少花蒺藜草遺傳多樣性及萌發(fā)、繁殖特性研究.pdf

1、少花蒺藜草（Cenchrus pauciflorus Benth）入侵東北、內(nèi)蒙古地區(qū)，為當?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)及生態(tài)環(huán)境帶來嚴重破壞，本研究利用分子生物學技術(shù)，通過對入侵中國北方兩種表型的少花蒺藜草（直立型和匍匐型）ITS、rbcL、trnH-psbA序列進行比較分析，兩種蒺藜草均于蒺藜草屬C.echinatus相似度99％，我們認為是兩個高度近緣種。
　　為了分析少花蒺藜草的傳播擴散途徑，本研究將東北、內(nèi)蒙古地區(qū)的少花蒺藜草劃分成16個

2、居群，用RAPD方法對各居群進行多樣性分析。結(jié)果表明，入侵東北、內(nèi)蒙古地區(qū)的少花蒺藜草有兩個傳播主線，即凌?！卓h—彰武—通遼市左翼后旗—通遼市左翼中旗;通遼市左翼中旗—開魯縣—奈曼旗—赤峰市敖漢旗。
　　少花蒺藜草具有強大的適應(yīng)性和生殖潛力的一個原因是其獨特的發(fā)芽機制:刺苞內(nèi)的兩粒種子在條件適宜時，一粒萌發(fā)，另一粒休眠。本研究采用等壓標記相對和絕對定量（iTRAQ）來研究萌發(fā)和休眠的動態(tài)蛋白質(zhì)組學分析種子發(fā)芽的分子機制。共鑒定出

3、1984種蛋白質(zhì)進行，其中161個具有表達差異，包含102上調(diào)和59下調(diào)蛋白質(zhì)。這些蛋白質(zhì)被分為七個功能類，核糖體蛋白質(zhì)是主要的群體。iTRAQ檢測結(jié)果的真實性和準確性分別為通過ELISA和qPCR證實。動態(tài)蛋白質(zhì)組學分析表明，胰島素信號通路調(diào)節(jié)核糖體合成和碳水化合物的新陳代謝，促進種子發(fā)芽。外源性胰島素處理種子表明，胰島素可打破休眠和促進刺苞內(nèi)的2粒種子一起發(fā)芽。胰島素是通過調(diào)節(jié)核糖體合成和碳水化合物的新陳代謝的關(guān)鍵分子信號來促進少花

4、蒺藜草種子萌發(fā)。
　　少花蒺藜草通過種子繁殖，其種子庫構(gòu)成和特點對其防治有較大影響。本研究系統(tǒng)調(diào)查了天然草原及旱作農(nóng)田兩生境中少花蒺藜草種子庫動態(tài)，并深入研究了施肥、灌溉、刈割及替代種植對少花蒺藜草種群繁衍擴張的影響，結(jié)果表明:天然草原及旱作農(nóng)田少花蒺藜草種子總儲量分別達12923粒/m2和8960粒/m2，分別占各自種子庫的67.72％及79.74％;天然草原生境中少花蒺藜草種子主要集中分布在土壤上表層(0～2cm)，占種子總量

5、的45.71％，旱作農(nóng)田生境中，少花蒺藜草種子在土壤表層(0～2cm)、中層(2～5cm)、下層(5～10cm)中分布差異不顯著(p＞0.05);試驗也表明，低施肥量能顯著提高少花蒺藜草結(jié)實量(p＜0.05)，而中、高水平施肥處理少花蒺藜草結(jié)實量反而降低;隨著灌溉澆水量增加，少花蒺藜草結(jié)實量顯著增加(p＜0.05)，高水平澆水量結(jié)實量平均為2562.8粒/株;刈割能有效抑制少花蒺藜草種群種子繁殖，每周刈割1次，抑制少花蒺藜草結(jié)實率為97