白檀离体快繁技术

以白檀(Symplocos paniculata)幼嫩茎段为实验材料, 通过对启动培养、增殖、生根培养及移栽的影响因子进行研究, 初步建立了白檀的组织培养体系。结果表明: 白檀外植体最适灭菌方案为0.1%升汞3分钟, 无菌苗获得率达81%; 最适初代启动培养基为1/2MS+30 g∙L^-1蔗糖+8 g∙L^-1琼脂, 出芽率达86.83%; 增殖最适培养基为1/2MS+1.0 mg∙L^-1 6-BA+0.02 mg∙L^-1 IBA+30 g∙L^-1蔗糖+8 g∙L^-1琼脂, 增殖系数达3.57; 最适生根培养基为WPM+0.5 mg∙L^-1 IBA+0.5 mg∙L^-1 NAA+20 g∙L^-1蔗糖+2 g∙L^-1 AC+8 g∙L^-1琼脂, 生根率达93%; 炼苗后, 移入园土:草炭土=1:1 (v/v)的基质中, 成活率达83%。     

毛报春(Primula × pubescens)腋芽再生组织培养体系的建立

以毛报春(Primula × pubescens)无菌腋芽为外植体, 分析不同浓度激素配比对愈伤组织诱导和分化以及不定芽增殖和生根的影响, 筛选出不同阶段的最适培养基, 优化毛报春的组织培养再生体系。结果表明, 毛报春腋芽愈伤组织诱导及分化的最适培养基为MS+0.2 mg∙L^-1 NAA+1.0 mg∙L^-1 6-BA, 诱导率达84%, 出芽率达67%; 不定芽增殖最适培养基为MS+0.5 mg∙L^-1 NAA+0.2 mg∙L^-1 6-BA, 增殖率可达67%, 苗绿且健壮; MS+0.2 mg∙L^-1 NAA培养基最有利于组培苗的生根及伸长, 平均单株生根数为9条, 生根率高达70%。该研究建立了毛报春的组织培养再生体系, 可为报春属其它植物的遗传研究及种质创新提供参考。     

大花银莲花愈伤组织诱导及再生体系的建立

为建立野生大花银莲花(Anemone silvestris)组培再生体系, 分别以无菌苗上、下胚轴、叶片和叶柄为外植体, 探讨不同浓度植物生长调节剂对不同外植体的愈伤组织诱导、不定芽分化、增殖与生根的影响。结果表明, 4种外植体均可诱导出不定芽, 其中上胚轴诱导效果最佳, 其在1/2MS+2.0 mg∙L^-1 6-BA+0.1 mg∙L^-1 NAA培养基中诱导率最高, 为86.67%; 最适增殖培养基为1/2MS+1.0 mg∙L^-1 6-BA+0.05 mg∙L^-1 NAA, 增殖系数为3.67; 最佳生根培养基为1/2MS+0.3 mg∙L^-1 IBA, 生根率为100%; 在草炭:蛭石=2:1 (v/v)的栽培基质中, 组培苗的移栽成活率最高, 为98.33%。该研究有效解决了野生大花银莲花在园林及药用生产上的种质资源紧缺难题, 为工厂化育苗提供了技术支撑。     

基于天然低共熔溶剂的甜叶菊中甜菊糖绿色提取方法及优化

尝试利用天然低共熔溶剂(NADES)提取甜叶菊(Stevia rebaudiana)中的甜菊糖, 探索一种高效、绿色和环保的甜菊糖提取新方法。以甜叶菊干叶为原料, 对照传统提取溶剂水, 以甜菊糖中甜菊苷和莱鲍迪苷A的提取浓度作为指标, 筛选出最优的NADES提取配方, 然后通过Box-Behnken响应面法对NADES提取甜叶菊中甜菊糖的工艺条件进行筛选优化。结果表明, 提取效率最高的NADES配方为1,2-丙二醇:甘油:水=8:1:1 (v/v/v), 提取的甜菊苷浓度为2.59 mg∙mL^-1, 比水提取高16.40%, 提取的莱鲍迪苷A浓度为1.06 mg∙mL^-1, 比水提取高12.62%; 通过响应面法得到最优提取条件: 提取时间90分钟, 提取温度60°C, 超声功率为80 J∙s^-1, 预测甜菊苷提取浓度为3.49 mg∙mL^-1, 莱鲍迪苷A提取浓度为1.43 mg∙mL^-1, 与实验验证值(甜菊苷浓度为3.48 mg∙mL^-1, 莱鲍迪苷A浓度为1.42 mg∙mL^-1)接近。在最优条件下, 甜菊苷提取浓度比初始条件提高了34.36%, 莱鲍迪甘A提取浓度比初始条件提高了33.96%。NADES绿色环保, 且提取效率高于传统溶剂, 可用于甜叶菊中甜菊糖的绿色提取; 同时, 该提取方法可为后续推广至其它大宗经济植物类天然产物的绿色工业生产提供参考。     

怀山药类原球茎的诱导形成与植株再生

为提高山药离体繁殖的速度, 缩短繁殖周期, 以铁棍山药(Dioscorea opposita cv. ‘Tiegun’)带腋芽茎段为材料, 对类原球茎的诱导、增殖、分化与植株再生进行了研究。结果表明, 铁棍山药类原球茎诱导的最适培养基为MS+1.0 mg·L^-1 TDZ+30 g·L^-1蔗糖, 增殖的最适培养基为MS+9 mg·L^-1 6-BA+30 g·L^-1蔗糖, 分化的最适培养基为MS+2 mg·L^-1 KT+0.02 mg·L^-1 NAA+30 g·L^-1蔗糖, 最适生根培养基为1/4MS+0.05 mg·L^-1 NAA+1.0 mg·L^-1 PP333+15 g·L^-1蔗糖, 生根率达80%, 移栽成活率可达85%。类原球茎的诱导形成及植株再生体系的建立为怀山药种苗的快速繁殖提供了一条新途径。     

荷花花粉的类黄酮组成

利用超高效液相色谱质谱联用(I-Class UPLC/Xevo TQ MS)技术, 对50个品种荷花干燥花粉中的类黄酮代谢产物进行了分离及结构鉴定。结果表明, 在荷花(Nelumbo nucifera)花粉中检测到了13种黄酮醇和2种黄酮, 这15种类黄酮化合物均为首次从荷花花粉中检出, 其中槲皮素3-O-葡萄糖醛酸苷(quercetin 3-O-glucuronide)、槲皮素3-O-新橙皮糖苷(quercetin 3-O-rhamnopyranosyl-(1→2)-glucopyranoside)以及槲皮素3-O-阿拉伯糖-(1→2)-半乳糖苷(quercetin 3-O-arabinopy- ranosyl-(1→2)- galactopyranoside)含量较高, 且在所有品种中均有检出。不同品种花粉中检测到的类黄酮总含量(TF)差异较大, 绯云千叶类黄酮总含量最高, 为281.08 mg∙100 g^-1; 仙女散花最低, 仅为82.64 mg∙100 g^-1。通过聚类分析, 将50个品种聚为4组, B组类黄酮化合物种类最多, 而且该组总类黄酮含量最高, 其中绯云千叶、伯里小姐和蜀红莲的干燥花粉中总类黄酮含量均超过200 mg∙100 g^-1, 可推荐为采集荷花花粉用的优良品种。     

邻苯二甲酸二丁酯对绿色巴夫藻的生长毒性和干扰效应

采用批次培养的方法研究了邻苯二甲酸二丁酯(DBP)对绿色巴夫藻(Pavlova viridis)的生长毒性和干扰效应。实验设置了0 mg·L^-1、2.5 mg·L^-1、3.0 mg·L^-1、3.5 mg·L^-1、4.0 mg·L^-1、5.0 mg·L^-1和7.5 mg·L^-1 共7个质量浓度梯度的DBP暴露处理组,测定了绿色巴夫藻的细胞密度、光合色素含量、叶绿素荧光特性及丙二醛(MDA)含量等指标,试图揭示DBP对绿色巴夫藻的生态毒性影响规律及机制。结果表明:DBP暴露对绿色巴夫藻的生长具有显著抑制作用,高质量浓度(5.0 mg·L^-1和7.5 mg·L^-1)DBP暴露下绿色巴夫藻细胞10 d内全部死亡;随着DBP暴露质量浓度增加,藻细胞叶绿素a和类胡萝卜素含量均显著降低;DBP暴露使光系统Ⅱ(PSⅡ)的最大光能转化效率(F_v/F_m)、潜在光化学活性(F_v/F_o)、实际光能转化效率(Yield)和光合电子传递速率(ETR)等指标也显著降低;DBP暴露还能够使绿色巴夫藻的细胞MDA含量显著增加。该研究进一步证实了DBP污染物对微藻光系统和酶类生理生化过程的干扰作用。     

亚热带同质园11个树种新老叶非结构性碳水化合物含量比较

叶片中非结构性碳水化合物(NSC)不仅是植物维持代谢活动的重要物质基础, 也随凋落物归还土壤并为土壤微生物提供碳源, 对凋落物分解和土壤有机质形成具有重要意义。该研究比较了同质园中11个亚热带代表性树种新鲜叶与凋落叶NSC (可溶性糖、淀粉)含量。结果表明, 所有树种新鲜叶NSC含量均显著高于凋落叶, 新鲜叶中NSC含量为68.7-126.3 mg∙g^-1, 而凋落叶中NSC含量为31.4-79.5 mg∙g^-1。同时, 可溶性糖含量在新鲜叶和凋落叶中的变化幅度均远大于淀粉: 可溶性糖在新鲜叶中的平均含量是凋落叶的3.3倍; 而淀粉在新鲜叶中的平均含量仅为凋落叶的1.2倍。另外, 对不同功能类群的比较发现, 常绿阔叶树种与落叶阔叶树种NSC含量差异并不显著, 而针叶树种NSC含量明显低于阔叶树种。具体表现为: 在新鲜叶中, 常绿阔叶、落叶阔叶树种NSC含量平均为99.7和96.8 mg∙g^-1, 而常绿针叶树种平均为75.4 mg∙g^-1; 在凋落叶中, 常绿阔叶、落叶阔叶树种NSC含量平均为47.2和50.7 mg∙g^-1, 而常绿针叶树种平均为33.3 mg∙g^-1。这些结果表明, NSC作为林木碳代谢组分, 在叶片衰老前可能向新鲜叶转移, 反映了林木叶片碳存储策略。然而, 不管是新鲜叶还是凋落叶, 杉木(Cunninghamia lanceolata)、马尾松(Pinus massoniana)等针叶树种叶片NSC含量显著低于阔叶树种, 这可能降低这些针叶树种凋落叶初始基质质量。     

以黄花乌头发根为外植体的再生培养体系建立

为获得黄花乌头(Aconitum coreanum)发根再生植株, 将其发根在添加0.5-5.0 mg·L^-1 6-BA及0-0.5 mg·L^-1 NAA的1/2MS固体培养基上进行光诱导培养, 发根经脱分化形成愈伤组织, 然后形成芽及芽丛, 最终获得发根再生植株。结果表明, 愈伤组织及不定芽分化的最适培养基为1/2MS+2.0 mg·L^-1 6-BA+0.2 mg·L^-1 NAA+3%蔗糖; 不定芽生根最适培养基为1/2MS+0.5 mg·L^-1 6-BA+0.1 mg·L^-1 NAA+5 mg·L^-1 GA+3%蔗糖。     

海三棱藨草的组织培养与快繁体系

以海三棱藨草(Scirpus × mariqueter)成熟种子为外植体, 通过无菌萌发、丛生芽诱导、增殖、壮苗、生根和移栽等过程, 建立了海三棱藨草的无菌快繁体系。结果表明: 丛生芽诱导和增殖的最适培养基为MS+2.0 mg·L^-1 6-BA+0.002 mg·L^-1 TDZ+0.2 mg·L^-1 IBA; 壮苗最适培养基为1/2MS+0.05 mg·L^-1 6-BA+0.01 mg·L^-1 IBA; 生根最适培养基为1/2 MS+0.2 mg·L^-1 IBA; 最适培养温度为30°C; 再生苗移入珍珠岩:草炭:蛭石=1:1:1 (体积比)的混合基质中, 移栽成活率可达85%以上。生根培养阶段选用容积较大的塑料容器育苗, 可以降低生产成本和提高生产效率。     

不同水氮梯度下典型挺水植物叶绿素荧光的响应特性

叶绿素荧光测量分析可以揭示植物叶片光化学效率的变化,已越来越多地应用于植物生态监测。以再生水为主要补给水源的北京门城湖湿地公园为研究区,选取典型湿地挺水植物芦苇(Phragmites australis)、香蒲(Typha angustifolia)和茭白(Zizania latifolia)为研究对象,通过野外测量叶片尺度的叶绿素荧光参数和室内测定对应样点的水体总氮含量指标,研究了再生水补给条件下,不同水氮梯度植物叶绿素荧光的响应特性。结果表明,3种典型挺水植物的初始荧光(Fo)与最大荧光(Fm)随着水体总氮含量的增加呈现上升的趋势;PSII的量子效率(F_v/F_m)与实际量子效率(ΦPSII)受水氮含量的影响先升高,达到15–20 mg·L~(–1)区间时,则与之持平;光化学淬灭(qP)参数则呈现先升高后降低的变化趋势,而非光化学淬灭(NPQ)参数的变化没有明显的规律。当水氮含量为15–20 mg·L~(–1)时,光化学反应减弱,光合作用出现抑制。不同类型植物的荧光参数也有所不同,处于生长期(6月)植物的光合作用显著强于生长成熟期(9月)。     

寿锦的离体植株再生及组培产业化增殖

以寿锦(Haworthia retusa×cooperi cv.‘Variegata’)的幼嫩花蕾为外植体,对其进行了离体植株再生及组培产业化增殖研究。结果显示,外植体在MS+5.0 mg·L~(–1) 6-BA+0.5 mg·L~(–1) IBA培养基上诱导产生愈伤组织;不添加激素的MS基本培养基最适宜寿锦愈伤组织的分化;再生芽在MS+0.2 mg·L~(–1) 6-BA培养基上增殖时,不定芽增殖率及斑锦类型不定芽的诱导率最高,分别为16.7和79.9%。研究结果表明,通过愈伤组织途径能够诱导寿锦不定芽的再生,适当浓度的细胞分裂素有利于提高寿锦的诱导率。研究结果对于珍稀斑锦多肉植物种质资源的保护及其产业化应用具有重要的指导意义。     

多效唑(PP333)对美洲商陆毛状根生长和商陆皂苷甲产生的影响

为了探究植物生长调节剂多效唑(PP333)调控药用植物美洲商陆(Phytolacca americana)毛状根生长和次生代谢的可能性, 设计实验并探讨PP333对美洲商陆毛状根生长及其商陆皂苷甲含量的影响。结果表明, 与对照相比, PP333使毛状根根尖及侧根表面呈浅红色, 侧根变得短而粗, 且随着培养基内PP333浓度的升高, 根表面颜色加深。培养基中添加0.5-5.0 mg·L^-1 PP333能促进毛状根中商陆皂苷甲的产生, 其中以1.0 mg·L^-1 PP333的效果最好, 其商陆皂苷甲含量达6.22 mg·g^-1 DW, 约为对照的1.94倍。PP333能提高毛状根苯丙氨酸裂解酶(PAL)的活性, 并可能通过对PAL酶活性的调节来促进毛状根中商陆皂苷甲的产生。     

营养液照光引起的化学变化及其对植物生长的影响

水稻(Oryza sativa)根系照光实验表明, 光的效应随循环水影响到不照光的植株, 暗示营养液中发生了化学变化。在Si (K₂SiO₃)和Fe (FeEDTA)组成的溶液模拟系统中, 分别照射LED-紫光或阳光, 观察到反应液的OD₄₀₀值随光照时间的延长而增加。光照引起的化学变化发生在FeEDTA和K₂SiO₃之间。化学变化只与光能量有关, 与溶液温度无关, 这是一种光化学反应。光化反应溶液的光吸收从OD₃₆₀到OD₅₆₀都有明显增高。LED-蓝光和阳光诱导产生的并含FeEDTA-SiO₃成分并能吸收光的二元螯合铁硅酸盐复合物附着在衬底膜上, 形成三元复合物。衬底膜上可见大量的颗粒, 其中有些是反光的微晶颗粒。除LED-蓝光和阳光外, LED-紫光、LED-红光和LED-红外光也能诱导产生光谱性质相同的螯合铁硅酸盐复合物。制备含螯合铁硅酸盐复合分子的溶液并进行植物生长实验, 结果显示小球藻生长好, 死亡的藻体分解褪色后留下的是褐色的蓬松团状铁-硅化物。经螯合铁硅酸盐复合物处理的水稻干重增加明显。     

岩白菜属植物规模化繁殖及遗传稳定性

根据市场需求和野生资源现存状况, 筛选厚叶岩白菜(Bergenia crassifolia)、秦岭岩白菜(B. scopulosa)和岩白菜(B. purpurascens)进行规模化繁殖, 并利用ISSR分子标记对组培苗进行遗传稳定性分析。以顶芽为外植体, 筛选出MS+0.5 mg·L^-1 6-BA+0.01 mg·L^-1 NAA+2.0 mg·L^-1 V_C为最佳增殖培养基, 3种岩白菜属植物增殖系数分别为3.10、2.50和2.10; 在1/2MS+1.0 mg·L^-1 IBA+2.0 mg·L^-1 V_C培养基上, 3种岩白菜属植物生根率分别为85%、80%和75%; 在腐殖土:黄沙:珍珠岩=2:1:1 (v/v/v)的混合基质中, 移栽成活率分别为90%、85%和80%。规模化繁殖厚叶岩白菜20万株, 秦岭岩白菜2万株, 岩白菜1万株, 目前还在持续生产中。ISSR分子标记结果表明, 岩白菜后代遗传变异较大, 秦岭岩白菜后代遗传变异较小, 3个种在继代至第20代时出现了遗传变异; 岩白菜和秦岭岩白菜的平均遗传变异率随继代次数的增加而增加, 厚叶岩白菜的平均遗传变异率随继代次数的增加呈现不规律变化。