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中国草地学报 2018年第3期40卷 14-19,48页

作者：钱茱希薛帅郭孟奇许磊杨塞湖南农业大学东方科技学院湖南长沙410128 芒属植物生态应用湖南省工程实验室湖南长沙410128

本研究利用SCoT标记对洞庭湖地区9个野生南荻居群的遗传多样性和遗传结构进行分析。结果表明:27条SCoT引物共扩增出429条清晰的带,其中多态性带为394条,多态性条带比率为91.39%,平均每条引物扩增多态性条数是14.60条,多态性信息含量(PIC... 详细信息

本研究利用SCoT标记对洞庭湖地区9个野生南荻居群的遗传多样性和遗传结构进行分析。结果表明:27条SCoT引物共扩增出429条清晰的带,其中多态性带为394条,多态性条带比率为91.39%,平均每条引物扩增多态性条数是14.60条,多态性信息含量(PIC)为0.206~0.688,平均为0.394;该地区南荻遗传多样性丰富,遗传多样性指标水平较高(PPB=91.39%、H=0.3266、I=0.4911);其野生居群具有一定程度的遗传分化(Gst=0.1141),遗传变异主要存在于居群内;居群间的基因流(Nm)为3.88;根据非加权配对类平均法(UPGMA)聚类分析,将南荻9个野生居群分为三类,同一流域的居群聚为一类;材料间的遗传距离与地理距离不存在相关性。

关键词：南荻 SCoT 遗传多样性

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芒属植物能源潜力评价体系的构建

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中国农业科学 2016年第24期49卷 4687-4700页

作者：项伟易自力肖亮刘清波覃静萍湖南农业大学生物科学技术学院芒属植物生态应用技术湖南省工程实验室

【目的】芒属植物是目前国内外生物质能源领域的研究热点,在全球共有14个种,且具有种间杂交的特点。文章为建立芒属植物能源潜力评价体系,为从众多的芒属基因型中筛选优良种质和选育能源作物品种奠定基础。【方法】通过文献法、调研法... 详细信息

【目的】芒属植物是目前国内外生物质能源领域的研究热点,在全球共有14个种,且具有种间杂交的特点。文章为建立芒属植物能源潜力评价体系,为从众多的芒属基因型中筛选优良种质和选育能源作物品种奠定基础。【方法】通过文献法、调研法和专家咨询法探讨了芒属植物作能源作物应用的相关性状指标。运用层次分析法,根据能源用途不同按发电、制乙醇、产沼气、制生物油等4类,分别从农艺、品质、抗逆性等3方面,选取干物质产量、冠层高、茎高、茎径、基部直径、分蘖数、叶茎比、枯黄性、落叶性、含水量、灰分含量、挥发分含量、固定碳含量、热值、纤维素含量、半纤维素含量、木质素含量、矿质元素含量、耐盐性、抗旱性、抗寒性、耐淹性、抗病虫性等23项指标来构建芒属能源植物评价指标体系,同时制定了性状测量标准和能源利用潜力指数计算法则。然后使用该体系对湖南农业大学芒属植物资源圃中B0340(芒)、A0504(五节芒)、A0123(荻)、A0118(南荻)、D0302(奇岗)5个典型的芒属种质代表进行了测量和评价示范。再将评价结果与现有文献中有关发电、制乙醇和产沼气的能源理论产率计算公式的计算结果予以比对。【结果】芒属植物能源利用潜力指数分成4级,分别为极宜(75—100分)、适宜(50—74分)、一般(25—49分)、不宜(0—24分)。示范评价结果显示:A0504(五节芒)发电得60.73分,制乙醇得60.14分,产沼气得60.27分,制生物油得57.19分;A0118(南荻)发电得64.32分,制乙醇得58.45分,产沼气得58.20分,制生物油得60.01分;D0302(奇岗)发电得54.06分,制生物油得50.33分。可知A0504、A0118、D0302为适宜的能源植物,发酵制乙醇和沼气最适用A0504为原料,燃烧发电和热裂解制油最适用A0118为原料。此结果与现有文献中有关发电、制乙醇和产沼气的能源理论产率计算公式的计算结果基本一致,且比能源理论产率计算公式更能真实反映实际生产情况。【结论】通过从农艺、品质、抗逆性等3方面构建的芒属植物能源潜力评价体系,能够在发电、制乙醇、产沼气和制生物油4类能源用途方面客观评价芒属植物的适用性,从而可用于其优良种质的筛选和新品种的选育。

关键词：芒属能源植物层次分析法评价体系

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《芒属种质资源描述规范和数据标准》的制定

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植物遗传资源学报 2017年第2期18卷 261-274页

作者：项伟易自力肖亮薛帅陈智勇湖南农业大学生物科学技术学院长沙410128 芒属植物生态应用技术湖南省工程实验室长沙410128

目前芒属植物被视为最有前景的木质纤维素能源作物,在中国、美国、日本和欧洲国家得到了广泛研究和利用。但截至目前依然没有统一的芒属植物种质资源描述规范,一定程度上阻碍了其信息的共享与交流。鉴于此,本研究通过开展芒属植物种质... 详细信息

目前芒属植物被视为最有前景的木质纤维素能源作物,在中国、美国、日本和欧洲国家得到了广泛研究和利用。但截至目前依然没有统一的芒属植物种质资源描述规范,一定程度上阻碍了其信息的共享与交流。鉴于此,本研究通过开展芒属植物种质资源描述和数据制定技术标准研究,旨在为芒属能源作物品种的选育、审定与推广提供科学规范的依据。本文论述了芒属种质资源描述规范、数据标准与数据质量控制规范的制定原则、方法与内容,对于促进整合全国芒属种质资源,规范芒属种质资源的收集、保存、评价具有指导作用。

关键词：芒属种质资源描述规范数据标准数据质量控制规范

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南荻野生居群的表型多样性及土壤养分对其表型的影响

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西北植物学报 2019年第10期39卷 1868-1880页

作者：郭孟齐肖亮廖剑锋易自力薛帅湖南农业大学生物科学技术学院长沙410128 芒属植物生态应用技术湖南省工程实验室长沙410128

为明确中国南荻(Miscanthus lutarioriparius)野生居群的分布及其表型多样性,该研究对54个南荻野生居群的8种表型性状的多样性进行分析,并测定其土壤pH和肥力指标,分析土壤对南荻部分重要表型的影响及其相互关系。结果表明:(1)8种表型... 详细信息

为明确中国南荻(Miscanthus lutarioriparius)野生居群的分布及其表型多样性,该研究对54个南荻野生居群的8种表型性状的多样性进行分析,并测定其土壤pH和肥力指标,分析土壤对南荻部分重要表型的影响及其相互关系。结果表明:(1)8种表型性状在居群间和居群内都存在极显著差异(P<0.01),且差异主要来自于居群内。(2)8种表型性状相互间具有明显的相关性,节数和茎粗与株高均呈极显著正相关关系(P<0.01),分枝数和株高与干物质产量均呈显著正相关关系(P<0.05),茎密度与大部分性状呈负相关关系,而最大节长与除株高外的其他表型性状都无显著相关性。(3)8种表型性状可降维成4个主成分因子(产量因子、株型因子、茎密度因子和最大节长因子),其累计贡献率为84.436%。(4)54个南荻野生居群可聚为两类,第Ⅰ类材料包含23个居群,材料来自长江下游及长江东北部,其株高较矮、产量较低,但茎密度、最大节长较大;第Ⅱ类材料包含31个居群,材料来自洞庭湖及长江中下游和长江西北部,其植株高大、产量高,而茎密度和最大节长较小。(5)大多数南荻生长的土壤pH接近中性且肥力较差,土壤有机质含量、速效钾含量对南荻株高和产量的影响最大,其直接通径系数分别为0.443、0.318及0.429、0.259。

关键词：南荻野生居群表型性状多样性土壤

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华东植物区系芒属植物的表型遗传多样性研究

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湖南农业大学学报（自然科学版） 2019年第4期45卷 348-354页

作者：田美虹郭孟齐易自力黄红梅陈智勇肖亮薛帅湖南农业大学生物科学技术学院湖南长沙410128 芒属植物生态应用技术湖南省工程实验室湖南长沙410128

为研究芒草在其重叠分布区内表型性状的遗传多样性,以来自于华东植物区系内的36份芒、五节芒、荻和南荻为材料,对8种表型性状进行多因素方差分析、变异分析和聚类分析.结果表明:8种表型性状种间差异大小依次为分蘖数、基部直径、干物质... 详细信息

为研究芒草在其重叠分布区内表型性状的遗传多样性,以来自于华东植物区系内的36份芒、五节芒、荻和南荻为材料,对8种表型性状进行多因素方差分析、变异分析和聚类分析.结果表明:8种表型性状种间差异大小依次为分蘖数、基部直径、干物质产量、花序长、株高、最大叶长、最大叶宽、叶长宽比,在种内除最大叶宽与叶长宽比呈显著差异(P<0.05)外,其余6种表型均呈极显著差异(P<0.01),且8种表型性状在种间和种内存在极显著互作效应;该区系内芒属植物表型变异系数为7.94%~76.80%,Shannon's指数为1.27~1.78,芒草表型变异系数大小依次为芒(26.16%)、南荻(25.46%)、荻(24.49%)、五节芒(17.17%),Shannon's指数大小依次为芒(1.74)、南荻(1.70)、五节芒(1.68)、荻(1.60);4种芒属植物在欧式距离为20时可分为3类,荻为第Ⅰ类,芒和五节芒为第Ⅱ类,南荻为第Ⅲ类;在华东植物区系内,芒的株高与纬度呈极显著负相关,芒的干物质产量与海拔高度呈显著正相关,荻的干物质产量、分蘖数和基部直径与纬度呈显著或极显著负相关,而南荻与五节芒的产量因子表型与地理因子间则无显著相关性.

关键词：芒五节芒荻南荻表型性状华东植物区系遗传多样性

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二倍体芒小孢子发生及雄配子体发育研究

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西北植物学报 2019年第5期39卷 770-775页

作者：石艳兰林宇环赵元杰刘清波易自力陈智勇湖南农业大学生物科学技术学院长沙410128 芒属植物生态应用技术湖南省工程实验室长沙410128

该实验通过采集天然二倍体芒不同发育时期的幼穗,进行卡宝品红染色压片和石蜡切片制作,观察芒的花药发育过程,为芒的生殖生物学及其系统发育研究奠定理论基础。结果表明:(1)天然二倍体芒雄蕊3枚,雄蕊花药四室,花药壁由4层细胞组成,从外... 详细信息

该实验通过采集天然二倍体芒不同发育时期的幼穗,进行卡宝品红染色压片和石蜡切片制作,观察芒的花药发育过程,为芒的生殖生物学及其系统发育研究奠定理论基础。结果表明:(1)天然二倍体芒雄蕊3枚,雄蕊花药四室,花药壁由4层细胞组成,从外向内依次是表皮、药室内壁、中层、绒毡层,花药壁发育属于基本型;花药成熟时,中层和绒毡层降解消失,或者仅存痕迹,只剩表皮和纤维层细胞,但此时可观察到部分绒毡层降解延迟现象。(2)花粉母细胞减数分裂为连续型,成熟花粉粒为3-细胞型;花粉母细胞减数分裂后期Ⅱ出现染色体分裂不同步现象。(3)雄配子体发育过程中,同一花粉囊的花粉粒发育不同步;雌、雄配子体发育也不同步,且雄蕊先成熟。

关键词：二倍体芒小孢子发生雄配子体减数分裂

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芒SWN1基因的同源克隆及生物信息学分析

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分子植物育种 2021年第7期19卷 2228-2235页

作者：何彦岑李遥林宇环李蒙陈智勇湖南农业大学生物科学技术学院芒属植物生态应用技术湖南省工程实验室长沙410128

植物次生壁生物合成的转录调控网络是由一系列次生壁NAC开关转录因子介导的。在该网络中,顶层主开关SWNs(secondary wall NACs)转录因子与二级主开关MYBs转录因子共同激活下游转录因子和次生壁生物合成基因的表达,并且在进化上具有保守... 详细信息

植物次生壁生物合成的转录调控网络是由一系列次生壁NAC开关转录因子介导的。在该网络中,顶层主开关SWNs(secondary wall NACs)转录因子与二级主开关MYBs转录因子共同激活下游转录因子和次生壁生物合成基因的表达,并且在进化上具有保守性。为探究芒次生壁合成调控网络,本研究利用水稻次生壁合成调控基因OsSWN1(SECONDARYWALL NAC DOMAINPROTEIN 1 from Oryza sativa)通过同源克隆法扩增得到了芒MsSWN1基因的cDNA序列。序列分析显示MsSWN1基因编码区长1215 bp,编码404个氨基酸。所编码的蛋白质相对分子量为43181.39 kD,预测其等电点(pI)为6.57,属于亲水蛋白,具有保守的NAC结构域。通过二级结构和三级结构预测分析表明,α-螺旋及不规则卷曲是其蛋白质结构中的主要结构组成元件。序列分析和系统进化树分析显示,芒MsSWN1基因编码的蛋白与甘蔗和高粱亲缘关系最为接近,并且该基因在其他禾本科植物中也具有很高的保守性,推测芒MsSWN1基因可能也具有调控次生壁生物合成的功能。本研究旨在为进一步挖掘和验证芒MsSWN1基因功能提供依据,为未来构建芒次生壁合成调控网络和更高效生产生物燃料提供有益信息。

关键词：芒 SWN1 次生壁合成调控生物信息学

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南荻MlNAC2基因差异表达与耐盐生理响应的相关性分析

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草地学报 2021年第12期29卷 2685-2693页

作者：万婷段钧译李蒙陈智勇湖南农业大学湖南长沙410128 芒属植物生态应用技术湖南省工程实验室湖南长沙410128 国家能源非粮生物质原料研发中心湖南分中心湖南长沙410128 湖南省蚕桑科学研究所湖南长沙410127

为探究南荻(Miscanthus lutarioriparius)耐盐生理及其与基因表达的相关性,采用0%,0.2%,0.5%,0.8%浓度的NaCl处理奇岗和不同基因型南荻,测量NaCl溶液胁迫下的MlNAC2基因相对表达量和6个耐盐指标,并对二者之间的相关性进行分析。结果显示... 详细信息

为探究南荻(Miscanthus lutarioriparius)耐盐生理及其与基因表达的相关性,采用0%,0.2%,0.5%,0.8%浓度的NaCl处理奇岗和不同基因型南荻,测量NaCl溶液胁迫下的MlNAC2基因相对表达量和6个耐盐指标,并对二者之间的相关性进行分析。结果显示,南荻MlNAC2基因的表达量变化在不同材料之间差异较大,L2,L6,L9,P1出现10倍以上增加,而L1,L5,L8,L10变化量都在3倍以内。生理指标中叶绿素含量、净光合速率、气孔导度、脯氨酸与无胁迫对照相比均差异显著;丙二醛、超氧化物歧化酶在部分材料中与对照相比无显著差异。相关性分析表明,与MlNAC2基因的表达量变化最相关的生理指标是一系列光合作用相关因子:叶绿素含量、净光合速率、气孔导度。本研究结果可为探究南荻耐盐生理响应与分子机理层面的相互关系提供借鉴。

关键词：盐胁迫南荻生理响应 MlNAC2基因相关性分析

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三倍体芒草自然杂交后代数量性状遗传多样性研究

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植物遗传资源学报 2017年第5期18卷 984-990页

作者：潘志军易自力杨塞肖亮湖南农业大学生物科学技术学院长沙410128 湖南农业大学芒属植物生态应用技术湖南省工程实验室长沙410128

以三倍体芒草奇岗的自然杂交后代为研究对象,对后代群体的16个数量性状分别进行变异分析、主成分分析和聚类分析。研究结果表明:(1)该杂交群体的变异系数在14.41%~151.85%之间,平均变异系数为51.22%,说明杂交后代变异广泛。(2)主成分分... 详细信息

以三倍体芒草奇岗的自然杂交后代为研究对象,对后代群体的16个数量性状分别进行变异分析、主成分分析和聚类分析。研究结果表明:(1)该杂交群体的变异系数在14.41%~151.85%之间,平均变异系数为51.22%,说明杂交后代变异广泛。(2)主成分分析结果表明,前4个主成分反映原变量的80.206%的信息。第1主成分贡献率为48.74%,较大载荷性状有分蘖数、丛径、基部周长、单株鲜重和单株干重;第2主成分贡献率为16.313%,较大载荷性状有外径、内径、单茎干重、单茎鲜重和含水量;第3主成分贡献率为7.775%,仅有腋芽数一个较大载荷性状;第4主成分贡献率为7.378%,仅叶片数一个较大载荷。(3)聚类分析结果表明,将66份奇岗自然杂交后代和6份母本奇岗种质分为4大类。第Ⅰ类材料因本身各性状不足,产量很低,不适合筛选高产种质;第Ⅱ类材料各性状变异系数普遍较小,性状稳定,适合作为育种的备选类群;第Ⅲ类材料因枯黄较少,更适合做发酵类能源草或青贮牧草;第Ⅳ类材料生物产量因子及其产量构成因子都明显优于母本,是较好的育种材料。以上研究结果对筛选芒属植物优良种质、创新芒属植物种质资源有积极意义,并为芒属植物多倍体育种提供理论依据和材料基础。

关键词：奇岗主成分分析聚类分析遗传多样性多倍体育种

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芒属植物重要农艺性状的主基因+多基因混合遗传分析

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中国草地学报 2017年第3期39卷 15-22页

作者：王钻黄红梅杨塞肖亮易自力湖南农业大学生物科学技术学院湖南长沙410128 湖南农业大学芒属植物生态应用技术湖南省工程实验室湖南长沙410128

选芒属植物中表型性状存在显著差异的南荻(P1)与芒(P2)相互杂交,得到正、反交F_1代群体,并运用数量性状主+多基因混合遗传分析法对群体的分蘖数、腋芽数、干重、株高、基部外径、基部内径、中部外径、中部内径8性状进行了分析。结果表明... 详细信息

选芒属植物中表型性状存在显著差异的南荻(P1)与芒(P2)相互杂交,得到正、反交F_1代群体,并运用数量性状主+多基因混合遗传分析法对群体的分蘖数、腋芽数、干重、株高、基部外径、基部内径、中部外径、中部内径8性状进行了分析。结果表明:(1)在8个农艺性状中,各性状的正、反交变异范围大,均超过双亲本的变异范围。其中,基部内径、腋芽数和单株干重这3个性状变异系数最大。(2)分蘖数、腋芽数、株高、基部内径、中部外径、中部内径在正、反交后代存在显著性差异,推断可能存在母性遗传效应。(3)腋芽数的正、反交均受2对主基因+加性+显性控制,即B-2模型,主基因遗传率[hmg^2(%)]正、反交分别为86.318%和92.374%;单株干重、株高、中部外径的最适模型为A-0,即无主基因模型;分蘖数为1对主基因控制的模型;基部内径、中部内径最适模型为2对主基因控制的模型;基部外径正、反交分别是无主基因模型和1对主基因模型。

关键词：芒属植物正反交群体主基因+多基因遗传分析

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