穿心莲内酯类成分积累与生物合成的调控研究进展

穿心莲是我国重要的南药之一,其主要活性成分穿心莲内酯类成分具有清热解毒、抗菌消炎等功效,在抗HIV病毒、抗血栓、保肝等方面具有显著效果。由于其人工合成困难,通过栽培调控或育种方法增强穿心莲体内内酯类成分的生物合成对提升穿心莲药材质量具有重要意义。为给相关研究提供参考,该文综述了穿心莲内酯类成分积累与植物发育的关系,栽培措施和环境因子对穿心莲内酯类成分积累的影响,以及近十年来国内外在穿心莲内酯类成分的生物合成及其分子调控机制等方面取得的研究进展,并提出了未来在以增强穿心莲内酯类成分生物合成和提高穿心莲内酯类成分积累为目标的研究中需重点关注的3个方面:(1)深入解析穿心莲内酯的生物合成通路及关键基因的功能,从分子水平上阐明穿心莲内酯类成分积累的机制;(2)结合分子生物学方法和作物栽培学理论深入研究穿心莲生长发育与产量和质量形成的规律及相互关系;(3)揭示穿心莲内酯生物合成的信号调控网络。     

滤减UV-B辐射对烟叶腺毛发育和密度动态变化的影响

以烟草品种"K326"为材料,盆栽种植于自然环境条件下(CK)和覆盖不同厚度透明薄膜,分别滤减25%(T1)、50%(T2)和65%(T3)UV-B辐射的大棚中,在"K326"开花期至工艺成熟后期的4个生育期,通过扫描电镜观察了各处理烟叶腺毛形态和密度动态变化特征,并首次报道了"K326"中存在分枝腺毛。结果表明:上表皮腺毛在开花期、生理成熟期和工艺成熟前期对UV-B辐射敏感,下表皮则在开花期和工艺成熟后期对UV-B辐射敏感;T3处理腺毛密度低且延缓腺毛的发育,T1和T2处理腺毛密度较高,在工艺成熟期出现二次发育现象;各处理烟叶腺毛以长柄腺毛为主,CK、T1、T2下表皮腺毛总密度大于上表皮,而T3上、下表皮差异不大;滤减UV-B辐射有利于烟叶下表皮长柄腺毛发育,而引起腺毛二次发育的腺毛类型依处理和时期而异;适当较高强度的UV-B辐射对烟叶腺毛发育有促进作用,在研究地减弱25%～50%的UV-B辐射强度对烟叶腺毛发育较为合适。     

烟草形态和光合生理对减弱UV-B辐射的响应

在云南较高海拔烟区,通过大棚覆膜减弱UV-B辐射,研究了烟草品种K326生理成熟期、工艺成熟期和生理成熟向工艺成熟的过渡期形态和光合生理对减弱UV-B辐射(T175.74%、T270.08%、T330.39%)的响应.结果表明:减弱UV-B辐射显著增加了K326的茎高和节间距,在T2下茎高和节间距较大;与自然环境处理(CK)相比,T1和T2降低了K326的净光合速率、同化能力、水分利用率、内在水分利用率、光合色素和类黄酮含量及比叶重等,但T1各指标大于T2.影响T1和T2净光合速率的因素有气孔因素和非气孔因素,以非气孔因素为主,气孔调节能力较低导致的蒸腾速率增大是造成两处理水分利用率较低的主要原因.T3处理在生理成熟期和过渡期对净光合速率、同化能力、水分利用率、内在水分利用率和光合色素均有一定的促进作用,而比叶重和类黄酮则处于最低水平,工艺成熟期的光合色素降解也较其他处理快.     

减弱UV-B辐射对烟草形态、光合及生理生化特性的影响

在地处低纬高原云南较高海拔烟区的通海县大田条件下,通过大棚覆盖不同透明膜的方式梯度减弱UV-B辐射,研究了外界环境30.39%(T1)、70.08%(T2)和75.74%(T3)强度的UV-B辐射对烟草品种K326形态、光响应特性和部分生理生化特征的影响。结果显示:减弱UV-B辐射促进了K326节间距和茎高的伸长,使叶片增大、变薄,尤以T2处理植株的叶片、茎围和节间距最大,而K326发育进程由T1至T3逐渐加快。在减弱UV-B辐射下,K326净光合速率(Pn)、最大净光合速率(Amax)和蒸腾速率(Tr)较高,但水分利用效率(WUE)、暗呼吸速率(Rd)、光补偿点(LCP)和光饱和点(LSP)较低。其中T1的Rd和LCP最低,并极大地降低了表观量子效率(AQY),T2的LSP最低而Pn最高,而T3的Amax、LCP和AQY最高。减弱UV-B辐射后烟叶叶绿素含量提高,而类黄酮、比叶重、类胡萝卜素含量和面积含水量下降,鲜重含水量和自然水分饱和亏却上升;T3处理下丙二醛含量最大,鲜重含水量和自然水分饱和亏则T2最大。结果表明,适当高强度的UV-B辐射对促进K326正常生长发育和提高其对UV-B辐射的适应性有重要作用。     

低纬高原不同利用方式土壤对烟草生长及光合生理的影响

以取自低纬高原云南玉溪烟区不同地域稻田(峨山,E)、麦田(北城1,B1;北城2,B2)、山坡旱地(新平,X)和菜地(通海四街,T1;通海桑园,T2)的6种不同利用方式土壤盆栽种植烟草品种K326,研究了在相同气候背景和水肥管理条件下,不同土壤对K326生长和光合生理的影响。结果表明:K326在山坡旱地土、稻田土和麦田土上生长较菜地土上好(北城1除外),且新平烟叶净光合速率(Pn)较高,新平和峨山烟叶气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)和蒸腾速率(Tr)较大,而气孔限制值(Ls)、水分利用效率(WUE)和内在水分利用效率(IWUE)较小。分析表明,麦田和菜地土壤上生长的K326其Pn主要受气孔因素的影响,而稻田土壤上K326的Pn主要受羧化能力低、光合色素和可溶性蛋白含量低等非气孔因素的影响。峨山和新平K326的气孔调节能力较差,其较高的土壤含水量使Gs增大,Tr上升,从而导致WUE下降。各土壤处理烟叶的鲜重含水量和自然水分饱和亏没有显著差异,菜地土烟叶单位面积含水量显著低于稻田土,与其比叶重(SLM)有一定联系。结果说明了土壤对烟草的影响较为复杂,既与土壤本身的特性有关,又与不同土壤条件下植物本身的生理特性有关。