禾本科牧草分子生物学及生物技术研究进展

牧草的研究和开发在我国西部生态建设和草地畜牧业发展等方面具有十分重要的意义。禾本科牧草的分子生物学及生物技术研究虽然起步较晚,但在近年取得了令人可喜的进展。以黑麦草属、鸭茅属、羊茅属、赖草属和披碱草属的几种“模式牧草”为重点,从分子标记研究、遗传图谱绘制、基因克隆以及遗传工程等方面对这些研究进展进行了综述。对Genbank中已登录的众多基因进行了信息汇总分析。重点评述了禾本科牧草繁殖方面的分子生物学研究进展。对分子标记、基因工程和比较基因组学应用于禾本科牧草的研究给予了前景展望。     

禾本科牧草在典型草原区的适应性研究

2001-2003年在内蒙古锡林郭勒盟太仆寺旗通过小区试验,对来自美国、加拿大和中国的21份禾本科牧草进行了物候期、产草量和种子产量的评价和适应性研究.结果表明,来自美国和中国的6份材料不仅适应性较强,而且产草量和种子产量也相对较高,可作为该地区人工草地建设和天然草场改良的优良种质材料.     

新疆天山山区禾本科牧草物候区域差异及其驱动力分析

天山山区地形复杂,同种植被因所处地理位置、地形特征的不同,其生育期对气候变化的响应特征差异明显。基于天山山区1990—2015年气象及物候观测数据,利用数理统计及空间插值等方法,分析了典型禾本科牧草物候空间差异及其关键驱动因子,结果表明:(1)26年来,天山山区年平均气温和年平均0 cm地温明显上升,北坡升温幅度大于南坡;年降水量增加,大致为"北坡趋多,南坡趋少";气候总体呈明显暖湿化趋势。(2)天山山区4个牧业气象观测站所共有的优势禾本科牧草物候呈现较明显的差异,春季返青期普遍提前,黄枯期大多为提前,生长季变化差异较大。(3)返青期主要受温度影响,与当月及春季平均气温、平均0 cm地温显著负相关,春季平均温度每升高1℃,返青日期提前1.98—5.77 d,春季平均0 cm地温每升高1℃,返青日期提前1.40—5.08 d;黄枯期主要受前期气温、0 cm地温和降水的综合影响,与前三个月的气温、0 cm地温显著负相关,与降水显著正相关。(4)在热量条件适合时,降水增加,对牧草的生育期是促进作用,相反,若热量条件不足时,降水增加,则会对牧草的发育产生抑制作用。(5)牧草生育期对于海拔高度的...     

四种禾本科牧草植物蒸腾速率与水分利用效率的比较

报道了４种热带亚热带禾本科牧草植物的蒸腾速率、水分利用效率的日变化图式,并就它们与叶面光强、叶面温度、气孔导度等参数之间的相关关系进行了分析．结果如下：（１）蒸腾速率因牧草种类不同而有差异,墨西哥玉米、矮象草．杂交狼尾草、皇草的日平均蒸腾速率分别为２．４７、１．３８、２．５３、２．９０ｍｍｏｌ ｍ－２ｓ－１;（２）正午前后（１０：００－１４：００）是４种牧草植物蒸腾耗水的主要时期;（３）虽然矮象草的净光合速率和蒸腾速率的日变化图式与其它３种牧草之间存在较大的差异,但水分利用效率日变化差异则很小;（４）不同牧草种类对正午前后高光强高温的适应策略存在差异,墨西哥玉米、杂交狼尾草、皇草采用了相同或相近的适应策略,即通过维持气孔扩张最大程度地蒸腾水分以降低叶温,矮象草则通过关闭气孔以减轻因水分过度消耗带来的伤害（５）４种禾本科牧草植物具有忍受或适应华南夏季炎热高温气候的能力或潜力,在热带亚热地区有推广价值和发展前景．     

禾顶囊壳4个变种对禾本科牧草的致病性研究

采用人工接种法测定了禾顶囊壳小麦变种、燕麦变种、玉米变种和禾谷变种对4种禾本科牧草鸭茅、披碱草、苇状羊茅和无芒雀麦的致病性。结果表明,除禾顶囊壳玉米变种Ggm01菌株对披碱草没有致病性外,4个变种对供试的其它牧草都有致病性,且能产生全蚀病的典型症状。其中小麦变种和燕麦变种对供试牧草的致病性强于禾谷变种,玉米变种致病性最弱。各变种的菌株存在着致病性分化。小麦变种Ggt9813菌株对苇状羊茅和披碱草的致病性强于燕麦变种,发病严重度均达到50％以上。目前在我国尚未发现燕麦变种,小麦变种主要出现在北方地区,在牧草上的发生亦不广泛,因此二者具有检疫重要性。     

四种禾本科牧草植物光合特性的初步研究

对４种热带牧草植物叶面入射光强、叶面温度、净光合速率、暗呼吸速率、气孔导度的测定结果显示：盛夏季节叶面入射光强和叶面温度日变化显著,分别介于１００－１７００ μｍｏｌｍ－２ｓ－１ｔ　３３． ２－４３℃之间;不同牧草种类之间净光合速率存在差异但日变化进程类似,即１０：００前最大,介于３５．６－４２／μｍｏｌｍ－２ｓ－１之间,之后随光强和叶面温度的增加而下降,按日平均值排序为皇草（２５．７μｍｏｌ　ｍ－２ｓ－１）＞墨西哥玉米（２４．２ μｍｏｌ　ｍ－２ｓ－１）、杂交狼尾草（２４．２ μｍｏｌ　ｍ－２ｓ－１）＞矮象草（１９．１μｍｏｌｍ－２ｓ－１）;（３）矮象草午休期间气孔导度的下降以及其它３种牧草气孔导度的提高是植物对高温胁迫的不同适应策略．     

近20年青藏高原东北部禾本科牧草生育期变化特征

利用1988—2010年青藏高原东北部地区5个站点牧草生育期地面观测数据,分析了近20年代表性牧草返青、开花、黄枯期及生长季的变化趋势,并通过偏相关分析探讨了气温和降水对牧草生育期的关系。结果表明,近20年青藏高原东北部牧草生育期北部推迟南部提前的特征明显。南部的三江源区域返青、开花与黄枯期总体呈显著提前趋势,其中曲麻莱羊茅返青期提前的倾向率达到-4 d/10 a,开花期为-13 d/10 a,黄枯期达到-9 d/10 a,且均通过0.01的显著性检验水平。北部环青海湖区域的海北西北针茅生育期则表现出一定的推迟趋势。生长季长度北部地区延长,而南部除甘德(垂穗披碱草)外均呈明显缩短趋势。近20 a黄枯期的变化幅度明显大于返青期,使得生长季长度的变化更多地受黄枯期变化的影响。1月和3月气温是影响研究区牧草返青最主要的气候因子,气温增高返青提前。开花期南北差异明显,北部与同期气温呈明显负相关关系,南部则主要与开花前2—3个月的降水量密切相关,降水增多大部地区开花期提前。此外,降水也是各地牧草黄枯的主要影响因子。     

海南野生禾本科牧草种质资源调查、收集与鉴定

2005年11月-2006年3月对海南省19个市县分布的禾本科牧草资源进行了调查、收集与整理,本次调查共收集到禾本科植物74个属、159种,分别占海南禾本科种质资源属数的73.27%和种数的77.56%,其中《海南植物志》未记载的有4个属、21个种。本文对调查和收集的资源种类、分布情况、营养价值进行了分析,并对牧草资源的保护进行了讨论。     

斑翅蝗科部分种类的酯酶同工酶研究：（直翅目：蝗总科）

本文采用聚丙烯酰胺凝胶电泳方法,对斑翅蝗科（Ｏｅｄｉｐｏｄｉｄａｅ）６属８个种进行了酯酶同工酶的研究,共显示３０条迁移率不同的酶带,根据酶带迁移距离的不同,可以分为５个泳动区。通过ＥＳＴ同工酶酶带的聚类分析,对斑翅蝗科部分种类的分类问题进行了探讨。     

割草对牧草分蘖萌发的影响

对皇草（Ｐｎｎｉｓｅｔｕｍ ｐｕｒｐｕｒｅｕｍ ×Ｐ ｇｌａｕｃｕｍ）杂交狼尾草（ｐｅｎｎｉｓｅｔｕｍ ｇｌａｕｃｕｍ×Ｐ ｐｕｒｐｕｒｅｕｍ）、矮象草（Ｐｅｎｎｉｓｅｔｕｍ ｐｕｒｐｕｒｅｕｍ）和墨西哥玉米（Ｚｅａ ｍｎｙｓ ｓｕｂｓｐ．ｍｅｘｉｃａｎａ）等４种牧草在生长期进行了４次割草试验,探讨了不同割草次数对牧草单兜株数的影响。结果表明：１）在进行１次割草的情况下,４种牧草的营养生长时间分别为５３、９６、１５３和２０８ ｄ时,单兜株数分别为２０．２,８．５,１７．２,１１．７株,牧草的单兜株数随营养生长时间的增加而呈大小相间排列;２）在可靠性为９５％以上时,第二次割草时的单兜株数与第一次割草时有明显的差异,而多次割草后的差异性逐渐减小;３）营养生长的时间长短和前一次的单兜株数对牧草后一次的萌发和分蘖有显著的影响,在一定程度上决定了后一次的单兜株数;４）杂交狼尾草在多次连续割草后,单位面积上的株数变得不均匀,而皇草、矮象草和墨西哥玉米则逐渐均匀化,这个作用使得杂交狼尾草在退化坡地水土保持上的价值减少．     

激光对香石竹愈伤组织蛋白质和同工酶谱的影响

用氦氖激光处理香石竹愈伤组织,可使材料中的34kD和28kD蛋白含量高于对照,并产生分子量约为22kD的新的蛋白带。而用氩离子激光处理后,则出现一条分子量约为45kD的新的蛋白带。此外,激光处理亦明显影响愈伤组织的过氧化物酶同工酶谱及其活性,其中氦氖激光处理后产生了Rf为0.17和0.26的新酶带,而用氩离子激光处理则只产生Rf为0.17的新酶带。激光对香石竹愈伤组织的酯酶同工酶无影响。     

甘蔗组织培养中2,4-D对过氧化物酶同工酶的影响

在甘蔗组培育苗中,过氧化物酶同工酶活性与胚性细胞团的分化程度有关。其中的Bo酶带与分化状态密切相关,是分化成苗的必要条件之一。细胞分裂素诱导Bo酶带的出现。2,4-D抑制细胞分裂素对Bo酶带的诱导,使Bo酶带消失,并且改变了过氧化物酶同工酶的组成与活性,抑制分化成苗,促进胚性细胞团的旺盛成长。     

刈割频率对两种牧草越冬的影响

刈割频率对皇草和杂交狼尾草越冬影响的实验表明,两者的根系生物量、根系养分贮量、越冬返青率和越冬产量均随刈割次数的增加而减少,但影响程度两者略有不同。刈割次数对杂交狼尾草的越冬返青率的影响更大,皇草的根系生物量和越冬产量则随刈割次数的增加而明显下降,本文还就如何减低刈割对牧草越冬的影响进行了讨论．     

禾本科牧草植物的结构、生长特性及其生理学基础

阐述了禾本科牧草植物形态结构特征,生长特点及其光合生理基础,比较了暖季Ｃ４型牧草和寒季Ｃ３型牧草的差异。对不同发育阶段牧草的田间管理以及提高水分利用效率的途径进行了讨论．     

根瘤菌同工酶图谱分析和分类

利用聚丙烯酰胺凝胶电泳分析了９株根瘤菌酯酶及ＳＯＤ同工酶图谱,结果显示快生型根瘤菌与慢生型根瘤菌有明显区别,不仅根瘤菌种间有明显差别,而且菌株间也存在差异。Ｒｈｉｚｏｂｉｕｍｌｅｇｕｍｉｎｏｓａｒｕｍｂｉｏｖａｒｓｖｉｃｅａｅ和ｐｈａｓｅｏｌｉ具有相同的ＳＯＤ图谱和相似的酯酶图谱。快生型大豆根瘤菌的上述同工酶图谱不同于慢生型大豆根瘤菌和其它快生型根瘤菌。     

不同基肥对退化坡地及牧草产量和质量的影响

探讨了不同基肥组合处理对退化坡地的改造利用和对牧草生产的影响．在相同的肥水管理条件下,以“鸡粪＋牛粪＋石灰”的基肥组合（Ａ）处理退化坡地土壤,可使皇草、杂交狼尾草、矮象草和墨西哥玉米的年产量比“猪粪＋牛粪＋石灰”的组合（Ｂ）处理分别高出９．７％、１２．８％、４３．０％和９．９％,前者（Ａ）生产出的牧草的粗蛋白含量略高于后者（Ｂ）,粗纤维含量略低于后者,而粗灰分含量显著高于后者．