長期過度放牧致羊草個(gè)體“矮小化”的調(diào)控機(jī)制--基于氮代謝途徑的研究.pdf

1、長期過度放牧引起的草原植物個(gè)體矮小化是導(dǎo)致天然草原退化、生產(chǎn)力降低的重要因素之一，破解矮小化形成和維持的分子機(jī)制，對恢復(fù)和提高草原生產(chǎn)力具有重要意義。目前，有關(guān)草原植物矮小化調(diào)控機(jī)制的研究相對較少。因此，本論文以歐亞溫帶草原東緣優(yōu)勢植物羊草(Leymuschinensis)為研究對象，圍繞氮代謝途徑，通過對比分析正常羊草和矮小化羊草在氮素吸收、轉(zhuǎn)運(yùn)和利用等方面的差異，揭示長期過度放牧脅迫對羊草氮代謝途徑的影響及其調(diào)控途徑，將有助于解析草

2、原植物矮小化的調(diào)控機(jī)制，拓展我們對放牧系統(tǒng)中草原植物微進(jìn)化與適應(yīng)的認(rèn)識。經(jīng)過研究，得出以下主要結(jié)論:
　　(1)長期過度放牧脅迫下羊草出現(xiàn)矮小化脅迫記憶
　　受長期過度放牧影響，羊草植株出現(xiàn)矮小化表型，通過室內(nèi)根莖芽和室外同質(zhì)園培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)長期過度放牧導(dǎo)致的羊草個(gè)體矮小化表現(xiàn)為脅迫記憶，即在水分、養(yǎng)分條件充足的環(huán)境下，長期過度放牧羊草仍維持一定程度的矮小化特征，主要體現(xiàn)在株高、莖長、葉長以及穗長等表型性狀上。矮小化表型最終體現(xiàn)

3、在生物量上，即與正常羊草相比，矮小化羊草地上生物量降低了31％。
　　(2)長期過度放牧脅迫顯著抑制羊草氮素吸收過程
　　在根莖芽培養(yǎng)條件下，與正常羊草相比，矮小化羊草的氮素累積量、氮素吸收效率、氮素利用效率和氮素利用指數(shù)分別降低了18.3％、18.5％、8.7％、24.7％，表明氮素吸收和利用能力降低可能是長期過度放牧致羊草矮小化的關(guān)鍵因素。此外，與正常羊草相比，矮小化羊草根系中的硝酸還原酶(NR)活性顯著降低，表明矮小化

4、羊草根系硝酸鹽(NO3-)還原能力降低;而谷氨酰胺合成酶(GS)和谷氨酸合成酶(GOGAT)活性顯著升高，表明矮小化羊草根系銨態(tài)氮(NH4+)同化能力增強(qiáng)，說明矮小化羊草氮同化主要途徑發(fā)生了改變，由硝態(tài)氮途徑轉(zhuǎn)變?yōu)殇@態(tài)氮途徑。
　　(3)長期過度放牧脅迫對羊草氮代謝關(guān)鍵基因有顯著影響
　　試驗(yàn)前期我們對矮小化和正常羊草進(jìn)行了轉(zhuǎn)錄組測序，基于測序結(jié)果我們挑選了部分參與氮代謝調(diào)控的關(guān)鍵基因進(jìn)行了實(shí)時(shí)熒光定量PCR檢測。結(jié)果發(fā)現(xiàn)矮