广藿香毛状根多倍体诱导及其植株再生

为了提高药用植物广藿香的次生物质广藿香醇含量,采用秋水仙素人工诱导染色体加倍技术,进行了广藿香毛状根多倍体诱导及其植株再生、倍性鉴定和挥发油组分广藿香醇含量的测定。结果表明,广藿香毛状根多倍体诱导的最佳条件为0.05%秋水仙素处理36 h,其多倍体诱导率可达40%以上;经秋水仙素加倍的广藿香毛状根在MS+6-BA 0.2 mg/L+NAA 0.1 mg/L培养基中培养60 d后可获得毛状根多倍体再生植株。与对照(二倍体植株)相比,广藿香毛状根多倍体再生植株根系更发达、茎更粗、节间变短、叶片的长度、宽度和厚度均较二倍体明显增大。根尖细胞染色体压片观察证实,所获得的广藿香毛状根多倍体再生植株为四倍体,其根尖细胞染色体数约为128;同时,其叶片的气孔保卫细胞体积及其叶绿体数目均约为对照的两倍;但其气孔密度则随着倍性增加而下降,二倍体植株叶片的气孔密度约为四倍体植株叶片的1.67倍。GC-MS测定结果表明,广藿香毛状根多倍体再生植株的广藿香挥发油组分广藿香醇的含量为4.25 mg/g干重,约为二倍体植株的2.30倍。该结果证实毛状根多倍体化可提高药用植物广藿香的广藿香醇含量。     

菊花叶盘片转基因再生体系的优化选择

以菊花(Dendranthema morifolium)无菌苗叶片为外植体,在芽诱导培养基上直接诱导植株再生,优化选择菊花转基因再生体系.筛选出了能直接诱导芽再生的培养基(MS 6-BA3 mg·L-1 NAA 1 mg·L-1).茎段在有IBA和NAA的1/2MS培养基上诱导生根.生根的小苗在温室里生长良好.     

菊花叶盘片转基因再生体系的优化选择

以菊花(Dendranthema morifolium)无菌苗叶片为外植体,在芽诱导培养基上直接诱导植株再生,优化选择菊花转基因再生体系。筛选出了能直接诱导芽再生的培养基(MS+6-BA3 mg.L-1+NAA 1 mg.L-1)。茎段在有IBA和NAA的1/2MS培养基上诱导生根。生根的小苗在温室里生长良好。     

油桐叶柄高效直接再生体系的建立

以油桐无菌苗叶柄为外植体,研究植物生长调节剂对其离体培养及植株再生的影响。结果表明:叶柄直接诱导不定芽的最佳培养基1/2MS+3.0 mg·L-1 6-BA+0.05 mg·L-1 IAA,诱导率达91.67%;最佳继代增殖培养基1/2MS+3.0 mg·L-16-BA+0.05 mg·L-1 IBA+1.0 mg·L-1 GA3,增殖系数可达4.89;最佳生根培养基为1/2MS+0.05 mg·L-1 IBA,生根率96.18%。炼苗移栽到泥炭土:珍珠岩:黄土=2:1:1的基质中,成活率达93.55%以上。     

南瓜高效再生体系的建立

南瓜(Cucurbita moschata)再生率较低, 为建立高效的南瓜再生体系, 以南瓜子叶为外植体, 进行35组不同激素浓度的不定芽诱导研究。结果表明, 南瓜再生受培养基中激素浓度和配比的影响, 适宜浓度6-苄氨基腺嘌呤(6-BA)能有效促进不定芽形成; 单独使用脱落酸(ABA)诱导使南瓜子叶发黄, 但与6-BA组合使用可显著提高外植体的再生能力, 1.0 mg?L ^-16-BA与0.5 mg?L ^-1ABA组合南瓜芽再生率高达90.26%。将不定芽置于MS培养基中进行生根培养, 再生苗移栽易成活。从子叶接种到苗再生约需70天。     

南瓜高效再生体系的建立

南瓜(Cucurbita moschata)再生率较低, 为建立高效的南瓜再生体系, 以南瓜子叶为外植体, 进行35组不同激素浓度的不定芽诱导研究。结果表明, 南瓜再生受培养基中激素浓度和配比的影响, 适宜浓度6-苄氨基腺嘌呤(6-BA)能有效促进不定芽形成; 单独使用脱落酸(ABA)诱导使南瓜子叶发黄, 但与6-BA组合使用可显著提高外植体的再生能力, 1.0 mg∙L ^-16-BA与0.5 mg∙L ^-1ABA组合南瓜芽再生率高达90.26%。将不定芽置于MS培养基中进行生根培养, 再生苗移栽易成活。从子叶接种到苗再生约需70天。     

马铃薯叶片高效再生体系的建立

以4个马铃薯栽培品种为试材,进行了叶片离体再生研究,结果表明:东农303、鄂1号叶片愈伤组织诱导的最佳培养基为MS+6-BA2.5mg·L-1+NAA0.2mg·L-1;费乌瑞它为MS+6-BA2.0mg·L-1+NAA0.1mg·L-1;夏波帝为MS+6-BA2.0mg·L-1+NAA0.2mg·L-1,愈伤组织的诱导率均可达100%.诱导不定芽分化的最佳培养基分别是:费乌瑞它、鄂1号为MS+6-BA2.5mg·L-1+GA35.0mg·L-1;东农303为MS+6-BA1.0mg·L-1+IAA0.1mg·L-1+GA32.5mg·L-1;夏波帝为MS+6-BA2.5mg·L-1+IAA0.5mg·L-1+GA32.5mg·L-1,其不定芽分化率分别达94.3%、100%、100%和90%.     

甜菜叶柄高效直接再生体系的建立

通过预试验,从4中不同基因型甜菜中选取KWS-9103作为试验材料,建立其叶柄高效直接再生体系。通过种植无菌苗、预培养、诱导分化培养,获得了再生植株,建立了甜菜快速繁殖体系。结果表明,甜菜种子经过消毒处理后培养,取幼苗在MS附加6-BA 0.5 mg/L和NAA 0.05 mg/L的培养基中预培养,再取叶柄作为外植体转入诱导培养基MS附加6-BA0.5 mg/L和NAA0.05 mg/L中诱导不定芽,不定芽诱导率为50%以上。在MS附加IBA2.0 mg/L生根培养基中生根,诱导生根率在90?以上,移栽成活率高达95%。     

影响早熟油桃胚轴培养及再生因素的研究

以早熟油桃华光、曙光为试验材料,对影响其胚轴再生的外源乍长调节剂浓度及组合、培养基、胚发育时期、低温处理等因素进行了研究。结果表明,胚发育时期在盛花后74d(74DAFB)更适合于做为胚轴再生的外植体。幼胚经过75d的低温处理,能够提高胚的萌发率,而且幼苗生长状态良好。胚轴能够直接再生植株。上、下胚轴无显著差异。华光油桃胚轴再生以G TDZ3．0mg／L KT1．0mg／L NAA3．0mg／L效果最好;曙光油桃胚轴再生以QL TDZ2．0mg／L NAA0．5mg／L效果最好。     

影响大白菜高效离体培养再生的因素

大白菜的4日龄子叶和6日龄下胚轴外植体在MS 4～6 mg*L-1 6-BA 0.5 mg*L-1 NAA 5～10 mg*L-1 AgNO3培养基上3～4周后分化出不定芽,带柄子叶和子叶圆片最高再生频率均可达到80%～90%,下胚轴再生频率为40%～55%,在1/2MS 0.2 mg*L-1 IBA培养基上100%生根,据此建立了大白菜离体培养再生系统.     

广藿香香叶醇合酶基因克隆及表达分析

香叶醇合酶(geraniol synthase,GES)是香叶醇形成过程中非常重要的酶,是萜类代谢途径的限速酶。根据课题组广藿香转录组数据中的GES 转录本序列设计基因全长扩增引物,采用RT PCR方法克隆了广藿香GES基因的全长cDNA序列。对该基因进行了相关的生物信息学分析,并利用荧光实时定量PCR法检测了PcGES1基因在4个广藿香栽培种中不同时期茎、叶中的表达情况。结果显示：广藿香GES基因包含一个完整的ORF框,长1 734 bp,编码577个氨基酸,命名为PcGES1,GenBank登录号为KF926075 ;PcGES1基因编码的氨基酸序列与罗勒GES基因编码的氨基酸序列最为相近。广藿香GES蛋白定位在叶绿体中,无跨膜区域。PcGES1主要在叶中表达,老叶中表达量最高;从不同栽培种来看,PcGES1在石牌广藿香和高要广藿香中表达模式相似,在海南广藿香与印尼广藿香中表达相似,在海南广藿香老叶中表达最高。该研究结果为进一步阐明广藿香萜类代谢途径奠定了基础。     

广藿香内生真菌Ogataea sp. RW-S10次级代谢产物研究

为挖掘广藿香(Pogostemon cablin)内生真菌活性代谢产物,采用多种柱色谱分离方法从广藿香内生真菌Ogataea sp.RW-S10的次级代谢产物中分离得到7个化合物,根据波谱数据分别鉴定为ogataearin (1)、phenylalaninol (2)、对羟基苯乙酮(3)、bis(dethio)bis(methylsulfanyl) gliotoxin (4)、N-苯乙基乙酰胺(5)、lumichrome (6)和dehydroxypaxilline (7),其中化合物1为新化合物。化合物1具有α-葡萄糖苷酶抑制活性,其IC₅₀值为39.38 μmol/L。     

不同品种来源广藿香叶表皮毛特征比较分析

叶表皮毛特征作为药用植物的"微性状"特征,被越来越多地应用于植物学分类研究中,表皮毛的生长发育状态可以直接影响药材的整体品质。广藿香主要含有挥发油成分,叶表皮毛中的腺毛是其挥发油的主要合成分泌场所,而非腺毛可以起到保护作用,影响其长势和产量。为了探讨叶表皮毛特征在广藿香品种鉴别方面的意义,该研究以8个不同品种来源以及2个采收期(6月末和10月末)的广藿香的顶叶、第4对生叶及底叶为材料,采用水合氯醛透化法制片,于光学显微镜下观察拍照,使用Microsoft Excel 2019统计数据,采用SPSS 23.0统计学软件对叶表皮毛密度、腺毛直径进行方差分析、主成分分析和聚类分析。结果表明:同一品种来源,不同采收期的广藿香叶表皮毛密度有显著性差异,6月末采收的广藿香叶表皮毛密度显著低于10月末采收的;根据叶表皮毛(非腺毛、头状腺毛、盾状腺毛)密度及腺毛直径,可将相同采收期的8个不同品种来源广藿香分为4类,且可以将已知品种来源的南香、肇香和牌香分开,与传统分类结果有着很好的一致性。叶表皮毛密度和腺毛直径在广藿香的分类中具有一定的参考意义,并为广藿香药材品质形成机制的研究提供参考。     

广藿香原生质体制备、培养与融合技术优化研究

为建立高效稳定的广藿香原生质体培养与融合技术体系,该研究以广藿香愈伤组织悬浮细胞为材料,研究了原生质体制备的酶解条件和培养方法、细胞密度、激素种类和浓度等因素对原生质体培养的影响,并通过测定融合产物直径确立融合细胞筛选范围,进一步研究聚乙二醇浓度、细胞密度、融合时间及融合液加入量等因素对原生质体融合的影响。结果表明:制备原生质体的适宜条件为pH5.8,酶解温度25 ℃; 原生质体培养以铵盐减半的MS₁培养基进行海藻酸钠包埋、激素选用0.2 mg·L^-1 NAA、2.0 mg·L^-1 6-BA,培养密度2.0×10⁵个·mL^-1、蔗糖添加量1.0%、酸水解酪蛋白500 mg·L^-1的条件下原生质体分裂频率、植板率均较高,且开始分裂时间和细胞团形成时间都较短; 双细胞融合产物筛选范围为69.33～87.35 μm; 以40% PEG 6000化学促融30 min、加入0.5倍体积的融合液、细胞密度2.0×10⁵个·mL^-1的条件进行原生质体融合,聚合率可达57.19%; 获得的融合产物经海藻酸钠包埋培育2个月后可观察到再生愈伤组织。     

两种栽培型广藿香内生真菌群落组成变化

为探索内生真菌与广藿香互作间对宿主活性成分形成机制的影响,该研究以成分差异较大的牌香和湛香为对象,采用传统形态学方法对所获菌株归类,通过真菌通用引物ITS1/ITS4扩增菌株rDNA-ITS序列,鉴定其分类地位并研究其多样性。结果表明:(1)用PDA和LBA培养基对苗期、分枝期和成株期广藿香茎叶组织块进行内生真菌分离,共获得3070株菌株,其中牌香(PX)分离出1624株,鉴定出1319株,分属于36属;湛香(ZX)分离出1446株,鉴定出994株,分属于33属。牌香分离出7种特有内生真菌,分别为香柱菌(Epichloe typhina)、盘长孢状刺盘孢菌(Colletotrichum gloeosporioides)、座腔孢菌(Botryosphaeria sp.)、丝核菌(Rhizoctonia sp.)及截盘多毛孢菌(Truncatella sp.),并首次分离到疫霉菌(Phytophthora sp.)和指疫霉菌(Sclerophthora sp.),这2种菌属于卵菌门内生菌。湛香分离出拟青霉菌(Paecilomyces sp.)和尾孢菌(Cercospora sp.)2种特有内生真菌。(2)牌香和湛香优势内生真菌相同,均为链格孢菌(Alternaria sp.)和刺盘孢菌(Colletotrichum sp.),其中牌香中相对分离频率为9.48%和7.81%,湛香为10.16%和8.65%。(3)从苗期到成株期,牌香和湛香内生真菌定殖率逐渐增高,依次为牌香8月(97.78%)>7月(72.50%)>5月(55.28%);湛香8月(91.11%)>7月(63.06%)>5月(46.67%)。平均定殖率为牌香75.19%,湛香66.95%。(4)随着生长期延长,牌香和湛香内生真菌多样性呈递增趋势,同时2种广藿香内生真菌平均相似性系数为0.86。可见,牌香和湛香内生真菌种类丰富,各有独特的内生真菌,且不同生长期内生真菌种群组成不同。该研究结果为筛选活性内生真菌菌株,探究内生真菌影响广藿香活性成分合成与积累奠定了基础。     

广藿香同源八倍体诱导与鉴定

为诱导广藿香[Pogostemon cablin(Blanco)Benth.]同源八倍体,采用组织培养方法,研究了秋水仙素对广藿香同源八倍体诱导的影响。结果表明,以0.05%秋水仙素浸泡广藿香组培丛生芽72 h的效果最佳,形态学鉴定处理苗的变异率达85%,且八倍体苗的染色体数目为2n=8x=128,八倍体苗的根茎粗壮,叶片大而厚,颜色深,叶形指数小,叶片下表皮的气孔个体大、密度小,保卫细胞中的叶绿体数目多,植株形态学性状优良。这为进一步获得高产、活性成分含量高的广藿香优良品系奠定基础。     

酮型广藿香MVA途径基因表达分析及与主要成分合成相关性研究

广藿香药材以广藿香酮含量较高的酮型广藿香为最优质。而广藿香酮为一种萜类成分,其生物合成途径尚未明确。MVA(甲羟戊酸)途径是萜类化合物生物合成的重要途径。为了分析MVA途经基因表达与化学成分的相关性从而获得促进广藿香酮合成的潜在基因,该文以2种酮型广藿香栽培品种(石牌广藿香、高要广藿香)为材料,通过实时定量PCR分析基因表达和主要成分含量测定,并研究了供试材料不同时期的茎、叶中与甲羟戊酸代谢途径相关的HMGR、MK、MDD基因表达及化学成分。结果表明:(1)HMGR基因在石牌广藿香嫩叶中表达更明显;MK基因在石牌广藿香和高要广藿香中表达模式相似,主要在老茎中表达;MDD基因在石牌广藿香叶中比高要广藿香表达量更高,在两种广藿香的茎中表达模式相似。(2)同属于酮型广藿香,石牌广藿香与高要广藿香的化学成分相似,老叶广藿香醇含量最高,老茎的广藿香酮含量更高。(3)MDD和MK基因与广藿香酮的合成正相关。综上结果所述,酮型广藿香两个栽培种MVA途径的基因表达模式相似,MDD和MK基因可能为酮型广藿香萜类代谢途径的关键基因。     

广藿香八氢番茄红素合成酶PcPSY1基因克隆和序列分析

根据已获得的广藿香转录组数据中的PSY转录本序列,利用Primer 3在线设计基因全长扩增引物,采用RT-PCR方法获得广藿香的八氢番茄红素合成酶(phytoene synthase,PSY)基因。并利用在线分析平台和生物软件对该其因进行生物信息学分析。获得的广藿香PSY1基因长1 550 bp,编码439个氨基酸,命名为PcPSY1,GenBank登录号为KC862310; 预测了PcPSY1 编码蛋白的结构与功能,且基于PSY基因利用NJ法构建了与21个不同物种间的进化树,进化树表明广藿香PcPSY1基因与桂花的PSY序列亲缘关系最近。成功克隆并分析广藿香PcPSY1基因的全长序列,为进一步阐明广藿香萜类代谢途径奠定基础。     

西藏虎头兰高效植株再生体系的研究

为建立西藏虎头兰(Cymbidium tracyanum)的高效快速繁殖体系,该研究以野生西藏虎头兰种子为外植体,通过分析不同基本培养基和植物激素配比对原球茎诱导、增殖和分化的影响,以及光照时间和培养温度对试管苗生长的影响,筛选出适宜西藏虎头兰植株高效再生的条件。结果表明:适宜西藏虎头兰生长的基本培养基为1/2 MS;种子萌发和原球茎诱导的最适培养基为1/2 MS+1.0 mg·L^-16-BA+0. 5 mg·L^-1NAA,培养50 d后,有95.00%的种子发育成原球茎;原球茎增殖的最适培养基为1/2 MS+2.0 mg·L^-1NAA,培养30 d,增殖倍数为4.25;原球茎的最适分化培养基为1/2 MS+2.0 mg·L^-1NAA+60 g·L^-1土豆泥+0.5g·L^-1活性炭,培养10 d,不定芽发生率为98.33%,培养40 d,幼苗生根率为94.67%;试管苗在温度20℃、光照时间12 h·d^-1、光照强度2 000 lx的条件下培养,苗长势好,叶片生理性焦尖发生率仅为3.33%;以腐殖土作为栽培基质,试管苗的移栽成活率为97.78%。该研究结果为保护西藏虎头兰野生资源和工厂化育苗提供了科学依据和技术支持。     

广藿香不同外植体离体培养的研究

以广藿香叶片、带节茎、不带节茎及根尖为材料进行离体培养,对影响离体再生的因素进行了研究。结果表明:BA有利于广藿香外植体出芽,浓度以0.1～0.5mg/L效果较好;不同外植体的出芽能力有较大差异,其中以叶片和带节茎出芽能力较强,出芽率均达100%;外植体在培养基上的接种方式对出芽也有一定影响,带节茎以形态学下端垂直插入,可以缩短出芽时间及增加单个外植体出芽的数量。无根苗生根以MT+IBA0.2mg/L培养基为好,苗的生长较为健壮。