【背景】母体放牧历史可以改变羊草（Leymus chinensis）克隆后代的形态及光合生理性状，也可以改变其对干旱环境的响应，但是母体放牧历史是否影响了羊草克隆后代对家畜啃食的响应尚不清楚。【目的】研究母体放牧历史是否增强了羊草克隆后代对模拟家畜啃食（刈割）的适应性。【方法】利用不同放牧历史的羊草克隆后代（1983年围封VS长期自由放牧）进行室内盆栽试验，从个体性状、子株数、生物量及生物量分配等角度对比了其对模拟放牧处理（刈割）的响应。【结果】（1）母体放牧历史与刈割处理对羊草单株株高、单株生物量交互作用极显著，放牧羊草克隆后代（GZ）单株株高、单株生物量对刈割处理的抵抗力较围封羊草克隆后代（NG）强；但是，母体放牧历史并没有明显改变羊草克隆后代子株数对刈割处理的响应。（2）母体放牧历史与刈割处理对羊草根茎生物量交互作用显著，对地上、根系及总生物量交互作用不显著，但是NG地上、根系及总生物量在刈割处理下的表型可塑性指数及绝对减少量均明显大于GZ。因此，母体放牧经历增强了羊草克隆后代对刈割处理的适应性。（3）NG在刈割处理下被刈割掉的地上部分生物量显著小于GZ，但是NG的被刈割程度（被刈割生物量/总生物量）显著高于GZ。（4）GZ生物量分配对刈割处理响应不显著，但是刈割处理显著降低了NG的根茎生物量分配。【结论】羊草母体经历放牧干扰后，其克隆后代对家畜啃食的适应性增强；母体放牧历史并不通过改变生物量分配增强羊草克隆后代的适牧性，叶片光合生理的响应及避牧性可能是母体放牧历史增强羊草克隆后代的途径。本研究通过控制试验排除土壤等环境因子的干扰，从植物自身角度出发，研究其克隆后代表型性状对放牧的响应，这对充分认识草原生态系统放牧退化过程及退化修复过程提供了新的视角。

puroindoline a(Pin a)和puroindoline b(Pin b)是控制小麦籽粒硬度的主效基因。根据已报道的小麦Pin a基因的保守序列,设计合成了1对特异性引物ForA1和RevA1,对六倍体牡山羊草Aegilops juvenalis(UUMMDD)的基因组DNA和胚乳cDNA进行Pin a基因扩增、克隆、序列测定和表达分析,发现了1个新型Pin a(Pin a-allele),其ORF长447 bp,编码148个氨基酸残基,具有麦类作物Pin a基因特有的28个氨基酸的信号肽序列和WRWWKWWK的色氨酸结构域基因序列,与软粒小麦cv.capitole的Pina-D1...

【目的】分析不同利用方式下小尺度羊草种群的空间异质性及其分布,为草地的可持续利用提供参考。【方法】以大针茅典型草原优势种羊草为研究对象,基于地统计法,利用变异函数、空间自相关系数、分形维数以及克里格插值法,分析放牧、刈割和围封(对照)利用方式下羊草种群空间异质性的变化。【结果】放牧可显著提高羊草种群密度(P围封(12.53株/m~2)>刈割(7.51株/m~2)。不同利用方式下,羊草种群空间分布的最优模型均为球状模型,羊草种群空间异质性表现为围封>放牧>刈割,羊草种群的空间分布格局主要受结构性因素的影响。在围封样地中,羊草种群呈现出较小尺度内变异较大的带状分布;在放牧样地中,羊草种群呈现出较大尺度内变异较小的片状分布;在刈割样地中,羊草种群以变异性大的高密度点状斑块镶嵌于平坦的低密度斑块上,呈现点状分布。【结论】放牧和刈割对大针茅草原羊草种群密度和空间异质性均有影响。

羊草(Leymus chinensis)是典型根茎型禾草,可通过根茎克隆形态可塑性来适应不同逆境。本文分析总结了盐碱胁迫、土壤、水分等环境因子和群落环境、草地利用方式等生态学因子对羊草根茎克隆形态可塑性的影响,并就该领域未来研究进行了展望。分析表明,羊草通过增加间隔子长度,以迅速逃离盐碱胁迫斑块;贫瘠的土壤环境中,羊草节间距缩短,根茎节数增加,以增加须根来获取养分;疏松的土壤和充足的水分有利于羊草生长和克隆繁殖;群落环境对羊草根茎克隆繁殖产生复杂影响;长期过度放牧不利于羊草克隆繁殖,表现为根茎长度指标降低,芽和分株减少;刈割时间和频次也有影响。羊草等草地根茎型植物未来研究中,应简化研究指标;重点研究群落环境和扰动的影响;借助现代科学技术来揭示其通过根茎可塑性来适应逆境的机理。

为验证羊草脂氧合酶同源蛋白基因Lc LHP与盐胁迫的关系,利用RACE(Rapid amplification of c DNA ends)克隆技术从羊草中克隆得到抗盐碱相关基因脂氧合酶同源蛋白基因(LHP,Lipoxygenase homology protein)的c DNA全长序列,其Gen Bank登录号为KJ472894。Lc LHP基因开放阅读框为537 bp,编码178个氨基酸。Lc LHP中含有PLAT/LH2结构域,该结构域蛋白家族的许多成员受胁迫诱导。同源性分析显示,Lc LHP与互花米草PLAT/LH2家族蛋白脂氧合酶、PLAT植物胁迫结构域包含蛋白等同源性较高,蛋白功能...

通过对双角山羊草紫色酸性磷酸酶PAP1基因的核酸和氨基酸序列进行相关生物信息学分析,旨在进一步利用基因工程手段将Ae Bi PAP1基因转入到小麦中,为获得耐低磷胁迫能力增强的小麦品种提供种质基因。以双角山羊草叶片为材料,根据小麦中的PAP1基因和二穗短柄草的PAP1基因设计兼并引物,采用同源克隆的方法,获得了双角山羊草紫色酸性磷酸酶PAP1基因的c DNA序列,并将其命名为Ae Bi PAP1,该双角山羊草紫色酸性磷酸酶PAP1基因长1.124 kb,共编码335个氨基酸,相应的氨基酸分子量为38.131 k Da,等电点为5.77。与小麦中的PAP1基因相比,双角山羊草PAP1的c DNA...

牧草的再生性能是草地持续利用的基础,牧草贮藏的碳水化合物对牧草再生具有重要作用。本研究针对刈割强度对羊草(Leymus chinensis)和无芒雀麦(Bromus inermis)现存量、再生速度及不同部位碳水化合物的影响进行了分析研究,结果表明,羊草和无芒雀麦地上部现存量随留茬高度的降低呈降低趋势;第2次刈割后,羊草和无芒雀麦留茬4cm的再生速度均高于留茬8和12cm。刈割后无芒雀麦不同部位可溶性糖含量均在第2次刈割后16d上升,到秋季枯黄期降至最低值,且未恢复到刈割前水平。第2次刈割后16d,羊草茎基部还原糖含量可恢复到刈割前水平,而无芒雀麦茎基部还原糖含量降至刈割后最低值,到秋季枯黄期,留茬12cm羊草和无芒雀麦茎基部还原糖含量可达到刈割前水平。试验期间牧草主要生长季(6-8月)降水较少,严重抑制了羊草和无芒雀麦的再生和碳水化合物的贮藏。因此生长季降水少的干旱年份,羊草和无芒雀麦草地以留茬8~12cm、刈割1次为宜。

【目的】在花生野生种、栽培种及栽野杂交后代中,克隆抗病基因类似物(Resistance gene analog,RGA)相关基因片段,为抗病基因的进一步分离、鉴定及利用奠定基础。【方法】以14个花生栽野杂交种和2个抗病花生亲本为材料,应用PCR方法扩增来自基因组DNA的抗病基因类似物序列,并分析其同源性。【结果】扩增出15条来自基因组DNA的抗病基因类似物序列,序列长度在500bp左右,由此推导出的15条氨基酸序列含有典型的NBS保守区的N端糖基化位点、蛋白激酶C磷酸化位点、酪蛋白激酶Ⅱ磷酸化位点、N-豆蔻酰化位点。15条花生RGA氨基酸序列间的同源性在73.2%~100.0%,与已发表的花生...

利用统计方法研究了退化羊草草原浅耕翻后17年的群落生物量组成变化规律,结果表明:浅耕翻处理后地上生物量增长与恢复年限呈单峰型曲线,且在演替的前期和中期,群落生产力与降水并没有显著的相关关系,生物量的高低主要受群落组成结构的影响。群落地上生物量组成中禾本科占主导地位,藜科、菊科和蔷薇科在恢复前期和中后期比例增加,且与禾本科有一定的负相关关系。从生活型组成来看,根茎禾草生物量占总生物量的90%以上,群落初级生产力及其年度动态与多年生根茎禾草和多年生杂类草2个功能群的地上生物量均有极显著的相关关系。就群落生物量植物水分生态类型组成来看,中旱生、旱生植物占有绝对的优势,群落地上生物量与中旱生植物、旱生...

为探索羊草(Leymus chinensis)生长特征和光合生理参数对磷添加的响应,本研究通过盆栽试验设置4个施磷水平(0、70、140、210 kg·hm~(-2)),分析不同施磷强度对羊草生长和光合生理特性的影响。结果表明:1)施磷量在70～210 kg·hm~(-2)范围内对羊草株高和生物量的积累均有促进作用,并且在140 kg·hm~(-2)时促进效果最明显。2)羊草光合作用对土壤施磷强度的响应不同,随着施磷强度的升高,净光合速率呈先增加后降低的趋势;叶绿素荧光在施磷强度为70～140 kg·hm~(-2)范围内最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ活性、初始荧光(Fo)出现最大值,而Fo/Fm出现最小值。拟合方程分析表明,施磷强度在148.75 kg·hm~(-2)时更加有利于羊草生物量的积累。

为解析苹果钙调蛋白基因MdCaM在非生物胁迫过程中的功能。以秦冠苹果为材料,克隆了苹果MdCaM基因,并利用MEGA 5.0软件对其编码的蛋白进行了聚类分析,利用qPCR分析了MdCaM在釆后损伤、低氧、高温等胁迫条件下的表达模式。结果表明,不同物种间钙调蛋白具有较高的同源性,MdCaM与拟南芥的钙调蛋白Ca M1基因关系较近;qPCR结果表明,MdCaM在损伤、低氧胁迫(0 O_2或3%O_2)后均呈先升高后恢复正常水平的表达模式,损伤后6 h达到峰值,低氧(0 O_2)处理1 h后达到峰值;高温(20

【目的】磷是植物生长发育所必需的大量营养元素,研究无机磷酸盐(inorganic phosphate,Pi)胁迫下羊草的响应,筛选不同浓度Pi胁迫下的内参基因,并分析Pi响应相关基因的表达,为羊草Pi胁迫响应的分子机制研究提供基础数据。【方法】以羊草幼苗为材料,进行不同浓度Pi处理培养,对羊草的株高和根长进行检测,利用钒钼黄比色法检测羊草植株中Pi的含量。根据羊草转录组数据选取7个候选内参基因,从NCBI核酸序列数据库选取1个候选内参基因,对羊草不同处理材料进行总RNA提取和cDNA合成,利用qRT-PCR对候选内参基因的表达进行检测,并通过geNorm、NormFinder和Bestkeeper软件对其稳定性进行评估。根据筛选获得的较稳定内参基因,对Pi响应基因的qRT-PCR检测数据进行相对定量分析。【结果】表型观测结果显示,无论是低Pi还是高Pi胁迫都使得羊草的生长减缓;株高对低Pi或缺Pi胁迫较为敏感,根长对高Pi胁迫较为敏感;并随着处理浓度的增加羊草中Pi的含量也增加。qRT-PCR溶解曲线分析显示8个候选内参基因均具有单一的溶解峰,基因表达谱分析表明8个候选内参基因的CT值范围是17.16—26.61,其中,LcGAPDH的表达丰度最高为17.16—20.22,Lc18SrRNA的表达丰度最低为23.28—26.61,CT值变异系数最小的为LcARPT(2.09%),最大的为LcTUA(6.8%)。综合geNorm、NormFinder和Bestkeeper稳定性排名,通过计算几何平均数,获得8个候选内参基因综合稳定性排名,其中排名靠前的3个基因分别为Lc18SrRNA、LcCAP和LcEF1α,排名最后的2个基因为LcTUA和LcTUB。分别以Lc18SrRNA、LcCAP和LcEF1α作为内参基因,qRT-PCR相对定量表达分析结果显示,与对照相比,LcPHO1-2的表达受低Pi或者缺Pi诱导;LcPAP2的表达受高Pi诱导;而LcPAP27的表达同时受低Pi和高Pi下调。【结论】低Pi和高Pi胁迫均使羊草生长受阻,羊草地上组织与地下组织对Pi胁迫响应的模式不同。筛选出3个表达较为稳定的内参基因Lc18SrRNA、LcCAP和LcEF1α。LcPHO1-2和LcPAP2分别参与了羊草对低Pi和高Pi的应答响应,LcPAP27同时参与了羊草对低Pi和高Pi的响应进程。

通过对内蒙古锡林河流域羊草草原地区1981-1994年14年的温度观测和植被调查数据的逐年滑动平均处理,分析该地区气候和植被的相互关系以及随时间的动态变化特征。研究结果表明,内蒙古羊草草原地区的气温在研究期内具有冬、夏半年高低温变化不一致的特点:冬半年最低温度升高最为明显,最高温度升高较为明显,平均温度升高明显;夏半年最低温度升高最为明显,最高温度反而有某种程度的下降,平均温度升高不明显;全年最低温度升高最为明显,最高温度升高较为明显,平均温度升高明显。全年平均温度的升高主要是冬半年温度升高所致。羊草群落的前6种优势植物种对气温变化有不同的响应:第1、3、5优势种羊草(最优建群种)、寸草苔、变蒿的重要值和地上初级生产力随着最低温度的升高有明显的下降趋势,第2、4、6优势种大针茅(次优建群种)、西伯利亚羽茅、冰草的重要值和地上初级生产力由于种间互补作用而略有升高。这种由于竞争能力相近物种对环境变化的不同适应以及种间竞争排斥和共生互补关系,增加了植物群落种群动态变化的复杂性。因此,在研究与模拟羊草草原对温度变化响应的机理时,不仅要考虑不同温度的变化对植物的影响,还要考虑物种之间的相互作用。

Aux/IAA蛋白作为转录抑制因子在植物生长发育过程中有重要的调控作用。为了研究草莓生长素诱导基因FvIAA17在草莓生长发育过程中的功能,以森林草莓为试验材料,克隆草莓FvIAA17基因,并对其序列特征进行生物信息学分析,利用Real-time PCR技术分析了FvIAA17在草莓不同组织及外源激素处理下的表达模式。结果表明,FvIAA17基因开放阅读框为594 bp,编码197个氨基酸;预测其分子质量和等电点分别为21. 85 ku和7. 56,具有Aux/IAA家族蛋白典型结构域和保守序列;该基因启动子区含有脱落酸、茉莉酸甲酯及胁迫相关的顺时作用元件。进化分析表明,FvIAA17基因与苹果生长素诱导基因Md IAA1亲缘关系最近;亚细胞定位预测分析表明,FvIAA17蛋白定位于周质内。Real-time PCR结果表明,FvIAA17基因表达量受到外源激素IAA、ABA的显著诱导,说明该基因可能参与了生长素、脱落酸调控草莓发育的信号转导过程。本研究为后继研究草莓FvIAA17的功能和作用机制提供参考依据。

为探究IbWRKY7基因在甘薯响应蔓割病病原菌侵染过程中的表达模式，以高抗蔓割病品种‘鄂薯11’为供试材料，克隆到1个新的WRKY家族基因IbWRKY7，进行生物信息学分析；并对‘鄂薯11’和蔓割病敏感品种‘栗子香’在蔓割病病原菌侵染后IbWRKY7基因的表达模式进行分析。结果显示，IbWRKY7的CDS序列全长为945bp，编码314个氨基酸；推测其编码不稳定的亲水性蛋白，蛋白分子质量为33.92kU,pI 9.82，含有1个WRKY七肽保守序列和1个C2HC型锌指结构。IbWRKY7基因上游2 000bp的启动子区域内存在多种类型的顺式作用元件，如植物激素应答元件Myb、胁迫响应元件MYC和MYB等。多序列比对及系统进化树分析结果表明，IbWRKY7蛋白与日本牵牛花InWRKY7和三裂叶薯ItWRKY7亲缘关系最近。亚细胞定位预测显示IbWRKY7蛋白定位于细胞核。实时荧光定量PCR结果表明，与蔓割病病原菌侵染0h相比，侵染2、4、12、24、48、72、96和120h后，‘鄂薯11’的IbWRKY7基因表达量均显著提高（P