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老芒麦与苜蓿间作草地牧草-土壤化学计量特征

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草业科学 2024年

作者：独双双祁娟李霞路欣贾燕伟赛宁刚祁希明沈李瑜张秀山甘肃农业大学草业学院甘肃农业大学草业学院

本文以紫花苜蓿（Medicago sativa）与老芒麦（Elymus sibiricus）不同间作比例（2:4、2:5、2:6、2:7和2:8）下植物地上部分和土壤为研究对象，通过对牧草-土壤碳（C）、氮（N）、磷（P）含量及化学计量特征进行比较研究，探究间作模式... 详细信息

本文以紫花苜蓿（Medicago sativa）与老芒麦（Elymus sibiricus）不同间作比例（2:4、2:5、2:6、2:7和2:8）下植物地上部分和土壤为研究对象，通过对牧草-土壤碳（C）、氮（N）、磷（P）含量及化学计量特征进行比较研究，探究间作模式下各组分C、N、P转化与利用特性，揭示最佳的间作比例及其生长限制因素。结果表明，间作下老芒麦相对苜蓿的C、N和P竞争比率均小于1，苜蓿具有较强的养分竞争能力。苜蓿C含量较其单播差异显著，且2:4间作处理显著提高17.35%（P<0.05），而老芒麦仅在2:7和2:8间作处理下较单播显著提高5.39%和1.62%（P<0.05）；2:7间作处理下，苜蓿与老芒麦N含量均较高，分别较其单播显著提高20.08%和6.83%（P<0.05），苜蓿C:N较其单播显著降低12.32%（P<0.05），N:P显著提高18.48%，老芒麦N:P和C:P较其单播显著提高27.63%和25.86%（P<0.05），而老芒麦C:N在2:4间作处理下较其单播显著降低18.56%（P<0.05）。土壤全氮、全磷含量及N:P未表现出显著差异，土壤全碳、C:N在2:6间作处理下较苜蓿单播分别显著提高了0.3倍和1.2倍（P<0.05）。冗余分析表明，牧草与土壤均受N素限制，2:7间作处理更有助于缓解N素限制。

关键词：混播比例碳氮磷紫花苜蓿老芒麦化学计量特征

不同株龄老芒麦端粒变化规律分析及衰老候选基因挖掘

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不同株龄老芒麦端粒变化规律分析及衰老候选基因挖掘

作者：贾燕伟甘肃农业大学

学位级别：硕士

老芒麦（Elymus sibiricus）作为多年生草本植物,具有较强的环境适应性,它富含麦类作物所需的抗病和抗逆等优良基因,在我国西北地区尤其青藏高原高寒区生态修复及草地畜牧业发展中具有重要作用。但其植株衰老以致种群衰退严重影响了生... 详细信息

老芒麦（Elymus sibiricus）作为多年生草本植物,具有较强的环境适应性,它富含麦类作物所需的抗病和抗逆等优良基因,在我国西北地区尤其青藏高原高寒区生态修复及草地畜牧业发展中具有重要作用。但其植株衰老以致种群衰退严重影响了生产稳定和功能可持续性,限制了该属植物在退化草地修复及人工草地建植中的推广应用。因此,对调控老芒麦在生长发育及衰老进程中的机理研究具有重要的意义。本研究以两份不同来源的老芒麦（E1:海拔2056 m;27.78°N,99.72°E。E2:海拔386 m;44.53°N,82.88°E）为研究对象,通过测定高龄（5龄和6龄）植物各组织器官内端粒酶活性变化特征、叶片的相对端粒长度变化,揭示端粒系统变化特征及其与株龄的关系。进一步通过转录组学分析,挖掘调控老芒麦衰老的候选基因信息,以期为延缓和调控老芒麦乃至披碱草属植物种群衰退措施的选择提供理论依据。研究结果如下:（1）随着株龄增加,老芒麦各组织器官内的端粒酶活性降低,但不同来源材料组织器官内的端粒酶活性在各个时期的降幅不同。5龄、6龄老芒麦根、茎、叶的端粒酶活性均在拔节期达到最高,叶片中的端粒酶活性处于较高水平,抽穗期5龄叶片中的酶活性较根、茎中的酶活性差异显著（P倒二叶>旗叶,在开花期则表现为旗叶>倒二叶>倒三叶。老芒麦叶片呈自下而上的顺序性衰老特征,株龄和生育时期是影响老芒麦体内端粒酶活性的主要因素。（2）5龄、6龄老芒麦叶片的ΔCt值(Ct-Ct)分布范围在-10.8～-8.2之间,不同株龄老芒麦之间的ΔCt值无显著差异,不同来源材料之间的ΔCt值存在显著差异（P<0.05）。E1老芒麦叶片的相对端粒长度在1.03～1.45之间,E2老芒麦叶片的相对端粒长度在0.68～0.69之间,两份不同来源的材料之间相对端粒长度差异显著（P<0.05）,且5龄、6龄E1老芒麦之间相对端粒长度亦差异显著（P<0.05）。随株龄增加,老芒麦相对端粒长度无特定规律性变化。相对端粒长度较短的老芒麦开花较早。端粒长度与端粒酶活性之间无明显相关关系,需要进一步从调控端粒相关蛋白的分子机制进行探索研究。（3）经转录组学分析,鉴定出424个差异表达基因（DEGs）,实时荧光定量PCR（q PCR）法验证了转录组测序数据的可靠性。GO功能注释及富集分析得出,有160个差异基因被注释到生物过程、细胞组分和分子功能方面。通过KEGG数据库比对,有38个基因被注释到46条代谢通路中,其中黄酮类化合物的生物合成、昼夜节律-植物通路中分别有7个和6个差异基因被显著富集。基于植物叶片衰老相关基因数据库（LSD）的序列比对,挖掘出55个衰老相关基因,注释到的C3HC4型锌指蛋白基因、At PAO2、PUB17及CYP72A15等基因显著上调表达。鉴定出11个转录因子家族,包括ERF、WRKY、C2H2和C3H等家族,其中WRKY家族注释到的基因有WRKY19、WRKY76和ZPAW1-D,ERF家族注释到的基因有DREB1A,C3H家族注释到的基因为锌指C3H33蛋白基因,C2H2家族注释到的基因为锌指蛋白1基因,这些转录因子基因直接调控着老芒麦叶片衰老进程,并在其生长发育、形态建成、次生代谢和响应胁迫（生物和非生物）等方面起着重要的调控作用。本研究为老芒麦衰老机制研究提供了重要的候选基因信息。

关键词：老芒麦衰老端粒酶活性端粒长度转录组学

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青藏高原区披碱草属种子功能性状研究

中国草地学报 2023年第4期45卷 42-50页

作者：贾燕伟祁娟徐长林赛宁刚甘肃农业大学草业学院/草业生态系统教育部重点实验室/甘肃省草业工程实验室/中-美草地畜牧业可持续研究中心甘肃兰州730070

以采自青藏高原高寒草甸野生披碱草属种子(垂穗披碱草、麦宾草、老芒麦、圆柱披碱草、黑紫披碱草)为材料,对其形态特征、萌发特性、吸水率和电导率等功能性状进行测定,旨在揭示不同居群披碱草属种子部分功能性状间的异同,为该属优良种... 详细信息

以采自青藏高原高寒草甸野生披碱草属种子(垂穗披碱草、麦宾草、老芒麦、圆柱披碱草、黑紫披碱草)为材料,对其形态特征、萌发特性、吸水率和电导率等功能性状进行测定,旨在揭示不同居群披碱草属种子部分功能性状间的异同,为该属优良种质资源的挖掘、选育和利用提供依据。结果表明,不同居群野生披碱草属种子具有典型的共性:内外稃呈披针形,不开裂,稃及小穗轴表面分布白色短毛;种子去稃后顶端具毛,腹面为纵沟,中央为明显凸起的脊。各居群种子的种长、种宽、种厚、芒长、单粒重、稃颜色以及种皮颜色等形态特征存在一定差异,且种子萌发特性、吸水率和电导率间亦具有明显差异。垂穗披碱草萌发特性最优;种子吸水48 h后,圆柱披碱草吸水率达最高,为63.80%;黑紫披碱草电导率较高,为179.55μs/(cm·g)。种宽与发芽势、发芽指数和活力指数之间呈正相关,与平均发芽时间之间为负相关,单粒重与发芽势、发芽指数和活力指数间呈正相关;种子发芽势、发芽指数和活力指数两两之间呈显著或极显著正相关,发芽势和发芽指数分别与平均发芽时间呈显著负相关。灰色关联度综合分析得出,垂穗披碱草种子综合特性表现最佳,重视其种质的采集、保存及利用具有生态学意义。

关键词：青藏高原区披碱草属种子功能性状灰色关联度

切根与分株移栽对老芒麦植物-土壤系统化学计量特征的影响

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草业科学 2023年第4期40卷 1004-1013页

作者：杨娟弟祁娟方强恩贾燕伟赛宁刚车美美王晓娟甘肃农业大学草业学院/草业生态系统教育部重点实验室/甘肃省草业工程实验室/中-美草地畜牧业可持续研究中心甘肃兰州730070

本研究通过对不同来源的5龄老芒麦[海拔分别为2 223 m、1 195 m的新疆野生老芒麦(S1和S3);西藏野生老芒麦(S2);栽培种‘川草2号’老芒麦(S4)]进行“一”字切根(RC1)和“十”字切根(RC2)及分株移栽(RT)的处理,以未处理母株为对照(CK),研... 详细信息

本研究通过对不同来源的5龄老芒麦[海拔分别为2 223 m、1 195 m的新疆野生老芒麦(S1和S3);西藏野生老芒麦(S2);栽培种‘川草2号’老芒麦(S4)]进行“一”字切根(RC1)和“十”字切根(RC2)及分株移栽(RT)的处理,以未处理母株为对照(CK),研究各处理措施对老芒麦植株和土壤主要营养元素碳(C)、氮(N)、磷(P)及其计量特征的影响,以期为延缓老芒麦衰老技术的选择奠定基础。结果表明,RC1处理基于大多材料来说,能很好地提高地上部植株的N、P含量以及地下土壤的N、P含量,降低植株的C:N;RC2处理能提高部分材料的地上部植株的C含量、C:P以及土壤的C和P含量;RT处理则对大多数材料的C含量有明显的提高。相关性和冗余分析(RDA)结果显示,植物与土壤均受N含量的限制。综合而言,“一”字切根对5龄老芒麦复壮具有比较显著的效果。

关键词：老芒麦切根分株移栽植物养分土壤养分化学计量比

h-BN/diamond异质结的制备与沟道载流子输运性质

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物理学报 2022年第22期71卷 319-326页

作者：贾燕伟何健何萌朱肖华赵上熳刘金龙陈良贤魏俊俊李成明北京科技大学新材料技术研究院北京100083 北京科技大学顺德研究生院佛山528300

基于h-BN钝化的氢终端金刚石表面导电沟道表现出高的空穴迁移率,但是当前h-BN钝化金刚石主要采用机械剥离的方法,无法实现大尺寸导电沟道,难以满足实际的应用要求.本文系统地开展了经典转移hBN对氢终端金刚石表面导电沟道的载流子输运... 详细信息

基于h-BN钝化的氢终端金刚石表面导电沟道表现出高的空穴迁移率,但是当前h-BN钝化金刚石主要采用机械剥离的方法,无法实现大尺寸导电沟道,难以满足实际的应用要求.本文系统地开展了经典转移hBN对氢终端金刚石表面导电沟道的载流子输运影响研究.通过微波化学气相沉积外延生长高质量单晶金刚石,并通过表面氢化处理得到氢终端金刚石.通过湿法转移不同层数h-BN制备出h-BN/H-diamond异质结,系统地研究了沟道载流子输运特征.研究结果表明, h-BN转移后沟道导电性能明显增强,且随着h-BN厚度的增加,沟道导电性增强效果趋于稳定.多层h-BN的转移可使氢终端金刚石表面载流子密度提升近2倍,方阻降低到之前的50%.当前的结果显示h-BN/H-diamond异质结可能存在转移掺杂效果,使得载流子密度显著提升.伴随载流子密度的增加, h-BN钝化的金刚石表面沟道迁移率保持稳定, h-BN在金刚石表面吸附,使得原本在氢终端表面的负电荷向h-BN表面移动,作用距离加大,减弱了氢终端金刚石导电沟道中空穴和介质层负电荷的耦合作用,使其迁移率保持稳定.

关键词：氢终端金刚石异质结六方氮化硼湿法转移

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碳离子注入金刚石制备氮空位色心的机理

物理学报 2022年第18期71卷 348-355页

作者：何健贾燕伟屠菊萍夏天朱肖华黄珂安康刘金龙陈良贤魏俊俊李成明北京科技大学新材料技术研究院北京100083 北京科技大学顺德研究生院佛山528399

金刚石中浅表层氮空位色心在磁探测、量子传感等方面表现出优异的灵敏度和分辨率.相比于其他制备方法,低能碳离子注入具有要求金刚石纯度低、不引入新的杂质原子等优点,但其氮空位色心的形成机理尚不明确.本文采用低能碳离子注入和真空... 详细信息

金刚石中浅表层氮空位色心在磁探测、量子传感等方面表现出优异的灵敏度和分辨率.相比于其他制备方法,低能碳离子注入具有要求金刚石纯度低、不引入新的杂质原子等优点,但其氮空位色心的形成机理尚不明确.本文采用低能碳离子注入和真空退火工艺在金刚石浅表层创建氮空位色心,并通过拉曼光谱、X射线光电子能谱以及正电子湮没分析,揭示了碳离子注入金刚石制备氮空位色心的机理.结果表明:碳离子注入金刚石在950℃真空退火后呈现出显著的氮空位色心发光.碳离子注入后金刚石浅表层表现出晶格畸变与非晶碳的损伤区,并产生了碳-空位簇缺陷(包裹碳原子的空位簇).在真空退火过程中损伤区通过畸变区的恢复与非晶碳区的固相外延逐步转变为金刚石结构,并伴随着碳-空位簇缺陷的不断解离.在850℃和900℃退火条件下损伤区结构得到部分修复,而在950℃退火时损伤层基本恢复,同时伴随碳空位簇解离的单空位与代位氮原子结合,形成了氮空位色心.

关键词：金刚石碳离子注入正电子湮没氮空位色心

东祁连山不同土地利用方式下土壤重金属污染评价

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草业学报 2022年第10期31卷 99-109页

作者：赛宁刚祁娟贾燕伟车美美杨娟弟王晓娟徐长林甘肃农业大学草业学院草业生态系统教育部重点实验室甘肃兰州730070

本研究通过对东祁连山不同土地利用类型下土壤的7种重金属含量进行测定,结合青藏高原土壤元素背景值,对土壤重金属污染程度和综合潜在生态风险做出综合性评价。结果表明:7种重金属元素的均值都超过了土壤元素背景值,其中Zn和Ni平均含量... 详细信息

本研究通过对东祁连山不同土地利用类型下土壤的7种重金属含量进行测定,结合青藏高原土壤元素背景值,对土壤重金属污染程度和综合潜在生态风险做出综合性评价。结果表明:7种重金属元素的均值都超过了土壤元素背景值,其中Zn和Ni平均含量较高,为196.67 mg·kg^(-1)和74.28 mg·kg^(-1),分别是土壤背景值的3.20和3.00倍,形成了土壤重金属元素的富集现象;内梅罗综合污染指数法和潜在生态风险系数法分析显示,各类型土地平均内梅罗综合污染指数为2.84,属于中度污染程度,其中农田平均污染指数最大,为3.10,达到了重度污染水平;草地为2.71,湿地最小为2.49,均为中度污染水平。各类型土地的综合潜在生态风险系数为94.31,其中农田类风险系数最高,为101.90,草地类为92.22,湿地为73.29;各类型土壤中Zn元素变异系数最低;Cd元素变异系数最高。

关键词：祁连山土壤污染重金属生态风险评价

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玉米与高丹草间作混贮对青贮品质及瘤胃发酵的影响

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草原与草坪 2023年

作者：王晓娟祁娟车美美杨娟弟贾燕伟赛宁刚甘肃农业大学草业学院草业生态系统教育部重点实验室甘肃省草业工程实验室中-美草地畜牧业可持续展研究中心

【目的】为探究玉米与高丹草间作混贮对青贮品质及瘤胃发酵特性的影响。【方法】对玉米与高丹草行比为6∶12（YG6-12）、4∶8(YG4-8)、2∶4(YG2-4)三种间作模式以及玉米(Y)和高丹草(G)单作下青贮品质进行了研究，【结果】玉米单作单... 详细信息

【目的】为探究玉米与高丹草间作混贮对青贮品质及瘤胃发酵特性的影响。【方法】对玉米与高丹草行比为6∶12（YG6-12）、4∶8(YG4-8)、2∶4(YG2-4)三种间作模式以及玉米(Y)和高丹草(G)单作下青贮品质进行了研究，【结果】玉米单作单贮的粗蛋白含量较高，中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维含量较低，高丹草单作单贮的营养品质较差。YG6-12、YG4-8和YG2-4处理组中粗蛋白含量较高丹草分别提高了14.14%、10.71%和2.08%，酸性洗涤纤维和中性洗涤纤维含量分别较高丹草降低了16.84%、14.63%、3.63%和9.44%、2.94%、2.65%，其中YG6-12的营养品质优于其他混贮处理组。发酵品质方面，高丹草单作单贮的乳酸含量最高，混贮处理组次之，玉米单贮最低。混贮可降低高丹草的氨态氮含量，其中YG6-12低于其他混贮处理组，较高丹草单贮降低了32.08%，有效提高青贮饲料的发酵品质；混贮乙酸含量均低于玉米与高丹草单贮，可提高青贮饲料的适口性。混贮瘤胃发酵的丁酸、乙酸、丙酸含量均介于玉米与高丹草之间。【结论】混贮可改善饲料的青贮品质以及瘤胃发酵特性，其中玉米与高丹草以行比为6：12种植后混贮的青贮品质较其他混贮处理组较好。

关键词：间作混贮营养品质发酵品质瘤胃发酵玉米高丹草

切根对5龄老芒麦根系土壤养分和微生物生物量及C,N,P化学计量特征的影响

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草地学报 2023年第3期31卷 668-675页

作者：李霞祁娟路欣独双双贾燕伟赛宁刚甘肃农业大学草业学院草业生态系统教育部重点实验室甘肃省草业工程实验室中-美草地畜牧业可持续研究中心甘肃兰州730070

本文以5龄老芒麦(Elymus sibiricus L.)为研究对象,采用分光光度计和氯仿熏蒸等方法测定土壤养分和微生物生物量,探讨了“一”字切根(RT1)和“十”字切根(RT2)处理对老芒麦根系土壤养分和微生物生物量及C,N,P化学计量特征的影响。结果表... 详细信息

本文以5龄老芒麦(Elymus sibiricus L.)为研究对象,采用分光光度计和氯仿熏蒸等方法测定土壤养分和微生物生物量,探讨了“一”字切根(RT1)和“十”字切根(RT2)处理对老芒麦根系土壤养分和微生物生物量及C,N,P化学计量特征的影响。结果表明:除土壤pH和速效钾外,2种切根处理均能改善土壤养分和提高微生物生物量碳氮磷含量,其微生物生物量碳和氮含量在RT1处理下增加更显著。同时,切根处理使土壤碳氮比、碳磷比、微生物量氮磷比增加,氮磷比、微生物量碳氮比降低,表明切根处理可以缓解老芒麦生长过程中受土壤N,P元素的限制。相关性分析表明,土壤有机碳和全氮与微生物量碳、氮和微生物量氮磷比显著正相关,土壤碳磷比与微生物量磷和氮显著正相关。2种切根处理均改善了老芒麦根系土壤环境,为老芒麦人工草地的科学管理提供理论依据。

关键词：切根老芒麦土壤养分微生物生物量化学计量特征

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