中国柴胡属染色体数目和核型研究

采用植物染色体常规压片技术,报道了中国柴胡属(Bupleurum L .)13种5变种24个居群的染色体数目,其中4种5变种为首次报道,同时报道了5种1变种的细胞核型.除天山柴胡两个居群、紫花鸭跖柴胡一个居群和北柴胡一个居群是多倍体外,其它均为二倍体.主要结论如下:(1)秦岭柴胡和细茎有柄柴胡处理为独立的种更为合适;紫花阔叶柴胡作为大叶柴胡变种的处理是合理的;黄花鸭跖柴胡处理为紫花鸭跖柴胡的变种是不合理的.(2)紫花鸭跖柴胡和北柴胡可能都是还没有被完全认识的复合类群,需要进一步研究.(3)x=7可能是柴胡属的原始基数.     

药食同源植物薤白的谱系地理学研究

对我国14个地区的药食同源植物薤白（Allium macrostemon）的叶绿体基因片段（psbA-trnH、rps16和trnL-F）与核基因片段（ITS）进行测序分析,揭示薤白的遗传变异分布式样、单倍型地理分布格局,并推断其在第四纪冰期的避难所。结果表明：薤白叶绿体基因（cpDNA）遗传多样性低于核基因（nrDNA）遗传多样性（cpDNA：H_T=0.868;nrDNA：H_T=0.890）。cpDNA和nrDNA的分子变异分析（AMOVA）结果显示：薤白遗传变异主要发生在居群间（cpDNA：92.84%;nrDNA：98.40%）,存在遗传分化（cpDNA：N_st=0.918,G_st=0.866,F_st=0.928;nrDNA：N_st=0.984,G_st=0.855,F_st=0.984）,且N_st均大于G_st,表明该物种具有明显的谱系地理结构。在薤白居群中,共检测到11个叶绿体单倍型和14个nrDNA基因型;单倍型网络图及地理分布图表明,叶绿体单倍型H3、核DNA基因型H1频率最高,位于网络结构图的中心位置,可能为古老单倍型。此外,冰期避难所假说认为遗传多样性高、拥有古老单倍型和较多特有单倍型的区域可能是该物种的冰期避难所,因此推测薤白在第四纪冰期时可能在大盘山、天水和通化地区存在多个冰期避难所。这些分析可为类似草本植物的进化提供参考,丰富对东亚草本植物分子系统与生物地理学的认识。     

绿洲灌区典型种植模式的水热利用与碳排放和能值分析

合理的种植模式可以提高资源利用效率,降低农业生产的生态环境风险,实现资源节约和增产增效的目的.本文运用能值分析的理论和方法,从资源利用、碳排放、经济效益、能值自给率和净能值产出率等方面对干旱灌区典型种植模式的生产效应进行综合分析与评价,以期为建立减投、减排、高产高效、可持续农田高效生产模式提供理论与实践依据.结果表明:集成免耕秸秆覆盖还田及地膜再利用的高效间作生产模式(NTSI)具有明显的增产效应,与地方传统间作(CTI)和单作玉米(CTM)相比,分别增产13.5%～16.9%和13.8%～17.1%.NTSI较CTI模式水分利用效率和光能利用率分别提高12.4%～17.2%和6.1%～8.1%.高效NTSI模式可降低系统碳排放、提高碳排放效率,与CTI和CTM相比,碳排放总量分别降低618～895和1804～2002 kg·hm^-2,降低幅度分别为12.1%～16.4%和28.6%～31.0%;相反,碳排放效率分别提高29.3%～40.1%和58.9%～71.4%.高效NTSI模式具有明显的资源减投潜力,与CTI和CTM相比,总投入分别降低1424～1431和501～1547 元·hm^-2,减投比例分别为12.6%～13.6%和4.9%～14.6%;总产值分别提高11.2%～11.8%和24.4%～36.3%(增加4309～4603和8439～11057元·hm^-2);纯收益分别增加19.6%～22.4%和40.1%～57.7%(增多5740～6027和9544～11558元·hm^-2).因而,NTSI模式具有较高的产投比和单方水效益,与CTI和CTM相比,产投比分别提高27.9%～29.0%和40.5%～45.6%;单方水效益提高幅度分别达到19.9%～23.2%和27.7%～39.3%.高效NTSI模式能值自给率达到57.2%,较CTI和CTM生产模式分别提高4.0%和12.2%,NTSI模式净能值产出率达到0.173,较CTI高10.0%,但比CTM低11.7%.从资源利用、碳减排、经济效益、可持续发展角度综合考虑,集成免耕秸秆覆盖还田及地膜两年利用的高效小麦间作玉米模式具有较高的经济活力,农业系统整体功能较好,运转效率较高,能值回报率较高,是适用于干旱绿洲灌区的资源减投、减排、高产高效的种植模式.     

基于ITS序列西南地区不同居群薤白亲缘关系及其地理分布格局研究

该研究以西南地区分布的薤白(Allium macrostemon Bunge)为材料,对21个不同居群的薤白进行核糖体DNA的ITS序列测定,并结合GenBank相关序列,对27个不同居群薤白开展了系统分析,以探讨西南地区不同居群薤白的亲缘关系和生物地理分布格局。结果表明:(1)西南地区不同产区薤白nrDNA ITS序列长度介于607～638 bp之间,G+C含量为48%～52%,平均值为50%。(2)基于贝叶斯法和最大简约法构建的系统树均表明薤白为一单系群。(3)系统发育树分析结果显示,27个居群的薤白总体划分为a组和b组,其中位于西南地区东面的四川剑阁县、重庆巫溪县、贵州德江县和云南丘北县的薤白共同聚为a组,位于西南地区西面的四川汶川县、四川石棉县、四川江油市以及云南虎跳峡、云南昆明市、云南三坝的薤白归为b组。研究表明,nrDNA ITS序列可以鉴定不同地区薤白的亲缘关系。     

绿肥在我国旱地农业生态系统中的服务功能及其应用

旱地农业分布面积广、增产潜力大,在保障我国粮食安全方面占有重要地位,但也面临着水资源短缺、土壤贫瘠、水土流失严重和不可再生资源利用效率低等问题。绿肥不仅具有提高土壤质量、调节土壤养分和增强土壤水分蓄纳能力,从而改善作物生长环境,促进作物持续高产稳产的作用,而且在增加农田生态系统生物多样性、提高地表覆盖度、减少养分向环境中的无效损失、增强农田系统气体调节功能、提高病虫草害的生物防控等方面也具有显著的生态效益。在全球气候变化加剧、生态环境恶化和农产品需求改变等新形势下,以肥用为主要目的的传统绿肥种植应用技术已不能满足当前农业发展的需求,需要加强旱地绿肥种质资源的选育工作,通过研制新的适应新形势的全国绿肥区划,构建适应不同区域的绿肥种植模式,优化和研发适应现代化生产水平的耕作栽培技术,探究绿肥综合效益评价体系,为旱地农业区改善生态环境、提高经济效益,构建资源节约、生态保育型的绿肥应用模式,充分挖掘绿肥效益提供科学依据和技术支撑。     

西南地区野生刺梨的遗传多样性和遗传结构研究

为了探究西南地区野生刺梨(Rosa roxburghii)的遗传多样性和起源演化,该研究基于2段单拷贝核基因(GAPDH和ncpGS)和3段叶绿体基因(atpF-trnH、trnL-trnF和trnG-trnS)的拼接序列,对刺梨27个野生居群共320个个体进行PCR扩增和测序,并用相关软件对测序结果进行分析。结果表明:(1)在单拷贝核基因和叶绿体基因水平上刺梨均表现出较低的遗传多样性(scnDNA: Hd=0.469 2, π=0.000 49; cpDNA: Hd=0.653 4, π=0.000 65),并且不同居群间存在较大差异。(2)分子方差分析(AMOVA)结果均显示,遗传变异主要发生在居群内,表明居群内的变异是野生刺梨遗传变异的主要来源,居群间存在明显的遗传分化( cpDNA:F_ST=0.336 47,G_ST=0.273,N_ST= 0.308; scnDNA:F_ST=0.094 87,N_ST=0.076,G_ST=0.056),刺梨的分布不具有明显的谱系地理结构(P>0.05)。(3)中性检验 Tajima''s D值均为不显著负值,符合中性进化模型。Fu''s Fs值均为显著负值,结合失配分析曲线,推测刺梨种群在小范围内经历过扩张,但总体上维持稳定状态。(4)根据单倍型多样性得出,毕节地区的居群遗传多样性水平较高并且拥有丰富的单倍型,推测可能为冰期避难所,因此应对其实施就地保护。对于拥有特殊性状和特有单倍型的居群也应采取优先保护措施。该文为野生刺梨资源保护和遗传育种提供了一定的参考价值。     

贵州不同产地薤白nrDNA ITS序列分析及亲缘关系研究

采用PCR直接测序法,对产自贵州11个不同地区的薤白（Allium macrostemon Bunge）18个样品进行核糖体DNA ITS序列测定,并结合GenBank中下载的来自四川汶川、陕西汉中以及韩国的薤白ITS序列进行对比分析。结果显示,贵州不同产地的薤白ITS序列长度为534~537bp,其中G+C含量为50.5%~51.1%,平均含量为50.9%,有16个变异位点,包括T-C、T-G、A-G间的转换以及T-A、G-C间的颠换。以单花韭（Allium monanthum Maxim.）为外类群,结合GenBank中下载葱属部分植物序列,基于贝叶斯法和最大简约法构建系统聚类树的结果显示,葱属部分植物可分为4支,其中薤白聚为一支并支持薤白作为一个单系类群,而不同产地的薤白又可分为4小支,其中来自贵阳清镇、六盘水平寨、安顺平坝、黔西南兴仁、铜仁思南的薤白亲缘关系较近,表明基于nrDNA ITS序列能鉴别不同产地薤白的亲缘关系。