田间栽培喜树不同品系枝叶喜树碱产量动态分析

采用高效液相色谱法和生物量法,以四川种源的普通喜树为对照,对生长季内喜树新品系海喜1号不同冠层枝叶喜树碱产量进行了测定。结果表明：由于海喜1号枝叶喜树碱含量、生物量均高于普通喜树,其产量更加显著地高于普通喜树;虽然海喜1号幼嫩的上层枝叶喜树碱含量高于中层和下层,但由于生物量偏低,产量明显低于中下层枝叶;虽然基于喜树碱含量较高（即优质为目标时）,采收期应确定为6月份,但为了达到持续产量,在6月份可采收上层枝叶,7~10月以适度透光为方法连续采收中下部枝叶,11月份,即生长季末采收冠层下部全部1/3枝叶。     

刈割对栽培长春花(Catharanthus roseus)生活史型转变的影响

为了提高栽培长春花（Catharanthus roseus）的生物碱产量,应用植物生活史型的理论和方法,研究了刈割对栽培长春花生活史型转变及其生物碱代谢的影响。运用主成分分析法（Principal Component Analysis, PCA）对刈割后的长春花后生活史型变化进行定量和定性划分,发现在对照栽培环境下生长的长春花处于DE生境,定性划分结果为SV生活史型,定量划分结果为V_0.3638S_0.6174C_0.0187,属于SV型。刈割使长春花的生活史型转变为V0.2847S0.6684C0.0469,属于SC型。同时,对两种生活史型的长春花中长春碱及其前体文朵灵和长春质碱的含量进行了检测分析,发现刈割后的SC型长春花不同叶位叶片中的生物碱含量均显著提高（p<0.05）,可以为提高栽培长春花生物碱含量提供科学指导,也进一步验证了生活史型理论。     

土壤不同水分条件对长春花(Catharanthus roseus)生活史型的影响

为了研究土壤中不同水分条件对长春花生活史型形成及生理代谢的影响,设置对照、轻度干旱、中度干旱和重度干旱等土壤水分梯度,对长春花(Catharanthus roseus(L.)G.Don)幼苗进行处理。对长春花形态指标进行聚类分析发现选择的20个聚类实体被分为2组,第1组为对照(CK)和轻度干旱(LD)处理的植株,第2组为中度干旱(MD)和重度干旱(HD)处理的植株。运用主成分分析(Principal component analysis,PCA)方法对不同土壤水分条件下长春花营养生长(Vegetative growth,V)、有性生殖(Sexual reproduction,S)和无性繁殖(Clone reproduction,C)等3类15种性状进行统计。结果显示,长春花在对照条件下生活史型为V0.39S0.54C0.07,轻度干旱为V0.36S0.50C0.14,中度干旱为V0.53S0.27C0.20,重度干旱为V0.45S0.09C0.46,干旱程度加强显著提高了无性繁殖的比重,降低了有性生殖的比例。同时,对长春花中文朵灵、长春质碱和脱水长春碱等生物碱的含量进行了动态测定,发现重度干旱下的文朵灵、长春质碱和脱水长春碱的含量在16d时分别是对照水平的1.5倍、2.3倍和3.1倍,表明干旱胁迫诱导生物碱积累,为长春花高效栽培提供了理论依据。     

适度紫外辐射增强对白鲜光合特性和药用活性成分的影响

次生代谢成分环境调控是药用植物优质栽培的理论和实践基础。然而,迄今为止,短期紫外光诱导对药用活性成分积累效应方面的研究仍然比较薄弱。该文以光环境敏感植物白鲜(Dictamnus dasycarpus)为研究对象,探索短期不同强度(低剂量和中剂量)紫外(UV)辐射增强对其根、茎和叶中黄柏酮、梣酮、白鲜碱和柠檬苦素4种有效成分的诱导效应。结果表明:(1)无论是低剂量还是中剂量UV-A和UV-B辐射条件下,白鲜叶片光系统Ⅱ(PS Ⅱ)最大光化学量子产量(F_v/F_m)均大于0.76; PS Ⅱ实际光合量子产量Y(Ⅱ)、调节性能量耗散的量子产量Y(NPQ)、基于“湖泊模型”光化学淬灭系数(qL)和非光化学淬灭系数(NPQ)与对照(未经紫外辐射处理)相比均没有显著差异; 低剂量与中剂量UV-B辐射均显著增加白鲜PS Ⅱ的非调节性能量耗散的量子产量Y(NO)。(2)适度短期紫外辐射增强能够诱导白鲜药用活性成分快速积累,根中4种有效成分最高可提升51%,主要在白鲜根中积累。其中,中剂量UV-A辐射和低剂量UV-B辐射效果最明显,不仅根中黄柏酮、梣酮、白鲜碱和柠檬苦素4种活性成分明显提升,还促进茎中白鲜碱和叶中梣酮的积累。综上所述,该研究结果表明短期紫外辐射增强能有效诱导白鲜药用活性成分的积累,并通过提升白鲜PS Ⅱ非光化学效率来提升白鲜光强耐受性。     

拟南芥MT-II过量表达提高抗旱性(英文)

富含巯基的植物II型金属硫蛋白(MT)对植物抵抗重金属胁迫具有重要作用,其中一个可能机制是金属硫蛋白可能猝灭重金属引起的氧化胁迫。利用转MT-II基因和野生型拟南芥(Arabidopsis thaliana)植株来对比研究MT在胁迫过程中通过清除氧自由基,特别是H2O2而对植物抗旱性的影响。研究表明,转基因型拟南芥能有效维持体内氧化—还原势,减少MDA的产生,从而缓解干旱胁迫引起的伤害,提高抗旱性。     

植物生物碱代谢生物学研究进展

目前,植物生物碱作为植物的化学防御武器,在植物的生态适应过程中发挥积极作用的观点已得到了普遍的接受。生物碱代谢生物学的研究近年来取得了长足的进步,主要集中在生物碱合成和贮存部位、转运途径、代谢调控因子、生物合成途径和关键酶及其编码基因等方面,现就这方面的进展作一简要综述,并提出了该领域尚存在的问题和前景展望。     

一氧化氮参与盐胁迫下长春花酚类代谢的调控研究

为研究外源一氧化氮(NO)调控盐胁迫下长春花中酚类化合物的响应,采用液相色谱—质谱联用(LCMS)技术靶向分析梯度浓度硝普纳(SNP)处理对盐胁迫下长春花幼苗根、茎、花、叶4个部位中酚类化合物组分及含量水平的变化。结果共鉴定出L-苯丙氨酸和18种酚类物质,C6C1类5种、C6C3类5种、C6C3C6类8种,其中原儿茶酸、绿原酸、槲皮素在长春花根、茎、花、叶4个部位中均存在;不同浓度SNP处理后长春花不同部位酚类化合物响应积累明显不同,其中C6C1和C6C3小分子酚酸类化合物主要积累在根和茎中,C3C6C3类主要富集在花和叶中;L-苯丙氨酸在茎、叶中相对含量较高,盐胁迫下茎中含量显著升高,且随外源NO浓度增大呈下降趋势。外源NO影响盐胁迫下植物器官中酚类化合物的积累和变化,其中根和茎响应敏感,从种类和相对含量的角度,茎和叶更适合检测酚类化合物。     

转UGPase基因喜树木材化学成分与生长速率研究

分析了田间栽培条件下2年生转UGPase基因喜树与对照株的木材化学成分与生长速率。结果表明,转UGPase基因喜树综纤维素含量达到78.87%,比对照株相比提高了2.23%;纤维素含量为36.34%,与对照株相比没有明显提高;木质素含量为15.05%,较对照株降低了1.75%;两者的灰分含量均较低且无显著差异;冷、热水抽提物含量为7.62%与10.17%,分别提高了2.04%与2.13%;1% NaOH抽提物含量为27.13%,提高了1.27%。因此,就综纤维素、木质素、灰分含量而言,转UGPase基因喜树为优质纸浆材,水抽提物和1% NaOH抽提物的含量略高,在纸浆生产中需加以重视。本文还对转UGPase基因喜树与对照株的株高、基径、生物量进行了动态监测,结果表明,从5月25日到11月10日的生长季中,其株高平均增加121 cm,对照株平均仅67.8 cm,株高生长速率提高了78.47%;基径平均增加1 792 cm,对照株平均仅0.532 8 cm,提高了236.37%;地上部分生物量的积累与对照相比提高了322.61%,即转入UGPase基因使喜树生长速率显著提高。因此,虽然转UGPase基因喜树的综纤维素和纤维素含量没有明显提高,但其生长速率快,生物量增长显著,间接提高了纤维素与喜树碱的产量。因此,转基因喜树较普通喜树更符合纸浆材速生、纤维素含量高和产量高、木质素含量低的基本要求,可在生产中进一步推广。     

黄芪种子萌发及萌发后生长过程中黄酮类化合物合成的动态变化

在对膜荚黄芪和蒙古黄芪种子萌发和萌发后生长时期进行划分的基础上,研究了黄芪中3种主要黄酮类化合物芒柄花素、毛蕊异黄酮和毛蕊异黄酮苷在萌发和萌发后生长过程中含量的变化。为了弄清黄酮含量变化的机制,我们还对黄芪中黄酮生物合成途径酶的转录水平做了研究。结果表明,在种子萌发和萌发后生长阶段,两种黄芪中均出现了明显的黄酮类化合物累积增加的情况。通过检测黄酮类物质生物合成途径酶基因的转录表达水平,我们发现萌发阶段蒙古黄芪中黄酮类物质积累增加主要由上游途径酶基因的表达水平升高引起,而膜荚黄芪中则几乎涉及到所有途径酶。此外,我们还发现萌发后生长阶段中,两种黄芪中合成途径酶基因转录对黄酮类物质含量的调控则选择性地存在时间延迟效应。     

群体成员大小差异对不同生境鲤科鱼类集群行为的影响

为研究群体成员大小差异对不同喜好生境鱼类集群行为特征的影响, 实验分别以鳊(Parabramis pekinensis)和中华倒刺鲃(Spinibarbus sinensis)幼鱼为实验对象, 比较分析4尾等大小(E)和不等大小(2大2小, NE)实验鱼群体的自发游泳速度、空间分布以及对恐吓刺激反应等集群行为参数的差异。结果显示: (1)和鳊相比, 中华倒刺鲃有更高的自发游泳速度、速度同步性和排列方向的极性, 但二者对恐吓刺激的反应率及反应的协调一致性相似; (2)当群体成员大小出现差异时, 两种鱼群体排列方向的极性不受影响, 且大小个体成员间的速度及其同步性均没有差异, 但整体的速度同步性与等大小群体相比有所下降; (3)个体间距离数据显示, 个体大小差异不会影响两种鱼群体的凝聚力; (4)群体成员在两种鱼群中偏好位置不同, 当群体成员大小不同时, 大个体成员更偏好占据领头鱼位置; (5)群体成员大小的差异导致两种鱼对刺激的反应率下降。研究表明: 中华倒刺鲃具有更高的活跃性、更好的群体运动的协调性, 可能与其流水生境相关; 当群体成员大小出现差异时, 成员不分大小在整体上协调运动的速度和方向, 并保持群体有较高的凝聚力, 但两种鱼类自发游泳速度调整策略截然不同(鳊大小个体速度妥协趋同, 而中华倒刺鲃低速个体速度提高); 群体成员大小差异导致鱼群对恐吓刺激的反应率有所下降, 可能原因包括体形差异导致的社会因素造成敏锐性下降、信息交流效率受阻和(或)集群收益代价出现分化影响一致决策的形成等。