模拟UV-B辐射增强条件下灯盏花居群的生理差异及其遗传背景

在温室条件下,研究了模拟UV-B辐射（280～320 nm）增强对6个灯盏花居群的类黄酮、丙二醛(MDA)含量和抗氧化酶活性的影响及其种内差异,并利用ISSR分子标记技术对灯盏花居群进行遗传背景分析.结果表明：在UV-B辐射增强条件下,灯盏花D01、D53、D63和D65居群在成苗期、盛花期和成熟期的类黄酮含量均显著增加,成苗期与盛花期MDA含量显著降低;而D47和D48居群3个生育期的MDA含量和盛花期类黄酮含量均显著增加,成熟期显著降低.D01居群3个生育期的POD、APX活性,成苗期、盛花期CAT活性与盛花期SOD活性均显著升高;D47居群3个生育期的SOD、CAT和APX活性,成熟期POD活性显著下降;D48居群3个生育期的POD、APX活性,成苗期、成熟期的SOD活性均显著下降;D53居群成苗期和盛花期SOD、APX活性,盛花期CAT活性显著增加;D63居群3个生育期的SOD、POD和APX活性均显著上升;D65居群除成熟期的CAT和APX活性没有显著变化外,3个生育期的4种抗氧化酶活性均显著上升.灯盏花居群对UV B辐射增强的响应有明显的种内差异,D01、D53、D63和D65为UV耐性居群,而D47和D48居群的UV敏感性较高.灯盏花居群不同生育期对UV-B辐射的响应为盛花期>成苗期>成熟期.居群间的遗传多样性差异明显,在遗传距离为0.11的水平上,可将D01、D53、D63和D65居群归为一类,D47和D48居群为另一类,这与根据生理响应指数判断的UV耐性与敏感居群的结果基本一致.     

红豆杉高产悬浮细胞系建立及其紫杉醇诱导的研究进展

紫杉醇是一种四环二萜酰胺类化合物,是从红豆杉科红豆杉属植物中提取分离出来的次生代谢物,是世界公认广谱、活性强的天然抗癌新药。但直接从植物中提取紫杉醇的传统生产方式,不仅产量低,且会对野生红豆杉资源造成严重破坏,同时紫杉醇的化学全合成也由于其结构复杂而不具备商业价值。与之相反,细胞培养技术具有受外界影响少、生产成本低、次生代谢产物多、细胞生长周期短的优势,是目前最具前景的紫杉醇生产方式。近年来随着科研水平的不断提升,紫杉醇无论在生理代谢调控、关键基因挖掘,还是新药物制剂与剂型及其类似物的开发和运用等方面,都取得了进展,但要建立紫杉醇商业化高产体系,还必须和前人的研究经验相结合。该文对红豆杉高产悬浮细胞系建立及其紫杉醇诱导的研究进展进行了综述,主要包括前人对红豆杉属植物组织与细胞培养相关的外植体、培养基、激素、培养条件、褐化等问题的研究,以及从代谢调节、培养方式、基因工程等多方面提高紫杉醇含量的最新进展,最后总结了当前研究的不足,并对今后通过多种组合方式来提高紫杉醇含量的生产途径进行了展望。以期促进红豆杉组织培养技术的进步,为药用资源保护和利用提供一定的理论基础与生产指导。     

灯盏花雄性不育种质鉴定与花药发育的细胞学研究

对云南泸西栽培灯盏花群体进行调查,发现了灯盏花雄性不育种质个体,其出现频率约为1.06×10-4.对所发现的灯盏花不育株形态特征及其花药发育过程进行了观察,并对花粉活力进行鉴定.结果显示:(1)灯盏花不育株根、茎、叶形态与正常可育植株基本相似,管状花小,花丝短,花药瘦小,无花粉粒散出或花粉无活力.(2)灯盏花在其花药发育的小孢子母细胞时期、四分体时期、小孢子时期和单核早期,由于绒毡层细胞液泡化、提前解体,不能为小孢子或花粉发育提供所需物质,导致小孢子母细胞和四分体解体,产生无花粉的花药;或小孢子和单核花粉胞内降解,形成不同形状和外壁纹饰的败育花粉.研究认为,灯盏花花药绒毡层异常是其花粉败育的主要原因.     

云南紫金牛属植物资源的调查与评价

在对云南紫金牛属植物进行资源调查的基础上,评价该属植物的资源动态、现状,为本属资源的深入研究提供参考.采用踏查、详查和访问调查以获取相关资料.实地调查表明,在调查的几个地区中,仅在文山州的西畴县和老君山以及红河州的元阳县发现有紫金牛属资源分布;所采集的6种植物资源中矮地茶、朱砂根、柳叶紫金牛的生物产量较高.云南紫金牛属植物资源分布带狭窄,生境要求严格;各地资源破坏严重,贮量正在缩减.     

铁皮石斛蔗糖磷酸合成酶基因的克隆与原核表达

应用同源序列克隆法克隆了铁皮石斛蔗糖磷酸合成酶(SPS)基因cDNA全长,并进行了原核表达分析,为进一步研究该基因的时空表达、功能分析及多糖合成机理提供理论依据。结果表明:(1)铁皮石斛SPS基因cDNA全长3 502bp,编码区3 186bp,GenBank登录号JF423929。该基因编码1 061个氨基酸,与文心兰的SPS基因氨基酸序列的一致性最高为93%,与其他科植物SPS基因的氨基酸序列的一致性均高于60%。(2)原核诱导表达结果显示,SPS基因在大肠杆菌中的重组蛋白分子质量约为118.7kD,其表达与序列分析推测的结论一致。(3)生物信息学分析表明,铁皮石斛SPS基因的二级结构包括了螺旋、β-折叠和无规则卷曲,是非跨膜结构的亲水性不稳定蛋白,有2个功能结构域,分别是蔗糖合成功能域及糖基转移功能域。     

不同光照条件下三七幼苗形态及生长指标的变化

用遮阳网设置不同透光率(自然全光照的1%、3%、8%、12%和22%)处理,对不同光照条件下三七〔Panax notoginseng(Burk.)F.H.Chen〕幼苗形态指标(株高、冠幅、块根长、主根长、块根直径、茎基径、单株须根数和单株须根长)、干物质积累(不同器官干质量)和分配以及叶片性状(单株叶面积、比叶面积和叶绿素相对含量SPAD值)的变化进行了研究。结果表明:在透光率不同的条件下三七幼苗的形态指标、不同器官干质量及分配以及叶片性状均有明显变化。其中,块根直径、单株须根长、单株须根数、不同器官(块根、须根、根、叶片和茎)干质量和植株总干质量均随透光率增大逐渐提高;株高在透光率22%条件下最高;冠幅和单株叶面积在透光率3%条件下最大;主根长、茎基径、根冠比、根质比及SPAD值均在透光率8%条件下最高;茎质比和叶质比在透光率3%和1%条件下较大;比叶面积随透光率增大逐渐降低。综合分析结果揭示:三七是一种典型的喜阴植物,种植过程中适当遮阳有利于其生长和干物质积累,其中透光率8%对三七幼苗生长较为适宜。     

三七(Panax notoginseng)根残体化感自毒效应研究

为研究三七(Panax notoginseng(Burk)F.H.Chen)采收过程中残留须根的化感自毒效应,采用土培和水培2种方法,按不同比例添加三七须根粉碎物,检测根残体作用下土培三七土壤中皂苷的动态变化及水培三七根部形态结构变化。结果显示,土培条件下,随着须根粉碎物处理时间的延长,土壤中皂苷成分种类增加、总皂苷含量减少。水培条件下,随着处理时间的延长,添加须根粉碎物处理后的三七根尖细胞壁增厚,细胞中出现菌丝体;随着处理时间及处理浓度的增加,细胞开始皱缩甚至破碎,细胞中无完整细胞器结构,三七根部细胞结构差异明显。研究表明三七采收过程中残留在土壤中的须根腐解释放的化学物质可能是导致三七自毒效应的因素之一。     

两种黄连转录组中SSR位点信息分析与多态性引物开发

本研究通过对两种黄连,即黄连(Coptis chinensis Franch.)和云南黄连(C.teeta Wall.)转录组中SSR位点信息的分析,设计SSR引物,为开发新的SSR标记提供理论基础。利用MISA工具筛选黄连及云南黄连转录组测序获得的55 903和49 741条Unigenes,对其SSR位点信息进行了分析;Primer3设计SSR引物,随机选取60对引物对两种黄连,每种20株,共40株进行多态性扩增分析。黄连和云南黄连转录组分别搜索到4 071和4 041个SSR位点。两种黄连中二核苷酸和三核苷酸重复皆是主要的类型,分别占总SSR的87.71%和87.58%。黄连中,二核苷酸重复基元出现最多的为AG/CT,共953个,占总SSR的23.40%,三核苷酸重复基元出现最多的为AAG/CTT,共746个,占总SSR的18.3%;在云黄连中,AG/CT和AAG/CTT分别为934(23.10%)和773(19.10%)。随机选取60对引物进行PCR扩增,其中12对(20.00%)表现出多态性差异。利用Populations软件作图,将40个材料分为2类。两种黄连转录组中SSR位点出现频率高,类型丰富;大量的SSR为其遗传多样性分析和遗传图谱构建提供了丰富的候选分子标记。     

姜状三七根茎的皂苷类化学成分研究

为了解姜状三七(Panax zingiberensis)根茎的皂苷类化学成分,采用正相硅胶、反相硅胶和凝胶等色谱方法从其根茎的乙醇提取物中得到9个皂苷类化合物,根据理化性质和波谱数据,其结构分别鉴定为人参皂苷SL₁ (1)、人参皂苷Rh₁ (2)、三七皂苷R₈ (3)、竹节参皂苷IVa (4)、越南人参皂苷R₁₀ (5)、人参皂苷Rg₁ (6)、菠菜皂苷A 28-O-β-d-葡萄糖苷 (7)、齐墩果酸28-O-β-d-葡萄糖苷 (8)和姜状三七苷R₁ (9)。化合物1、3、5、7和8为首次从该植物中分离得到, 其中化合物5为奥克梯隆醇型皂苷,此类皂苷在该植物中未见报道。     

云南岩陀及其近缘种质资源群体表型多样性

为有效保护和持续利用药用植物云南岩陀及其近缘种质资源提供基础数据,采用巢式方差分析和聚类分析等方法对岩陀及其近缘种质资源共4个种(包括变种)的15个居群150个单株16种表型性状进行表型多样性分析.结果表明:不同种间表型性状变异均超过20％,变异由大到小依次为光腹鬼灯檠、岩陀、羽叶鬼灯檠、七叶鬼灯檠;居群间表型性状变异较高,其地上部分干重、单株根状茎数变异较大,变异系数均超过50％;小叶表面毛被状态变异系数为100％、小叶背沿脉柔毛色变异系数为0,因此这些性状为种和变种分类的重要依据;4个种的居群内变异系数均大于居群间,变异主要来源于居群内.种的表型多样性指数相对较高,其中根粗最高,叶表面毛被状态和叶背面沿脉柔毛色最低,总体平均多样性指数为1.39;不同种间表型多样性指数变化在1.23-1.44,岩陀最高,七叶鬼灯檠最低;通过聚类分析可将15个居群分为4类.结果暗示:岩陀及其近缘种质资源的遗传改良应适当地减少抽样居群数,增加居群内的家系数,重视居群内优良单株的选择;种质资源的保护应尽量保护一个居群的完整性.