罗汉果花芽分化过程中形态及其激素水平变化特征

采用石蜡切片和酶联免疫法(ELISA)对罗汉果雄性、雌性、两性花芽分化过程的形态和激素水平变化进行观测,为罗汉果开花调控和品种选育提供科学依据。结果表明:(1)罗汉果雄性、雌性、两性花的花芽分化过程均可分为花芽未分化期、花芽分化初期、花序分化期、萼片原基分化期、花瓣原基分化期、雄蕊原基分化期和雌蕊原基分化期7个阶段。雄蕊原基分化期前,3种花芽分化过程无明显差异,各时期形态特征均依次为:茎端呈圆锥状(花芽未分化期)→茎端经半球形变成扁平状(花芽分化初期)→距茎端5~7节位处分化出穗状花序(花序分化期)→小花原基周围形成5个萼片原基(萼片原基分化期)→萼片原基内侧形成5个花瓣原基(花瓣原基分化期)。雄蕊和雌蕊原基分化期,3种花芽分化过程存在明显差异,雄蕊原基内侧出现雌蕊原基后,雄花芽雄蕊原基继续发育成雄蕊,雌蕊原基停滞生长,退为一个小突起;雌花芽雌蕊原基继续发育成雌蕊,雄蕊原基生长缓慢,退化为小花丝;两性花芽雌蕊和雄蕊原基均继续发育,形成外观正常的雌蕊和雄蕊。(2)内源激素脱落酸(ABA)、赤霉素(GAs)和玉米素核苷(ZR)含量在3种花芽分化过程中变化规律相似,即ABA含量在花芽生理分化期降低,花芽形态分化期升高,而GAs和ZR含量则基本保持不变;吲哚乙酸(IAA)含量在3种花芽分化过程中变化存在明显差异,雌花芽IAA含量在花芽生理分化期升高,花芽形态分化期逐渐降低,而雄性和两性花芽的IAA含量则基本保持不变。ABA/GAs、ABA/IAA、ZR/IAA和ZR/GAs激素含量比值在3种花芽分化过程中变化规律相似,ABA/GAs在花芽生理分化期降低,花芽形态分化期升高,而BA/IAA、ZR/IAA和ZR/GAs则基本保持不变。研究认为,罗汉果花芽分化过程经历一个"两性期",高ABA含量和ABA/GAs比值有利于罗汉果花芽分化,IAA可能对罗汉果花性分化具有重要作用。     

板蓝根种子的吸水特性及发芽条件研究

采用室内测定方法,对板蓝根种子的吸水特性及不同处理下种子的发芽率、发芽势和相对活力指数等进行比较研究。结果表明,板蓝根种子具有快速吸水的生物学特性,分为快速吸水期、缓慢吸水期和缓慢吐水期三个阶段,入水后2 h的吸水量达最大吸水量的73.29%,为快速吸水阶段;温度对板蓝根种子的萌发影响较大,最适发芽温度为30℃。光照、发芽床和种子预处理对板蓝根种子的萌发无明显影响。这说明板蓝根种子的萌发主要取决于水分和温度。     

连作条件下毛鸡骨草根际土壤微生物群落功能多样性变化特征

毛鸡骨草是治疗肝病的重要中草药之一,而连作障碍致其产量和品质下降。从主产区广西玉林分别采集正茬、重茬和连作三年的毛鸡骨草根际土壤样品,以种植前水稻土壤为对照,采用Biolog GN2 平板碳源分析技术,研究连作条件下根际土壤微生物群落功能多样性变化特征,以揭示其连作障碍的原因。结果表明,连作导致根际土壤微生物功能多样性显著降低,微生物利用各类碳源的能力下降。主成分分析(PCA)表明,不同种植年限的毛鸡骨草根际土壤微生物群落结构之间存在显著差异,且均与种植前对照明显不同,而同一种植年限不同生长期土壤微生物碳代谢群落结构虽有差异,但并不显著。相关分析表明,其产量与微生物功能多样性指数(如Shannon,Simpson,Mclntosh)以及平均吸光值(AWCD)值正相关,而与第一主成分(PC1)呈显著负相关,说明连作条件下其产量的降低在一定程度上与土壤微生物功能多样性的降低和群落结构的改变有关。     

罗汉果SgHMGR基因的克隆、分析及原核表达

罗汉果甜苷V是一种葫芦烷型四环三萜类物质,作为主要的活性成分和甜味成分存在于成熟果实中,3-羟基-3-甲基戊二酸单酰辅酶A还原酶(HMGR)作为萜类化合物生物合成途径中的第一个限速酶,位于甲羟戊酸(MVA)途径中,是罗汉果甜苷V生物合成途径中的重要调控位点。为了深入了解罗汉果甜苷Ⅴ的生物合成途径,该研究从罗汉果转录组数据中获得一条编码HMGR的unigene,以授粉后3 d的幼果作为实验材料,通过RACE技术获得了1 926 bp的全长序列,经过生物信息学软件分析,发现该基因含有1 749 bp的开放阅读框,编码582氨基酸残基,含2段跨膜区,分别位于50~72 aa和93~115 aa,亚细胞定位预测位于质膜或内质网上,预测该蛋白没有信号肽,系统进化树分析显示与同科植物黄瓜和甜瓜中HMGR基因的同源性最高。该研究采取去掉N端跨膜区的方法,构建原核表达载体转化大肠杆菌BL21(DE3),经IPTG诱导在上清和沉淀中均有融合蛋白出现,尤其在25℃诱导过夜后上清中表达最明显。该文是首次对SgHMGR基因全长序列的克隆及原核表达的功能验证,为进一步深化SgHMGR基因在罗汉果甜苷V生物合成途径中的功能及分子调控研究打下基础。     

遮荫处理对罗汉果果肉组织中罗汉果苷和糖分含量的影响

该研究以罗汉果品种“永青1号”为材料,在果实发育后期进行不同强度的遮荫处理,测定遮荫处理下果肉组织中罗汉果苷各组分含量、各种糖分的积累及其相关糖代谢酶活性、叶片光合特性的变化。结果表明：重度遮荫(70％遮荫)会导致果实中罗汉果甜苷Ⅴ含量显著提高,遮荫60 d(授粉后90 d),对照与70％遮荫处理果实中罗汉果甜苷Ⅴ含量分别为4.83％、5.79％,差异达极显著水平( P<0.01);70％遮荫处理下果实中葡萄糖、果糖含量也明显高于对照( P<0.05)。与罗汉果甜苷Ⅴ、葡萄糖、果糖含量的变化不同,遮荫60 d,70％遮荫处理下罗汉果果实中可溶性糖、蔗糖的含量分别显著(P<0.05)和极显著(P<0.01)低于对照。另外,遮荫处理导致罗汉果叶片净光合速率下降,遮荫40 d,70％遮荫处理下叶片的净光合速率显著低于对照( P<0.05)。综上说明,重度遮荫处理可以引起罗汉果果实品质的改变;光合速率下降是遮荫处理下可溶性糖含量降低的主要原因;SPS、AI、SSC活性的改变则是遮荫导致蔗糖含量降低及葡萄糖、果糖含量上升的重要因素;重度遮荫条件下,荫棚中温度降低可能是罗汉果果实中甜苷Ⅴ含量增高的关键诱因。该研究结果为罗汉果的生产及品质调控提供了理论依据。     

牛大力淀粉酶基因家族的生物信息学分析

该文基于不膨大和膨大的牛大力根的转录组测序结果,采用生物信息学技术对筛选到的28 个牛大力淀粉酶基因进行分析。结果表明:28 个牛大力淀粉酶相关蛋白基因编码的氨基酸序列分子量为20.78～349.39 KDa; 均为酸性蛋白部分; 部分亚细胞定位在叶绿体; 具有PLN02784 super family、AmyAc-family super family结构域; 二级结构中除MsAm1、MsAm7、MsAm8、MsAm15、MsAm16、MsAm22、MsAm23、MsAm28中α螺旋占比最大外,无规则卷曲的比例最大; 三级结构预测具有α淀粉酶结构、β淀粉酶结构、异淀粉酶结构等; 淀粉酶基因家族共有86 个作用元件,MsAm9的作用元件最多(42 个); 系统发育树表明MsAm15、MsAm16归于1 类,且均具有motif 2、motif 3、motif 7,MsAm4、MsAm24、MsAm26归于1 类,与拟南芥淀粉酶进行比对,AtBM4和MsAm6归为一类,AtAM2和MsAm2归为一类,AtBM8和MsAm5归为一类,AtBM4和MsAm6归为一类,AtAM10和MsAm22归为一类,AtIM3和MsAm17归为一类。这些分析结果可为今后深入研究28 个牛大力淀粉酶的生物学功能和调控机制提供一定的理论依据,为牛大力根部膨大的研究及品种的改良提供参考。     

罗汉果主要性状遗传效应研究

罗汉果近交后代发生明显衰退,花和果变小甚至畸形,种子活力降低,品种间衰退速度不同;杂交F_1后代果实形状、大小、颜色、总苷含量、甜苷Ⅴ含量和雌花柱头生长方式产生严重分离变异,其中果实大小、总苷含量、甜苷Ⅴ含量表现出明显杂种优势;雄性败育系的花粉败育是由遗传决定的,其败育性可通过杂交传递给雌性系产生无籽果实;F17芽变枝条所得雌雄同花两性突变属于遗传变异。     

罗汉果果肉中糖类物质组成与含量分析

罗汉果果实中富含糖分,糖类物质的组成及其含量对果实的内在品质有重要影响,然而多年来对其品质的研究多集中在罗汉果苷上,果实中可溶性糖种类与含量迄今尚未见有系统地报道。该研究以干燥的罗汉果果实为材料,采用PMP柱前衍生化一高效液相色谱紫外检测法、高效液相色谱示差折光检测法分别检测果肉中可溶性糖的种类与含量,并进行方法学考察。结果表明:PMP柱前衍生化一高效液相色谱紫外检测法只能检出罗汉果果实中存在的2种还原性醛糖——葡萄糖、甘露糖;而高效液相色谱示差折光检测法则可一次性检出葡萄糖、果糖、蔗糖、棉籽糖、多糖5种糖分。与柱前衍生化法相比,高效液相色谱示差折光检测法更适合用来全面分析罗汉果果实中糖分的种类和含量。不同罗汉果品种果实中糖的组分一致,但含量有显著差别。另外,样品的干燥方式会影响果实中的总糖及各组分的相对含量。冻干果肉中蔗糖和葡萄糖相对含量最高,烘干则导致蔗糖和葡萄糖下降,果糖与多糖相对含量增加。     

枯草芽孢杆菌肥在罗汉果上应用的效应分析

以罗汉果永青2号品种为材料,在连作6 a罗汉果的地块上,用地膜覆盖和区间隔离的方法,施入不同浓度的枯草芽孢杆菌肥,观察土壤微生物数量、罗汉果叶绿素量、白绢病发生率、产量及皂苷Ⅴ的变化,研究枯草芽孢杆菌肥对多年种植罗汉果地块的土壤微生物,植株生长和品质的影响。结果表明:枯草芽孢杆菌肥明显提高0~20 cm土壤微生物的数量,尤其是细菌数量和放线菌明显高于对照;而引发植株发病的真菌数量显著减少,最多能减少13.8%。提高罗汉果植株叶片叶绿素含量,促进叶绿素a、叶绿素b的形成,有利光合作用积累,同时,能增加叶绿素c含量,提高植株抗逆性;能抑制或降低白绢病病菌感染,减少白绢病发生。罗汉果果实产量得到明显提高,最大提高17.5%,同时,大中果比率提高7.5%,优化了罗汉果商品的物理性状;能改善罗汉果品质,提高其内含物的含量,果实中的主效成份皂苷Ⅴ含量达到1.33%,显著高于对照。该研究结果为罗汉果产区使用枯草芽孢杆菌肥连续种植罗汉果提供了依据。