杜仲种质资源果实主要数量性状变异及概率分级

为更好对杜仲种质资源果实进行评价及描述,丰富数量化、规范化的杜仲种质资源描述系统。本研究以331份杜仲种质资源为材料,对杜仲果实18个主要数量性状进行统计分析和概率分级。结果显示：杜仲果实数量性状变异较为丰富,硬脂酸变异系数最大,为17.88%,其次是种仁大小指数（17.17%）,亚麻酸变异系数最小,为4.64%。经K-S检验,除种仁横径和种仁大小指数Sig值小于0.05外,其余性状均大于0.05,符合正态分布。种仁横径和种仁大小指数呈偏态分布,去除拖尾部分,也近似看作正态分布。对符合正态分布的数量性状统一用（X-1.2818S）、（X-0.5246S）、（X+0.5246S）、（X+1.2818S）4个点分为5级,使1~5级出现的概率分别为10%、20%、40%、20%和10%。本研究初步建立了杜仲种质资源果实数量性状概率分级指标体系,对杜仲种质资源果实性状评价、利用及良种选育具有一定指导意义,同时为我国杜仲种质资源果实性状描述规范和数据标准化的建立提供参考。     

7个变异红叶杜仲叶片色素及活性成分分析

为探讨不同变异类型红叶杜仲叶片呈色机理及活性成分含量,以7个不同变异红叶杜仲和绿叶杜仲为材料,对叶片颜色、色素分布、含量及活性成分含量进行测定分析。结果表明：7个变异红叶杜仲叶片正面呈暗红或紫红色,栅栏组织呈红色或暗红色;背面颜色3、5和6号呈红色,下表皮也呈红色,1、2、4和7号为绿色,下表皮透明;7个变异红叶杜仲叶片C_a、C_b和C_T含量均低于对照杜仲叶片,而C_Car、C_F含量以及C_Car/C_T、C_F/C_T值均显著高于对照叶片,叶片色素含量在7个红叶杜仲间也存在一定差异;7个变异红叶杜仲叶片5种活性成分含量均较高,且绿原酸、京尼平苷和总黄酮含量明显高于对照杜仲叶片。叶片中C_F分布、含量及C_F/C_T值是红叶杜仲呈色差异的主要原因,高活性成分含量使其在药用方面有很大的开发利用潜力。本研究可为观赏兼药用杜仲资源选育提供材料。     

杜仲在我国的潜在适生区估计及其生态特征分析

杜仲是我国重要的乡土经济林树种,其产业应用涉及医药、食品、保健、饲料、橡胶、化妆品及园林绿化等领域。预估杜仲在我国的潜在适生区分布,对杜仲资源保护、引种、精细化管护及可持续利用具有重要意义。利用601个杜仲地理分布点和24个环境变量数据,通过MaxEnt模型和空间分析技术预测杜仲潜在适生区分布及其生态特征,结果显示我国杜仲适生区等级可分为4级,其中高适生区38.01万km~2,集中分布在大巴山中低山谷地区、川东平行低山岭谷区、鄂西高原-大类山中低山丘陵谷地区、武陵山中低山谷地区、雪峰山中低山区、川南黔北滇东喀斯特高原中山区以及浙闽中低山丘陵谷地地区。杜仲最适宜生长条件为年平均温度介于11—16℃、年均降水量介于700—1450 mm、温度季节性变化的标准差在820以下、海拔1400 m以下、坡度24°以下。     

杜仲脂氧合酶基因家族全基因组鉴定及其表达特性研究

LOX （脂氧合酶）是动、植物中普遍存在的一种氧合酶,在植物的生长发育和逆境胁迫中发挥重要作用。本研究在杜仲基因组范围内,利用生物信息学方法对LOX基因家族进行全面鉴定,并分析了其基因结构、定位及其所编码蛋白质的理化性质、结构特征、分类和功能等。结果显示：杜仲LOX基因家族有23条LOX基因序列,分别定位于细胞质或叶绿体中,分为9-LOX和13-LOX两个亚家族,其中9-LOX类型仅包含一个,13-LOX类型包含22个;23个LOX基因非平均分布于12条scaffolds上,一些基因发生串联分布;RNA-Seq表达结果显示6个13-LOX类型基因在杜仲叶、果、树皮和种仁中几乎没有表达,而其他17个LOX基因表达具有组织和时空表达特异性。研究结果为揭示杜仲LOX基因家族成员的功能提供重要线索,为进一步研究LOX基因家族提供理论基础。     

基于全基因组重测序技术的‘红叶’杜仲SNP位点开发

为了挖掘与‘红叶’杜仲（Eucommia ulmoides ‘Hongye’）红叶性状紧密联系的SNP位点,进一步揭示红叶性状的遗传基础和分子机理。以‘红叶’杜仲和普通绿叶杜仲‘小叶’杜仲（Eucommia ulmoides ‘Xiaoye’）为研究材料,进行覆盖深度约为10x的全基因组重测序。使用SnpEff软件预测变异位点对蛋白编码的影响,结合花色苷的代谢通路和关键酶基因,筛选与‘红叶’杜仲叶色形成相关的差异位点。利用Sanger测序二代测序筛选的SNP位点,分子标记验证群体是‘红叶’杜仲和‘小叶’杜仲。结果表明,‘红叶’杜仲测序产生Clean data为14.16 Gb,‘小叶’杜仲产生Clean data为14.29 Gb。在‘红叶’杜仲中注释到严重影响蛋白质功能的有1 516个SNP,中度影响的41 328个SNP,在‘小叶’杜仲中存在严重影响蛋白质功能的SNP为1 640个,中度影响功能的SNP为47 192个。测得26 722条基因中有228条基因是与花色苷或类黄酮合成相关的酶基因。经过筛选,确定了12个特异性的SNP位点,均属于外显子区域的错义突变。利用一代测序验证,根据SNP位置设计了7对引物,SNP准确率达到100%。     

杜仲雄花芽2个发育时期转录组分析

杜仲（Eucommia ulmoides）雄花富含多种活性成分和营养成分,具有重要的药用和营养价值。为了揭示杜仲雄蕊原基发育相关基因的表达情况,为杜仲雄花芽发育分子调控机制研究提供理论参考。本文以杜仲良种"华仲11号"（ "Huazhong No.11" ）为材料,采用lllumina高通量测序技术,分别对苞叶原基分化期和雄蕊原基分化期的花芽进行转录组测序,通过生物信息学对2个发育时期的转录组进行比较分析,筛选出与雄花芽形态发育相关的差异基因。结果显示,转录组测序共获得40.48 Gb过滤数据,各样品的clean reads与杜仲基因组进行序列比对,比对效率为90.56%~93.01%。在2个发育时期筛选出583个差异表达基因,其中在雄蕊原基发育期上调基因315个,下调基因267个。差异基因GO和KEGG功能分析显示,差异基因富集在与生长发育、光周期途径、激素合成和信号传导、碳代谢等相关的生物过程和代谢通路。结果显示光周期途径是杜仲成花诱导的重要途径,同时雄花芽在形态分化过程中受碳水化合物、植物激素和其他代谢物质调控。此外,MADS-box家族成员FLC、SOC1、AGL3和AGL8参与杜仲雄蕊器官发育。本研究为杜仲花发育基因调控提供了基础数据,也为雄花用杜仲的分子育种提供了参考。     

杜仲叶片6种主要活性成分的遗传变异研究

该研究采用方差分析、相关性分析和聚类分析等方法,对105份杜仲种质资源叶片6种主要活性成分含量进行比较分析,探讨其遗传变异特征,为叶用杜仲的良种选育及开发利用提供理论依据。结果显示:(1)不同种质间杜仲叶片6种活性成分含量的变异程度不同,异槲皮苷含量变异系数(34.42%)最大,变异幅度为1.16~6.92mg·g~(-1),总黄酮变异系数(19.35%)最低,变异幅度为6.70~22.53mg·g~(-1);6种活性成分多样性指数较高,均在2.0以上;不同种质间杜仲叶6种活性成分含量差异性均达到极显著水平(P0.01)。(2)不同地理来源间杜仲叶片的绿原酸、京尼平苷酸、车叶草苷、异槲皮苷和总黄酮含量存在显著差异。(3)相关性分析表明,3种环烯醚萜类化合物桃叶珊瑚苷、京尼平苷酸及车叶草苷的含量间呈极显著正相关关系;绿原酸与桃叶珊瑚苷、车叶草苷、异槲皮苷、总黄酮间呈极显著正相关关系;总黄酮与异槲皮苷呈极显著正相关关系。(4)根据杜仲叶片6种活性成分的含量聚类,将杜仲种质资源分为4大类群,其中类群Ⅳ为高含量类群,可为优良叶用杜仲资源筛选提供参考。研究表明,杜仲种质资源叶片主要活性成分存在较大变异,表现出丰富的多样性。     

短周期叶用林模式下不同杜仲无性系枝皮化学成分分析CSCD

探究短周期叶用林模式下不同杜仲无性系枝皮的化学成分及含量特征,为叶用林杜仲枝皮质量控制以及合理利用提供基础依据。采用HPLC、HS-SPME-GC-MS分析技术分别对8个杜仲无性系枝皮的主要活性成分、挥发性成分进行测定,利用傅里叶变换红外光谱仪研究其指纹图谱。结果显示,环烯醚萜类物质桃叶珊瑚苷、京尼平苷酸和京尼平苷在杜仲枝皮中含量较高,各活性成分含量在8个无性系间存在显著差异。在8个杜仲无性系枝皮中分离鉴定出酯类、醇类、醛类、萜类、酮类、内酯、烯类7大类70种挥发物质成分,其中,醇、醛、酯类是杜仲枝皮的主要挥发物质成分。萜类物质异植物醇在无性系EU2、EU5以及EU8中相对含量均最高,分别占7.24%、9.40%、6.35%。主成分分析表明在PC1上对无性系EU1、EU4、EU5有贡献的活性成分主要是环烯醚萜类物质。将8个杜仲无性系划分为3组,其中I组包含无性系EU1、EU4、EU5,II组包含EU3、EU4,III组包含EU2、EU6、EU8,并通过PLS-DA筛选出22种差异挥发物质成分,其主要为酯类挥发性成分。EU1、EU4和EU5无性系在1 053 cm^(-1)处具有较强的红外吸收峰。本研究为今后杜仲叶用林开发利用提供了参考依据。