熟燕麦资源筛选和适应性评价

任春燕, 梁国玲, 刘文辉, 刘凯强, 段嘉蕾

2023, 32(9): 116-129. DOI: 10.11686/cyxb2022414

摘要 ( 213 )

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为选育适应青藏高原高海拔地区高产优质的早熟燕麦品种，对西宁地区种植的595份燕麦资源进行熟性划分，筛选出22份产量优异的早熟燕麦资源，在海北和湟中2个试验点进行适应性评价，选择生产性能良好的早熟燕麦资源进行籽粒性状比较，为选育适宜青藏高原高寒地区种植推广的早熟燕麦提供了理论依据。结果表明：1）早熟燕麦主要是缩短了拔节期-孕穗期和开花期-完熟期的时间，从而缩短了整个生育期。中熟和晚熟燕麦资源干草产量表现较高，平均为4744.8和4999.9 kg·hm^-2；而中熟燕麦资源平均种子产量表现最高，为3186.9 kg·hm^-2。2）筛选的22份早熟燕麦资源中，平均饲草产量以海北试验点表现较高，为10209.5 kg·hm^-2，平均种子产量以湟中试验点表现较高，为2640.6 kg·hm^-2；海拔3100 m的海北试验点燕麦平均生育期较海拔2700 m的湟中试验点推迟15.3 d，生育期超过116 d不能在海北地区进行种子生产。3）湟中试验点燕麦种子萌发性能远高于海北试验点，其中青永久782、青永久797在2个试验点萌发性能均较好。综合评价燕麦生产性能和籽粒性状，青永久782、青永久797适宜在青海省环湖地区海拔3100 m左右的地区种植并能完成生育期，且饲草产量和种子产量明显优于现推广品种，可作为该区域的推荐品系。

15个进口饲用燕麦品种炭疽病的抗病性评价及损失分析

石永红, 高鹏, 方志红, 赵祥, 韩伟, 魏江铭, 刘琳, 李锦臻

2023, 32(9): 130-142. DOI: 10.11686/cyxb2022424

摘要 ( 206 )

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引进国外优质、高产的饲用燕麦品种是促进我国草牧业发展的重要措施，但在使用进口饲用燕麦品种进行大规模商业化连作种植的地区，由禾谷炭疽菌引致的炭疽病呈爆发流行特点。为筛选抗病能力较强的饲用燕麦品种，明确炭疽病造成的危害，本研究选择我国广泛推广种植的15个进口饲用燕麦品种，采用反应型法、病情指数法和聚类分析法评价了其田间抗性，测定了不同发病程度下科纳品种的产量和营养成分含量，分析了对草产量和饲用价值造成的损失。结果表明：3种方法均鉴定出相同的4个抗病品种，分别为太阳神、爱沃、领袖和蒙特；其余品种黑玫克、大富翁、莫妮卡、摄政王、海威、三星、牧乐思和魅力为低感材料，燕王和梦龙为感病材料，科纳为高感材料；科纳品种饲用燕麦病株的叶片干重、茎秆干重、穗干重和株高均随发病程度的增加呈线性下降趋势，草产量损失率（y）为7.5%~28.1%，与病情指数中值（x）的回归方程为y=0.3023x+1.6822（R²=0.9837， P<0.05）；与健康植株相比，中度发病植株的粗蛋白、总氨基酸、粗灰分和磷含量分别降低了7.2%、26.5%、9.0%和12.8%（P<0.05），重度发病植株降低了11.1%、44.5%、16.0%、20.8%；与健康植株相比，中度发病植株的酸性洗涤纤维含量显著增加了6.4%（P<0.05），重度发病植株的中性和酸性洗涤纤维含量分别显著增加了11.9%和10.0%（P<0.05）；发病植株的饲用价值损失率（y）为3.2%~15.9%，与病情指数中值（x）的回归方程为y=0.1812x+0.5032（R²=0.9963， P<0.05）。建议在使用进口饲用燕麦品种进行大规模商业化种植的地区要高度重视炭疽病的问题，在发病严重的地区优先选择太阳神、爱沃、领袖和蒙特品种种植，及时采取科学有效的防治措施，下一步亟需从我国地方品种中挖掘抗病能力强的优异种质。

外源褪黑素对干旱胁迫下玉米幼苗根系发育及生理生化特性的影响

姜瑛, 张辉红, 魏畅, 徐正阳, 赵颖, 刘芳, 李鸽子, 张雪海, 柳海涛

2023, 32(9): 143-159. DOI: 10.11686/cyxb2022480

摘要 ( 262 )

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为研究喷施外源褪黑素对玉米幼苗抗旱性的效果，探究褪黑素缓解干旱胁迫的作用机理。以玉米品种郑单985作为供试材料，采用水培试验，使用聚乙二醇（PEG-6000）模拟干旱胁迫，探究干旱胁迫下不同浓度（0、10、50、100 μmol·L^-1）褪黑素对玉米幼苗生长、根系构型及分级特征、光合特性、抗氧化能力和渗透调节物质含量等指标的影响，采用隶属函数值法对不同处理下玉米幼苗的抗旱性进行综合评价。结果表明：与不施褪黑素处理相比，喷施50 μmol·L^-1褪黑素效果最优，玉米幼苗的株高、地上部鲜重和干重、地下部鲜重和干重、茎耐受指数和根耐受指数均显著增加；玉米幼苗的总根长（RL）、根表面积（SA）、根体积（RV）和根尖数（RT）均显著增加，RL的Ⅰ级（RD 0~0.5 mm）、SA的Ⅰ和Ⅱ级（RD 0.5~1.0 mm）、RV的Ⅰ和Ⅱ级均显著提高，其中50 μmol·L^-1褪黑素处理中的根系Ⅰ级径级区间的RL和SA占该处理根系的总比例最高，达到82.40%和47.32%；地上部丙二醛（MDA）含量显著降低了20.17%；地上部可溶性蛋白含量增加至最大，地下部可溶性蛋白含量显著升高了49.14%；光合速率（P_n）和气孔导度（G_s）分别增加了85.83%和32.81%；地上部和地下部超氧化物歧化酶（SOD）活性、地上部过氧化物酶（POD）活性、地上部过氧化氢酶（CAT）活性和地上部抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性均显著升高；干旱胁迫下4个处理的抗旱性强弱排序为50 μmol·L^-1（MT₅₀）>10 μmol·L^-1（MT₁₀）>100 μmol·L^-1（MT₁₀₀）>0 μmol·L^-1（MT₀），即MT₅₀处理的抗旱性最强。外源喷施50 μmol·Ｌ^-1褪黑素有效调节了玉米幼苗地上部和地下部的抗氧化酶活性和渗透调节能力，减少了MDA含量，提高了地上部的光合作用能力，调节了玉米幼苗地上部和地下部的可溶性蛋白含量、抗坏血酸（AsA）含量、谷胱甘肽（GSH）含量、SOD活性、POD活性、APX活性和CAT活性，提高了玉米幼苗地上部和地下部的生物量和伸长量，减轻了干旱胁迫对根系构型的影响，提高了玉米幼苗的抗旱性，为研究褪黑素缓解干旱胁迫的作用机理提供了理论依据。

氮添加和刈割条件下羊草光合-CO₂响应过程及模型比较研究

杨斯琪, 鲍雅静, 叶佳琦, 吴帅, 张萌, 徐梦冉, 赵钰, 吕晓涛, 韩兴国

2023, 32(9): 160-172. DOI: 10.11686/cyxb2022401

摘要 ( 193 )

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草原植物光合作用受氮添加和刈割等草原管理措施的影响。依托内蒙古草甸草原的氮添加（0、2、5、10、20和50 g N·m^-2·a^-1）和刈割（刈割和非刈割）交互处理的野外控制试验，测定其优势物种羊草的光合-CO₂响应过程。探究直角双曲线模型、非直角双曲线模型、直角双曲线修正模型和Michaelis-Menten模型对叶片光合-CO₂响应曲线的拟合效果，以及光合特性对氮添加和刈割的响应。结果表明：非直角双曲线模型拟合的初始羧化效率和光呼吸速率最接近实测值；直角双曲线修正模型对CO₂饱和点、CO₂补偿点和最大净光合速率的拟合效果最好；直角双曲线修正模型的拟合优度最高；适度氮添加能提高羊草净光合速率、水分利用效率、最大净光合速率、初始羧化效率和CO₂饱和点并降低CO₂补偿点，提升羊草对CO₂的利用效率；随CO₂浓度的升高，氮添加浓度为20 g N·m^-2·a^-1并刈割的羊草净光合速率增幅较大，具有较高的最大净光合速率、CO₂饱和点、水分利用效率和较低的CO₂补偿点。综上，非直角双曲线模型和直角双曲线修正模型较适用于氮添加和刈割条件下羊草的CO₂响应曲线拟合，在内蒙古草原施氮20 g N·m^-2·a^-1并刈割最有助于提高羊草光合能力，有利于增大生态系统固碳量。

羊草LcZIP1的铁转运功能鉴定

亢燕, 王耀辉, 牛天慧, 滕哲, 祁智, 杨佳

2023, 32(9): 173-180. DOI: 10.11686/cyxb2022402

摘要 ( 162 )

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羊草在我国内蒙古草原广泛分布，是重要的乡土牧草，然而关于羊草矿质营养吸收的分子机制尚未受到广泛关注。关于ZIP家族在植物吸收和转运必需微量元素和重金属过程中的作用，在模式植物和农作物中研究较多。本研究从羊草转录组数据库中筛选到一个与ZIP同源的基因Lc206852，发现其与拟南芥ZIP家族的Zn²⁺转运蛋白AtZIP1亲缘关系较近，因此将其命名为LcZIP1。利用TMHMM Server v. 2.0进行跨膜域分析发现，LcZIP1是一种跨膜蛋白，有9个跨膜域，与禾本科短柄草属植物ZIP亲缘关系最近。将LcZIP1-GFP瞬时转染烟草叶表皮细胞和羊草叶原生质体进行亚细胞定位，发现LcZIP1定位于内质网。通过实时荧光定量PCR分析发现，缺铁、高铁和高锌环境可诱导LcZIP1表达，表明LcZIP1参与环境中Zn和Fe营养水平的响应。最后通过酵母功能互补试验证明，LcZIP1在低铁条件下能够使低铁敏感酵母突变体（?fet3/?fet4）恢复生长，暗示LcZIP1具有Fe²⁺转运功能。以上结果对日后开发和利用微量元素强化农作物品质具有一定的参考价值。

基于SSR分子标记的自然状态下蕨麻采样策略研究

田甜, 李军乔, 马斌, 王鑫慈, 曲俊儒

2023, 32(9): 181-197. DOI: 10.11686/cyxb2022441

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利用SSR分子标记法，对青海、甘肃、四川和西藏自治区自然状态下的蕨麻进行了采样策略研究，旨在为后期蕨麻采样、育种等研究提供理论依据。试验样品采集设置为距离原点1、2、3、4、5、10、15、20、25、30、40、50、60、80、90、100、120、150、160、200、250、300、400、500、1000、1500、2000、2500、5000、10000、15000、20000、30000、40000、50000 m处分别采样，后使用20对SSR引物对蕨麻6个居群210份样品DNA进行PCR扩增，通过毛细管电泳检测扩增片段大小，使用POPGENE、NTSYS、GenAIEx 6.5等软件进行分析，结果表明：1）遗传变异主要来源于居群内（变异方差分量和占比分比为12.745和84%），居群间变异较低（变异方差分量和占比分比为2.477和16%）；2）6个居群间遗传多样性较高，其中祁连县遗传多样性最高（平均杂合度H=0.2797，香农指数I=0.4287），河南县的遗传多样性最低（H=0.2273，I=0.3542），6个居群整体遗传水平较高，表示在这6个居群间遗传变异低，采样时需要扩大范围；3）同一居群内采集蕨麻样品个体时，最短采样距离为5 km，有小型山脉时，跨越山脉即可采样。居群间采样分两种情况：1）具有离地面高度为1000~1500 m山脉时，翻越大型山脉后可直接采集蕨麻样本。2）在平原地区，由于花粉的长距离传播，居群间有基因交流，建议采样距离不小于100 km。

基于SSR标记的河南省假俭草群体遗传多样性研究

吉轶楠, 任雪锋, 苟甜甜, 臧国长, 郑轶琦

2023, 32(9): 198-212. DOI: 10.11686/cyxb2022409

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基于SSR分子标记研究河南省假俭草群体遗传多样性，结果表明所用引物共检测到99个等位基因，引物多态性信息含量为0.53~0.88，多态性条带百分率为98.75%，所选引物的多态性较高。分子方差分析（AMOVA）表明河南假俭草居群的遗传分化主要发生于居群内（86.96%），居群间存在较频繁的基因交流。聚类及Mantel检验结果表明地理距离与遗传距离间无相关性。群体遗传结构分析显示，141份假俭草材料分为3个亚群，与主坐标分析（PCoA）结果一致。冗余分析（RDA）结果表明最干旱月份降水量是影响河南省假俭草种群结构的主要因素。结合FDIST2和BayeScan两种方法共同检测到4个异常位点，异常位点检出比例为4.04%，环境关联分析检测到部分与环境因子关联的位点，今后可进一步开展转录组学研究，进行基因功能注释，系统地揭示假俭草的适应性进化机制。

雪莲SikCDPK1基因的表达特征和蛋白激酶活性分析

刘玉玲, 朱新霞, 吕新华, 孙辉

2023, 32(9): 213-221. DOI: 10.11686/cyxb2022386

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极端生境草本植物天山雪莲中的SikCDPK1基因可明显提高转基因烟草的低温、干旱耐受性。为探究SikCDPK1基因的表达特征和蛋白激酶活性，本研究利用实时荧光定量PCR技术检测了SikCDPK1基因在雪莲不同组织器官的表达水平以及对信号分子CaCl₂、脱落酸（ABA）、赤霉素（GA₃）、水杨酸（SA）、H₂O₂的诱导响应模式，采用Kinase-Glo?技术检测了SIKCDPK1蛋白激酶活性，利用绿色荧光蛋白（GFP）基因融合蛋白表达法进行了SIKCDPK1蛋白的亚细胞定位。结果显示：SikCDPK1基因在雪莲根、茎、叶、种子、幼茎、幼叶中均表达，SikCDPK1基因受CaCl₂、ABA、GA₃、SA、H₂O₂的诱导表达但响应模式有差异；激酶活性分析发现Ca²⁺存在时，SIKCDPK1具有激酶催化活性，加入Ca²⁺螯合剂EGTA后，SIKCDPK1几乎没有激酶活性。SIKCDPK1激酶活性随Ca²⁺浓度增加而增加，Ca²⁺浓度（K_0.5）为48.7 nmol·L^-1时，SIKCDPK1激酶活性可达到最大活性的1/2；以HisⅢ为底物时，SIKCDPK1的K_m值可达到43.8 μg·mL^-1，SIKCDPK1蛋白定位于细胞核。上述结果表明SikCDPK1基因表达无明显组织特异性，可响应信号分子Ca²⁺、ABA、GA₃、SA、H₂O₂的诱导；SIKCDPK1发挥蛋白激酶活性需要Ca²⁺，SIKCDPK1主要在细胞核里发挥作用。

耐低营养乳酸菌筛选及对难青贮牧草发酵品质的影响

田静, 曹彩霞, 黄莉莹, 吴娟燕, 张建国

2023, 32(9): 222-230. DOI: 10.11686/cyxb2022395

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水溶性碳水化合物（WSC）含量低和乳酸菌附着数量少的牧草难以成功青贮，通常添加糖类物质和乳酸菌改善其青贮发酵品质，但成本较高。本研究通过配制不同糖含量（0.002、0.02、0.2、2和20 g·L^-1）和pH（4.0和4.5）的培养基，筛选耐低营养且耐酸的乳酸菌，添加到不易青贮的柱花草和苏丹草中，研究其对改善发酵品质的效果。结果表明：初筛得到10株较耐低营养的乳酸菌，其中菌株SCLN₁和HT₁耐低营养和耐酸性均优、菌株LM₁为较耐低营养的耐酸菌株。SCLN₁经16S rDNA和生理生化特性鉴定后为植物乳杆菌，LM₁和HT₁为实验室保存菌株，分别为肠膜明串珠菌和鼠李糖乳杆菌。添加到柱花草和苏丹草青贮60 d后，未加菌的发酵品质均较差，pH高于5.0，乳酸含量低于2% DM，氨态氮（NH₃-N）含量分别高达30.50% TN和29.01% TN；添加乳酸菌显著改善了2种牧草的青贮发酵品质，尤其是单独添加菌株SCLN₁，显著降低了柱花草和苏丹草的pH（从5.36和5.19分别降至4.67和4.10）和NH₃-N含量（从30.50% TN和29.01% TN分别降至11.24% TN和12.69% TN），增加了乳酸含量（从2.00% DM和1.82% DM分别增加至4.16% DM和8.29% DM）；单独添加SCLN₁的效果显著优于其他菌株单独添加或与SCLN₁混合添加。

基于mtDNA COX3基因对西藏特色牦牛群体遗传结构的分析

者玉琦, 武志娟, 王吉坤, 钟金城, 柴志欣, 信金伟

2023, 32(9): 231-240. DOI: 10.11686/cyxb2022475

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为探究西藏特色牦牛群体的遗传多样性、系统进化及亲缘关系，本研究利用PCR和直接测序法分别测定了西藏帕里牦牛、嘉黎牦牛、类乌齐牦牛、工布江达牦牛、斯布牦牛、桑日牦牛、江达牦牛7个群体共140头个体的mtDNA COX3基因蛋白质编码区（CDS）序列，利用DNAMAN、DNASP 5.1、MEGA 7.0软件分析了其序列多态性、单倍体多样性，并构建了系统发育树。结果表明，西藏牦牛群体的COX3基因CDS序列长度均为781 bp，共检测获得55个变异位点。在140头个体中共检测出11种单倍型，平均单倍型多样性（H_d）及核苷酸多样性（P_i）分别为0.665和0.00480，说明西藏牦牛具有丰富的遗传多样性。西藏7个牦牛群体可分为2大类，类乌齐牦牛单独聚为一类，其余牦牛群体为一类。此外，11种单倍型可分为 2 个聚类簇，说明西藏牦牛可能存在两个母系起源。西藏7个牦牛群体可划分到家牦牛、原牛和普通牛三大单倍型群体中，其中Hap_2、Hap_3、Hap_4、Hap_6、Hap_7、Hap_8、Hap_10、Hap_11这8个单倍型属于家牦牛支系，Hap_5和Hap_9属于原牛和普通牛支系，Hap_1属于野牦牛支系，说明家牦牛、原牛和普通牛是西藏牦牛的混合母系起源，但受家牦牛影响较大。研究结果旨在为西藏牦牛的演化、遗传多样性以及遗传资源保护和利用提供理论依据。

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