Transformation of Saussurea involucrata by Agrobacterium rhizogenes: Hairy root induction and syringin production

Agrobacterium rhizogenes-mediated genetic transformation of Saussurea involucrata was investigated. Four bacterial strains, A4, LBA 9402, R1000 and R1601 and three explant types, leaf blade, petiole and root, were examined. Over 100 hairy root lines were successfully established with strains R1601, R1000 and LBA9402, but none with A4. The highest transformation efficiency of 67% was achieved by using strain R1601 with root explants. One hairy root line isolated from this combination, HR1601-1, produced up to 43.5 ± 1.13 mg syringin g⁻¹ dw, which is about 50-fold higher than that in the wild type plants.Two other lines, HR1000-1 and HRLBA9402-1, isolated from R1000- and LBA9402-transformed roots, respectively, also displayed high capacity of syringin production, being 32.5 ± 3.08 and 39.7 ± 1.37 mg syringin g⁻¹ dw. These three lines were characterized in detail. Polymerase chain reaction analyses confirmed these root lines were of A. rhizogenes origin.     

雪莲PBP基因表达载体的构建

目的:利用新疆雪莲特殊功能基因磷脂酰乙醇胺结合蛋白基因(XLPBP)与基础质粒构建植物表达载体pXLPBP,为介导该基因在植物中表达,以期提高植物抗寒力的转基因研究打下基础。方法:利用设计好的两端加有EcoRⅠ酶切位点的引物,对XLPBP全长基因片段进行PCR扩增,获得700bp左右大小的片段,将其纯化回收并与同样经过EcoRⅠ酶切的质粒pCAMBIA3301连接;然后采用冻融法和电击法,将含XLPBP基因的载体pCAMBIA3301转入根癌农杆菌中。结果:通过一系列分子克隆方法获得含雪莲XLPBP基因的植物表达载体,并经PCR实验证实。结论:利用以自身携带的非编码区为调控序列的XLPBP全长基因和双向表达载体pCAMBIA3301为基础构建植物表达载体,可望提高外源基因表达量。     

珙桐的引种繁殖研究

珙桐是我国特有的珍稀植物,为保护、发展这一树种,对珙桐进行了引种实验和一系列的繁殖研究。     

四川省不同天然种群珙桐叶片解剖结构与其耐热性的关系

以四川省15个珙桐种群为试材,采用石蜡切片法、NaClO法观察叶片16项解剖结构,应用变异系数、聚类分析、相关性分析对叶片解剖结构进行筛选,利用隶属函数法对不同种群的耐热性进行综合评价,以期了解珙桐应对热胁迫的生理变化机制,为野生珙桐资源的保护及园林应用提供参考。结果表明：珙桐叶片为异面叶,气孔主要分布于下表皮。16项解剖结构指标在不同种群间达到极显著差异水平;栅海比、栅栏组织厚度、气孔密度、下表皮角质厚度、主脉凸起度、上表皮角质层厚度、下表皮细胞厚度是影响珙桐耐热性的主要解剖结构指标,叶厚度、海绵组织厚度、主脉厚度、上表皮细胞厚度、主脉维管束厚度、气孔长度、气孔宽度、叶片结构紧密度、叶片结构疏松度与耐热性关系不大;15个珙桐种群耐热性存在一定差异,其强弱顺序为：汉源 > 筠连 > 雷波 > 沐川 > 屏山 > 荥经 > 天全 > 美姑 > 平武 > 碧峰峡 > 北川 > 洪雅 > 宝兴 > 大邑 > 邛崃;15个种群耐热性大致分为4类：汉源种群为耐热型,筠连、雷波、沐川等3个种群为中度耐热型,屏山、荥经、天全、美姑、平武、碧峰峡、北川为低耐热型,洪雅、宝兴、雷波、邛崃等4个种群为不耐热型。     

激素对转基因雪莲毛状根植株再生及类黄酮产生的影响

为了研究外源激素GA3和IAA对3个转基因新疆雪莲类黄酮高产毛状根系C17、C27、C46的植株再生及其总黄酮含量的影响,在培养基中添加不同浓度的GA3和IAA,结果发现,GA3浓度高于1.0 mg/L时,可诱导毛状根系产生不定芽,其中以GA3浓度为2.0 mg/L时,转基因毛状根系C17的不定芽再生率最高,可达82％。高压液相色谱以及紫外分光光度法测定结果表明,与未用激素处理的毛状根和它的再生植株相比,外源激素GA3和IAA能显著提高毛状根培养物中芹菜素和总黄酮的含量。毛状根系的组织干重与类黄酮的含量没有相关性,但毛状根系的再生率与类黄酮的含量几乎呈反相关性。     

新疆雪莲毛状根的诱导及其植株再生体系的建立

利用发根农杆菌R1601、R1000、LBA9402感染新疆雪莲的叶片、叶柄和根段外植体,诱导产生毛状根。毛状根接种量为2.8 g/L(FW)时,20d生长量可达66.7 g/L,黄酮含量达到干重的10.23%。冠瘿碱的检测和rolB基因的PCR分析表明,Ri质粒中的T_DNA片段已经整合到毛状根细胞的基因组中。预培养时间、外植体类型以及发根农杆菌的菌株属性对毛状根诱导有着重要的影响。其中预培养2 d的新疆雪莲根段外植体,经过R1601感染后,毛状根的诱导率可达100%。诱导产生的毛状根在附加生长素的液体培养基中,有少量愈伤组织产生。由毛状根再生的植株与雪莲外植体再生的植株在形态上无明显区别,但前者的黄酮含量仅为后者的53%。     

雪莲的开花生物学特性及其生态适应意义

雪莲(Saussurea involucrata)是一种典型的高山草本植物, 同时也是我国重点保护的珍稀药用植物。该文对雪莲的开花生物学特性及其对高山环境的适应策略进行了观测与分析。主要结果如下: 雪莲不育花序单生于茎生叶的叶腋内, 可育复头状花序生长于茎顶端, 由26 ± 7个头状花序构成, 每个花序的小花数为137 ± 34个。复头状花序外侧为绿色至淡黄色半透明的茎生苞叶所包被, 开花过程中, 白天茎生苞叶内侧温度和湿度明显高于外侧的温度和湿度, 最大温差达7.2 ℃, 最大相对湿度差达54.2%, 可为苞叶内侧花序中小花的传粉和受精以及胚和种子的发育提供良好的微环境。不同年份间雪莲的开花物候差异不显著(p > 0.05), 群体花期为65-75天, 单株花期为45-55天, 盛花期持续时间约35天, 平均每株每天开花数为201个, 属于集中开花模式, 有利于吸引传粉者。单花开放持续时间为4-6天, 小花泌蜜持续时间为3天, 其泌蜜量与糖浓度于每天 12:00时达到最高值, 但随着开花的持续, 日泌蜜量逐渐增加, 而糖浓度逐渐减少。雪莲花期浓郁的气味、聚合成复头状的可育花序及其紫色小花与充足的泌蜜量, 增加了对传粉者的吸引力。雪莲开花过程中存在的雌雄异位、雄性先熟以及被动式花粉次级展现现象, 减少了自花授粉的可能性。自然条件下, 其头状花序的结籽数和结籽率分别为126.0 ± 10.5粒和91.7% ± 4.2%, 单株结籽数为3 326.4 ± 28.7, 表明雪莲在高山极端环境中能顺利地完成有性生殖过程。     

湖北后河保护区珙桐的叶功能性状研究

该研究分析了珙桐群落主要叶功能性状之间的关系,比较了珙桐与林分其它优势树种以及珙桐Ⅰ级(胸径dbh<2.5cm)、Ⅱ级(dbh2.5～22.5cm)和Ⅲ级(dbh>22.5cm)3个龄级间叶功能性状上的差异.结果表明,珙桐的比叶面积(SLA)与单位质量的叶建成成本(CC_m)、单位面积的叶建成成本(CC_a)呈显著负相关(p<0.01).通过与林分其它优势树种相比较,珙桐具有较高的SLA、单位的质量的叶氮含量(N_mass);而CC_m、CC_a、单位面积的叶氮含量(N_area)却相对较低,这表明珙桐能较有效地利用有限资源.珙桐不同龄级的最大光合速率(A_max)、暗呼吸速率(R_d)、光补偿点(LCP)和光饱和点(LSP)均表现为珙桐Ⅲ级>Ⅱ级>Ⅰ级,而SLA则表现为Ⅰ级>Ⅱ级>Ⅲ级(p<0.05).尽管珙桐Ⅰ级在林下表现出较强的弱光适应能力,但在后期建成为Ⅱ级的过程中,叶片形态与光合生理特性均表现出对遮荫环境的不适应,光资源不足可能是珙桐种群更新受限的主要限制因子之一.     

濒危植物珙桐的组织培养与植株再生

以珙桐冬芽为材料进行组织培养和植株再生研究,结果表明：珙桐冬芽直接诱导丛生芽的最适培养基为WPM+NAA 0.2 mg·L^-1+6-BA 3.0 mg·L^-1+AC 2.0 g·L^-1;珙桐带芽茎段增殖的适宜培养基为WPM+NAA 0.05 mg·L^-1+6-BA 1.0 mg·L^-1+GA₃ 2.0 mg·L^-1+AC 2.0 g·L^-1;生根最佳培养基为White+IBA3.0 mg·L^-1+6-BA 1.0 mg·L^-1+AC 2.0 g·L^-1,在此条件下,根发育良好,植株健壮;组培苗炼苗后移栽,成活率可达80%。