人为扰动对乌拉尔甘草不同部位甘草酸与总黄酮含量的影响

人为扰动对甘草不同部位甘草酸含量和总黄酮含量均有较大的影响。即使是轻度的人为扰动 (土壤翻松 1次 )也会导致野生甘草的甘草酸含量明显下降 ,尤其对地下根茎 (兼有运输和储存功能 )中的甘草酸的积累影响最大。重度扰动栽培甘草各部位的甘草酸含量均较低 ,相对而言黄酮类物质的积累速率高于甘草酸 ,表明土壤扰动因素对甘草酸的形成与积累的影响大于总黄酮的形成与积累。无扰动野生甘草和轻度扰动野生甘草总黄酮含量从地上到地下呈下降趋势 ,而重度扰动栽培甘草的叶和不定根各有一个含量较高的部位 ,据此推断叶和不定根 (含毛状根 )是黄酮类物质的主要产生部位 ;具有输导功能的地上茎、复叶柄中总黄酮含量较低且波动较大。人为扰动对不同土壤深度甘草主根中甘草酸含量和甘草总黄酮含量的变化规律影响较小。无扰动野生甘草和轻度扰动野生甘草主根在 1.0～ 2 .0 m深度甘草酸含量分布较高是对该生境不同土壤深度长期适应的结果 ,而重度扰动栽培甘草主根可能尚未达到相应的土壤深度 ,因而表现为 1.0 m以下深层土壤中甘草酸含量较高。总之 ,旨在改善甘草生长条件的人为扰动对甘草酸和总黄酮的积累具有消极影响 ,适当的胁迫环境条件对提高药用植物的品质有益     

野生与栽培乌拉尔甘草不同部位甘草酸含量分析

采用超声提取法结合高效液相色谱(HPLC)对黑龙江省西部野生与栽培乌拉尔甘草不同部位的甘草酸含量进行测定,结果表明:超声方法提取甘草酸是便捷、有效的方法之一,最佳提取条件为50%甲醇提取液,超声提取45m in。甘草地下部分甘草酸含量较高,野生甘草的甘草酸含量主根 > 横根茎 > 不定根 > 垂根茎;栽培甘草则为不定根 > 主根 > 横根茎;总体上看地上部分甘草酸含量是微量的,其中叶的甘草酸含量相对较多,地上茎、种子等器官甘草酸含量较低。无论野生甘草还是栽培甘草, 10月份甘草地下部分甘草酸含量大于5月份,并且这种差别在栽培甘草中表现更明显。人工管理措施对甘草酸含量具有较大影响,野生甘草和栽培甘草经过土壤翻松和良好的田间管理模式反而使甘草酸含量下降,按种植农作物模式对栽培甘草进行管理对提升甘草酸含量效果不佳,给予一定的环境胁迫可以提高甘草酸的含量。在黑龙江省西部,野生甘草主根在1.0~2.0 m深度为甘草酸含量分布较高的部位;栽培甘草主根甘草酸含量随土壤深度的增加而增加,其根尾的甘草酸含量最高,表明栽培甘草主根尚未伸长到其甘草酸含量最高的土壤深度。     

松嫩平原碱化草甸旱地生境芦苇种群的芽流和芽库动态

在松嫩平原碱化草甸,旱地生境芦苇种群的根茎分布在土层约1m的不同深度,一般可生活6个年度,个别根茎可存活7～9年,乃至更长的时间.通过芦苇根茎芽调查,创建了植物种群的芽流模型.提出了采用当年1龄级根茎芽的输入率与其它龄级休眠芽库存率之和估计芦苇种群芽库贮量动态的方法.结果表明,随着生长季的进程,芦苇种群芽库输入率呈不断增加趋势,而萌发输出率呈不断减少的趋势,死亡输出率则大体保持相同的较低水平.至休眠前期的9月底,芽库输入率已为输出率的2.04倍.在松嫩平原碱化草甸旱地生境,芦苇种群各龄级根茎的休眠芽有一个稳定的萌发输出过程.定量分析结果表明,芦苇种群不同龄级根茎的休眠芽每年都有11%的比率萌发形成1龄级新根茎.1龄级根茎顶端翌年发育为分蘖株后,可为直接相连接的老龄级根茎就近输送养分,从而实现老龄级根茎芽的活力.     

朝鲜淫羊藿（Epimedium koreanum Nakai）不同生境种群生物量与更新潜力

朝鲜淫羊藿（Epimedium koreanum Nakai）为重要药用植物资源,由于种子繁殖问题较大,而尚未实现真正的人工栽培,野生资源在长期过度利用中已遭到一定的破坏。研究结果表明：朝鲜淫羊藿的有性生殖能力较弱,平均开花和结果率分别不超过8%和6%,最低开花和结果率均在次生杂木林下,分别仅有2%和0.8%。朝鲜淫羊藿主要以无性繁殖维持种群更新和增长,其中,2龄根茎无性繁殖活力最高,其产生的潜伏芽和1龄根茎数量平均占80%以上;3龄和4龄根茎产生的潜伏芽和1龄根茎数量显著减少,而4龄根茎的潜伏芽100%不能发育成1龄根茎;5龄以后的根茎不再有无性繁殖活力。朝鲜淫羊藿无性繁殖潜伏芽数量具有较大冗余性,并随着根茎龄级的增高和生境条件的变差其冗余性也增大。另外,朝鲜淫羊藿的开花率、结果率和根茎产生潜伏芽及1龄根茎数量,均随生境条件的不适宜性增强和根茎龄级增大而变异系数明显增大,说明生境条件变差和生理功能衰退导致其种群增殖的不确定性增加,而有序性降低。总之,朝鲜淫羊藿是极易遭到利用威胁的易危物种,应注意对野生资源利用强度和方式的研究与控制。[编者按]     

甘草生活史型的划分

探讨了甘草生活史型的定性和定量划分方法并对其结果进行了对比,结果如下:生活史型定性划分法基于生态幅与扰动程度对甘草生活的生境进行划分,将野生甘草、半野生甘草和栽培甘草分别划分为C、CVS和S生活史型。生活史型定量划分法是将生长于不同生境中甘草的营养生长、克隆生殖和有性生殖形态性状参数进行主成分分析,根据主成分得分比例划分生活史型。野生甘草定量划分结果为C0.4552S0.3150V0.2297型,总体上趋于C型生活史型;半野生甘草划分结果为C0.3540V0.3534S0.2926型,其营养生长、无性生殖和有性生殖发育比较均衡,属于CVS过渡生活史型;栽培甘草划分结果为V0.8931S0.0569C0.0500型,为比较典型的V生活史型。栽培甘草的定性、定量划分结果不一致的原因主要在于生长年限太少,克隆生殖和有性生殖均不发达。对植物生活史型的定量划分方法比定性划分法更为可靠、客观。     

野生与栽培甘草不同部位甘草酸分布特点及其意义

研究了乌拉尔甘草（Glycyrrhiza uralensis）不同部位的甘草酸分布特点及动态变化。野生及栽培甘草地下部分甘草酸含量较高,其中不定根中甘草酸含量与主根接近。野生甘草与栽培甘草地下部分甘草酸含量的月变化规律相似,且根茎中甘草酸含量比主根、不定根变化幅度大。在一个生长季中,栽培甘草主根甘草酸以10月份含量最高,表明秋末是最佳采收期。栽培甘草主根在1．0m土壤深度甘草酸含量较高且有继续增加的趋势,故直接播种方式种植甘草不利于根系采收,造成资源浪费,需要探索更有效的甘草栽培技术。     

野生与栽培甘草不同部位甘草酸分布特点及其意义

研究了乌拉尔甘草(Glycyrrhiza uralensis)不同部位的甘草酸分布特点及动态变化。野生及栽培甘草地下部分甘草酸含量较高, 其中不定根中甘草酸含量与主根接近。野生甘草与栽培甘草地下部分甘草酸含量的月变化规律相似, 且根茎中甘草酸含量比主根、不定根变化幅度大。在一个生长季中, 栽培甘草主根甘草酸以10月份含量最高, 表明秋末是最佳采收期。栽培甘草主根在1.0 m土壤深度甘草酸含量较高且有继续增加的趋势, 故直接播种方式种植甘草不利于根系采收, 造成资源浪费, 需要探索更有效的甘草栽培技术。     

东北草地异质生境芦苇种群根茎芽年龄结构及输出规律

为明确异质生境条件下芦苇种群根茎芽年龄结构及输出规律,揭示芦苇种群的营养繁殖特性,采用单位土体挖掘取样,分别计数各龄级根茎芽的调查与统计方法,对东北草甸草原草甸土和盐碱土两个生境单优群落芦苇种群根茎芽动态进行比较分析。结果表明,两个生境芦苇种群根茎芽库主要均由6个龄级组成;草甸土生境在6—10月均为增长型年龄结构;盐碱土生境6—7月份为衰退型年龄结构,8月份为稳定型年龄结构,9—10月份为增长型年龄结构。根茎芽数量1—4a普遍以草甸土生境高于盐碱土生境,5—6a普遍以盐碱土生境高于草甸土生境,各龄级根茎芽数量与月份之间均符合y=a+bx直线关系(P0.05)。随着龄级的增加,休眠芽比率呈逐渐下降趋势,而萌发芽比率则呈逐渐上升趋势,5个生育期的休眠芽比率和萌发芽比率与龄级之间均符合y=a+bx直线关系(P0.01)。各龄级根茎的休眠芽具有一个相对稳定的萌发输出过程,草甸土生境根茎休眠芽按每年11%的比率萌发输出,而盐碱土生境根茎休眠芽按每年7%的比率萌发输出。虽然芦苇种群根茎芽年龄结构及年龄谱在异质生境中存在显著差异,但却有着相同的季节变化规律,均以不断形成新根茎的芽来维持着种群的营养繁殖更新。     

纳米银对紫萍休眠芽萌发、存活和生长的影响

纳米银(AgNPs)是一种潜在的新型环境污染物,本研究以紫萍(Spirodela polyrhiza (L.) Schleid)休眠芽为实验材料,研究AgNPs对休眠芽萌发率、存活率及叶状体数目、面积和叶绿素含量等指标的影响,并对各项指标的半数效应浓度(EC₅₀)进行比较。结果显示,AgNPs可以抑制紫萍休眠芽的萌发,高浓度(10 mg/L)时可造成休眠芽死亡率显著增加。紫萍休眠芽萌发后叶状体数目和叶状体面积、色素含量均随浓度增加逐渐降低,表现出剂量效应,且叶绿素a对AgNPs最敏感。研究结果表明AgNPs对水生植物紫萍无性繁殖体的萌发和生长都具有抑制作用,具有一定的生态风险。     

外部干扰对根茎型克隆植物甘草自然种群植株生长及主要药用成分含量的影响

克隆植物, 特别是游击型克隆植物, 其分株在一定时间段往往通过连接结构(即间隔子)连接在一起形成克隆网络, 基于克隆网络的克隆植物特性显著提高了克隆植物应对外部干扰的能力。长期封育禁牧使得甘草(Glycyrrhiza uralensis)自然种群免受外部干扰, 却并没有促使受破坏的甘草自然种群快速恢复。因为克隆整合、克隆储存及克隆分株的选择性放置等克隆植物特性的存在, 适度的外部干扰有利于根茎型克隆植物甘草的生长与繁衍。但外部干扰与克隆植物特性在甘草种群恢复中的作用及其机理目前并不清楚。该研究以甘草自然种群为研究对象, 通过野外控制实验进行模拟动物采食和人工采挖干扰, 探讨不同程度干扰对甘草自然种群生长和主要药用成分含量的影响。结果表明在中度放牧采食干扰或者人工采挖干扰下, 甘草自然种群的分株密度、高度和地上生物量与对照相比均没有显著差异, 甘草表现出等补偿生长; 而在不同类型的重度干扰下, 甘草产生的响应不一致。重度放牧采食干扰下甘草表现出欠补偿生长, 而重度人工采挖干扰下甘草表现出超补偿生长。克隆植物特性在甘草应对外部干扰过程中发挥着重要作用。外部干扰一定程度上提高了甘草中甘草苷和甘草酸的含量, 从而提升了药材的品质。进一步的研究应该关注于甘草自然种群与环境因子之间的关系, 解析甘草自然种群退化的原因, 提出相应的复壮技术, 探讨可持续利用的管理模式。     

黑龙江省西部乌拉尔甘草总黄酮含量的动态变化研究

采用超声提取和分光光度法对黑龙江省西部地区乌拉尔甘草不同部位的总黄酮含量进行测定,并对其季节变化进行了分析,研究结果表明:采用50%甲醇溶液提取,超声45 min对甘草总黄酮提取效果较好,适于进行大批量样品的提取测定.无论是野生甘草还是栽培甘草,在一个生长季中,叶的总黄酮含量最高,而地下部分含量则相对较低.在5～10月期间,叶的总黄酮含量逐渐下降,而地下部分总黄酮含量如根和根茎具有上升的趋势.甘草各部位总黄酮含量在不同生长季存在波动现象,尤其在具有运输功能的部位如复叶柄、地上茎表现更为明显.野生甘草不同部位的总黄酮含量的波动可能与有性繁殖有关,而栽培甘草的总黄酮含量的波动可能与无性生殖有关.     

Distinction between cultivated and wild chicory gene pools using AFLP markers

The cultivation area of industrial chicory, Cichorium intybus L. cv Sativum, coincides with the natural distribution area of its wild relative, C. intybus L., which could lead to gene flow between wild and cultivated types. The genetic diversity within and between the two types has therefore been studied using AFLP genotyping of samples from 12 wild populations collected in Belgium and ten commercial varieties. The genotyping of 233 individuals allowed the identification of 254 AFLP markers. Similar levels of genetic diversity were observed within wild populations and cultivated varieties, suggesting the absence of any strong bottleneck in the history of the cultivated types. The phylogenetic analysis pointed to a monophyletic origin of cultivated varieties as compared to the local wild populations studied, hence the two types of chicory form two separate gene pools. The genotyping of some individuals sampled in ruderal sites clearly showed that they belong to the cultivated gene pool, which suggests the existence of feral or weedy types. The low differentiation observed among wild populations indicates that gene flow might be important in this species.     

Detection of ribosomal DNA sites in lentil and chickpea by fluorescent in situ hybridization.

Hybridization sites of an rDNA probe coding for the 18S, 5.8S, and 26S genes were detected on lentil and chickpea somatic chromosomes using fluorescent in situ hybridization. One pair of hybridization sites was detected in cultivated lentil Lens culinaris L. and wild lentil L. orientalis (Boiss.) Hand.-Mazz., and in both the hybridization sites of the ribosomal probe correspond to the secondary constriction. In cultivated chickpea Cicer arietinum three pairs of rDNA sites were detected and in the wild C. reticulatum two pairs were detected. The karyotypic relationship between the cultivated C. arietinum and its wild progenitor C. reticulatum is discussed.     

The origin and fate of morphological intermediates between wild and cultivated soybeans in their natural habitats in Japan

The spread of transgenes into the genome of wild soybean is a concern when transgenic and wild soybeans are planted sympatrically. The objectives of this study were to investigate the origin and fate of morphological intermediates between wild and cultivated soybeans in their natural habitats in Japan. Twenty nuclear microsatellite and two chloroplast dCAPS markers were used to evaluate genetic variation of 468 wild, 17 intermediate, and 12 cultivated soybean samples collected from six sites between 2003 and 2006. Allelic differentiation of microsatellite markers between wild and cultivated soybeans was sufficient to detect their hybrids. Based on levels of observed heterozygosity, intermediate soybean plants were from two generations: either F₁ or an early segregating generation. Genetic admixture analysis and parentage assignment analysis revealed that the parents of all intermediate soybean plants could be assigned to a particular wild soybean plant and late‐maturing cultivar. The chloroplast DNA haplotypes revealed that all intermediate soybean plants originated from gene flow from cultivated to wild soybeans at all sites. Based on monitoring at both the phenotypic and molecular levels, hybrids quickly disappeared from natural habitats, and secondary gene flow from these plants to wild soybean was not detected. Thus, while gene flow from transgenic soybean into wild soybean can occur, gene introgression appears to be rare in natural habitats in Japan. This is the first report on the detection of gene flow from cultivated to wild soybean at the molecular level.     

荞麦属种间13S球蛋白基因序列比较研究

荞麦13S球蛋白是荞麦种子中的一类主要贮藏蛋白。本研究选用荞麦属植物甜荞栽培种及其野生类型、苦荞栽培种及其野生类型、毛野荞、左贡野荞、细柄野荞和硬枝万年荞6个种共44份材料,进行PCR特异性扩增、测序得到荞麦13S球蛋白基因的保守片段序列。对序列进行差异分析,结果发现44份供试材料13S球蛋白基因片段的285个排列位点中不变位点为24个,多态性位点S为261个(含简约信息位点数198个和单型可变位点63个),序列总突变位点Eta为503个。野生甜荞种内13S球蛋白基因序列差异明显高于栽培甜荞,但野生苦荞种内13S球蛋白基因序列差异仅稍高于栽培苦荞。推测其一方面可能与繁殖方式有关,另一方面可能与荞麦驯化过程中通常只有少数野生型群体被驯化有关。系统聚类分析发现栽培甜荞与野甜荞亲缘关系近,与左贡野荞亲缘关系次之;栽培苦荞与野苦荞亲缘关系近,与毛野荞亲缘关系次之;细柄野荞和硬枝万年荞的13S蛋白基因片段序列差异较小,说明其亲缘关系较近。上述结果为荞麦属种间遗传多样性与进化关系研究提供了理论依据。     

Testing the cultivar vigor hypothesis: comparisons of the competitive ability of wild and cultivated populations of Pascopyrum smithii along a restoration chronosequence

Restoration practitioners often rely on seeds of widely available cultivars representing native species but nonlocal germplasm. Cultivation improves the supply of plant materials and minimizes revegetation costs, but can also favor agronomic traits, and resulting vigor may affect the competitive ability and long‐term persistence of cultivated genotypes at restoration sites. We compared cultivated, restored, and wild populations of Pascopyrum smithii (western wheatgrass) in a greenhouse study to test the extent to which cultivars outcompete local plants in biomass production, and to determine if morphological differences (including height and number of leaves) among cultivated and wild populations persist at restoration sites over time. We found evidence of vigor and greater competitive ability of cultivars in seed mass, growth rate, plant height, and biomass and this advantage occurred when plants were grown alone or in competition with other seed sources. Cultivar vigor persisted at restoration sites over 30 years, but restored populations more closely resembled wild, local populations when cultivars were planted in closer proximity to nearby undisturbed sites. This study supports the cultivar vigor hypothesis and provides evidence for the long‐term persistence of cultivated traits in the environment.