直刺变豆菜叶绿体全基因组及其特征

直刺变豆菜(Sanicula orthacantha)是中国广泛分布的多年生草本植物, 也是一味著名的民族药。本文通过二代高通量测序平台Illumina HiSeq PE150对直刺变豆菜叶绿体全基因组进行测序, 并通过生物信息学方法对其结构特征进行分析。结果表明: 直刺变豆菜叶绿体全基因组大小为157,163 bp, 包括大单拷贝区(large single copy, LSC)、小单拷贝区(small single copy, SSC)和2个反向重复序列(inverted repeat sequence, IRa和IRb), 长度分别为87,547 bp、17,122 bp和26,247 bp, 具有典型被子植物叶绿体基因组环状四分体结构; 共注释得到129个基因, 包括8个核糖体RNA (rRNA)基因、37个转运RNA (tRNA)基因和84个蛋白质编码基因。直刺变豆菜在叶绿体基因组结构、基因种类、排列顺序上与其他伞形科植物基本一致。直刺变豆菜叶绿体全基因组测序的成功为变豆菜属植物完整叶绿体基因组组装及其特征分析提供了新的方法。     

变豆菜属15种植物的果实微形态特征及其分类学意义

采用扫描电镜对来自北美和东亚的变豆菜属植物(美国7个种,中国8个种)的果实表面微形态进行观察,结合前人对伞形科其他类群果实微形态特征的研究及近年来分子系统学证据,对变豆菜属的种间分类进行研究。结果显示,变豆菜属植物果实的形态大小、皮刺弯曲程度和果柄蜡质纹饰丰富多样。研究表明变豆菜属是一个自然类群,果实表面钩刺结构有利于该属植物的传播及扩散,果实微形态特征具有分类学价值,可作为种间分类的依据。根据变豆菜属果实表面微形态特征,编制了该属植物分种检索表。     

假臭草花精油的化学组成及对柑橘木虱的驱避和致死活性

【目的】为了让入侵植物假臭草Praxelis clematidea(Griseb)R.M.KingH.Rob.变废为宝,首次探讨了假臭草花精油对柑橘木虱Diaphorina citri Kuwayama的驱避和致死活性,以用于生物防治。【方法】采用水蒸气蒸馏法提取了假臭草不同部位的精油,并通过气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)分析花精油的化学成分,并检测了其对柑橘木虱的生物活性。【结果】假臭草花精油得率(0.31±0.03)%高于茎叶精油的得率(0.23±0.02)%;GC-MS检测显示,假臭草花精油至少含有25种化合物,其中β-荜澄茄油烯(43.85%)和β-石竹烯(30.34%)是其主要成分;花精油浓度为40和50μL·mL~(-1)处理30 min时,对柑橘木虱的驱避反应率均可达到100%。不同浓度的花精油对柑橘木虱具有明显的致死活性。当浓度为50μL·mL~(-1)的时候,浸液法处理九里香Murraya exotica L.嫩梢18 h时,柑橘木虱校正死亡率分别达到(56.25±4.79)%,LC50值为44.83μL·mL~(-1),而熏蒸法48 h时的柑橘木虱校正死亡率仅为(66.33±5.00)%,LC50为24.80μL·mL~(-1)。假臭草花精油对柑橘木虱的驱避和致死活性可能与其主要成分的作用有关。【结论】研究结果证明假臭草花精油对柑橘木虱具有良好的驱避和致死活性,具有开发成为柑橘木虱驱避剂及杀虫剂的良好潜能。     

变豆菜属分类、起源与进化研究进展

变豆菜属(Sanicula)是典型的东亚-北美间断分布属,属于北极-第三纪古老区系成分。目前全世界有40种,中国(17种,11个特有种)和美国(22种,13个特有种)是2个分布中心。近年来有关变豆菜属分子系统发育研究表明该属并非单系,不同学者采用了不同的属下分类标准,但属下分类系统和种间界限仍存在争议,特别是药用植物的种类较易混淆。变豆菜属的系统进化研究主要集中在北美Sanicora DC.组及夏威夷Sandwicensis Shan and Constance组的类群,缺少对中国特有种的研究,因此该属的系统位置、起源地、迁移、扩散模式和种间进化关系均不清楚。本文对变豆菜属的分类系统、分类方法、起源和进化的研究进展进行了综述,并提出存在的问题和解决方法。     

不同产地姜黄属植物中姜黄素类成分及矿质元素分析

以福建泉州地区种植的12个姜黄(Curcuma longa)和莪术(Curcuma zedoaria)种质的成熟根茎为试材, 采用正交设计法优化姜黄素(CCM)、单脱甲氧基姜黄素(DMC)和双脱甲氧基姜黄素(BDMC)的提取工艺条件, 比较不同产地姜黄属种质的3种姜黄素类化合物和16种矿质元素的含量。结果表明, 姜黄素类化合物提取工艺为: 100%甲醇, 1:5 (g·mL^-1)固液比, 超声提取2分钟, 提取率达到最高值。CCM、DMC和BDMC的最大吸收波长分别为424、418及414 nm; 回归方程分别为Y=0.170 3X+0.024 3 (CCM), Y=0.173 8X+0.041 (DMC), Y=0.140 6X+0.051 4 (BDMC)。GY03种质中CCM、DMC和BDMC含量分别为1.23%、1.22%与1.50%, 总姜黄素类含量最高, 达3.95%; GY01种质的总姜黄素次之(为3.82%); GY03和GY01可在栽培地推广种植; 12个姜黄属种质的16种矿质元素中, 以Mg、Mn、Al、Fe和Zn含量较为丰富。     

生物炭对香蕉苗根际土壤微生物群落与代谢活性的影响

采用盆栽培养香蕉小苗,以生物炭与土壤的不同比例混合作为培养基质。3个月后采集香蕉苗根际土壤,采用稀释平板菌落计数法测定微生物数量;采用BIOLOG-ECO技术分析香蕉苗根际土壤微生物群落。结果显示,生物炭的施加能够显著增加土壤中微生物数量,生物炭低量(C1)施加对真菌、放线菌的数量就有明显提高,最高分别达到12.1×103cfu/g、10.2×104cfu/g。较高生物炭的施加量(C2、C3)显著提高细菌、氨化细菌和固氮菌数量,最高分别达到8.8×106cfu/g、4.5×103cfu/g、17.0×105cfu/g。BIOLOG-ECO分析表明,生物炭的施加提高了微生物群落平均颜色变化率(Average well color development,AWCD),多样性指数和碳源利用丰度。生物炭的施加提高了香蕉苗根际微生物对碳源的利用能力。在同一时期,微生物对不同碳源的利用能力均表现为C3处理组最高,CK较低。结果表明,生物炭的添加对提高香蕉苗根际土壤微生物群落数量,改善微生物群落构成和代谢具有显著作用。     

4个火焰兰属内及属间杂交新组合F_1代核型分析

采用染色体常规压片法对兰科Orchidaceae火焰兰属Renanthera内3个及与万代兰属Vanda间1个共4个杂交新组合F1代核型进行研究。结果表明:4个杂交新组合F1代中,麒麟火焰兰R.coccinea‘Qi Lin’、麒麟火焰兰×中华火焰兰R.sinica、(云南火焰兰R.imschootiana×中华火焰兰)×麒麟火焰兰、云南火焰兰×小花万代兰Vanda coerulescens的染色体数目依次为37、57、54、38;核型公式分别为:2n=2x+1=37=22m(2sat)+15sm(4sat)、2n=3x=57=39m(3sat)+12sm(3sat)+3st+3T、2n=3x=54=9M+27m+12sm+3st+3T、2n=2x=38=6M+14m+16sm+2T。核型不对称系数依次为:48.76、60.50、51.60、65.87。按Stebbins分类,均为"2B"型。4个新组合中,染色体存在非整倍体(三体)及多倍体(3×)现象。     

一株香蕉枯萎病拮抗菌HQB-1的分离鉴定及其发酵条件优化

【背景】香蕉枯萎病是由尖孢镰刀菌古巴专化型(Fusarium oxysporum f. sp. cubense,Foc)引起的一种真菌毁灭性土传病害,近年来施用生防菌被认为是一种有效的防治手段。【目的】从香蕉根际土壤中分离筛选具有良好防效的生防菌,并通过优化培养基及发酵条件,提高生防菌数量及抑菌效率。【方法】以福建省漳州蕉园中根际土壤为样品,以香蕉枯萎病致病菌(4号生理小种)为指示菌,通过稀释涂布、平板对峙法筛选得到一株具有较强抑菌活性的拮抗菌株HQB-1。通过形态观察、生理生化检测及16SrRNA基因序列分析,初步鉴定其种属,并采用单因素试验及正交设计优化菌株的发酵培养基及发酵条件。【结果】初步鉴定HQB-1菌株为Burkholderiastagnalis;最适培养基为:牛肉膏5.0 g/L,酵母浸粉10.0 g/L,NaCl 5.0 g/L;最佳发酵条件为:温度27°C,pH 7.0,转速200 r/min,接种量1%,培养时间36 h。【结论】使用该条件培养获得的有效活菌数及抑菌率较优化前明显提高,其中OD600由优化前的1.251提高至1.881,抑菌率由优化前的9.18%提高至34.60%。     

香蕉假茎生物炭对根际土壤细菌丰度和群落结构的影响

【目的】将香蕉假茎生物炭施加到土壤,探讨香蕉假茎生物炭对香蕉根际土壤微生物的影响。【方法】以香蕉假茎生物炭(BPB)0、1%、2%、3%的质量比与土壤均匀混合。盆栽培养3个月后分离香蕉根际土壤。采用16S rRNA高通量测序技术对根际土壤细菌群落结构和丰度进行表征。【结果】提高BPB施用量可增加土壤有机质、有效钾、有效磷含量,提高土壤pH值,但降低有效氮浓度。在1%BPB样品中获得2278个OTUs,其显示细菌群落中的最大多样性。施加3%的BPB处理土壤,拟杆菌门、疣微菌门和厚壁菌门的相对丰度显著增加;放线菌门、酸杆菌门、芽单胞菌门明显减少。主成分分析发现,1%BPB和2%BPB处理的样本之间土壤细菌群落相似。【结论】施加不同比例BPB改变了根际土壤中细菌丰度和群落结构,且高比例添加改变更加明显。     

外源酚酸诱导枳菌根共生相关基因筛选

【目的】基于丛枝菌根(AM)真菌改变柑橘酚类现象,筛选外源酚酸诱导菌根共生差异基因,分析酚相关基因功能。【方法】以枳(Poncirus trifoliate L.)接种AM真菌,并施加外源酚酸,采用随机引物扩增,获得差异表达片段;继而克隆酚相关基因并进行生物信息学分析。【结果】试验采用20条随机引物和3条锚定引物扩增cDNA,共获得了154条差异显示的表达片段;对其中16条Northern杂交显示阳性的片段测序与比对,发现9条有相关功能注释,参与环境因子及内源信号的识别,调节共生体的形成;DD-11基因只有在外源酚酸添加和接种AM真菌的根系中表达,该片段cDNA全长序列长度为1382 bp,编码454个氨基酸,分子式为C_(2210)H_(3427)N_(603)O_(657)S_(31),其理论等电点和相对分子量分别为7.81和49950.03;磷酸化分析发现,该蛋白有22个丝氨酸残基、14个苏氨酸残基及7个酪氨酸残基可能成为蛋白激酶磷酸化位点。通过PredictProtein服务器对DD-11蛋白质的二级结构进行分析,该蛋白含有α螺旋22%、无规则卷曲58%、延伸链20%,不含有β折叠结构。【结论】本试验获得菌根共生过程酚相关基因,其功能与植物内源信号识别密切相关,为探讨酚类在菌根共生过程中的分子机制提供了新的视角。