4种甘草属植物EST-SSR引物开发及其亲缘关系分析

通过乌拉尔甘草表达序列标签(EST)数据库查找甘草属的SSR位点,并利用Primer 3.0软件在线设计EST-SSR引物,对来自甘草属4个种22份材料的EST-SSR指纹图谱特征和聚类结果进行分析,为探讨甘草属种间亲缘关系和疑难种的分类地位提供分子依据。结果显示:(1)去掉冗余序列后共得到441条EST序列,获得504个SSR位点,其中二核苷酸为重复单元的序列最多为350个,占69.44%,重复类型中以TC/AT、TA/AG形式的微卫星最为丰富。(2)设计的40对EST-SSR引物,均能扩增出清晰条带,其中15对引物具有多态性,在22份甘草属植物材料中共获得等位基因59个,平均每对引物检测到3.93个等位基因位点,扩增产物多态性比率为89.44%,能很好地表征甘草属种间的等位基因差异。(3)引物Primer 64对4种甘草属植物均能扩增出特异性条带,黄甘草在180和220bp 2个位点分别与光果甘草、胀果甘草基因共享,具有杂交种特征。(4)聚类分析表明,当相似性系数为0.82时,22份材料被划分为四组(与经典分类结果一致),第一组为内蒙古杭锦旗分布的乌拉尔甘草;第二组为新疆巴楚分布的光果甘草、黄甘草;第三组为新疆石河子分布的胀果甘草、黄甘草;第四组为新疆石河子分布的乌拉尔甘草;不同居群的黄甘草遗传分化较大,可能与同域分布亲本种的差异及种间的渐渗杂交有关。研究表明,开发的15对EST-SSR引物在甘草属内具有很好的适用性,可以为该属的种间亲缘关系和种内遗传分化研究及物种鉴定提供分子依据。     

光果甘草营养器官不同季节总黄酮消长规律的研究

利用紫外分光光度法对二年生栽培光果甘草不同营养器官、不同季节中总黄酮含量的消长规律进行分析研究,以探索光果甘草中总黄酮含量的消长规律,为生产中确定合理的采收期及其采收部位提供依据。结果显示:不同营养器官中,二年生栽培光果甘草总黄酮含量的高低顺序为:上部叶>中部叶>毛状根>水平根茎>侧根>主根、垂直根茎、上部茎>中部茎、下部茎;4～11月,二年生栽培光果甘草总黄酮含量波动较大,6、9、10月含量较高。综合分析表明:叶和毛状根是总黄酮含量最高的部位,二年生栽培光果甘草最佳采收期为早秋;建议对叶采收入药,综合利用光果甘草资源。     

种群内和种群间小拟南芥植株营养含量的变化及协变格局研究

以拟南芥(Arabidopsis thaliana)近缘种小拟南芥(A。pumila)为试材,研究了新疆玛河流域6个种群内和种群间植株N、P、K、Na、Ca、Mg、Fe、Zn、Cu、Mn含量的变化格局。发现10种元素含量在种群间达到极显著差异,Na、Ca、Mg、Fe、Zn含量在种群内和种群间均变化较大,是小拟南芥适应异质环境变化较大的一类元素,而N、P、K、Cu、Mn含量在种群内变化较稳定,种群内植株营养成分含量的双重协变数量3～6对,K与Ca、Na,Na与Zn在6个种群内均表现出正相关,其中K与Ca在5个种群中相关显著;主成分分析发现6个种群的植株营养成分含量都是由3个较大载荷构成,占原变量总方差的83．9％～91．4％,K与Ca、Na在5个种群统一表现出相似的整合格局,但共同主成分分析发现种群间营养成分含量协方差矩阵彼此独立,缺乏共性。认为K与Ca、Na的整合性可能是小拟南芥在新疆土壤类型多样条件下广布的重要原因,但这种整合格局是否是小拟南芥营养元素的普遍整合特点有待在更大尺度下进一步验证。     

新疆甘草属(Glycyrrhiza) 的生态分布及其经济利用

 新疆分布的甘草属植物共五种：甘草(Clycyrrhiza uralensis)、光果甘草(G．glabra)、粗毛甘草(G. aspera)、胀果甘草(G．inflata)、科氏甘草(G．korshinskyi)。出现于新疆88％的县市,各大河流沿岸、泉水溢出带及冲积平原。在区系上与中亚关系密切。空气干燥度、年平均温度及土壤盐碱含量对不同种甘草的分布都有影响。甘草虽然在南、北、东疆都有分布,但以北疆为主。甘草分布地区的大气干燥度从1.37—237.3,而以3—6最佳;年均温度为0.4—14℃,而以4—8℃为最适宜。甘草常与苦豆子(Sophora alopecuroides)、芨芨草(Achnatherum splendens)、芦苇(Phragmites communis)、大叶白麻(Poacynum hendersonii)等组成群落。光果甘草可与灰杨(Populus pruinosa)、柽柳(Tamarix chinensis)、假苇拂子茅(Calamagrostis Pseudophragmites)等组成群落。胀果甘草常与不同比例的胡杨(Populus diversifolia)、铃铛刺(Halimodendron halodendron)、柽柳、芦苇、大叶白麻、骆驼刺(Alhagi pseudalhagi)、花花柴(Karelinia caspica)等组成群落。粗毛甘草多为田间、果园及路旁荒地杂草。为了保持甘草资源的持续利用并充分发挥其效益,应建立合理的挖采制度,建立甘草生产基地,并开展甘草的综合利用研究。     

光果甘草生殖生物学特性的初步研究

对光果甘草的花部特征、花粉活力、柱头可授性和花粉-胚珠比(P/O)进行了初步研究.结果表明:(1)光果甘草雄蕊异型,雌雄蕊异位,有利于避免自花授粉;(2)开花当天花粉活力在上午12:00最高,为91.8%,14:00迅速下降,16:00到达最低,16:00以后逐渐上升;(3)柱头可授性可持续4 d,以开花当天可授性最强;(4)花粉-胚珠比(P/O)为1 751.1±217.002,表明其繁育系统类型为兼性异交.     

光果甘草营养器官结构及其总黄酮的组织化学定位和含量研究

应用植物解剖学、组织化学和植物化学方法,对光果甘草各营养器官的结构、总黄酮的组织化学定位和含量差异进行了研究.结果显示:(1)光果甘草叶为异面叶,由表皮、叶肉和叶脉组成.叶表皮具腺毛,叶肉中具胶囊细胞,主脉发达;茎由表皮(周皮)、皮层、维管柱组成,其髓中具有粘液细胞;根由周皮、次生维管组织组成,周皮具厚木栓层,次生维管组织中次生木质部和纤维发达.(2)黄酮类物质在叶中分布在表皮、腺毛、胶囊细胞、厚角组织和韧皮部和木质部中的薄壁细胞中;茎中分布在周皮、韧皮部和粘液细胞中;在根中则分布在周皮中.(3)不同营养器官中黄酮类物质含量存在差异:叶＞根茎＞主根＞茎.(4)温度的下降促使黄酮类物质从地上合成器官向地下储藏器官的转运.建议每年可在果熟期和枯萎期之间采挖药材,地上部分收割也作药用,综合利用光果甘草资源.     

光果甘草与乌拉尔甘草开花与传粉方式对生殖及种间关系的影响

通过对光果甘草和乌拉尔甘草花期物候和访花昆虫行为的观察及人工授粉实验,探讨开花模式及传粉方式对生殖成功及种间关系的影响。结果表明:(1)两种甘草的种群水平花期重叠时间长达21d,均表现出"集中大量开花"模式,但乌拉尔甘草呈现分批渐次开花趋势,这对提高生殖成功率,避免近交衰退,维持物种的稳定具有重要意义。(2)两种甘草的访花昆虫在种类和数量上有所不同,但具有共同传粉者——宽板尖腹蜂、意大利蜂和紫木蜂。(3)以乌拉尔甘草为母本、光果甘草为父本的种间杂交结实率为48.3%;以光果甘草为母本、乌拉尔甘草为父本的种间杂交结实率为39.4%,说明种间杂交亲和,不存在生殖障碍。研究认为,花期重叠、共有传粉昆虫及种间杂交亲和使光果甘草与乌拉尔甘草自然种群杂交种的形成成为可能。     

中国甘草属植物的核型分析

本文对国产甘草属11种,1变种进行了染色体核型分析,2n=2x=16,并对其种间关系进行了讨论。     

三种甘草属植物的种间杂交亲和性及杂交种子活力

通过新疆分布的3种甘草属植物——乌拉尔甘草（Glycyrrhiza uralensis）、光果甘草（G．glabra）和黄甘草（G．eurycarpa）的人工杂交试验,比较了杂交结果率、杂交种子的萌发参数、幼苗成活率等指标,并对杂交授粉后花粉管萌发、生长过程进行荧光观察,旨在探讨3种甘草属植物的种间杂交亲和性及杂交后代种子活力。结果表明：（1）种间杂交结果率最高为96．67％,最低为55．62％,说明3种甘草种间杂交配子亲和性较高;（2）荧光显微观察表明,各杂交组合在授粉后0．5～2h内花粉均可在柱头上大量萌发,在授粉后48h内花粉管均可到达子房与胚珠受精,说明三种甘草种间杂交不存在配子隔离障碍;（3）杂交种子萌发率、发芽指数、平均萌发时间和幼苗成活率与自然结实种子无显著差异,种间杂交种子活力较高,幼苗成活率均为75％以上。以上结果表明3种甘草属植物的同域分布区,在相同传粉途径下,这三种甘草属植物的种间隔离机制不完善。有发生自然杂交并形成杂交区的可能。