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小学生之友（趣味学习版）（上旬） 2024年第1期 42-44页

作者：史军不详

夏末秋初,草地上翘起了很多毛茸茸的小尾巴,那是狗尾草正抓紧时间开花结果繁育下一代呢!你一定想不到,我们的祖先在7000多年前就开始栽培狗尾草的后代了,并且给它取了一个新的名字——粟.

关键词：夏末秋初狗尾草开花结果繁育粟后代下一代

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烟台海岸带地区狗尾草内稳性缓解P限制

中国环境科学 2023年第10期43卷 5598-5607页

作者：钟小瑛任奕炜衣华鹏祝贺高猛鲁东大学资源与环境工程学院山东烟台264025 中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所四川成都610299 烟台大学山东烟台264005

为探究不同海岸梯度上狗尾草(Setaria viridis(L.) Beauv.)养分利用及对环境的适应策略,以烟台砂质海岸防护林下的狗尾草为研究对象,对狗尾草叶片和土壤养分含量进行分析,并探讨叶片化学计量特征和内稳性特征与土壤之间的关系.结果表明... 详细信息

为探究不同海岸梯度上狗尾草(Setaria viridis(L.) Beauv.)养分利用及对环境的适应策略,以烟台砂质海岸防护林下的狗尾草为研究对象,对狗尾草叶片和土壤养分含量进行分析,并探讨叶片化学计量特征和内稳性特征与土壤之间的关系.结果表明,不同海岸梯度上狗尾草叶片和土壤养分含量及化学计量特征存在一定梯度响应;研究区土壤P含量极低,狗尾草叶片P-N:P(叶片氮磷比)>16,狗尾草生长发育更多受到P元素的限制;狗尾草叶片P-C(叶片有机碳),P-P(叶片全磷),P-C:N(叶片碳氮比),P-C:P(叶片碳磷比)和P-N:P(叶片氮磷比)为绝对稳态,1/H(P-N)(叶片全氮的内稳性系数)为0.26,属于弱稳态型,与N和P元素相比,N:P更稳定,狗尾草在生长过程中按一定比例调控自身营养元素;研究区内狗尾草主要受P元素限制,但整体上内稳性较高,说明狗尾草适应性极强,可以在多变的环境中维持体内化学计量的动态平衡,缓解海岸带地区P限制的影响,在贫瘠的环境中缓慢生长.

关键词：狗尾草内稳性养分限制化学计量特征砂质土壤

狗尾草叶片N、P、K养分重吸收与化学计量比的偶联关系

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植物科学学报 2023年第2期41卷 193-203页

作者：钟小瑛任奕炜衣华鹏鲁东大学资源与环境工程学院山东烟台264025

为探究狗尾草(Setaria viridis (L.) Beauv.)对砂质海岸恶劣环境的适应性,本文以烟台沿海防护林自然保护区核心区内黑松防护林下的狗尾草为研究对象,测定狗尾草成熟叶和衰老叶碳(C)、氮(N)、磷(P)、钾(K)元素的含量,分析其生态化学计量... 详细信息

为探究狗尾草(Setaria viridis (L.) Beauv.)对砂质海岸恶劣环境的适应性,本文以烟台沿海防护林自然保护区核心区内黑松防护林下的狗尾草为研究对象,测定狗尾草成熟叶和衰老叶碳(C)、氮(N)、磷(P)、钾(K)元素的含量,分析其生态化学计量特征和养分重吸收特征,进而研究两者之间的偶联关系。结果显示,狗尾草叶片N∶P> 16,狗尾草生长发育更多受到P元素限制。叶片氮重吸收率(NRE)、磷重吸收率(PRE)、钾重吸收率(KRE)分别为(58.038±2.973)%、(62.167±5.301)%、(86.557±0.950)%,NRE、PRE均高于我国植物叶片平均重吸收率,KRE高于全球植物平均重吸收率。叶片化学计量特征与PRE相关性较强,与NRE和KRE相关性稍差,狗尾草叶片养分重吸收率主要受衰老叶化学计量比的影响。研究区内狗尾草重吸收率较高,其化学计量比与养分重吸收存在一定相关性,说明狗尾草适应性极强,能够很好地适应贫瘠的环境,对海岸带防护林的养护有重要意义。

关键词：狗尾草养分重吸收生态化学计量特征

外源草酸对不同年限狗尾草种子萌发及生理生化的影响

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草地学报 2022年第9期30卷 2381-2390页

作者：徐翠姜娜旷思萍蒋金娟罗富成祖艳群云南农业大学动物科学技术学院云南昆明650201 云南农业大学资源与环境学院云南昆明650201

以‘纳罗克’狗尾草(Setaria sphacelata‘Narok’)种子为供试材料,采用不同浓度(5~25mmol·L^(-1))和不同时间(5~25min)的草酸处理,探究外源草酸对非洲狗尾草种子萌发(发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数)及生理特征(可溶性糖含量、... 详细信息

以‘纳罗克’狗尾草(Setaria sphacelata‘Narok’)种子为供试材料,采用不同浓度(5~25mmol·L^(-1))和不同时间(5~25min)的草酸处理,探究外源草酸对非洲狗尾草种子萌发(发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数)及生理特征(可溶性糖含量、超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase,SOD),过氧化物酶(Peroxidase,POD),过氧化氢酶(Catalase,CAT)活性、丙二醛(Malondialdehyde,MDA)含量)的影响,并研究了外源草酸对储藏0~4年狗尾草种子的生理特性及幼苗生长的影响。结果表明:草酸处理对收获当年狗尾草种子的萌发具有促进作用,随着处理浓度和时间增加至25 mmol·L^(-1),25min,收获当年的种子可达到破眠效果;采用25mmol·L^(-1),25min的条件处理不同储藏年限的种子,显著提高收获当年种子的SOD和CAT活性,增加0~2年种子幼苗的根长,降低种子MDA含量,POD活性随储藏年份的延长逐渐降低。草酸处理后不同储藏年份种子的综合评分为0年>1年>2年>3年>4年。推荐采用外源草酸处理条件为:25mmol·L^(-1),25min,可有效促进收获当年和储藏1年种子的萌发及生长。

关键词：狗尾草外源草酸种子萌发幼苗生长生理生化特性

狗尾草叶水力系统与光合生理沿降水梯度带的调整与协同

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狗尾草叶水力系统与光合生理沿降水梯度带的调整与协同

作者：丁潇然浙江农林大学

学位级别：硕士

从我国东南湿润区到西北干旱区,是一条由降水量驱动的植被梯度带,覆盖了从亚热带森林到干旱荒漠的生态系统类型,植被类型丰富,承载了重要的生态系统功能。在该梯度带上,广布种或共有种可以在连续变化的梯度带生存,因此,对广布种沿环境... 详细信息

从我国东南湿润区到西北干旱区,是一条由降水量驱动的植被梯度带,覆盖了从亚热带森林到干旱荒漠的生态系统类型,植被类型丰富,承载了重要的生态系统功能。在该梯度带上,广布种或共有种可以在连续变化的梯度带生存,因此,对广布种沿环境梯度生存策略的研究,可以为基于性状适应策略的生理阈值提供证据。本研究在梯度带上选取10个研究点,并按照年均降水量分为湿润区、半湿润区和干旱区,研究广布种狗尾草(Setaria viridis)与碳增益以及水分经济相关的叶功能性状,包括光合生理性状、气孔解剖结构、气孔功能、叶片经济和水分供应性状。分析梯度带环境因子与狗尾草叶功能性状间关系,并构建叶功能性状网络,研究叶功能性状在梯度带上的变异规律,可视化叶功能性状间关系,从而揭示狗尾草对环境适应机制。主要研究结果如下:(1)在降水梯度带上狗尾草叶功能性状变异的主导因素不仅仅是降水量或干旱程度,还包括光照和温度,其中空气湿度与光合速率密切相关。年均降水量越低,狗尾草比叶重越低,单位质量最大净光合速率越高,说明狗尾草通过快速生长适应干旱。此外,在梯度带上,气孔性状出现生理阈值,说明气孔性状可能是狗尾草适应环境变化的中心性状。(2)狗尾草气孔密度与叶脉密度、比叶重之间存在权衡关系,干旱区狗尾草表现出低比叶重高叶脉密度的特征,说明狗尾草在干旱区倾向于提升光合收益。狗尾草气孔发育和气孔运动控制之间相互独立且相反,在干旱区尽可能打开气孔保证光合速率,较高的叶脉密度在保证供水的同时增加了一定的安全性。(3)从东南到西北,各研究点叶功能性状网络协同性由低到高。其中湿润区所有性状构成一个模块,叶功能性状彼此紧密协调共同控制网络变异。这些结果有助于发现叶功能性状的生理阈值和克服生理阈值的机制,有助于更好地预测植物对全球变化的响应。

关键词：降水梯度带广布种狗尾草叶功能性状功能性状网络气孔

吉林狗尾草种群对烟嘧磺隆抗性水平和靶标抗性机理初探

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植物保护 2022年第6期48卷 332-335页

作者：李雯钰魏守辉黄红娟曹艺周欣欣黄兆峰中国农业科学院植物保护研究所北京100193 沈阳农业大学生物科学技术学院沈阳110886 农业农村部农药检定所北京100125

为明确吉林省玉米田狗尾草Setaria viridis(L.) Beauv.对烟嘧磺隆的抗药性水平和抗性分子机理,测定了两个抗药性狗尾草种群R1、R2和一个敏感种群S对烟嘧磺隆的抗药水平,并检测了不同种群间乙酰乳酸合成酶(acetolactate synthase, ALS)... 详细信息

为明确吉林省玉米田狗尾草Setaria viridis(L.) Beauv.对烟嘧磺隆的抗药性水平和抗性分子机理,测定了两个抗药性狗尾草种群R1、R2和一个敏感种群S对烟嘧磺隆的抗药水平,并检测了不同种群间乙酰乳酸合成酶(acetolactate synthase, ALS)基因序列差异。结果显示:R1、R2种群抗药性指数分别为21.8和23.9。扩增狗尾草ALS基因序列发现,相较于敏感种群,R1种群在376位点由GAT突变为GAA,R2种群在376位点由GAT突变为GAG,两种突变均导致天冬氨酸替换为谷氨酸(Asp-376-Glu)。表明狗尾草R1和R2种群对烟嘧磺隆产生抗性是由于靶标ALS基因突变导致,研究结果为科学防控抗药性狗尾草种群提供了理论基础。

关键词：狗尾草抗药性乙酰乳酸合成酶靶标突变

几种改良剂对煤矸石基质水分特征及狗尾草萌发的影响

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中国农业科技导报 2023年第3期25卷 161-168页

作者：申海玉张浩吴子龙韩超宋炜马晓斐邯郸学院生命科学与工程学院河北省高校冀南太行山区野生资源植物应用技术研发中心邯郸市生态环境修复重点实验室河北邯郸056005 河北省煤田地质局环境地质调查院石家庄050091 河北冠卓检测科技股份有限公司石家庄051130

煤矸石基质保水性差是影响植物定居的主要障碍因子,为提高煤矸石基质的保水性,以土壤(土矸比)、保水剂、生物炭和生物菌肥为改良剂,采用四因素三水平L(3^(4))正交试验,研究4者不同配比对煤矸石基质水分特征及狗尾草萌发和早期生长的影... 详细信息

煤矸石基质保水性差是影响植物定居的主要障碍因子,为提高煤矸石基质的保水性,以土壤(土矸比)、保水剂、生物炭和生物菌肥为改良剂,采用四因素三水平L(3^(4))正交试验,研究4者不同配比对煤矸石基质水分特征及狗尾草萌发和早期生长的影响。结果表明,土壤、保水剂、生物炭的施用极显著地降低了煤矸石基质的容重和累积入渗速率(P保水剂>生物炭>生物菌肥;土壤、保水剂、生物炭和生物菌肥显著提高了煤矸石基质的田间持水量(P保水剂>生物炭>生物菌肥;施用改良剂后,狗尾草萌发数量差异不明显,但狗尾草的萌发开始时间由14 d提前到7~12 d,且狗尾草的干重积累显著增长(P狗尾草干重仅为19.7 mg·盆^(-1),施用改良剂后狗尾草干重在28.3~71.2 mg·盆^(-1),最高增加2.61倍。正交试验统计分析结果表明,适宜的改良剂配合比例为土矸比2∶1+保水剂0.1%+生物炭1%+生物菌肥1%,该比例可显著提高煤矸石基质的保水性,促进狗尾草萌发与早期生长,结果可为煤矸石基质改良提供理论参考。

关键词：煤矸石基质改良剂保水性狗尾草萌发

狗尾草对煤矸石的耐受机理及重金属富集特性研究

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狗尾草对煤矸石的耐受机理及重金属富集特性研究

作者：王以旺西南科技大学

学位级别：硕士

本论文针对煤矸石堆积区污染土壤的生物修复关键技术问题,以耐贫瘠、耐干旱、耐重金属,对坡度要求低的先锋修复植物狗尾草(Setaria viridis(L.)Beauv.)为研究对象。从个体水平上开展狗尾草对煤矸石胁迫的耐性机理及土壤修复特性研究,全... 详细信息

本论文针对煤矸石堆积区污染土壤的生物修复关键技术问题,以耐贫瘠、耐干旱、耐重金属,对坡度要求低的先锋修复植物狗尾草(Setaria viridis(L.)Beauv.)为研究对象。从个体水平上开展狗尾草对煤矸石胁迫的耐性机理及土壤修复特性研究,全面分析煤矸石影响植物修复的胁迫因子,并揭示狗尾草对煤矸石复合污染的耐受机理及对煤矸石土壤环境的修复作用。为煤矸石山的植物修复提供一定的理论和技术参考。主要研究结果如下:(1)狗尾草生长状态随煤矸石添加量增加表现为先增后减趋势。土壤中添加40%的煤矸石增加了狗尾草44.3%的生物量,添加80%以上煤矸石则抑制了狗尾草荧光参数和叶绿素产生,并降低了狗尾草生物量。生长80d时,添加80%和100%煤矸石的处理狗尾草生物量分别下降29.3%和64.3%;叶绿素、蒸腾速率、光合速率等均显著下降(p狗尾草体内与重金属解毒和细胞抗氧化相关的谷胱甘肽、谷胱甘肽硫转移酶、植物络合素和非蛋白质巯基明显增加。狗尾草对Cd(0.36～0.63)、Cu(0.46～0.53)、Bi(0.56～0.59)、Cr(0.48～0.66)、Sr(0.51～0.67)、Rb(0.46～0.81)、Mo(0.52～1.13)、S(0.70～1.41)元素具有良好的富集特性,且富集能力随煤矸石添加量的增加而提高。大量富集的V、Cr、Cd、Co、Sr、Mo、U和S与狗尾草胁迫发生相关。(2)狗尾草种植处理减少了煤矸石土壤电导率25.5%～59.4%、盐度24.0%～29.4%、总溶解固体22.9%～25.9%和土壤N(14%～29.8%)、P(9.2%～26.4%)、K(8.0%～24.9%)含量,但对土壤pH和SOC含量影响不显著。狗尾草种植处理后,与非根际土壤相比,根际土壤中的蔗糖酶活性显著(p狗尾草种植处理降低了土壤可交换态U(-0.63～-4.42)、Th(-2.24～-5.04)、Cs(-0.59～-4.19)、Te(-1.69～-3.71)、Fe(-0.24～-10.55)含量(LogFC),碳酸盐结合态的U(-0.05～-1.41)、Ba(-0.04～-1.31)、Cs(-0.15～-1.06)、Cu(-0.54～-1.95)、Fe(-1.93～-2.09)、Cr(-0.25～-1.04),铁锰氧化物形态的S(-0.48～-6.84)、Te(-0.19～-2.07)、Zn(-1.38～-8.16),有机结合态和硫化物结合态的Cs(-0.48～-2.94)、Zn(-1.28～-8.79)和Fe(-0.17～-0.76),残渣态的S(-5.84～-9.66)、Pb(-0.20～-0.84)和Mo(-0.13～-0.85)含量;增加了可交换态Pb(0.68～2.45)、Cd(0.45～2.71),碳酸盐结合态的S(0.10～6.16)、Cd(0.67～1.17)、Te(0.23～2.50),有机结合态和硫化物结合态S(0.04～6.01)、U(0.22～1.49)、Mo(0.39～2.72)、V(0.28～1.66)和残留态Cd(1.59～2.00)含量。综上,狗尾草

关键词：煤矸石狗尾草耐性重金属富集细菌多样性

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狗尾草SvSHR基因家族分析及突变体创制

狗尾草SvSHR基因家族分析及突变体创制

作者：冯静宇山东农业大学

学位级别：硕士

已知维管组织分布在植物的根、茎、叶当中,不仅发挥着物质运输的作用,同时也起到支持植物体的作用。维管组织的发育或衰老将直接影响植物的形态建成及产量,因此挖掘C作物的维管发育相关基因,是创制更高产量的作物品种的前提。已有报道G... 详细信息

已知维管组织分布在植物的根、茎、叶当中,不仅发挥着物质运输的作用,同时也起到支持植物体的作用。维管组织的发育或衰老将直接影响植物的形态建成及产量,因此挖掘C作物的维管发育相关基因,是创制更高产量的作物品种的前提。已有报道GRAS家族转录因子参与调控植物的生长发育、形态建成及胁迫响应等生物学过程。其亚家族成员SHR在拟南芥、玉米根皮层发育及豆科植物根瘤形成方面多有见报,但SHR在C作物维管发育方面的功能还有待进一步挖掘。在C模式植物狗尾草中创制shr突变体,对挖掘SHR在C作物维管发育中可能起到的生物学功能具有重要的参考意义。本研究根据玉米已发表的ZmSHR1和ZmSHR2基因,寻找到狗尾草中的七个同源基因,进行进化及亲缘关系分析、组织特异性表达分析,构建狗尾草CRISPR/Cas9敲除载体与pGPro8-GUS载体,遗传转化获得阳性植株,为研究C作物中SHR在维管发育中的作用提供了重要参考与材料基础。主要研究结果如下:(1)根据玉米已发表的ZmSHR1和ZmSHR2基因,寻找拟南芥、水稻、玉米、谷子、大豆和狗尾草中的同源基因,构建系统发育进化树。结果显示进化树分为四个类群,其中拟南芥、水稻、大豆、狗尾草、玉米和谷子SHRs基因在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ类群都有分布,说明SHRs基因在C和C作物进化及分化过程中相对保守;在Ⅳ类群中水稻、玉米、谷子、狗尾草聚类于同一支进化分支,而大豆和拟南芥聚类于另一支进化分支,推测SHRs基因在单子叶和双子叶作物分化后出现一定差异。狗尾草7个同源基因分布在Ⅰ、Ⅱ和Ⅳ类群中,其中位于Ⅳ类群中的SvSHR2与SvSHR7与玉米的ZmSHR1和ZmSHR2基因同源性最高。(2)利用eFP、MazieGDB等数据库提供的数据,分析在拟南芥、水稻、玉米中SHR同源蛋白的组织特异性表达情况,发现在这些物种中SHR表达部位及表达趋势相近。单细胞数据分析显示玉米中SHR在和维管发育过程中聚类。通过玉米与狗尾草的蛋白相似性分析确定在狗尾草中进行shr突变体创制及功能验证的可行性高。分析实验室测得的狗尾草叶片四个不同发育时期的RNA-seq数据发现,七个SvSHR基因都与叶片发育相关,但只有SvSHR2和SvSHR7的表达趋势是随着叶成熟逐渐降低,可能与叶片早期形态建成相关;对这七个同源SvSHR蛋白进行GO富集预测,发现这七个SvSHR都在维管发育的生物学进程中有富集。(3)利用CRISPR/Cas9技术构建多个SvSHR的基因编辑载体,利用农杆菌AGL1遗传转化法转化狗尾草,通过组织培养,在T0代获得SvSHR1、SvSHR2、SvSHR4、SvSHR5、SvSHR7与SvSHR2/SvSHR7双突阳性植株;鉴定T1代发现仅有shr7存在明显片段缺失。对获得的狗尾草shr突变体T2代表型统计发现,与野生型相比,shr2存在植株矮小、不定根粗壮的表型;shr4表现为开花结实提前;shr7存在植株较矮小、多侧根的表型;双突shr2/shr7表现出植株矮小且根短的表型;shr突变体间存在表型不一致情况,需要进一步分析其表型差异原因。(4)截取SvSHR7的 ATG 上游 2071bp 构建了 pGPro8-SvSHR7pro::GUS 载体,烟草瞬时转化验证该长度启动子具有活性,在叶脉与叶肉中均有表达,转化狗尾草获得阳性植株,为进一步确定SHR在狗尾草叶中的表达部位提供实验材料。

关键词： SvSHR 表达分析 CRISPR/Cas9 狗尾草

水稻和狗尾草来源稻梨孢的鉴定及其交互侵染作用分析

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分子植物育种 2022年第16期20卷 5347-5354页

作者：常建萍马伟丽马桂花马海霞祁鹤兴青海大学农牧学院西宁810016

稻梨孢除了能侵染水稻,引起稻瘟病造成严重产量损失外,还能侵染多种禾本科作物和杂草。为了探究水稻来源稻梨孢与狗尾草来源稻梨孢之间是否具有交互侵染作用,本研究以水稻和狗尾草叶片病斑上分离得到的101株稻梨孢作为研究对象。经形态... 详细信息

稻梨孢除了能侵染水稻,引起稻瘟病造成严重产量损失外,还能侵染多种禾本科作物和杂草。为了探究水稻来源稻梨孢与狗尾草来源稻梨孢之间是否具有交互侵染作用,本研究以水稻和狗尾草叶片病斑上分离得到的101株稻梨孢作为研究对象。经形态学鉴定,101株菌株都为稻梨孢。对15株代表菌株进行肌动蛋白、β微管蛋白和钙调蛋白基因扩增,构建系统发育树,发现基于钙调蛋白和3个基因联合构建的系统发育树中水稻来源菌株聚为1个分支,狗尾草来源菌株聚为1个分支,表明稻梨孢存在种群分化现象。52株水稻来源稻梨孢可以侵染狗尾草,49株狗尾草来源稻梨孢不能侵染水稻。因此,种植水稻时应及时清除稻田周围杂草,以减少稻梨孢野生寄主数量。

关键词：稻梨孢水稻狗尾草交互侵染