未来气候变化下两种红景天植物的脆弱性

气候变化对全球的物种多样性有深远影响, 尤其是对高山物种多样性。研究未来气候变化下物种的灭绝风险对生物多样性保护具有重要的意义。本文针对青藏高原的2种重要药用植物大花红景天(Rhodiola crenulata)和菊叶红景天(R. chrysanthemifolia), 利用气候生态位因子分析法研究了它们对气候变化的敏感性、暴露性和脆弱性, 讨论了2种“共享社会经济途径” (SSP2-45和SSP5-85)情景下的未来气候对这2个物种脆弱性的影响。同时计算了2种红景天的气候生态位的边缘性和特化性, 通过主成分分析法对其气候生态位进行了二维可视化, 并分析了它们的气候变化脆弱性与气候生态位之间的关系。结果表明, 未来气候变化情景下2种红景天在其分布区都显示出西部脆弱性高而东部脆弱性低的特征, 而脆弱性都表现为较低的横断山脉地区将成为其未来气候避难所。2种红景天在SSP5-85气候情景下的脆弱性高于SSP2-45, 资源和能源密集型社会经济途径(即SSP5-85)将会增大物种的灭绝风险。此外, 被《中国物种红色名录》评估为无危的菊叶红景天的气候变化脆弱性反而大于被评估为濒危的大花红景天。生态位因子分析结果表明大花红景天的生态位边缘性和特化性都低于菊叶红景天, 研究推断同地区不同物种的气候变化脆弱性主要由物种的气候生态位决定。     

保健食品中红景天甙含量测定及其稳定性研究

测定保健食品中红景天甙的含量以控制产品质量。采用十八烷基硅烷键合硅胶柱;以乙腈-水（1：9）为流动相,流速为1.0mL／min,检测波长为280nm。结果表明红景天甙在0．4—4．0μg范围内呈线性关系,平均回收率（n=6）为98．96％（RSD=1.16％）。该方法简便、准确、重现性好,可用于保健食品中红景天甙的质量控制。     

西藏大花红景天RcCATs与RcSODs基因克隆及功能分析

为探究过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)基因家族成员在西藏大花红景天高原恶劣生境适应性中的作用,利用生物信息学和qRT-PCR技术对其RcCATs和RcSODs基因家族成员的序列和表达模式进行了分析,并构建RcCAT和RcSOD1的pYES2.0表达载体与pGBKT7诱饵载体,分别进行了酵母胁迫分析和拟南芥酵母文库中互作蛋白的筛选。结果显示:(1)大花红景天中共有2条RcCAT基因,3条RcSOD基因和1条Cu/Zn SOD铜伴侣基因RcCCS。生物信息学分析显示上述基因的氨基酸序列与其同源基因具有较高的相似性(66.37%～94.51%),且均没有跨膜结构域,亚细胞位置预测RcCATs位于过氧化物酶体,RcSODs和RcCCS位于细胞质或线粒体。(2)qRT-PCR结果显示6个基因在根、茎、叶三个器官中均有表达且主要在叶片中表达,低温胁迫和植物激素ABA对基因表达量的影响显著。(3)酵母胁迫结果显示异源表达RcCAT和RcSOD1基因的阳性酵母菌株在冷、热、盐、碱、重金属和H₂O₂胁迫下的细胞活力均比pYES2.0空载菌株高。(4)通过酵母双杂交共筛选到4个与RcCAT互作明显的基因AtbHLH121(AT3G19860)、AtCPCK2(AT2G23070)、AtGRP4(AT5G50750)和AtRAPTOR1B(AT3G08850),3个与RcSOD1互作明显的基因AtEMB(AT5G11890)、AtMBP2(AT1G52030)和AtRH8(AT4G00660)。综上结果表明,大花红景天能够通过RcCATs和RcSODs基因广泛参与调控其生长发育、胁迫响应等代谢途径来适应高原恶劣的环境。     

大花红天素分离、合成及其含量分析

研究大花红天素的分离、合成,并对大花红天素的含量进行分析测定。通过东京化成HP-20和硅胶柱色谱进行分离;以2-甲基-3-丁烯-2-醇和溴代四乙酰葡萄糖通过SN2反应合成大花红天素,合成收率为18％;通过HPLC-ELSD对大花红天素的含量进行分析,通过对8种样品的分析,测定大花红景天和红景天饮片中分别含大花红天素2．06％、0.83％,其他样品中未检出大花红天素。作者对大花红天素进行了首次合成并建立了相应的分析测定方法。     

红景天甙的生物合成及其关键代谢酶研究

红景天甙是红景天属植物的主要药效成分,是一种很有前途的环境适应药物,具有抗疲劳、抗衰老、抗微波辐射、抗病毒及抗肿瘤等特异功效,尤其在军事、航天、运动及保健医学上具重要应用价值,近年来备受关注。本文在介绍了红景天属植物的开发利用价值及资源现状的基础上,重点探索了红景天甙生物合成的可能途径。认为其甙元酪醇是经由莽草酸途径合成,再由UDP葡萄糖基转移酶（Glucosyltransferase）催化葡萄糖和酪醇合成红景天甙,而红景天甙又可能在β-D-葡萄糖苷酶作用下降解为甙元酪醇和葡萄糖。文章阐述了参与红景天甙代谢的上述两个关键酶的研究现状及前景。     

光强和光质对野外栽培高山红景天生物量和红景天甙含量的影响

为探讨野外条件下光强及光质对高山红景天 (Rhodiola sachalinensis)生物量和红景天甙含量的影响 ,于 2 0 0 1年 5月 8日至 9月 16日在大兴安岭加格达奇的高山红景天种植圃地 ,利用纱布及红色、蓝色和绿色的滤光膜遮光处理 ,对生长 3a和 4 a的高山红景天进行了光强、光质控制实验。与温室实验类似 ,遮荫显著抑制高山红景天根的生长 ,并使红景天甙的含量略有提高。红膜处理使光强大约降低一半 ,但仅从光质的角度而言 ,红膜处理对根的生长影响不大 ,却显著增加了根中的红景天甙含量和产量 ,不过效果不如温室实验明显。绿膜处理未表现出对红景天甙积累的促进作用 ,这与温室实验结果不同。红膜处理不同天数的结果表明 ,处理时间对红景天甙含量提高的程度影响很小。这意味着在野外种植的情况下 ,可以在临近收获的最后一段时间用红膜对高山红景天进行处理 ,这样既可避免红膜处理对高山红景天根生长的抑制 (由于减弱了光照 ) ,又可显著提高根的红景天甙含量 ,从而达到大幅度提高红景天甙产量的目的。     

Mating system and pollination biology of a high-mountain perennial plant,Rhodiola dumulosa (Crassulaceae)

Aims Rhodiola dumulosa is a perennial herb growing in a naturally fragmented habitat of high-mountain rocks. This research aims to (i) investigate the mating system characteristics and pollination biology of R. dumulosa, (ii) study the effects of ecological factors on the mating system and pollination biology of R. dumulosa and (iii) assess the relationship between its pollination and mating system.Methods Mating system parameters were analysed using allozyme markers. Growth of pollen tubes from artificial self- and cross-pollination was also examined. Field investigations were conducted on insect flower visitation during the blooming period of R. dumulosa. Relationships among mating system, insect flower visitation frequency and environmental factors were assessed.Important findings The results showed that (i) R. dumulosa has a mixed-mating system: it is self-compatible and primarily outbreeding, with the multilocus outcrossing rate (t m) ranging from 0.589 ± 0.078 (± standard deviation) to 0.846 ± 0.077; inbreeding coefficients of maternal parents (F) were zero, indicating that inbreeding depression was intense. (ii) Light intensity and temperature impacted the visitation of the principal pollinators, the syrphid Eristalis tenax and the bumblebee Bombus pyrosoma. (iii) Population size plays an important role in the mating system and pollination. Populations received more frequent visits by the principal pollinators usually had higher outcrossing rates. Pollination to some extent affects the mating system of R. dumulosa and it is important to maintain large populations to prevent further inbreeding and to maintain pollinators to facilitate outcrossing.     

长鞭红景天中一个新的葡萄糖甙

从云南怒江产的长鞭红景天(Rhodiola fastigiata (Hook. f. et Thoms.) S. H. Fu)根茎中分离得到13个化合物,它们的结构通过波谱和化学方法得到鉴定.其中,化合物1被鉴定为新的葡萄糖甙(2-O-β-D-吡喃葡糖基-3-甲基-戊酸甲酯),命名为长鞭红景天素甲,化合物2和 5～9首次从该植物中分离得到.     

西藏红景天组织培养研究

以西藏红景天嫩叶和幼茎为材料,研究西藏红景天不同外植体的离体培养技术。结果表明：西藏红景天嫩叶是诱导愈伤组织和芽的理想外植体,诱导松散型愈伤组织有两种培养基,分别是黑暗培养下MS 6-BA2．0 mg／L NAA0．2mg／L和MS 6-BA3．0mg／L NAA0．3mg／L;生芽培养基为MS 6-BA2．0mg／L IAA0．25mg／L;生根培养基为MS IAA0/5～1．0mg／L。     

甘南红景天濒危的生殖生态学因素分析

为了寻找保护和恢复甘南红景天种群的有效途径,本文分析了甘南红景天的繁育系统、生殖过程、开花物候特征及影响生殖成功的主要因子.结果表明:甘南红景天为雌雄异株,雄花在花芽分化初期为两性植株,但随着花的不断发育,雌蕊的胚囊发育到一定阶段时败育,两性植株基本仅执行雄性功能,种群繁殖为异交,以风媒传粉方式为主,种群花期出现在全年降雨和气温较高的季节.6月初现蕾,6月中旬开花,7月上旬进入盛花期,花期在36 d左右,8月下旬果实成熟.两性植株略早于雌花开放,花期(10.2 d)大于雌性植株(8.4 d).由于部分雌花不易授粉,部分花蕾、胚珠损失,1~3年的幼龄植株几乎不开花结实,群落中只有11%的植株开花结实,种子自然繁殖率极低,约为2%.从花蕾到开花,雌性单株有20.0%～25.1%的花蕾损失; 从开花到结实,单株51.1%～65.0%的花败育;至种子成熟,仅10.1%～21.0%的胚珠发育成种子.雌性单株平均种子产量为158.1粒,人工条件下种子发芽率为81.5%,幼苗第一年的成活率为36.0%.表明种子质量不是导致甘南红景天濒危的原因,而花粉限制、种子产量和幼苗的成活率是真正影响其生殖成功和导致濒危的主要生殖生态学因素.