外源-氧化氮供体硝普钠对黑麦草幼苗耐碱性的影响

采用营养液砂培方法,研究外源一氧化氮(NO)供体硝普钠(SNP)对NaHCO3胁迫下黑麦草幼苗生长、活性氧代谢和渗透溶质积累的影响.结果表明:60 μmol·L-1 SNP能够缓解100 mmol·L-1NaHCO3胁迫对黑麦草幼苗生长的抑制作用,减缓NaHCO3胁迫导致的叶片O2产生速率、H2O2和丙二醛(MDA)含量的增加,提高NaHCO3胁迫下幼苗叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、质膜H+-ATP酶的活性和谷胱甘肽(GSH)、可溶性糖、可溶性蛋白质和脯氨酸的含量及K+/Na+比,降低过氧化氢酶(CAT)活性和抗坏血酸(AsA)含量,对游离氨基酸含量影响不大.上述结果表明,NO可能通过激活抗氧化系统活性、促进渗透溶质积累和改善Na+、K+平衡等缓解碱胁迫对幼苗的伤害,从而提高黑麦草的耐碱性.     

碱胁迫对黑麦草幼苗根系活性氧代谢和渗透溶质积累的影响

为了探讨牧草对碱胁迫的耐受程度,采用营养液砂培方法,研究了不同浓度NaHCO3（0、50、100、150和200 mmol·L^-1）胁迫对黑麦草幼苗根系生长、活性氧代谢和渗透溶质积累的影响。结果表明：NaHCO3胁迫显著抑制黑麦草幼苗根系的生长,其抑制程度随胁迫浓度提高而增强,黑麦草可耐受的最高NaHCO₃浓度约为150 mmol·L^-1。随着NaHCO₃胁迫浓度的增加,黑麦草根中超氧阴离子(O^-·₂)、过氧化氢(H₂O₂)和丙二醛(MDA)含量明显上升,超氧化物歧化酶(SOD)活性和谷胱甘肽(GSH)含量显著下降,过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性及抗坏血酸(ASA)含量先升后降。黑麦草根中Na⁺含量随NaHCO₃浓度增大而增加,K⁺含量和K⁺/Na⁺比降低,可溶性糖含量先升后降,脯氨酸含量则先降后升,游离氨基酸含量呈先升后降再升高变化。表明碱胁迫导致的活性氧代谢失调和Na⁺、K⁺失衡及积累有机溶质进行渗透调节时更多能量的消耗可能是黑麦草根系生长受抑的重要因素。     

重金属递进胁迫对黑麦草初期生长的影响

通过研究Cu²⁺、Zn²⁺、Cd²⁺与Pb²⁺胁迫对黑麦草初期生长的影响,结果表明：4种重金属对种子发芽率抑制效应相对较小,尤其Cu²⁺与Zn²⁺的抑制作用最小。高浓度Cu²⁺、Cd²⁺胁迫对株高、根系长度、地上生物量的抑制作用相对较大,尤其Cu²⁺对根系生长的抑制效应最大,在300 mg·L^-1下,与对照相比,根长最高下降了 85.48%。高浓度Cd²⁺胁迫显著降低了叶绿素含量,在300 mg·L^-1时比对照降低了45.51%;与对照相比,Cu²⁺与Zn²⁺所有处理都增加了叶绿素含量。从递进胁迫进程看,一些重金属对某一生长指标的影响往往表现在低浓度具有促进作用,而高浓度又存在明显的抑制效应。     

黑麦草内生真菌感染状况的检测及定量分析*

选取内生真菌特异性引物,成功建立了利用PCR技术对黑麦草中内生真菌感染状况的检测和定量分析方法。此检测方法的准确性高于常规乳酸—苯胺蓝染色法。利用实时荧光PCR定量分析的结果表明:不同植株之间内生真菌含量差异较大,而同株植物相同龄级分蘖之间内生真菌含量无显著差异。由此可见内生真菌的含量不仅与植物种以及品种有关,也与植物的基因型密切相关。     

抗逆调节转录因子DREB1B基因转化多年生黑麦草的研究

以逆境诱导型启动子rd29B为驱动,分别构建了含有抗逆调节转录因子DREB1B基因的表达载体pBAC123、pBAC128,选择标记为bar基因.用高压氦气基因枪PDS1000/He分别将表达载体和p35SIH3导入多年生黑麦草(Lolium perenne)品种Topgun成熟胚的愈伤组织.经除草剂Bialaphos抗性筛选和植株再生,获得了62株转基因植株.经PCR、Dot-blotting分子检测,DREB1B基因已整合到多年生黑麦草部分转基因株系的基因组中.用5种不同浓度的除草剂涂抹黑麦草叶片,非转基因植株表现为不抗,而转基因植株最高可以抗135~200 mg/L.脯氨酸含量测定表明,使用15%PEG8000处理后,转基因植株的叶片脯氨酸含量比非转基因植株提高1倍左右.经25 d人工温室干旱处理,有5棵转基因植株存活;复水后,有3棵植株恢复正常生长.结果表明,利用逆境诱导型启动子(rd29B)来增强外源DREB1B基因的表达,能显著改良黑麦草的抗旱能力.     

农杆菌介导GUS基因对多年生黑麦草转化的研究

通过检测愈伤组织中GUS基因的瞬间表达,研究农杆菌LBA4404/pCAMBIA1301介导多年生黑麦草的转化体系。通过对多年生黑麦草瞬间表达率的比较,确立了其遗传转化的最佳优化条件。研究发现,多年生黑麦草不同品种的转化率在25%~45%之间变化。多年生黑麦草遗传转化最佳优化条件是预培养10d的胚性愈伤组织、浓度为0.5~0.8OD的农杆菌菌液以及2d共培养时间。在共培养基中添加100μmol/L乙酰丁香酮能有效地提高植物瞬间表达率。两种侵染处理方法比较结果为滤纸滴加法比浸泡法更优。转化后对愈伤组织的干燥处理能抑制农杆菌过度繁殖,能改善愈伤状态,有利于提高转化率。     

施肥对苗期紫茎泽兰和黑麦草相对竞争力的影响

为种植黑麦草替代控制紫茎泽兰提供依据,运用取代实验法,研究了施肥(氮、磷)对苗期紫茎泽兰和黑麦草的相对竞争力以及生长表现的影响。结果表明:增施氮肥和磷肥均能够提高紫茎泽兰的相对竞争力,而仅磷肥对黑麦草的竞争力略有促进作用;但在各种施肥水平下,黑麦草的竞争力仍然明显强于紫茎泽兰。增施氮肥可以显著提高紫茎泽兰的株高、分枝数和干质量,而磷肥仅在较高时才显著提高其干质量;增施氮肥虽然可以提高黑麦草的分蘖数量,但对其干质量没有影响,而增施磷肥(2次)可以显著提高其干质量;在竞争中紫茎泽兰植株生长的能量分配(用根茎比表示)对磷肥不敏感。建议适当增施磷肥、不施或少施氮肥,以提高黑麦草的替代控制效果。     

内生真菌感染对干旱胁迫下黑麦草生长的影响

 内生真菌是生活在健康植物的茎叶内,形成不明显感染的一类真菌。以黑麦草（Lolium perenne L.）为实验材料,研究在不同强度的干旱胁迫下内生真菌（Neotyphodium lolii）侵染对其叶片延伸生长、分蘖数和生物量的影响。结果表明,与非感染种群相比,内生真菌感染对黑麦草叶片延伸速率无明显促进作用;内生真菌感染种群具有明显较多的分蘖数;在重度胁迫并经过恢复期后,内生真菌感染种群具有较高的根冠比。因而内生真菌可能通过提高植物的分蘖能力和促进有机物向根系的分配来促进宿主植物的营养生长并提高其抗旱性     

干旱胁迫下内生真菌感染对黑麦草实验种群光合、蒸腾和水分利用的影响

 以黑麦草(Lolium perenne L．)为实验材料,研究在不同强度的干旱胁迫下内生真菌(Neotyphodium lolii (原 Acremonium lolii))感染对其净同化速率、蒸腾速率和水分利用效率的影响。结果显示：1)在干旱胁迫前期,内生真菌感染(EI)种群和非感染(EF)种群之间的群体净同化速率无显著差异;到胁迫后期,在重度胁迫下EI种群的净同化速率高于EF种群;复水后,各个胁迫强度EI和EF种群的净同化速率均迅速恢复,差异消失;2)在群体蒸腾速率上,干旱胁迫对其影响大于内生真菌的影响;3)在群体水分利用效率上,只是在重度胁迫后期,EI种群才高于EF种群。     

刈割后黑麦草生理保护作用对其补偿性生长的影响

通过对黑麦草(Lolium perenne L)在轻度、中度、重度、全割刈割处理6 d和12 d后,残留叶片和叶片再生部分生长速率,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活力,丙二醛、可溶性糖、脯氨酸含量的分析以揭示在刈割胁迫后叶片抗氧护酶活力和渗透调节物含量与其补偿性生长的关系,以及牧草耐刈性的生理调控机理。结果表明,轻度和中度及全割后叶片生长速率均高于对照,重度刈割低于对照。全割后叶片补偿性生长最明显、轻度和中度次之,重度刈割无补偿性生长。对照黑麦草叶片各部位抗氧化酶和渗透调节物含量不同,叶片顶部MDA含量较高,伴随着较高的SOD、CAT活力和较高的脯氨酸含量;叶片基部MDA含量最低,SOD、CAT活力及脯氨酸含量也较低。与对照相比,不同强度刈割6 d黑麦草再生叶和叶片平均MDA含量、SOD和CAT活力、可溶性糖和脯氨酸含量均较低。而不同强度刈割12 d,黑麦草再生叶和叶片平均MDA含量仍较低,但SOD和CAT活力增高,脯氨酸含量增加,POD活力和可溶性糖含量低于对照。这表明刈割在减少了叶面积,降低光合能力的同时,刈割伤害胁迫启动了牧草补偿性生长使残留叶片快速生长,而且残留叶片面积与其补偿生长速率成正相关。另外,虽然不同强度刈割下叶片补偿性生长速率不同,但不同强度刈割(12 d)均激活残留叶片抗氧化保护酶系统和促进脯氨酸积累。在补偿生长过程中,CAT和SOD能及时清除残留叶片中积累的氧自由基,维持较低的膜脂过氧化和细胞膜完整性,积累的脯氨酸能维护细胞水分平衡。因此,抗氧化酶(SOD和CAT)和渗透调节物(脯氨酸)在黑麦草刈割后受伤部位快速自愈及残留叶片快速补偿生长中起重要生理保护作用。