藕莲种质资源形态与农艺性状的遗传变异分析(英文)

藕莲是莲(Nelumbo nucifera Gaertn.ssp.nucifera)的3种类型之一,在我国作为水生蔬菜栽培的历史愈两千年。对国家种质资源圃中来自17个省和直辖市的68份藕莲资源的19个形态和农艺性状进行了观察,并对其遗传变异进行了分析。结果发现整藕重与主藕重、主藕长和第三节粗成极显著正相关。通径分析结果表明主藕重对整藕重的正向效应最高(0.982)。主成分分析结果显示前4个成分占总变异的77.33%。结果还显示对整藕重负效应最高的是主藕重/整藕重(-0.296)。聚类分析发现所有藕莲资源可分为5组。     

藕莲根状茎表面的铁膜特性和成分分析

以10个藕莲(Nelumbo nucifera Gaertn.)品种为材料,比较分析了其根状茎表面的铁膜厚度及化学组成。结果显示:总Fe含量最高的是‘尖头白荷’,其次是‘鄂莲6号’和‘温州山东藕’,最低的是‘鄂莲7号’和‘苏州花藕’;根状茎表面的铁膜中Fe(Ⅲ)和Fe(Ⅱ)分别占总Fe含量的64.1%~85.8%和14.2%~35.9%。扫描电子显微镜(SEM)观察发现,铁膜表面呈絮状或颗粒状;能谱分析(EDX)检测到铁膜中存在Fe、C、O、Al、Si,随着铁膜增厚还在‘尖头白荷’根状茎表面的铁膜中检测到K、P和Ca。本研究通过对藕莲根状茎表面的铁膜特性及成分比较,发现供试的10个品种中‘鄂莲7号’和‘苏州花藕’属于铁膜低沉积品种。     

莲科系统学和遗传多样性研究现状

分析回顾了莲科的系统位置、莲品种分类的现状与问题和莲的遗传多样性。莲科（Nelumbonaceae）植物传统上被归入睡莲科（Nymphaeaceae）。许多研究表明,莲科与睡莲科在形态、细胞、孢粉等方面差异很大,因而建立莲科,置于睡莲目（Nymphaeales）、毛茛目（Ranunculales）或莲目（Nelumbonales）中。分子系统学研究发现,睡莲科为被子植物的基部类群之一,而莲科则是真双子叶植物的基部类群之一,与山龙眼科和悬铃木科有密切关系。莲科含莲（Ndumbo nucifera）和美洲黄莲（N．lutea）两种,间断分布于太平洋的两岸。莲在我国有悠久的栽培历史和广大的栽培面积,栽培品种超过600个。由于杂交和反复回交的原因,品种之间的遗传关系非常复杂。莲的遗传资源的研究还很不充分,尤其是野生类型。对一些栽培品种的研究其实验材料又含有美洲黄莲的遗传组分,因而多高估了莲的遗传多样性。     

高产优质藕莲新品种选育研究

本文对我国现有野生和栽培藕莲品种进行了广泛的实地调查、引种栽培及生物学特性的详细观察,分析了我国当前藕莲生产中存在着的一些问题,如品种品质差,产量低,病虫害严重等。1979—1989年作者进行了藕莲的无性系优良单株的选育研究,从85个号中逐级选择,通过单株培育,小区试验,大田示范试验,现已选育出一个平均亩产2410.3kg,最高单产3000kg的‘武植二号’新品种;其成分为淀粉工3.5%,全糖4.09%,还原糖1.03%,分别高于对照的10.3%,3.7%和0.95%。水份为76.27%,粗纤维为2.63%,分别比对照低81.56%,4.26%;维生素E是对照的6倍。在连续10年的栽培中,未发生一期病害;证明‘武植二号’是一个适合于江汉平原湖区推广种植的优良藕莲新品种。     

不同荷花品种出泥部分与根状茎生长性状和部分生理指标的比较及相关性分析

在盆栽条件下,对不同荷花(Nelumbo nucifera Gaertn.)品种〔藕莲品种'大紫红'('Dazihong')、花莲品种'中国红·上海'('Zhongguohongshanghai')和花藕兼用莲品种'逸仙莲'('Yixianlian')〕出泥部分(叶和花)和泥下部分(根状茎)的生长性状和部分生理指标进行了比较研究,并对3个荷花品种出泥部分与根状茎间的生长性状和部分生理指标进行了相关性分析.结果表明:'大紫红'在整个生长发育期不开花;'中国红·上海'开花时间相对较早(6月上旬),花重瓣且色泽鲜艳;'逸仙莲'开花时间相对较晚(7月上中旬),花单瓣呈白色.3个荷花品种中,'大紫红'立叶数最少,立叶面积最大,根状茎膨大明显,根状茎中可溶性糖和可溶性蛋白质含量最高;'中国红·上海'立叶数最多,立叶中叶绿素含量最高,根状茎节间长度最长,但根状茎膨大不明显;'逸仙莲'立叶数居中,叶柄最长,根状茎膨大明显,根状茎中可溶性蛋白质、可溶性糖、淀粉和维生素C含量介于其他2个荷花品种之间.相关性分析结果表明:荷花立叶面积与根状茎节间长度呈显著负相关,而与根状茎中可溶性糖、可溶性蛋白质及维生素C含量呈极显著或显著正相关;叶柄长度与根状茎直径和根状茎节间质量呈显著正相关;立叶中叶绿素含量与根状茎节间长度和根状茎中淀粉含量呈显著正相关,而与根状茎中可溶性糖含量呈显著负相关.研究结果显示:根据供试3个荷花品种的立叶面积、叶柄长度、立叶中叶绿素含量可间接判断根状茎的生长发育及营养品质状况,并可进一步应用于快速选育花藕兼用莲品种.     

莲胚芽叶绿素合成对光照的依赖性

被子植物的叶绿素合成需要光照,但是莲（Nelumbo nucifera Gaertn.)胚芽却一直被猜测具有在黑暗中合成叶绿素的能力,因为莲胚芽变绿是在四重覆盖物（子叶、种皮、果皮和莲蓬）包被下几乎不大可能秀光的环境中发生的,本实验从正反两个方面否定了这种可能性;首先对处于发育早期的莲蓬进行遮光处理。结果发现莲胚芽虽然可以继续发育,但是它的叶绿素合成却受到严重抑制。积累了大量合成叶绿素的前体,并且这些前体主要与依赖光的原叶绿素酸酯氧还酶（LPOR）结合在一起;其次不依赖光的原叶绿素酸酯氧还酶（DPOR）的编码基因在物种间高度保守,但是用PCR的方法在功基因组中却扩增不同源序列,表明莲胚芽不大可能具有在黑暗中合成叶绿素所必需的酶。两方面实验结果表明,莲胚芽的叶绿素合成只能通过依赖光的途径进行。     

谷子四大名米品种群农艺及品质性状评价与亲缘关系分析

对谷子四大名米（沁州黄、桃花米、龙山小米及金米）原始地方品种及其同名品种共计179份开展为期两年的农艺性状调查并对其进行基于SNP标记的亲缘关系分析,从中选择51份进行营养品质测定。结果表明：从农艺性状来看,四类名米品种在数量性状上具有明显差异,而质量性状在不同类品种间差异不大。相关性分析表明,穗重与穗粒重、草重与穗重呈极显著正相关。主成分分析表明前3个主成分解释了累积变异的89.414%,基于主成分分析结果计算了综合得分F值,菠菜根-30的综合得分最高（F=7.42）,阴天旱-27的综合得分最低（F=-9.17）。亲缘关系结果表明,各同名品种间存在多样的进化关系,不同名品种间可能存在基因交流。基于农艺性状对179份材料进行聚类分析,发现材料划归4个类群,同名品种内聚集相对集中,农艺性状相似度较大。从营养品质上看,四类名米间营养品质差异较小,除粗纤维外其余营养品质指标差异均不显著。相关性分析发现粗蛋白与粗脂肪呈现显著的正相关;淀粉与蛋白质、脂肪之间呈现显著的负相关。主成分分析表明前6个主要成分解释了累积变异的88.414%,能够基本涵盖10个营养品质的信息,基于主成分分析,结合不同品种...     

莲品种资源的SRAP遗传多样性分析

利用分子标记SRAP技术对国内广泛栽培以及新近育成的39个莲品种进行了DNA多态性分析。选取5对引物扩增基因组DNA,共获得101条带,其中88条为多态性条带,每对引物平均提供20个标记信息。由UPMGA方法得到的聚类分析结果表明了39个品种间的遗传关系,结果表明:花莲、籽莲和藕莲三大类群有明显的界限,花莲和籽莲的遗传距离较近,藕莲与它们的遗传距离较远。分子方差分析结果表明:莲品种间和品种内均存在遗传变异,藕莲品种内的遗传变异略低于品种间的遗传变异,而诱变籽莲、诱变花莲和常规籽莲品种内遗传变异均大于品种间的遗传变异,尤其是诱变籽莲、诱变花莲品种内遗传变异占总变异的分量分别超过了70%和60%,这种品种内的遗传变异,一方面对于莲的高产稳产具有重要的意义,另一方面也说明了从这些国内广泛栽培的品种以及新近育成的莲品种中可以直接进一步选育出更优良的新品种。     

珍稀濒危植物野生莲的适生分布区预测

基于野生莲（Nelumbo nucifera Gaertn.）136个分布点的数据和14个环境因子参数,运用规则集遗传算法（GARP）和最大熵（MaxEnt）两个生态位模型对他们在我国的适生分布区进行预测。结果显示：根据GARP和MaxEnt模型计算得到的ROC曲线下面积的AUC均值分别为0.861和0.964,其中MaxEnt模型的AUC值更大,预测结果更精准。MaxEnt模型预测结果表明,莲的最适分布区主要集中在四川、湖北、湖南等地的大部分地区,江西北部,以及黑龙江、辽宁、浙江、广东等地的小部分地区。刀切法（Jackknife）检测结果表明,影响莲适生分布区的主要环境因子包括：水汽压、海拔、年平均气温、多年平均降水量、最热季节平均温度、最冷季节平均温度、最干月降水量、最冷月最低温和最热月最高温等。适生区环境因子的统计分析结果显示,野生莲最适宜生长在海拔1~2216 m、年降水量丰富（1202.50 mm）、年均温约为16.19℃、最热月温度范围在24.60℃~35.10℃、最冷月均温不低于-0.53℃的地区。研究结果可为有效保护中国野生莲资源提供有利依据。     

莲藕主要营养品质和农艺性状的遗传分析

莲藕(NelumbonuciferaGaertn.)原产中国,品种资源丰富,在我国各地均有栽培,特别是黄河以南地区栽培更为广泛。黄国振〔1〕、王宁珠〔2〕等对莲藕细胞学及花莲的部分质量性状进行了遗传研究。武汉市蔬菜科学研究所在藕莲品种的改良中做了大量工作〔3〕,育成新品种8个。但对藕莲主要性状的遗传规律研究国内外未见报道。莲藕繁殖虽为无性繁殖,但可以通过有性杂交育种,实生苗播种后,无性繁殖一代即将性状固定。因此,对主要性状进行遗传分析,对有目的地进行杂交育种有特别重要的意义。为此,我们于1998年对17个藕莲品种的5个营养品质性状、15个农…     

莲的非可食用部分中生物碱分布

研究了莲的非可食用部分荷叶、莲子心、莲房、藕节、莲子壳和藕皮中生物碱的组分及含量。采用乙醇水溶液从非可食用部分提取生物碱,然后用高效液相色谱法进行测定。结果表明莲子心提取物中含有5种主要的生物碱,其中4种为莲心碱、异莲心碱、荷叶碱和甲基莲心碱。除莲子心外的其他部分的提取物组分较相似,都含有6～8种主要的生物碱。荷叶碱在荷叶中的含量最高,可达149.64μg/g;莲心碱、异莲心碱和甲基莲心碱在莲子心中的含量最高,分别为457.76、6155.85、1420.90μg/g。莲的六个非可食用部分中都含有5～8种主要的生物碱,有很好的开发利用价值。     

Short photoperiod induces dormancy in Lotus (Nelumbo nucifera)

BACKGROUND AND AIMS: Lotus (Nelumbo nucifera) has been cultivated as an ornamental and food plant in Japan for more than 1000 years. As large areas are required for its cultivation (approximately 2 m2 per plant), physiological research, such as into the effect of environmental factors on dormancy, has not been well studied until recently. In this paper, seedlings were used to examine environmental factors affecting dormancy induction. METHODS: In a first experiment, seeds were sown from 6 April to 6 October at 2-month intervals, and cultivated for 2 months in an unheated greenhouse. In a second experiment, seeds were prepared for germination on 16 November and 16 May and the seedlings were grown at 25 or 30 degrees C under natural daylength in phytotron growth rooms. After 1 month, the seedlings were cultivated at 20, 25 or 30 degrees C for a further month. The number of leaves and rhizome branches on the main stem were counted, and growth of rhizomes on the main stem was calculated using a rhizome enlargement index (= maximum internode diameter/internode length) after 2 months of culture in both experiments. KEY RESULTS: Rhizomes elongated without enlargement when the seeds were sown in April and June. Sowing the seeds in August and October resulted in rhizome enlargement from the tenth and fifth internodes, respectively. Rhizomes enlarged in the November-sowing but elongated in the May-sowing irrespective of temperature treatments under natural daylength in the phytotron rooms. The seedlings cultivated from May at 25-30 degrees C for 2 months had more leaves, and more rhizome branches and nodes than those cultivated from November. CONCLUSIONS: Short days led to induced dormancy in lotus.     

花莲种质资源形态性状多样性研究(英文)

对从国家种质资源圃中选取的40份花莲种质资源的19个形态性状进行了观察。结果发现花型、花瓣数、雌蕊是否瓣化、雌蕊瓣化程度和根茎颜色与花蕾形状呈显著正相关,其中花型、花瓣数和根茎颜色与花蕾形状呈极显著高度相关。通径分析表明现蕾期对花型有显著正向效应(0.552),其次是花瓣数(0.516)和根茎颜色(0.368)。与花型呈显著负相关的性状有花瓣长(-0.801)、现花期(-0.558)和叶宽(-0.451)。主成分分析显示前四个成分累计贡献率达65.68%。聚类分析将所有材料分为四组。     

莲藕干物质和氮磷钾养分的累积与分配研究

连续2年采用盆栽试验研究了莲藕（Nelumbo nucifera Gaertn）干物质和氮磷钾养分的累积与分配规律。结果表明：莲藕苗期以叶片生长并积累光合产物为主,膨大根状茎成型后,叶片、叶柄和根状茎中的干物质不断运输并贮存到膨大根状茎中,以产量形成为主,干物质累积总量增长呈＂慢-快-稳定＂的变化趋势;氮磷钾累积量与干物质累积量变化趋势一致,并与之呈极显著正相关,莲藕氮磷钾养分累积总量之比为1∶0.12∶1.31。移栽后97-160 d是莲藕产量形成的关键时期,不仅叶片、叶柄和根状茎中的氮磷钾随同干物质运输并贮存到膨大根状茎中,根系还从土壤中吸收更多的氮磷钾直接运输并贮存到膨大根状茎中,后者分别占同期氮磷钾累积量的69.8%、79.2%和75.0%。160 d膨大根状茎中干物质、氮、磷和钾累积量分别平均占植株总累积量的81.1%、85.2%、88.8%和80.2%。     

镉在莲各器官中累积规律的研究

莲子是我国重要的特产优质资源, 但莲等水生植物容易吸收积累重金属。为了探究莲对重金属镉的吸收积累特点, 利用盆栽外施不同浓度的镉(0, 1.0 mg·kg-1, 2.5 mg·kg-1)培养两个莲子品种, 检测分析镉对莲子生物量的影响及莲各器官中镉的含量。结果表明: 随着外施镉浓度的增加, 两种莲子生物量下降, 各器官中镉含量增加, 且与土壤镉含量呈正相关。各器官中镉含量差异明显, 根部镉含量最高, 莲壳中最低。根据GB 2762-2017, 当镉浓度为1 mg·kg–1时, 莲子中镉含量符合食品中污染物限量标准, 故莲可以在镉低污染区域种植。     

Genetic diversity and differentiation of lotus (Nelumbo nucifera) accessions assessed by simple sequence repeats

Nelumbo nucifera (lotus) is a perennial aquatic crop of substantial economical and ecological importance. Currently, the evaluation of the genetic variation of lotus germplasm accessions using codominant simple sequence repeat (SSR) markers is significant, and it is essential for understanding the population structure of N. nucifera. Here we report the genetic diversity and differentiation of 92 N. nucifera accessions (82 cultivated varieties and 10 wild lotus) using 50 polymorphic SSR markers. A total of 195 alleles were detected, with an average of 3.9 alleles/locus. The mean polymorphic information content (PIC) and the mean expected heterozygosity were 0.43 and 0.50, respectively. The genetic relationships among accessions were estimated using an unweighted pair‐group method with arithmetic average (UPGMA) cluster and principal coordinate analysis (PCA). Both methods revealed that the lotus accessions from China and those from its adjacent Asian countries formed a single cluster, respectively. The cultivated varieties were correlated with their major characteristics in cultivation (the seed, rhizome and flower type) rather than their geographic distribution. On the basis of the Bayesian model‐based analyses, two genetically distinct groups (the seed lotus group and the rhizome lotus group) were generated, with a strong differentiation between them (F_ST = 0.57). The seed lotus group exhibited higher genetic diversity than did the rhizome lotus group. The results herein indicated that the current levels of genetic diversity and differentiation between the lotuses have been greatly influenced by artificial selection.     

莲藕的化学成分与生物活性研究进展

对莲藕(Nelumbo nucifera Gaertn)不同组织(莲藕、荷花、荷叶、莲梗、莲子、莲心、莲蓬)的有效化学成分(类黄酮、酚类、生物碱、三萜、多糖、SOD、膳食纤维、挥发油)作了简要的综述,并对其主要的生物活性进行了归纳,以期对莲藕资源的综合利用提供理论依据。     

中国莲的偶线期核型分析

本研究建立了中国莲偶线期染色体的核型,为研究莲的减数分裂过程及分子细胞遗传学研究提供基础。