鄉(xiāng)土草抗逆生物學(xué)

目錄
第1章 緒論 1
1.1 引言 1
1.1.1 保障食物安全 1
1.1.2 保障生態(tài)安全 2
1.1.3 生物多樣性保護(hù) 2
1.2 鄉(xiāng)土草研究進(jìn)展 3
1.2.1 鄉(xiāng)土草種質(zhì)資源收集與評(píng)定 4
1.2.2 馴化選育為栽培牧草 5
1.2.3 鄉(xiāng)土草抗逆特性評(píng)價(jià)及優(yōu)異基因挖掘 5
1.2.4 鄉(xiāng)土草飼用品質(zhì)性狀評(píng)價(jià)與利用 6
1.2.5 鄉(xiāng)土草繁殖性狀的提高 6
1.2.6 禾草內(nèi)生真菌與宿主抗逆性 7
1.3 鄉(xiāng)土草研究與利用的若干思考 7
1.3.1 明確研究目的7
1.3.2 加強(qiáng)基礎(chǔ)研究 8
1.3.3 加強(qiáng)種子生產(chǎn)與推廣技術(shù)體系研究 8
1.4 本章小結(jié) 9
參考文獻(xiàn) 9
第一篇 抗逆形態(tài)學(xué)
第2章 根系形態(tài)與鄉(xiāng)土草抗逆 15
2.1 引言 15
2.2 根系形態(tài)與生物學(xué)特征 17
2.2.1 不定根 18
2.2.2 根莖 22
2.2.3 生物量和根冠比 23
2.3 根系對(duì)干旱與風(fēng)沙脅迫的響應(yīng) 25
2.3.1 利用有限水分快速生長(zhǎng) 26
2.3.2 形成根鞘 33
2.3.3 產(chǎn)生停止生長(zhǎng)的側(cè)根 35
2.3.4 形成向上生長(zhǎng)的階梯狀根莖 37
2.4 本章小結(jié) 40
參考文獻(xiàn) 40
第3章 花序與鄉(xiāng)土草抗逆 43
3.1 引言 43
3.2 花序與果實(shí)形態(tài)及生物學(xué)特征 43
3.2.1 花序形態(tài)特征 43
3.2.2 花器形態(tài)特征 44
3.2.3 花粉形態(tài)和花粉活力 47
3.2.4 種子的形態(tài)特征 48
3.3 花序與果實(shí)對(duì)逆境的響應(yīng) 50
3.3.1 閉花授粉的生態(tài)適應(yīng)性 50
3.3.2 閉花授粉的分類(lèi) 51
3.3.3 不同節(jié)間部位種子產(chǎn)量和質(zhì)量 52
3.3.4 降水量對(duì)種子產(chǎn)量的影響 55
3.4 本章小結(jié) 56
參考文獻(xiàn) 56
第4章 豆科牧草裂莢 59
4.1 引言 59
4.2 裂莢評(píng)價(jià)方法 59
4.2.1 裂莢率與莢果含水量 62
4.2.2 莢果裂莢機(jī)械力 62
4.2.3 莢果裂莢率與莢果裂莢機(jī)械力的相關(guān)性 64
4.3 抗裂莢種質(zhì)篩選 65
4.4 裂莢與發(fā)育時(shí)期的關(guān)系 68
4.4.1 中度裂莢品種‘蘭箭3號(hào)’箭筈豌豆的腹縫線(xiàn)結(jié)構(gòu)觀(guān)察 68
4.4.2 抗裂莢種質(zhì)‘135號(hào)’箭筈豌豆的腹縫線(xiàn)結(jié)構(gòu)觀(guān)察 69
4.5 裂莢的形態(tài)學(xué)特性 71
4.5.1 中度裂莢品種‘蘭箭3號(hào)’箭筈豌豆的形態(tài)學(xué)特征 71
4.5.2 抗裂莢種質(zhì)‘135號(hào)’箭筈豌豆的形態(tài)學(xué)特征 73
4.6 裂莢的細(xì)胞學(xué)特性 75
4.7 本章小結(jié) 77
參考文獻(xiàn) 77
第5章 禾草落粒 79
5.1 引言 79
5.2 落粒評(píng)價(jià)方法 81
5.2.1 植物落粒測(cè)定方法 81
5.2.2 老芒麥落粒測(cè)定方法 81
5.2.3 測(cè)定老芒麥落粒的裝置 82
5.3 老芒麥低落粒種質(zhì)篩選 83
5.3.1 落粒田間觀(guān)測(cè)與低落粒種質(zhì)篩選 83
5.3.2 老芒麥落粒動(dòng)態(tài)分析 84
5.3.3 老芒麥農(nóng)藝性狀的田間表現(xiàn)與變異分析 86
5.3.4 老芒麥農(nóng)藝性狀的主成分分析 87
5.3.5 老芒麥農(nóng)藝性狀的綜合評(píng)價(jià) 89
5.4 落粒的解剖學(xué)特征 91
5.4.1 老芒麥種子斷裂面掃描結(jié)構(gòu)分析 92
5.4.2 老芒麥種子離區(qū)解剖結(jié)構(gòu)比較分析 92
5.5 本章小結(jié) 94
參考文獻(xiàn) 94
第二篇 抗逆生理學(xué)與生物化學(xué)
第6章 鄉(xiāng)土草種子休眠 99
6.1 引言 99
6.2 牧草與鄉(xiāng)土草種子休眠類(lèi)型及其普遍性 100
6.2.1 種子休眠類(lèi)型 100
6.2.2 種子休眠的普遍性與影響因素 100
6.3 豆科鄉(xiāng)土草種子的休眠 102
6.3.1 物理休眠的形成及其影響因素 102
6.3.2 物理休眠釋放的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與調(diào)控 104
6.3.3 物理休眠的人工破除 110
6.4 禾本科鄉(xiāng)土草種子的休眠 111
6.4.1 生理休眠的生理機(jī)制與結(jié)構(gòu)基礎(chǔ) 111
6.4.2 生理休眠的人工破除 113
6.5 鄉(xiāng)土草種子休眠的田間釋放 114
6.6 休眠與抗逆 116
6.6.1 果皮介導(dǎo)的種子休眠提高花棒對(duì)干旱生境的適應(yīng)性 117
6.6.2 種子休眠提高抗病性 119
6.7 本章小結(jié) 123
參考文獻(xiàn) 123
第7章 鄉(xiāng)土草耐寒生理學(xué) 126
7.1 引言 126
7.2 可溶性糖積累與黃花苜蓿耐寒性 127
7.3 抗氧化保護(hù)系統(tǒng)與黃花苜蓿耐寒性 129
7.4 一氧化氮信號(hào)調(diào)控黃花苜蓿耐寒性 130
7.5 依賴(lài)NR產(chǎn)生的NO調(diào)控黃花苜?？寡趸Ｗo(hù)系統(tǒng) 133
7.6 多胺生物合成和代謝與黃花苜蓿耐寒性 135
7.7 本章小結(jié) 137
參考文獻(xiàn) 138
第8章 無(wú)芒隱子草的抗旱生理特性 139
8.1 引言 139
8.1.1 干旱對(duì)植物的影響 139
8.1.2 植物對(duì)干旱脅迫的響應(yīng) 139
8.1.3 無(wú)芒隱子草抗旱生理研究的試驗(yàn)設(shè)計(jì) 143
8.2 干旱脅迫下土壤含水量、葉片含水量和根系活力 145
8.2.1 土壤含水量的變化 145
8.2.2 葉片含水量的變化 145
8.2.3 根系活力的變化 147
8.3 干旱脅迫下植物的細(xì)胞膜透性和MDA含量變化 147
8.3.1 細(xì)胞膜透性的變化 147
8.3.2 MDA含量的變化 148
8.3.3 細(xì)胞膜透性與MDA含量的關(guān)系 148
8.4 干旱脅迫下可溶性蛋白和SOD、POD、CAT活性變化 149
8.4.1 可溶性蛋白含量的變化 149
8.4.2 SOD、POD、CAT活性的變化 150
8.5 干旱脅迫下無(wú)芒隱子草滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量的變化 152
8.5.1 可溶性總糖、蔗糖、果糖和葡萄糖含量的變化 152
8.5.2 氨基酸總量、脯氨酸含量的變化 153
8.5.3 K+、Ca2+、Mg2+含量的變化 155
8.6 干旱脅迫下無(wú)芒隱子草光合特性的變化 157
8.6.1 葉片相對(duì)含水量的變化 157
8.6.2 光合速率和呼吸速率的變化 158
8.6.3 蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度、細(xì)胞間隙CO2濃度的變化 159
8.6.4 水分利用效率的變化 160
8.6.5 光補(bǔ)償點(diǎn)與表觀(guān)量子效率的變化 161
8.7 田間條件下無(wú)芒隱子草水分利用效率（葉片δ13C值） 162
8.8 本章小結(jié) 163
參考文獻(xiàn) 164
第9章 脂肪酸與鄉(xiāng)土草抗逆 168
9.1 引言 168
9.2 脂肪酸含量特征 169
9.2.1 不同生育期脂肪酸組成 169
9.2.2 葉和種子脂肪酸組成 171
9.3 脂肪酸與植物的耐鹽性 173
9.3.1 種子萌發(fā) 173
9.3.2 葉脂肪酸代謝對(duì)鹽脅迫的響應(yīng) 176
9.3.3 葉脂質(zhì)代謝對(duì)鹽脅迫的響應(yīng) 183
9.3.4 α-生育酚對(duì)脂肪酸代謝的調(diào)控 189
9.4 脂肪酸和黃酮與植物的抗旱性 193
9.4.1 植物生長(zhǎng)季黃酮含量特征 193
9.4.2 脂肪酸和黃酮組成對(duì)干旱及UV-B脅迫的響應(yīng) 194
9.5 脂肪酸與植物的極端溫度耐性 198
9.5.1 生理指標(biāo) 198
9.5.2 脂肪酸組成 200
9.6 γ-亞麻酸與植物響應(yīng)機(jī)械損傷 202
9.6.1 脂肪酸組成 202
9.6.2 γ-亞麻酸的信號(hào)作用 203
9.7 本章小結(jié) 205
參考文獻(xiàn) 206
第三篇 抗逆分子生物學(xué)
第10章 豆科牧草裂莢的分子基礎(chǔ) 213
10.1 引言 213
10.2 箭筈豌豆腹縫線(xiàn)轉(zhuǎn)錄組分析 214
10.2.1 莢果腹縫線(xiàn)轉(zhuǎn)錄組測(cè)序分析 214
10.2.2 序列質(zhì)量及其功能注釋 221
10.3 箭筈豌豆裂莢候選基因表達(dá)分析 221
10.3.1 差異表達(dá)基因分析 221
10.3.2 裂莢相關(guān)基因表達(dá)分析 227
10.4 本章小結(jié) 230
參考文獻(xiàn) 230
第11章 禾草落粒的分子基礎(chǔ) 233
11.1 引言 233
11.2 轉(zhuǎn)錄組測(cè)序挖掘老芒麥落粒候選基因 236
11.2.1 轉(zhuǎn)錄組測(cè)序 236
11.2.2 測(cè)序結(jié)果及差異表達(dá)基因篩選 236
11.2.3 差異表達(dá)基因功能注釋與富集分析 238
11.2.4 老芒麥落粒候選基因 242
11.2.5 老芒麥落粒候選基因qRT-PCR驗(yàn)證 246
11.3 QTL分析揭示老芒麥落粒的調(diào)控機(jī)制 248
11.3.1 F2作圖群體構(gòu)建 248
11.3.2 SLAF測(cè)序數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與評(píng)價(jià) 250
11.3.3 SLAF標(biāo)簽開(kāi)發(fā) 250
11.3.4 遺傳圖譜構(gòu)建 251
11.3.5 F2群體表型變異 253
11.3.6 QTL定位及比較基因組分析 256
11.4 本章小結(jié) 262
參考文獻(xiàn) 262
第12章 鄉(xiāng)土草抗旱的分子基礎(chǔ) 267
12.1 引言 267
12.2 無(wú)芒隱子草LEA（CsLEA）基因 268
12.2.1 植物L(fēng)EA基因概述 268
12.2.2 CsLEA基因家族鑒定及分析 268
12.2.3 CsLEA2基因及其啟動(dòng)子克隆、功能分析 274
12.3 無(wú)芒隱子草ALDH（CsALDH）基因 283
12.3.1 植物ALDH基因概述 283
12.3.2 CsALDH12A1基因克隆、功能分析 284
12.4 無(wú)芒隱子草 SAMDC（CsSAMDC）基因 287
12.4.1 多胺生物合成途徑 287
12.4.2 S-腺苷甲硫氨酸脫羧酶基因（SAMDC） 288
12.4.3 無(wú)芒隱子草多胺、乙烯合成基因家族鑒定 288
12.4.4 無(wú)芒隱子草多胺、乙烯合成家族基因啟動(dòng)子分析 288
12.4.5 無(wú)芒隱子草多胺、乙烯合成家族基因在非生物脅迫下轉(zhuǎn)錄表達(dá)分析 290
12.4.6 CsSAMDC2、CsACC3、CsSAM6基因在非生物脅迫下的表達(dá)模式 291
12.4.7 CsSAMDC2基因克隆、功能分析 292
12.5 無(wú)芒隱子草bZIP轉(zhuǎn)錄因子 297
12.5.1 植物bZIP轉(zhuǎn)錄因子家族研究進(jìn)展 297
12.5.2 無(wú)芒隱子草bZIP（CsbZIP）轉(zhuǎn)錄因子家族的鑒定及分析 298
12.6 本章小結(jié) 306
參考文獻(xiàn) 307
第13章 糖的合成和轉(zhuǎn)運(yùn)與鄉(xiāng)土草耐寒性 311
13.1 引言 311
13.2 響應(yīng)低溫的黃花苜蓿cDNA文庫(kù) 311
13.2.1 構(gòu)建黃花苜蓿響應(yīng)低溫的SSH cDNA文庫(kù) 311
13.2.2 反轉(zhuǎn)錄差異顯示冷誘導(dǎo)cDNA文庫(kù)中的差異表達(dá)基因 312
13.2.3 Northern blotting雜交驗(yàn)證低溫脅迫響應(yīng)基因 313
13.3 黃花苜蓿肌醇磷酸合酶（MIPS）調(diào)控耐寒