国外豆科牧草生物技术研究进展--生物技术在豆科牧草遗传育种研究中的应用

豆科牧草具有重要的经济价值。本文主要从豆科牧草遗传资源鉴定、保存和利用及豆科牧草育种方法和育种策略两个大的方面阐述了生物技术在国外豆科牧草研究中的应用,并重点介绍了体细胞杂交、胚拯救和分子标记技术。     

国外豆科牧草生物技术研究进展——生物技术在豆科牧草遗传育种研究中的应用

豆科牧草具有重要的经济价值。本文主要从豆科牧草遗传资源鉴定、保存和利用及豆科牧草育种方法和育种策略两个大的方面阐述了生物技术在国外豆科牧草研究中的应用,并重点介绍了体细胞杂交、胚拯救和分子标记技术。     

转基因苜蓿与牲畜产量

苜蓿是世界上最重要的多年生豆科牧草，无论其产量还是营养价值均居牧草之首，由于苜蓿具有一次种植，多年收获，而且它富含蛋白质，其干草的粗蛋白含量在１７％以上，非常适用于作为牲畜的优质蛋白质饲料，在由于动物性蛋白质饲料而引起的疯牛病蔓延的今天，这一点尤为重要。苜蓿还有固氮的功能，大量种植对改善土壤结构，防止土地沙荒化具有积极的意义。苜蓿包括美国、澳大利亚、加拿大、英国和中国等国家在内均有广泛的种植，中国目前苜蓿的种植面积在２千万亩，居世界的第四，美国则在１．５亿亩，居世界第一。改变苜蓿的品质，提高苜蓿…     

重离子束辐照牧草的细胞学研究

采用80MeV／u^20Ne^10 叶离子束贯穿处理豆科与禾本科牧草种子,从实验室种子萌发和根尖细胞的观测分析,随着贯穿剂量的增加,幼苗生长明显减弱,呈负相关性;而染色体总畸变率和徽核率随剂量的增加而显著增加,呈正相关性。结果表明：禾本科牧草比豆科牧草对重离子辐射敏感性强,禾本科牧草适宜剂量为20Gy～30Gy,豆科牧草辐照剂量应高于150Gy。     

红豆草愈伤组织原生质体再生植株

红豆草又名驴豆,是一种耐旱性较强的多年生豆科牧草。其蛋白质含量高,作为饲料适口性好,并且不发生臌胀病,因此被看作是进行体细胞杂交,改良其它豆科牧草的理想亲本。然而要实现这一目标,必须掌握原生质体培养成再生植株的最适条件和规律。曾有过叶片原生质体培养的报道。本研究用我国西北地区种植的红豆草愈伤组织分离原生质体,并培养形成再生植株。     

松嫩草地主要豆科牧草的适应性与种植利用研究

通过比较松嫩草地主要豆科牧草种子萌发期耐盐碱性的差异, 苗期出苗情况和病虫害及种植牧草后对土壤化学性质的影响, 对该6种豆科牧草进行综合评价, 并选出适宜在松嫩盐碱化草地种植的豆科牧草。结果表明, 在萌发期, 紫花苜蓿 (Medicago sativa L.)、扁蓿豆 (Medicago ruthenica)、兴安胡枝子 (Lespedeza davurica)、细叶胡枝子 (Lespedeza hedusaroides)和黄花草木樨 (Melilotus officinalis) 5种小粒种子耐盐碱性好于大粒种子广布野豌豆 (Vicia cracca), 尤其是紫花苜蓿 (M. sativa L.), 其发芽率和活力指数在低盐浓度 (≤ 0.4% NaCl)环境中高于对照条件; 苗期小粒种子出苗较快 (3—4 d), 大粒种子广布野豌豆 (V. cracca) 出苗时间较长 (9 d); 细叶胡枝子 (L.edusaroides)、兴安胡枝子 (L. davurica)和黄花草木樨 (M. officinalis)不易遭病虫害, 其余3种易受蚜虫和七星瓢虫危害。种植6种豆科牧草后土壤氮含量都有一定程度的提高, 尤其是兴安胡枝子 (L. davurica); 土壤pH也有了一定程度的降低, 尤其是紫花苜蓿 (M. sativa L.)。综合比较发现松嫩草地6种豆科牧草以种植小粒种子紫花苜蓿 (M. sativa L.)和兴安胡枝子 (L. davurica)牧草为更好。     

西部七省区作物秸秆资源分布及利用现状

基于统计数据和农户调研数据,估算了西部七省区农作物秸秆资源量、秸秆资源密度、人均占有秸秆数量和秸秆养分资源量,分析了秸秆资源量变化趋势(1997—2011年)及资源分布利用现状,讨论了制约秸秆综合利用的因素和提高秸秆利用率的途径.结果表明:2009年西部七省区农作物秸秆资源理论数量达到8.82×107t,谷物类秸秆占总量的63.1%;秸秆养分还田总量达1.20×106t,还田率达50.5%.西部七省区秸秆资源密度低于全国平均水平,人均秸秆占有量略高于全国平均水平.秸秆资源主要用作燃料、饲料、工业原料、基质和直接还田,分别占资源总量的33.8%、29.3%、5.2%、1.8%和13.5%,焚烧和废弃的秸秆分别占秸秆资源的11.1%和5.3%.     

禾本科及豆科牧草对黄土丘陵区台田土壤培肥效果的比较研究

以黄土丘陵区具有代表性的禾本科及豆科牧草无芒雀麦和沙打旺为材料,研究其对川台地土壤腐歼击质含量和组成,有关营养元素及后茬作物产量的不同影响。结果表明,种植禾本科及豆科牧草均能提高土壤中的腐殖质及氮磷营养的水平,其中禾本科牧草效果较豆科牧草更为明显。     

林草复合系统地上部分种间互作关系研究进展

林草复合系统因其具有产品多样性、生产高效性、环境友好性等特点,在世界范围内得到普遍应用,同时也是我国西部地区生态环境建设中的重要类型之一。在林草复合系统中,种间互作关系能够直接影响到系统经营的成功与否,因此一直以来都是本领域研究的热点内容。地上部分种间互作关系指发生或表现在地表以上的物种之间直接或间接的相互作用关系,在林草复合系统中主要表现为:系统对林地小气候的影响,林木与牧草在生长和生产过程中的相互作用,系统对生物多样性的影响以及林木的存在和生长与放牧活动之间的相互作用。在林草复合系统中,林分通过对诸多气象要素的调节,为牧草和牲畜的生长发育提供了良好的气象条件;同时牧草通过增加空气湿度、减小土壤和空气温度的变化幅度,可对林木(特别是幼树)起到一定保护作用。牧草能够发生一系列生理生态反应(增加叶面积指数和叶绿素含量、提高光利用效率等),以适应林分对小气候的改变,而其产量和质量会受到系统物种组成、配置模式和林木遮荫的共同影响。林木遮荫通常会降低牧草产量,但会使牧草品质得到一定改善。而热带稀疏草原上孤立树的遮荫和草牧场防护林的庇护,均可有效提高和改善牧草的产量和品质。将低竞争性的牧草(尤其是豆科牧草)引入森林或果园之中,林产品的产量和品质、林木生长特性能够得到相应的提高和改善;但在困难立地条件下进行这样的尝试,由于林草之间存在着激烈的竞争,往往会产生相反的结果。林草复合系统具有多样的物种组成和复杂的系统结构,可为害虫天敌提供丰富的食物和良好生境,有助于实现森林和果园的生态化经营。在有牲畜参与的林草复合系统中,尽管牲畜对林下植被的采食,可增加林木对土壤资源的占有率,而林分对小气候的改善,可有效改善牲畜生产特性和福利状况,但牲畜活动也会对林木造成一些机械伤害,因此有必要对林木进行一定的保护。通过对上述研究的分析总结,可为林草复合系统的设计、建设和经营管理提供一定的经验借鉴,以优化系统结构和资源利用格局,减小物种之间的负面影响,最终实现系统综合收益最大化。未来应加强生理学在林草复合系统种间互作研究中的应用,揭示种间互作结果的生理学原因;构建和完善林草对太阳辐射利用关系的长期动态模型;探索系统增加生物多样性的机理;研究牲畜造成的机械损伤对林木生长的影响及相应防护技术,以及开展林草复合系统地上部分种间互作关系对全球气候变化响应的研究等。     

基于IPCC Tier 1层级的中国反刍家畜胃肠道甲烷排放格局变化分析

依据政府间气候变化委员会(IPCC)2006年公布的反刍家畜胃肠道CH4排放系数(奶牛61 kg CH4头-1a-1,肉役牛47 kg CH4头-1a-1,绵羊和山羊均为5 kg CH4头-1a-1)和IPCC Tier 1计算方法,结合《中国统计年鉴》和《中国畜牧业统计年鉴》,估算了中国以及各个省份1990—2010年CH4的排放总量,绘制出中国反刍家畜胃肠道CH4排放格局及历史变化图。研究结果表明:11990—2010年期间,中国反刍家畜胃肠道CH4排放量(5.90—7.65 Tg)总体呈现先上升(1995年最高)后下降的趋势,其中肉役牛(主要是黄牛和水牛)胃肠道CH4排放量(4.33 Tg)及其所占比例(65%)最大。奶牛胃肠道CH4排放量及其比例呈现逐年增加的趋势,2006年(0.83 Tg,12.7%)超过山羊和绵羊胃肠道CH4排放量及其比例,成为中国反刍家畜胃肠道CH4排放第二大源。但是,奶牛单位产奶量所排放的CH4量逐年降低,表明中国奶牛饲养技术与生产性能不断提高。2中国反刍家畜胃肠道CH4排放格局呈现区域集中特点,主要集中在中西部和北部的各个省份,其中四川、内蒙古、新疆、河南、西藏、山东、河北、黑龙江、云南和甘肃等10个省份的排放量占中国排放总量的50%以上。总之,1990—2010年间,中国反刍家畜胃肠道CH4排放总量为(6.77±0.46)Tg(肉役牛为主要排放源),随时间推移呈现先上升后下降的趋势;中国反刍家畜胃肠道CH4排放的格局呈区域集中分布,中西部和北部的各个省份占60%以上。     

植物样品含氟量的测定

在人为或自然因素影响下,当环境中,特别是大气中氟化物含量较高时,由于植物吸收过多氟化物,常产生急性伤害,使园林绿化植物、果树、蔬菜、农作物遭受危害;或在植物未出现可见症状情况下,由于氟化物在体内的积累,通过牧草、饲料、桑叶、蔬菜、粮食等载体,过多地进入牲畜、家蚕     

不同统计方法对豆科牧草种质资源适应性评价的比较

以澳大利亚引进的豆科牧草为研究对象,运用灰关联分析、隶属函数分析、聚类分析和主成分分析法,对15份豆科牧草种质的8个主要农艺性状进行综合评价,探讨不同的分析方法在牧草种质资源评价中的应用。结果表明,4种方法综合评价较好的品种(系)为Nina柱花草、Temprano柱花草、Stylo540、Stylo541;4种综合评价方法结果基本一致,说明这4种综合评价方法均可单独应用于牧草种质资源评价,其中隶属函数分析方法简单,在大量的种质资源适应性评价中可优先使用。     

国外牧草基因组学和转基因技术研究进展

禾本科和豆科牧草在动物生产、水土保持和环境保护中发挥着重要的作用.随着现代生物技术的发展,以优异基因型品种间多次杂交培育的合成品种为主的传统常规育种方法与以基因组学和转基因为核心的分子育种技术相比,挑战和机遇并存.与主要农作物相比,牧草作物基因组学及其转基因研究尚处于发展阶段.目前,牧草基因组学及转基因在以黑麦草属(Lolium)和羊茅属(Festuca)为代表的禾本科牧草及以三叶草(Triflolium)和苜蓿(Medicago)为代表的豆科牧草中已有较多研究,就现代生物技术在国外牧草遗传育种中的方法、应用及最新研究进展进行综述,旨在为我国牧草常规和转基因育种提供方法参考及思路借鉴.     

国家多年生牧草种质圃资源收集、保存及利用

本文简述了国家种质多年生牧草圃概况,介绍了多年生牧草种质资源收集、保存及利用状况.截止到2008年底,共收集保存了600份牧草种质资源材料,隶属10科,49属,152种.禾本科(Gramineae)牧草有24属95种,豆科(Leguminosae)牧草15属35种,占保存材料85%以上,其中野生种有496份材料,引进栽培种有104份材料.每年向国内外相关科研单位及教学单位提供利用种质材料100余份,提供的种质材料多数用于科学研究,还有部分用于推广利用.指出了国家种质多年生牧草圃今后在多年生牧草资源收集、保存、鉴定及利用方面的研究重点.     

西藏纳木错高寒草原豆科与非豆科优势植物群落碳氮储量及收支的对比研究

豆科植物在青藏高原高寒草原广泛分布, 有离散和集中两种分布格局。集中分布格局中, 豆科植物生物量约占总生物量的30%以上; 离散分布格局中, 豆科植物生物量一般不足总生物量的10%。在西藏纳木错高寒草原, 选取豆科植物集中分布区和典型紫花针茅草原作为豆科和非豆科优势植物群落的代表, 测定和分析两群落土壤碳氮储量、温室气体通量及生态系统CO2 净交换(NEE)的区别, 以初步研究两群落在碳氮储量和收支中的差异, 为深入研究豆科植物集中分布的形成机制提供最基本的数据支持。结果表明, 与非豆科优势植物群落相比, (1)豆科优势植物群落土壤氮储量增加不显著, 土壤氮含量和N2O 排放通量增加不显著, 非豆科植物的氮含量显著增加。(2)豆科植物优势群落土壤碳储量增加不显著, 非豆科植物地下部分碳含量显著增加, 生态系统呼吸(ER)显著增加的同时光合固碳总量(GEP)也显著提高, 但光 合固碳总量(GEP)显著大于生态系统呼吸(ER), 使CO2 净交换(NEE)显著增加, CH4 吸收显著降低。     

6种豆科牧草叶片解剖性状与抗旱性关系研究

以百脉根、二色胡枝子、黄花苜蓿、紫花苜蓿、野火球和扁蓿豆6种豆科牧草的成熟叶片为材料,采用石蜡制片法和光学显微技术测定了叶片上表皮厚度、叶片下表皮厚度、叶片厚度、维管束直径、栅栏组织厚度、海绵组织厚度、栅海比、叶片栅栏组织结构紧密度和叶片海绵组织结构疏松度等抗旱相关的解剖结构特征参数,并进行统计分析和抗旱性综合评价.结果表明:除栅海比外,6种豆科牧草的其他指标均表现出显著或极显著的种间差异,并以叶片厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度变化幅度较大;叶片上表皮厚度、叶片下表皮厚度、叶片厚度、栅栏组织厚度和海绵组织厚度之间呈极显著正相关和显著正相关,相关系数在0.84～0.99之间;各解剖结构特征参数的第3个主成分(贮水能力)的特征值为14.52,累计贡献率达95.71%,前3个主因子基本上能概括9个指标的主要信息;6种豆科牧草的综合抗旱能力表现为扁蓿豆>百脉根>黄花苜蓿>二色胡枝子>紫花苜蓿>野火球.可见,所选9个叶片解剖结构性状可以用来有效综合评价豆科牧草的抗旱性.     

松嫩平原农牧交错区牧草资源特点及畜牧业发展

以长岭县为例,对松嫩平原农牧交错区的牧草资源分布格局、牧草资源承载力和利用现状等进行分析。结果表明：放牧系统（草地-林地-农田组成）提供的牧草资源已不能满足当地畜牧业对牧草资源的需求。草地承载力仅占当前实际载畜量的16．6％,草地-林地-农田放牧系统承载力为实际载畜量的47．3％;作物秸秆转化为牧草资源的潜力巨大。经估算,作物秸秆占总牧草资源的78．3％,是当前畜牧业对牧草资源需求量的2．4倍。当前,农牧交错区牧草资源的粗蛋白含量普遍偏低,不能完全满足动物生长的需要,制约了当地畜牧业发展。根据当地畜牧业现状、牧草资源潜力,提出：应合理利用草地-林地-农田3个放牧子系统所提供的牧草资源,充分利用其它牧草资源,如作物秸秆;有汁划地建立高产优质、富含粗蛋白的人工牧草基地,增加牧草粗蛋白含量,提高牲畜对牧草资源的利用效率（吸收率）;充分有效地利用各种牧草资源,减轻草地放牧压力,实现畜牧业可持续发展与生态保护的协调统一。     

豆科植物根瘤发生的分子生物学

豆科是开花植物中的第三大科,也是经济上最为重要的科之一。许多豆科植物的种子中含有丰富的蛋白质,是良好的食品及饲料的来源,如温带种植的豌豆及热带亚热带广泛种植的种类繁多的作物,包括大豆、豇豆等。其它一些豆科植物也很有价值,它们可作为牧草植     

三叶草粉代替部分鱼粉和豆饼粉饲养团头鲂鱼种的初步研究

国内鱼粉来源紧缺,其他配合饲料价格上涨,限制了鱼用配合饲料工业和优质鱼养殖业的发展。一些研究者对开发鱼饲料蛋白源作了许多有益的探索。三叶草(Trifolium sp.)是一种豆科车轴属草属的多年生牧草,在我国分布广泛。仅湖北省鄂西地区就有天然和人工草场近30万亩,每年可提供6万多吨三叶草干粉。三叶草不仅来源广泛,而且营养丰富,价格低廉。据测定含粗蛋白     

可可西里自然保护区藏羚羊的食性分析

2005 年7 月和2006 年1 月在可可西里国家自然保护区内收集藏羚羊的新鲜粪样各33 份和55 份。利用粪便显微分析法分析了该地区藏羚羊的食物构成及其冷季(1月)和暖季(7月)的变化。结果表明,在藏羚羊粪便中镜检到的可识别植物碎片为15 科24 种(属)植物,其食物谱构成主要包括禾本科、豆科、菊科、柽柳科及玄参科植物;禾本科是藏羚羊全年的主要食物,它在食物组成中所占的比例为60. 5% ;莎草科、豆科、菊科、柽柳科及玄参科植物是藏羚羊全年都取食的主要食物,其所占比例分别为16.7% 、9.2% 、6.4% 、4.9% 及0.9% 。藏羚羊在冷季和暖季的食物构成有显著变化,莎草科和柽柳科在冷季所占比例较低,分别为7.7% 和0.8% ,而禾本科、豆科和玄参科在冷季所占比例较高,分别达到了70.4%、12.6% 和2.4%。