论文部分内容阅读
老芒麦(Elymus sibiricus L.)为禾本科披碱草属多年生疏丛型中旱生植物,具有适应性强、营养价值高、适口性好和易栽培等优良特性。我国自六十年代开始在西北、华北、东北等地广泛种植。但长期的栽培实践证明,老芒麦人工草地在建植第45年以后生产力明显下降,第78年出现严重退化,这是导致其不能长期大面积推广种植的主要瓶颈问题。基于目前老芒麦草地面临的亟需解决的衰老退化关键问题,借鉴有关衰老在其他植物中的一些研究成果及思路,本研究通过测定老芒麦生长过程中端粒长度及端粒酶活性的变化特征,探讨老芒麦株龄与端粒长度及端粒酶活性的关联性机制,通过这一关联性机制解析老芒麦草地退化的内在原因。在此基础上,进一步探索了外源氮素对老芒麦端粒酶活性的调控作用。获得如下结果:1.同一株龄老芒麦不同部位叶片组织端粒酶活性大小不同。3龄、5龄、7龄老芒麦在同一生育时期不同部位叶片组织端粒酶活性大小顺序均为倒三叶>倒二叶>旗叶,老芒麦叶片组织的端粒酶活性在任何生育时期从顶部到基部都是逐渐增大。抽穗期同一株龄老芒麦不同器官(根、茎、叶)端粒酶活性大小也不同。3龄老芒麦不同器官端粒酶活性大小顺序为叶>茎>根,叶片端粒酶活性最大,为65.05 IU/L,与茎和叶相比,差异均显著(P<0.05);根端粒酶活性最小,为49.25IU/L,与根和茎相比,差异不显著(P<0.05)。5龄老芒麦不同器官端粒酶活性大小顺序为叶>茎>根,叶片端粒酶活性最大,为66.15 IU/L,与茎和叶相比,差异均显著(P<0.05);根端粒酶活性最小,为30.33 IU/L,与茎相比差异显著(P<0.05)。7龄老芒麦不同器官端粒酶活性大小顺序为茎>根>叶,茎端粒酶活性最大,为80.99 IU/L,与根相比差异不显著(P<0.05),与叶相比,差异显著(P<0.05);叶端粒酶活性最小,为52.13 IU/L,与茎和叶相比,差异均显著(P<0.05)。2.同一生育时期不同株龄老芒麦叶片组织端粒酶活性大小也不同。拔节期,端粒酶活性大小顺序为7龄>3龄>5龄,7龄老芒麦叶片端粒酶活性最大,为68.41IU/L,与3龄相比差异不显著(P<0.05),与5龄相比,差异显著(P<0.05);5龄老芒麦叶片端粒酶活性最小,为45.94 IU/L;抽穗期,端粒酶活性大小顺序为7龄>3龄>5龄,7龄端粒酶活性最大,为94.18 IU/L,与3龄和5龄相比,差异均显著(P<0.05);开花期,端粒酶活性大小顺序为5龄>7龄>3龄,5龄叶片端粒酶活性最大,为97.47 IU/L,3龄叶片端粒酶活性最小,为75.22 IU/L,5龄与3龄和7龄相比,差异均显著(P<0.05);成熟期,端粒酶活性大小顺序为5龄>3龄>7龄,5龄老芒麦叶片端粒酶活性最大,为66.15 IU/L,7龄端粒酶活性最小,为52.13 IU/L,5龄与3龄相比,差异不显著(P<0.05),与7龄相比,差异显著(P<0.05)。3.乳熟期端粒长度随着老芒麦株龄的增加而不断递减,其酶活性随着老芒麦株龄的增加活性逐渐降低。在此基础上,使用Microsoft Excel 2016软件模拟并建立了老芒麦叶片端粒长度与株龄相关关系的数学模型:y=-0.856.59x2-4769.2x+102535,其中R2=0.8758;老芒麦叶片组织端粒酶活性与株龄相关关系的数学模型为:y=1.45x2-19.683x+121.35 R2=0.8948。4.4龄老芒麦人工草地在不同水平(45、60、75、90、105 kg/hm2)外源氮素处理后,老芒麦根、茎、叶端粒酶活性高于未添加处理,N45水平下,端粒酶活性大小顺序为叶>茎>根,叶片端粒酶活性最大,为80.44 IU/L,与茎和根差异均显著(P<0.05);N60水平下,端粒酶活性大小顺序为叶>茎>根,叶片端粒酶活性最大,为72.47 IU/L,与茎和根差异亦均显著(P<0.05);N75水平下,端粒酶活性大小顺序为茎>叶>根,茎端粒酶活性最大,为78.79 IU/L,根端粒酶活性最小,为63.78 IU/L;N90水平下,端粒酶活性大小顺序为根>茎>叶,根端粒酶活性最大,为82.56 IU/L,叶端粒酶活性最小,为57.63 IU/L,与根和茎差异亦均显著(P<0.05);N105水平下,端粒酶活性大小顺序为叶>根>茎。