東北地理所成功研發(fā)了高效持續(xù)提高羊草生物量的GA3種子引發(fā)技術(shù)
種子引發(fā)（Seed priming）是提高植物種子發(fā)芽率和幼苗整齊度的重要技術(shù)，在農(nóng)作物和一年生植物中被廣泛應(yīng)用，但對(duì)多年生牧草影響研究尚未得到廣泛關(guān)注，對(duì)克隆子株跨代效應(yīng)鮮有報(bào)道。羊草是禾本科多年生根莖型植物，具有耐旱、耐寒、耐鹽堿等特性，生態(tài)適應(yīng)性廣，廣泛分布于歐亞草原帶。同時(shí)，羊草葉片粗蛋白含量高，具有重要的營養(yǎng)價(jià)值，是優(yōu)良的牧草。在人類活動(dòng)和全球變化的雙重影響下，松嫩平原90%的天然羊草草地發(fā)生了不同程度地退化，羊草植株高度和生物量也均大幅度降低。植物生物量低下已經(jīng)成為制約松嫩平原羊草草地牧業(yè)發(fā)展重要制約因子。
中國科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所鹽漬土生態(tài)與改良學(xué)科組馬紅媛副研究員等通過室內(nèi)控制、田間實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法，系統(tǒng)開展了GA3引發(fā)對(duì)羊草種子萌發(fā)以及其克隆子代的多年生長特性的影響研究。研究表明，5~200μM GA3引發(fā)羊草種子，不僅能不同程度地促進(jìn)羊草種子的萌發(fā)，而且對(duì)羊草克隆子株的株高、分蘗、生物量等都具有長期促進(jìn)作用，其中以50μM GA3促進(jìn)作用最為顯著。2016年50μM GA3處理的羊草生物量比對(duì)照提高108.9%（盆栽），2017年比對(duì)照提高126.2%（田間）。本研究首次報(bào)道了GA3種子引發(fā)技術(shù)對(duì)羊草克隆子代的生長存在著跨代效應(yīng)，對(duì)提高天然或人工草地多年生優(yōu)質(zhì)牧草生產(chǎn)力提供了重要的理論依據(jù)，且具有重要的實(shí)踐意義。
圖1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)流程圖
圖2 不同濃度GA3處理對(duì)羊草第一年株高(A)和生物量(B)的影響
圖3 不同濃度GA3處理對(duì)羊草第二年株高(A)和生物量(B)的影響
圖4 不同濃度GA3引發(fā)對(duì)羊草克隆子株生長的影響（2017年田間）
該論文“A Multi-year Beneficial Effect of Seed Priming with Gibberellic Acid-3 (GA3) on Plant Growth and Production in a Perennial Grass, Leymus chinensis”由中國科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所馬紅媛副研究員為第一作者，海外特聘研究員姜昌杰、我所梁正偉研究員為通訊作者，成果發(fā)布在國際期刊Scientific Reports（IF4.122）。
該研究受到國家重點(diǎn)研究基礎(chǔ)發(fā)展計(jì)劃（2015CB150802）、國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目（41771058, 41371260, 41001027）、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2016YFC0501200）以及科技基礎(chǔ)資源調(diào)查專項(xiàng)（2015FY110500）的共同資助。
論文信息: Hong-Yuan Ma, Dan-Dan Zhao, Qiu-Rui Ning, Ji-Ping Wei, Yang Li, Ming-Ming Wang, Xiao-Long Liu, Chang-Jie Jiang, Zheng-Wei Liang. A Multi-year Beneficial Effect of Seed Priming with Gibberellic Acid-3 (GA3) on Plant Growth and Production in a Perennial Grass, Leymus chinensis. Scientific Reports, 2018, 8: 13214. DOI:10.1038/s41598-018-31471-w.
論文鏈接: https://www.nature.com/articles/s41598-018-31471-w
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