5种甘草属植物花序和种子生产的位置效应及繁殖资源分配模式初步研究

以种植于新疆石河子的光果甘草( Glycyrrhiza glabra Linn.)、胀果甘草( G. inflata Batal.)、乌拉尔甘草( G. uralensis Fisch.)、黄甘草( G. eurycarpa P. C. Li)和蜜腺甘草( G. glabra var. glandulosa X. Y. Li)为研究对象,对植株不同部位的花序数量、花序正常发育率、每花序单花数量和果穗干质量,以及植株不同部位和花序不同部位的生物量投入比、座果率、结籽率、种子投影面积和种子千粒质量进行测定;在此基础上,对供试5种甘草属( Glycyrrhiza Linn.)植物的繁殖资源分配模式和种子生产策略进行分析。结果表明：同一植株内,光果甘草、乌拉尔甘草、黄甘草和蜜腺甘草的花序数量、花序正常发育率、每花序单花数量和果穗干质量从植株下部到上部总体上依次递减,而胀果甘草植株不同部位间这4项指标总体上无显著差异。同一植株内,胀果甘草植株中部的生物量投入比和座果率均较高,但其生物量投入比、座果率和结籽率在植株不同部位间均无显著差异;而供试另4种植物的生物量投入比、座果率和结籽率从植株下部到上部总体上依次递减。同一花序内,胀果甘草花序中部的生物量投入比明显高于花序上部和下部,座果率从花序下部到上部依次递减,结籽率则在花序不同部位间无显著差异,而供试另4种植物的生物量投入比、座果率和结籽率从花序下部到上部总体上依次递减。供试5种植物的种子投影面积和种子千粒质量在植株不同部位间和花序不同部位间均无显著差异。综合研究结果显示：在资源竞争、结构效应和花粉限制的影响下,供试5种甘草属植物存在2种不同的资源分配模式和种子生产格局。其中,光果甘草、乌拉尔甘草、黄甘草和蜜腺甘草通过减少对晚发育的花或果实的资源投入来保障早发育的花或果实获得较多的资源,达到繁殖成功的目的;而胀果甘草则采取对花和果实随机败育的方式减小资源竞争的压力,这2种繁殖资源分配模式和种子生产策略对提高甘草属植物的繁殖成功率具有重要作用。     

光果甘草与乌拉尔甘草清除活性氧能力的比较

采用化学发光法测定了光果甘草（Glycyrrhiza glabra L.）与乌拉尔甘草（G.uralensis Fisch.）中总黄酮和总皂甙对3种重要活性氧（O2^-、OH和H2O2）的清除能力,其中光果甘草对活性氧的清除能力超过乌拉尔甘草;黄酮类化合物对3种活性氧的清除能力强于皂甙类化合物。因此,若以清除活性氧为应用目标,应尽量使用光果甘草。     

不同栽培龄期光果甘草不同部位总黄酮含量的分析

光果甘草(Glycyrrhiza glabra L.)为甘草属(Glycyrrhiza L.)多年生草本植物,是药用甘草的原植物之一[1].甘草属植物所含的黄酮类成分具有抗血栓、抗氧化、抗肿瘤、抗衰老、增加白细胞、抗动脉硬化、抗心律失常和抑制HIV等作用[2-5];光果甘草中的黄酮类成分光甘草定具有良好的抗氧化、抗炎及抗菌作用,应用前景广阔[6].目前关于光果甘草总黄酮含量已有一些报道[7-8],但有关生长年限对栽培光果甘草总黄酮含量的影响却很少报道[9-10],尤其是对不同栽培龄期光果甘草在不同采集时间各部位总黄酮含量的变化规律缺乏较全面的研究,致使光果甘草药材生产缺乏有力的理论指导依据.     

甘草属分类系统与新分类群的研究

作者根据化学成分与比较形态学相结合的原则,提出甘草属(Glycyrrhiza L.)的新分类系统。通过研究本属种质资源,本文命名6个新种:阿拉尔甘草(G.alalensis X.Y.Li,sp.nov。),无腺毛甘草(G.eglandulosa X.Y.Li,sp.nov.),紫花甘草(G.purpureiflora X.Y.Li,sp.nov.),垂花甘草(G.nutantiflora X.Y.Li,sp.nov.),平卧甘草(G.prostraca X.Y.Li et D.C.F.sp.nov.),疏花甘草(G.laxiflora X.Y.Li et D.C.F.sp.nov。),归并了Meristotropis Fisch.et Mey.和Glycyrrhizapsis Boiss.。并将以上两属的3个种作了重新组合:对粗毛甘草(G.aspera Pall.)作了重新描述,对圆果甘草(G.squamulosa Franch.)作了补充描述。     

甘草生物碱成分的分析及含量测定

研究对主要药用甘草即乌拉尔（G.uralensis）、光果甘草（G.inflata）、胀果甘草（G.palliadiflora）、刺果甘草（G.pallidiflora）的根中生物碱成分进行了分析研究。结果表明：生物碱成分为喹啉衍生物类及异喹啉衍生物类,总含量平均为0.29%,此结果为生物碱类药物的生物及甘草的进一步开发利用提供科学依据。     

甘草属2种植物的核型研究

用光学显微镜观察了豆科(Leguminosae)甘草属(Glycyrrhiza)2种荒漠植物的染色体,研究结果表明,黄甘草(G.eurycarpa P.C.Li)、腺荚甘草(G．korshinskii G．Grig)的体细胞染色体数目均为2n＝16,核型公式2n＝2x＝16＝16m,属于Stebbins核型的“lA”型。     

盐生植物胀果甘草和光果甘草对UV-B以及盐胁迫的不同响应

盐胁迫及增强的UV-B辐射(280~320 nm)是影响干旱地区植物生长及生存的重要环境因子。在本研究中,研究单独的UV-B辐射和不同浓度盐胁迫及其复合作用对两种甘草属盐生植物(胀果甘草Glycyrrhiza inflata Bat.和光果甘草Glycyrrhiza glabra L.)的种子萌发、幼苗的抗氧化酶活性、丙二醛、脯氨酸、酚类物质含量以及生长相关指标的影响进行了分析。结果表明:UV-B辐射对两种植物的种子萌发都没有显著性影响,但是高盐胁迫的存在明显降低了它们的3种萌发相关参数,而胀果甘草表现出比光果甘草更快的萌发速率;两种甘草属植物除了地上及地下部分的干重外,其根长、株高、地上、地下部分鲜重都明显受高盐胁迫及其与UV-B复合作用的影响而降低。在本研究中所有的胁迫条件下,尤其是UV-B强辐射,都造成了胀果甘草的脂质过氧化,而光果甘草的脂质过氧化仅受到UV-B和高盐复合胁迫的影响。所有的胁迫条件都增加了两种植物的脯氨酸含量,而最高含量出现在两种植物的高盐胁迫组和UV-B处理的胀果甘草组中。不同胁迫处理对两种甘草的抗氧化酶系统有不同的效应,盐胁迫明显提高两种甘草的POD活性及光果甘草的SOD活性,但使光果甘草CAT活性明显降低。所有胁迫条件下植物的花青素及类黄酮类物质含量都得到了提升,而增强的UV-B辐射条件下最明显。从以上结果可以看出,两种甘草的生物量都没有受到胁迫环境的影响,这可能和脯氨酸、酚类物质及抗氧化酶所发挥的保护效应有关。此外,胀果甘草对盐胁迫以及UV-B胁迫的耐受性要高于光果甘草。     

中国种子植物省级分布新记录(一)

报导了凤仙花科、十字花科、豆科、桑科、葡萄科、冬青科和兰科共15种2变种植物在我国4个省区的分布新记录.其中四川分布新记录有槽茎凤仙花(Impatiens sulcata Wall.)、总状凤仙花(Impatiensracemosa DC.)和云南甘草(Glycyrrhiza yunnanensis Cheng f.et L.K.Dai ex P.C.Li.);湖南分布新记录有管茎凤仙花(Impatiens tubulosa Hemsl.)、瑶山凤仙花(Impatiens macrovexilla var.yaoshanensis S.X.Yu,Y.L.Chen&H.N.Qin,)、山地凤仙花(Impatiens monticoia Hook.f.)、日本山嵛菜(Eutrema tenue Makino)、昌化泡果荠(Hilliella changhuaensis Y.H.Zhang)、糙毛假地豆(Desmodium heterocarpon(Linn)DC.)、少脉爬藤榕(Ficussarmentosa Buch.-Ham.ex J.E.SM.var.thunbergii(Maxim.)Corner)、掌裂...     

光果甘草与乌拉尔甘草开花与传粉方式对生殖及种间关系的影响

通过对光果甘草和乌拉尔甘草花期物候和访花昆虫行为的观察及人工授粉实验,探讨开花模式及传粉方式对生殖成功及种间关系的影响。结果表明:(1)两种甘草的种群水平花期重叠时间长达21d,均表现出"集中大量开花"模式,但乌拉尔甘草呈现分批渐次开花趋势,这对提高生殖成功率,避免近交衰退,维持物种的稳定具有重要意义。(2)两种甘草的访花昆虫在种类和数量上有所不同,但具有共同传粉者——宽板尖腹蜂、意大利蜂和紫木蜂。(3)以乌拉尔甘草为母本、光果甘草为父本的种间杂交结实率为48.3%;以光果甘草为母本、乌拉尔甘草为父本的种间杂交结实率为39.4%,说明种间杂交亲和,不存在生殖障碍。研究认为,花期重叠、共有传粉昆虫及种间杂交亲和使光果甘草与乌拉尔甘草自然种群杂交种的形成成为可能。     

中国香港17种植物新记录

报道了香港17种植物新记录:无配膜叶铁角蕨[Hymenasplenium apogamum (N.Murak.Hatan.) Nakaike]、似薄唇蕨(Leptochilus decurrens Blume)、穿心藤[Amydrium hainanense (H.Li,Y.ShiaoS.L.Tseng) H.Li]、毛背桂樱[Laurocerasus hypotricha (Rehder) T.T.YuL.T.Lu]、寒莓(Rubus buergeri Miq.)、毛果青冈(Quercus pachyloma Seemen)、粉绿柯(Lithocarpus glaucus ChunC.C.Huang ex H.G.Ye)、龙眼柯(L.longanoides C.C.HuangY.T.Chang)、豆叶九里香(Murraya euchrestifolia Hayata)、崖柿(Diospyros chunii F.P.MetcalfL.Chen)、打铁树[Myrsine linearis (Lour.) Poir.]、针齿铁仔(M.semiserrata Wall.)、疏齿木荷(Schima remotiserrata Hung T.Chang)、台湾醉魂藤(Heterostemma brownii Hayata)、华南水壶藤[Urceola napeensis(Quint.) D.J.Middleton]、斜果挖耳草(Utricularia minutissima Vahl)、馥芳艾纳香(Blumea aromatica DC.);其中,醉魂藤属(Heterostemma WightArn.)为香港新记录属。同时描述了每种植物的生境、主要识别特征以及与相似种的区别。多数新记录种都发现于山地或沟谷中的偏僻生境。对这些生境的持续探索有望进一步丰富香港的植物类群。     

甘草营养成份的分析研究

本文通过化学分析法分别对乌拉尔甘草,刺毛甘草,光果甘草,胀果甘草,刺果甘草的地上,地下部分的脂肪,灰分,水分,果胶,维生素C等营养成份进行了测试分析。     

江西省武功山地区种子植物新资料

报道产自武功山地区的6种新记录种子植物,包括江西省新记录种子植物4种:望春玉兰(Magnolia biondii Pampan.)、桑叶葡萄(Vitis heyneana subsp.ficifolia(Bunge)C.L.Li)、湖南黄芩(Scutellaria hunanensis C.Y.Wu)、疏花车前(Plantago asiatica L.subsp.erosa(Wall.)Z.Y.Li),以及武功山地区新记录种子植物2种:肾萼金腰(Chrysosplenium delavayi Franch.)和佛光草(Salvia substolonifera Stib.),并对每种新记录植物的主要分类特征、价值以及植物地理意义进行了讨论,凭证标本均保存于吉首大学植物标本馆(JIU)和中山大学标本室(SYS)。     

甘草属种间杂交种叶绿体DNA父系遗传的发现及分析

通过对甘草属乌拉尔甘草(Glycyrrhiza uralensis)、光果甘草(G.glabra)、胀果甘草(G.inflata)及其人工杂交种组合G.uralensis♀×G.glabra♂、G.glabra♀×G.uralensis♂、G.uralensis♀×G.inflata♂、G.inflata♀×G.uralensis♂共68份材料的核基因ITS序列、叶绿体rbc L、mat K、trn H-psb A基因的序列分析,探讨了甘草属叶绿体DNA遗传方式。结果表明:(1)亲本种和人工杂交种ITS序列长度均为614 bp,其中34份人工杂交种ITS序列存在4处变异位点,且人工杂交种均检测出来自父本、母本ITS序列相同位点碱基的叠加,检测率为100%。(2)亲本种与人工杂交种的叶绿体基因rbc L、mat K、trn H-psb A序列长度相同,共有4处变异位点,人工杂交种在变异位点处的碱基与其相对应的父本碱基一致率高达97.1%。以上结果说明,该研究获得34份人工杂交种为100%杂交成功的F_1子代,核基因ITS序列可用于甘草属杂交种的遗传鉴定;甘草属叶绿体rbcL、mat K、trn H-psb A基因具有父系遗传特性,推测甘草属质体的遗传方式主要表现为父系遗传,这种质体遗传方式的发现为甘草属杂交种和遗传多样性研究提供了新的认识,也为杂交种的亲本鉴定提供分子依据。     

光果甘草查尔酮异构酶基因的克隆及序列分析

目的:对光果甘草黄酮代谢途径中的关键酶查尔酮异构酶(CHI)进行基因克隆和序列分析。方法:取新鲜光果甘草主根,立即投入液氮,作为提取RNA的植物材料;用植物RNA提取试剂盒提取光果甘草总RNA,用逆转录试剂盒对其逆转录得cDNA;根据文献报道的乌拉尔甘草CHI序列设计特异性引物,扩增光果甘草CHI基因并测序;用生物信息学软件对所得序列进行分析。结果:扩增得到22条光果甘草CHI基因cDNA序列,其编码区全长为690bp,编码229个氨基酸残基。DNAMAN比对表明22条光果甘草cDNA序列间存在16个变异位点,一致性为99.67%,可分为7种单倍型,其中单倍型1为主流单倍型,所占比重为45.5%;氨基酸序列间存在10个变异位点,一致性为99.38%。生物信息学分析表明光果甘草CHI基因编码蛋白为稳定性亲水蛋白,相对分子质量为24 000,等电点为5.56~6.76,不含信号肽,无跨膜区,保守结构域包含一个查尔酮超家族结构域,二级结构以α螺旋和无规卷曲为主。MEGA 5.0同源性分析显示光果甘草7种CHI单倍型间亲缘关系良好且与同属植物乌拉尔甘草的进化关系最近,与蕨类植物香鳞毛蕨的进化关系最远。结论:克隆了光果甘草CHI基因并对其进行了序列分析,为进一步探究CHI基因对甘草苷生物合成的分子调控机制奠定了基础。     

广东省种子植物分布新资料(三)

报道广东省种子植物分布新记录 5 种,即土佐景天(Sedum tosaense Makino.)、浙江木蓝(Indigofera parkesii Craib)、墙草(Parietaria micrantha Ledeb.)、寻乌阴山荠[Yinshania sinuata subsp. qianwuensis (Y. H. Zhang) Al-Shehbaz et al.]和浙江乳突果[Biondia microcentra (Tsiang) P. T. Li],其中墙草属(Parietaria L.)为新分布属,均发现于广东丹霞山国家级自然保护区。新记录的发现丰富了广东省种子植物种质资源,同时为丹霞山的植物多样性与区系发生研究提供依据。     

国产甘草属植物的RAPD分析及其分类学研究

应用RAPD技术,探讨甘草属(G ly cy rrh iza L.)13种1变种30个植物类群的遗传差异和几个争议种的分类地位。从60个随机引物中筛选出14个多态性好的引物进行RAPD实验,DNA片段的二态数据用U PGM A聚类法构建系统发育树。共扩增出250条带,多态性带204条,约占总数的81.7%。聚类结果显示RAPD分子标记构建的系统发育树与经典分类系统一致。甘草属植物具有丰富的遗传多样性,同种内不同居群间的遗传分化较大。黄甘草、胀果甘草、乌拉尔甘草三者亲缘关系较近,平卧甘草与粗毛甘草存在很大的遗传差异,作为独立种较合理。RAPD标记可为甘草属植物的系统分类研究提供分子生物学依据。     

广西维管植物分布新记录

该文报道了广西维管植物新记录9种，即刻节润楠(Machilus cicatricosa S. Lee)、四瓣马齿苋(Portulaca quadrifida L.)、腺果藤(Pisonia aculeata L.)、阳春山龙眼(Helicia yangchunensis H. S. Kiu)、小鹿藿[Rhynchosia minima(L.) DC.]、白皮素馨(Jasminum rehderianum Kobuski)、宿苞厚壳树(Ehretia asperula Zoll. et Mor.)、卵叶线柱兰(Zeuxine ovalifolia L. Li&S. J. Li)和羽状穗砖子苗(Cyperus javanicus Houtt.)。文中还提供了识别特征和彩色照片，并列出了每个种的标本引证及地理分布。     

中国蛇床属植物研究

经研究整理,我国蛇床属(Cnidium Cuss.)植物有4种,2变种:蛇床(C.monnieri(L.)Cuss.),碱蛇床(C.salinum Turcz.),兴安蛇床(C.dahuricum(Jacq.)Turcz.ex Fisch.et Mey.),滨蛇床(C.japonicum Miq.),台湾蛇床(C.monnieri var.formosana(Yabe)Kitag.)和根茎碱蛇床(C.salinum var.rhizomaticum Ma),对原属蛇床属的两个种做了名称新组合:辛家山亮蛇床(Selinum sinchianum(Fu)Yuan et Li),无油管亮蛇床(Selinum nullivittatum(Fu)Yuan et Li)。对上述种类进行了分类研究、果实显微及扫描电镜观察和花粉粒扫描电镜观察。     

胀果甘草的化学成分

本文报道从甘肃产胀果甘草（Glycyrrhiza inflata Bat.)中分出12种成分,其中8种为黄酮类化合物,即甘草查尔酮甲（licochalcona A.),甘草查尔酮乙（licochalcone B),甘草黄酮（licoflavone),甘草甙（liquiritin),甘草甙元（liquiritigenin),异甘草甙元（isoliquiritigenin),芒柄花甙（ononin)和4,7－二羟基黄酮（4,7－dihydroxyflavone),另外3种为三萜类化合物,即甘草酸（glycyrrhizic acid),甘草次酸（glycyrrhetinic acid)和11－脱氧甘草次酸（11－deoxyglycyrrhetinic acid)以及β-谷甾醇（－sitosterol)。其中除甘草查尔酮甲外,其余均为首次从胀果甘草中分得,4,7－二羟基黄酮和芒柄花甙为首次从本属植物中分得。     

胀果甘草的化学成分

本文报道从甘肃产胀果甘草（Glycyrrhiza inflata Bat.)中分出12种成分,其中8种为黄酮类化合物,即甘草查尔酮甲（licochalcona A.),甘草查尔酮乙（licochalcone B),甘草黄酮（licoflavone),甘草甙（liquiritin),甘草甙元（liquiritigenin),异甘草甙元（isoliquiritigenin),芒柄花甙（ononin)和4,7－二羟基黄酮（4,7－dihydroxyflavone),另外3种为三萜类化合物,即甘草酸（glycyrrhizic acid),甘草次酸（glycyrrhetinic acid)和11－脱氧甘草次酸（11－deoxyglycyrrhetinic acid)以及β-谷甾醇（－sitosterol)。其中除甘草查尔酮甲外,其余均为首次从胀果甘草中分得,4,7－二羟基黄酮和芒柄花甙为首次从本属植物中分得。