宁夏枸杞繁育系统初步研究

运用TTC法、联苯胺—过氧化氢法、P/O比、OCI和套袋实验,对宁夏枸杞种内各参试材料花粉活力、柱头可授性及繁育系统进行了研究。结果表明:宁夏枸杞花粉数量/胚珠比大于4 000,杂交指数介于3～4,结合人工授粉和套袋实验结果可以确定在参试的13个品种(系)中麻叶系材料(宁杞1号、2号、大麻叶、小麻叶)表现为部分自交亲和;而其它材料(白花、白条、宁杞3号、尖头圆果、圆头圆果、蒙杞1号、扁果、0701、0616)表现为自交不亲和,同株异花、异株异花几乎不坐果,自然条件下只有通过与其他材料混植的途经来实现结实。由于自交亲和水平极低,宁夏枸杞的繁育系统应属于专性异交(除麻叶系材料)。     

黑果枸杞的花部结构及繁育系统特征

以宁夏、青海野生分布的黑果枸杞硬枝扦插苗为试验材料,对其开花动态与花部形态特征进行观察,并运用TTC法、联苯胺 过氧化氢法、P/O、OCI和套袋试验等方法针对黑果枸杞花部结构及繁育系统进行研究。结果表明：黑果枸杞5～9月开花,单花持续期2～3 d;黑果枸杞花粉活力在花药开裂时处于最强的状态,达到93.02%,15d后,为2.97%;开花当日黑果枸杞柱头都具有可授性,在散粉后0～36 h内,为传粉受精的最佳时间;杂交指数OCI为3或4,P/O（花粉量与胚珠比）为8 750～10 652,结合坐果率判断黑果枸杞不存在无融合生殖现象,部分自交亲和,繁育系统属于异交,需要传粉者。黑果枸杞的繁育系统以异交为主,但其仍保留着一定的自交花部综合特征。     

枸杞属一份野生新种质的描述

对枸杞属一份野生新种质进行了描述,命名为昌吉枸杞(Lycium changjicum W.A.et Y.J.W,sp.nov.)。该种与宁夏枸杞(Lyciun barbarum L.)相近,差异之处在于果实颜色、花丝基部绒毛和花冠喉部的鹅黄色轮廓。该种质的果实为红褐色,绒毛浓密,且密闭花冠筒,花冠喉部的鹅黄色轮廓呈五角形排列,而宁夏枸杞的果实为红色,花丝基部绒毛较稀疏,花冠喉部的鹅黄色轮廓露出很少。该种质发现于新疆昌吉市吉木萨尔县,2010年9月8日由安巍、王亚军、巫鹏举和秦垦发现并采集。模式标本存于宁夏枸杞工程技术研究中心标本室,模式标本号:NO.A.W2010090801。     

宁夏枸杞传粉生态学初步研究

田间观察检测了宁夏枸杞(Lycium barbarum L.)9个品系的开花物候、开花动态、花粉活力、柱头可授性及其繁育系统,并对花粉萌发、花粉管生长以及访花者的种类和访花行为进行了初步研究.结果表明,宁夏枸杞整个居群有长达5个月的花期,单花的花期仅为3～4 d,花粉活力可保持15 d左右,柱头可授性在72 h左右,雌雄生殖单位在持续时间上有较长的相遇期;花粉数量与胚珠比(P/O)为4 000左右,杂交指数(OCI)介于3或4,繁育系统为异交型,需要传粉者;荧光显微观察表明,参试的3个品系的花粉均能在柱头上萌发,2个有自交不亲和现象,其位置发生在花柱的上半部分和子房内.访花昆虫有17种,分属双翅目、膜翅目和鳞翅目,花的结构和开花式样适合以意大利蜜蜂和食蚜蝇为主的多种昆虫传粉.     

枸杞胼胝质酶基因克隆及在雄性不育材料中的表达分析

以雄性不育枸杞‘宁杞5号’和正常可育枸杞‘宁杞1号’为材料,提取不同发育时期枸杞花蕾RNA,反转录合成cDNA,利用胼胝质酶的β-1,3-葡聚糖酶属性进行同源克隆和半定量RT-PCR分析.结果表明:(1)所克隆的胼胝质酶基因(LG1)属于植物糖基水解酶第17家族基因,编码344个氨基酸,有5个氨基酸保守区在4种植物的花药β-1,3-葡聚糖酶基因中都存在.(2)LG1在正常可育枸杞花药中高量表达,在雄性不育枸杞花药中表达沉默,但基因序列并没有发生突变.(3)经苯胺蓝染色观察,雄性不育枸杞花药四分体分解受阻与LG1基因表达沉默同步.研究结果提示,LG1基因是受不育基因调控的下游基因,参与了枸杞花粉的败育过程,LG1基因沉默是雄性不育枸杞花粉败育的一个重要原因.     

宁夏枸杞(Lycium barbarum)花器官形态多样性与品系间识别研究

该研究以42份宁夏枸杞(Lycium barbarum)为材料,对其中5个品系来自3个不同采集日期样品的花部性状进行了观察,同时对宁夏枸杞42个品系的16项花器官形态学指标进行了测定,并采用组间单因素方差分析法、主成分分析法和聚类分析法对宁夏枸杞种内的花部形态差异进行了研究。结果表明:宁夏枸杞花器官性状差异较大且多样性丰富,组间单因素方差分析表明宁夏枸杞花部性状在不同时间内采集无显著差异,即宁夏枸杞的花器官形态具有一定稳定性,因此可选用花器官形态作为区分宁夏枸杞种内不同品系的鉴别指标;主成分分析表明有关花瓣外缘色泽、花瓣正-背面脉络、花瓣形状、花瓣背部色泽、花喉色泽、雌雄蕊位置6个花部性状的累积贡献率达到84.791%,在宁夏枸杞品系的分类中起到了主要作用;聚类分析表明在欧式距离为7.5处可将枸杞的42个品系分成五类,能够将宁夏枸杞进行区分。该研究筛选出了能反映宁夏枸杞花器官形态差异的6个主要指标,并将42份宁夏枸杞分为五类,初步建立了宁夏枸杞种内品系间的形态学鉴别方法,可为宁夏枸杞的形态学研究及品系鉴定等提供依据。     

宁夏枸杞雄性不育种质个体YX-1的发现与鉴定

从宁夏枸杞主栽品种宁杞1号生产园内发现雄性不育种质YX-1个体,本研究对其生殖发育进行了进一步的实验验证,结果表明:YX-1植株花柱超长,柱头高于雄蕊;雄蕊花丝较短,花药外形正常且花药开裂,但无花粉粒散出,染色实验未见着色的花粉粒;强制自交结实率为0,异花人工授粉座果率为100%,成熟鲜果平均单果重为宁杞1号的180%以上;经花药发育及小孢子发生过程观察,YX-1败育主要发生在四分体时期,表现为四分体无法正常释放形成单核花粉粒,绒毡层细胞径向伸长和液泡化,之后延迟解体而整体脱落.初步研究结果表明YX-1种质表现雄性不育且杂种优势明显,具有良好的利用前景.     

宁夏枸杞雄性不育材料小孢子发生的细胞形态学观察

采用常规显微制片法,在光学显微镜下观察了宁夏枸杞雄性不育材料'YX-1'与可育材料'宁杞1号'的小孢子发生过程和各时期的形态特征.结果表明:不育材料'YX-1'小孢子发育受阻于四分体时期,无法形成正常的单核花粉粒,败育的特征是四分体胼胝质壁不能适时降解,四分孢子在胼胝质壁内液泡化、核质收缩降解,绒毡层细胞异常肥大增生,推迟解体.压片结果表明,不育材料'YX-1'四分孢子形状不规则、空瘪、解体,败育比较彻底.     

枸杞根际土壤真菌群落多样性的高通量测序

【目的】为了解不同枸杞产区枸杞根际真菌多样性的差异,从枸杞根际土壤真菌群落的角度试图解释宁夏枸杞优良品质与其土壤微生物菌群的联系。【方法】采用Mi Seq高通量测序方法,分别将我国4个不同地区枸杞根际土壤样品进行ITS区的高通量测序,并分析了物种组成和丰度、Alpha多样性、Beta多样性和菌群结构,测定不同产区枸杞主要有效成分,同时对枸杞品质和其土壤理化因子及枸杞根际真菌种群多样性的相关性做了分析。【结果】多糖含量和甜菜碱含量均是中宁枸杞高于兴仁和精河,格尔木含量最低;宁夏兴仁、宁夏中宁、新疆精河3个地区菌群结构类似,子囊菌门和结合菌门占总菌群的80%左右,而青海格尔木除了子囊菌门占58%外,壶菌门和新丽鞭毛菌门远远高于其他3个地区,比例占总菌群的近25%;4个地区枸杞根际土壤真菌菌群结构相似性依次为宁夏兴仁、新疆精河、宁夏中宁、青海格尔木。【结论】枸杞根际土壤样品真菌物种组成丰富,不同地区枸杞根际土壤真菌种群结构有一定差异;枸杞主要有效成分含量与枸杞根际土壤真菌种群结构具有一定相关性。