鄉(xiāng)土草抗逆生物學

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 2
1.2 鄉(xiāng)土草研究進展 3
1.2.1 鄉(xiāng)土草種質(zhì)資源收集與評定 4
1.2.2 馴化選育為栽培牧草 5
1.2.3 鄉(xiāng)土草抗逆特性評價及優(yōu)異基因挖掘 5
1.2.4 鄉(xiāng)土草飼用品質(zhì)性狀評價與利用 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 加強基礎(chǔ)研究 8
1.3.3 加強種子生產(chǎn)與推廣技術(shù)體系研究 8
1.4 本章小結(jié) 9
參考文獻 9
第一篇 抗逆形態(tài)學
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 根系對干旱與風沙脅迫的響應(yīng) 25
2.3.1 利用有限水分快速生長 26
2.3.2 形成根鞘 33
2.3.3 產(chǎn)生停止生長的側(cè)根 35
2.3.4 形成向上生長的階梯狀根莖 37
2.4 本章小結(jié) 40
參考文獻 40
第3章 花序與鄉(xiāng)土草抗逆 43
3.1 引言 43
3.2 花序與果實形態(tài)及生物學特征 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 花序與果實對逆境的響應(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 51
3.3.3 不同節(jié)間部位種子產(chǎn)量和質(zhì)量 52
3.3.4 降水量對種子產(chǎn)量的影響 55
3.4 本章小結(jié) 56
參考文獻 56
第4章 豆科牧草裂莢 59
4.1 引言 59
4.2 裂莢評價方法 59
4.2.1 裂莢率與莢果含水量 62
4.2.2 莢果裂莢機械力 62
4.2.3 莢果裂莢率與莢果裂莢機械力的相關(guān)性 64
4.3 抗裂莢種質(zhì)篩選 65
4.4 裂莢與發(fā)育時期的關(guān)系 68
4.4.1 中度裂莢品種‘蘭箭3號’箭筈豌豆的腹縫線結(jié)構(gòu)觀察 68
4.4.2 抗裂莢種質(zhì)‘135號’箭筈豌豆的腹縫線結(jié)構(gòu)觀察 69
4.5 裂莢的形態(tài)學特性 71
4.5.1 中度裂莢品種‘蘭箭3號’箭筈豌豆的形態(tài)學特征 71
4.5.2 抗裂莢種質(zhì)‘135號’箭筈豌豆的形態(tài)學特征 73
4.6 裂莢的細胞學特性 75
4.7 本章小結(jié) 77
參考文獻 77
第5章 禾草落粒 79
5.1 引言 79
5.2 落粒評價方法 81
5.2.1 植物落粒測定方法 81
5.2.2 老芒麥落粒測定方法 81
5.2.3 測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 落粒田間觀測與低落粒種質(zhì)篩選 83
5.3.2 老芒麥落粒動態(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)藝性狀的綜合評價 89
5.4 落粒的解剖學特征 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 94
第二篇 抗逆生理學與生物化學
第6章 鄉(xiāng)土草種子休眠 99
6.1 引言 99
6.2 牧草與鄉(xiāng)土草種子休眠類型及其普遍性 100
6.2.1 種子休眠類型 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 果皮介導的種子休眠提高花棒對干旱生境的適應(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 123
第7章 鄉(xiāng)土草耐寒生理學 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 抗氧化保護系統(tǒng)與黃花苜蓿耐寒性 129
7.4 一氧化氮信號調(diào)控黃花苜蓿耐寒性 130
7.5 依賴NR產(chǎn)生的NO調(diào)控黃花苜?？寡趸Ｗo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 138
第8章 無芒隱子草的抗旱生理特性 139
8.1 引言 139
8.1.1 干旱對植物的影響 139
8.1.2 植物對干旱脅迫的響應(yīng) 139
8.1.3 無芒隱子草抗旱生理研究的試驗設(shè)計 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胞膜透性和MDA含量變化 147
8.3.1 細胞膜透性的變化 147
8.3.2 MDA含量的變化 148
8.3.3 細胞膜透性與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 干旱脅迫下無芒隱子草光合特性的變化 157
8.6.1 葉片相對含水量的變化 157
8.6.2 光合速率和呼吸速率的變化 158
8.6.3 蒸騰速率、氣孔導度、細胞間隙CO2濃度的變化 159
8.6.4 水分利用效率的變化 160
8.6.5 光補償點與表觀量子效率的變化 161
8.7 田間條件下無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 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 葉脂肪酸代謝對鹽脅迫的響應(yīng) 176
9.3.3 葉脂質(zhì)代謝對鹽脅迫的響應(yīng) 183
9.3.4 α-生育酚對脂肪酸代謝的調(diào)控 189
9.4 脂肪酸和黃酮與植物的抗旱性 193
9.4.1 植物生長季黃酮含量特征 193
9.4.2 脂肪酸和黃酮組成對干旱及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 198
9.5.2 脂肪酸組成 200
9.6 γ-亞麻酸與植物響應(yīng)機械損傷 202
9.6.1 脂肪酸組成 202
9.6.2 γ-亞麻酸的信號作用 203
9.7 本章小結(jié) 205
參考文獻 206
第三篇 抗逆分子生物學
第10章 豆科牧草裂莢的分子基礎(chǔ) 213
10.1 引言 213
10.2 箭筈豌豆腹縫線轉(zhuǎn)錄組分析 214
10.2.1 莢果腹縫線轉(zhuǎn)錄組測序分析 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分析 221
10.3.1 差異表達基因分析 221
10.3.2 裂莢相關(guān)基因表達分析 227
10.4 本章小結(jié) 230
參考文獻 230
第11章 禾草落粒的分子基礎(chǔ) 233
11.1 引言 233
11.2 轉(zhuǎn)錄組測序挖掘老芒麥落粒候選基因 236
11.2.1 轉(zhuǎn)錄組測序 236
11.2.2 測序結(jié)果及差異表達基因篩選 236
11.2.3 差異表達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驗證 246
11.3 QTL分析揭示老芒麥落粒的調(diào)控機制 248
11.3.1 F2作圖群體構(gòu)建 248
11.3.2 SLAF測序數(shù)據(jù)統(tǒng)計與評價 250
11.3.3 SLAF標簽開發(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 262
第12章 鄉(xiāng)土草抗旱的分子基礎(chǔ) 267
12.1 引言 267
12.2 無芒隱子草LEA（CsLEA）基因 268
12.2.1 植物LEA基因概述 268
12.2.2 CsLEA基因家族鑒定及分析 268
12.2.3 CsLEA2基因及其啟動子克隆、功能分析 274
12.3 無芒隱子草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 無芒隱子草多胺、乙烯合成基因家族鑒定 288
12.4.4 無芒隱子草多胺、乙烯合成家族基因啟動子分析 288
12.4.5 無芒隱子草多胺、乙烯合成家族基因在非生物脅迫下轉(zhuǎn)錄表達分析 290
12.4.6 CsSAMDC2、CsACC3、CsSAM6基因在非生物脅迫下的表達模式 291
12.4.7 CsSAMDC2基因克隆、功能分析 292
12.5 無芒隱子草bZIP轉(zhuǎn)錄因子 297
12.5.1 植物bZIP轉(zhuǎn)錄因子家族研究進展 297
12.5.2 無芒隱子草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 307
第13章 糖的合成和轉(zhuǎn)運與鄉(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 311
13.2.1 構(gòu)建黃花苜蓿響應(yīng)低溫的SSH cDNA文庫 311
13.2.2 反轉(zhuǎn)錄差異顯示冷誘導cDNA文庫中的差異表達基因 312
13.2.3 Northern blotting雜交驗證低溫脅迫響應(yīng)基因 313
13.3 黃花苜蓿肌醇磷酸合酶（MIPS）調(diào)控耐寒