基于表型性状的金钗石斛种质资源多样性评价*

金钗石斛是我国重要的经济作物,具有药用和观赏价值。对收集的 17个居群的野生金钗石斛植株形态、花、气孔、有效成分含量等表型性状进行统计分析和多样性评价,并进行亲缘关系的系统聚类分析。结果表明,不同居群金钗石斛在表型性状上存在明显差异,种质资源具有丰富的遗传多样性;以变异系数较低的7个表型性状为参数进一步进行系统聚类分析,当欧式距离为10时,金钗石斛居群分成三组,其中海南白沙居群独立成一组,表明岛屿隔离阻碍了基因交流,对金钗石斛的生物多样性的贡献较大,因此岛屿为金钗石斛种质资源的就地保护和遗传资源有效维护提供了重要场所,为金钗石斛种质资源的保护和利用奠定了理论基础。     

霍山石斛组培苗移栽后微观结构与微区元素的变化研究

采用扫描电镜及X射线能谱仪技术,研究霍山石斛组培苗移栽后各器官组织的微观结构和所含元素的变化,以了解霍山石斛组培苗生长发育以及药效成分的状况。结果表明:(1)霍山石斛组培苗移栽2个月后,根增粗近1倍,具有根被,且根被细胞壁的网络状增厚更加明显,表皮、皮层、中柱发育分化更加完善,Mg、Si、Cl、S、K、Ca元素含量提高,其中Ca增长了2.76倍。(2)茎表面纵向凹陷增多,内部结构致密,维管束发育较为完善,细胞内充满物质,Mg、Si、Cl、S、K、Ca、Fe、Cu、Zn元素含量增多,尤其是K和Fe分别增长了3.25倍和4.61倍。(3)叶增厚,具有了角质层,气孔形状更加饱满,叶肉细胞内含物丰富,Mg、Si、Cl、S、K、Ca、Fe、Mn、Zn的含量显著上升,其中K升高了17倍。(4)与根、叶相比,茎中所富集的元素种类最多。研究认为,霍山石斛试管苗移栽后,生长发育趋向完善,各项功能增强,细胞内含物质增多,元素成分丰富并且含量提高,体现出对移栽环境的良好适应性。     

山西霍山灌丛空隙草本植物物种多样性与更新

采用物种重要值和物种多样性指数,分析了山西霍山灌丛空隙内主要草本组成及其多样性随灌丛空隙面积梯度的变化规律。结果表明:在自然状况下形成的10 m2的灌丛空隙最多,占51.2%。灌丛空隙内草本植物的重要值高于灌丛下草本,且以10~20 m2的空隙为最高。主要草本可分为3类:(1)对灌丛空隙更新反应不明显的草本,(2)对灌丛空隙有正更新反应的草本,(3)对灌丛空隙有负更新反应的草本。灌丛空隙内的物种丰富度、多样性指数和均匀度指数均高于灌丛下,而生态优势度均小于灌丛下,呈现"单峰型"的变化趋势,且在10~20 m2达到峰值。因此,适宜大小的灌丛空隙是森林生态系统草本层植物多样性维持的重要途径。     

山西霍山落叶阔叶林边缘效应的研究

通过对山西霍山暖温带森林植被片断化后不同地带不同群落边缘的边缘植被的调查,运用Shannon-Wiener物种多样性指数(D),Simpson生态优势度指数(C),边缘效应强度指数(Z)和各层次各物种的重要值(IV),对霍山暖温带落叶阔叶林的边缘效应进行了初步的研究。研究表明：(1)在群落的各种边缘区,边缘具有增大物种多样性的作用．(2)距林道边缘10m左右,物种多样性指数呈一峰值,10m以后指数逐渐降低并趋于平缓,在距自然空地5～10m处是物种多样性指数最高的地段,随后,随进入林内而逐渐减少并趋于平缓,在人工林的交错区内是物种多样性指数的高峰段,随后进入林内逐渐减少。距灌木丛交错区10m以后物种多样性指数出现高峰,随后逐渐减少并趋于平缓．(3)连翘、羊胡子草等植物是群落的优势种,且大多呈连续分布。     

水氮互作对小麦土壤水分利用和茎中果聚糖含量的影响

通过田间试验,以强筋小麦济麦20为材料,设置3个施氮水平：0 kg·hm^-2（N₀）、180 kg·hm^-2（N₁）、240 kg·hm^-2（N₂）;4个灌水处理：不灌水（W₀）、底墒水+拔节水+开花水（W₁）、底墒水+冬水+拔节水+开花水(W₂)、底墒水+冬水+拔节水+开花水+灌浆水(W₃),每次灌水量为60 mm,研究水氮互作对土壤水分含量、旗叶光合速率、倒二茎中果聚糖含量及氮肥和水分利用效率的影响.结果表明：施氮水平为180 kg·hm^-2处理的旗叶光合速率和倒二茎中果聚糖含量较高,籽粒产量、氮肥表观利用效率、氮肥农学利用率和水分利用效率最高;施氮水平为240 kg·hm^-2处理的茎中果聚糖含量较高;不施氮（N₀）或施氮过多（N₂）均不利于小麦籽粒产量、氮肥和水分利用效率的提高.W₁水分处理促进了倒二茎中果聚糖的积累和向籽粒的转运,有利于产量的提高.180 kg·hm^-2施氮水平配合灌溉底墒水+拔节水+开花水的水氮交互处理（N₁W₁）具有较高的籽粒产量及较高的氮肥和水分利用效率,在此基础上增加施氮量或灌水量,小麦旗叶光合速率和倒二茎中果聚糖含量升高,籽粒产量无显著变化或降低,氮肥和水分利用效率降低.     

晶帽石斛的化学成分研究

该研究利用硅胶、凝胶、MCI、中压制备色谱(MPLC)和高效液相半制备色谱(semi-HPLC)等方法,对晶帽石斛(Dendrobium crystallinum)进行了化学成分研究。结果表明:提纯、分离共得到10个化合物,经波谱数据分析及与文献数据对照,分别鉴定为石斛酚(1),3,4'-二羟基-5-甲氧基联苄(2),3,4',5-三羟基-3-甲氧基联苄(3),二氢藜芦醇(4),安告佛醇(5),3',5,7-三羟基-4'-甲氧基黄烷酮(6),4',5,7-三羟基-6-甲氧基黄烷酮(7),丁香树脂醇(8),β-谷甾醇(9),β-胡萝卜苷(10)。其中,除化合物2和化合物10以外,其余8个化合物均在该种植物中首次发现。     

铁皮石斛2n花粉诱导及其形成的细胞机制研究

以铁皮石斛花蕾为材料,研究不同秋水仙素处理对2n花粉诱导的影响,并探讨2n花粉形成的细胞机制。结果表明:用0.1%秋水仙素微量注射长5.53mm、宽2.3mm左右的花蕾,每天注射1次,共注射3次,诱导2n花粉效果最好,2n花粉诱导率达6.22%,2n花粉粒直径比n花粉粒直径增大49%。减数分裂中期Ⅱ发现纺锤体定位异常,表现为平行纺锤体、三级纺锤体,四分体时期观察到三分体和二分体,故纺锤体定位异常可能是铁皮石斛2n配子形成的细胞学机制之一,其2n花粉在遗传上等同于FDR型。     

附生植物石斛的株丛生长及营养繁殖特征

石斛(Dendrobium nobile Lindl.)为兰科多年生附生性草本植物,特化的假鳞茎是其营养贮藏器官,通过假鳞茎可实现克隆生长。该研究以野外调查发现的石斛株丛为研究材料,比较不同等级株丛假鳞茎合轴生长和高位腋芽的差异,分析高位株丛的定植方式,探讨石斛株丛生长及营养繁殖对附生环境的适应策略。结果显示:(1)石斛株丛的生长和扩大通过合轴生长的营养繁殖方式进行,假鳞茎基部具有2~3个储备芽,每年萌发1~2个新芽,随着生长年限的增加,形成大小不一的株丛。(2)株丛具有典型的高位腋芽营养繁殖特性,且主要形成于假鳞茎密集和老根密布的大株丛。(3)高位株丛母茎一端附着于附主树种上,在母茎软化和高位株丛的重力作用下,缩短了高位株丛与附主的距离,使其根系能够触及附主,完成高位株丛的定植。研究表明,附生植物石斛通过假鳞茎合轴生长的营养繁殖方式来增强并延续株丛寿命,高位腋芽的频发是株丛假鳞茎对拥挤等逆境的响应,高位株丛的定植依赖于母茎,这也是石斛对附生环境的一种生态适应策略。     

齿瓣石斛的原生境播种及其株丛生长特性研究

兰科（Orchidaceae）植物是植物保护中的“旗舰”类群,其种子细小粉末状,缺乏萌发所需的营养物质,研究种子萌发和幼苗生长特性对于兰科植物保育、资源可持续利用和产业化等具有重要意义。本研究以附生齿瓣石斛（Dendrobium devonianum Paxt.）为对象,建立原生境播种方法,研究其生活史周期和不同附主树种齿瓣石斛株丛生长特性。结果显示,采取稀牛粪＋种子（或米汤＋种子）的原生境播种方法,齿瓣石斛种子可大量萌发生长形成幼苗;种子萌发当年生长缓慢,完成由种子到种子的生活史周期需3~5年或更长;不同附主树种的齿瓣石斛株丛生长及结果情况存在差异,4年生假鳞茎在不同附主树种上的茎节数指标为：李树 > 梨树 > 桃树 > 披针叶楠;茎粗指标为：披针叶楠 > 梨树 > 桃树 > 李树;茎长指标为：梨树 > 披针叶楠 > 李树 > 桃树;结实率指标为：梨树 > 桃树 > 李树 > 披针叶楠,其中,梨树上的齿瓣石斛株丛自然结果率达24.86%。该研究为附生石斛的原生态栽培和回归保育提供了一条新途径。     

太空诱变对金钗石斛光合特性和生长的影响

为了解太空诱变对金钗石斛(Dendrobium nobile)生长发育的影响,对太空诱变和野生金钗石斛的叶片结构、光合特性和生长指标进行了比较研究。结果表明,太空诱变后的金钗石斛叶片较厚,叶气孔密度大、气孔器长轴和短轴长度均变长。两种金钗石斛的光合速率日变化趋势相似,均为双峰型曲线,但太空诱变的净光合速率低于野生的。太空诱变和野生金钗石斛最大净光合速率分别为4.6和6.8μmol m~(–2)s~(–1),光补偿点分别为18.3和12.6μmol m~(–2)s~(–1),光饱和点分别为1180和720μmol m~(–2)s~(–1)。太空诱变和野生金钗石斛的CO_2补偿点分别为100和102μmol mol(–1),CO_2饱和点分别为2215和2090μmol mol(–1)。太空诱变的金钗石斛单茎鲜重和干重均低于野生种,但由于其分蘖数增加,每盆的总生物量反而增加;太空诱变的金钗石斛生物碱和石斛多糖含量显著高于野生种。因此,太空诱变为金钗石斛育种和品质改良提供了新途径。