深松对乌拉尔甘草根际土壤养分以及微生物群落功能多样性的影响

通过大田试验和室内分析相结合,研究了深松对乌拉尔甘草根际土壤养分和微生物群落功能多样性的影响,以期为乌拉尔甘草人工种植地土壤耕作措施优化和土壤环境改良提供依据。结果表明,与未深松(常规耕作)处理相比,深松处理对乌拉尔甘草根际土壤0—20 cm耕层土壤养分含量无显著性影响,可显著提高乌拉尔甘草根际土壤20—40 cm耕层有机质、全氮、全磷和全钾的含量,分别提高了60.8%、65.3%、48.9%和86.8%;明显增加了0—20 cm和20—40 cm耕层细菌、真菌和放线菌的数量(P0.05),3种类型的微生物数量均呈现出上层大于下层,深松大于未深松的变化趋势。在156 h的微生物温育期内,深松处理下不同土层的平均颜色变化率(AWCD)均显著高于未深松处理,并显著提高了AWCD的利用率(72 h,P0.05),较未深松分别提高了35.5%和130.8%。与未深松处理相比,深松处理显著提高了土壤微生物的多样性指数(H、S、D)。主成分分析(PCA)表明,深松优化了乌拉尔甘草根际土壤微生物的群落组成;聚合物、羧酸类化合物、氨基酸和碳水化合物是深松处理下根际土壤微生物利用的主要碳源。总而言之,深松处理显著提高乌拉尔甘草根际土壤养分含量、微生物数量和微生物多样性指数,改变了微生物群落功能多样性,造成这种差异的主要原因可能是深松改变了土壤耕层结构,改善了微生物的生存环境。因此,深松对乌拉尔甘草人工种植地土壤质量的改良有积极作用。     

新疆3种甘草根际土壤丛枝菌根真菌群落的多样性分析

为探究新疆地区药用甘草根际土壤丛枝菌根真菌的群落结构受宿主植物种类、土壤深度和土壤理化性质的影响,该实验采集了新疆地区乌拉尔甘草、胀果甘草、光果甘草根际0～20 cm、20～40 cm、40～60 cm 3个土层的土壤样品,基于Illumina Miseq高通量测序平台测定AM真菌群落结构和多样性,结合土壤理化性质,分...     

甘草根际土壤微生物群落对长期连作的响应

光果甘草连年种植所引起的甘草产量下降、植株发育不良、根腐病频发严重影响甘草产业的持续发展,造成了重大的经济损失。然而,其机制却并不清楚。应用下一代测序技术,对未种植过光果甘草的土壤（Control）,生长1a （Gg1）和生长5a （Gg5）光果甘草的根际土壤行16S rDNA和18S rDNA ITS测序,并对比分析了甘草根际土壤和对照组之间,以及不同种植年限甘草根际土壤之间的微生物群落结构差异,以期探究光果甘草连作障碍的原因。结果表明,光果甘草连作增加了根际土壤细菌群落的丰富度,降低了真菌群落的丰富度（P>0.05）。主坐标分析显示,光果甘草的根际土壤微生物组成与对照组之间存在显著差异,并且光果甘草的种植年限显著地影响了根际土壤微生物的群落组成。在门水平上,光果甘草连作显著地增加了真菌Blastocladiomycota和Mortierellomycota的相对多度（P<0.05）。在属水平上,光果甘草连作显著地降低了有益细菌Arthrobacter和Pseudomona及有益真菌Naganishia的相对多度,而增加了病原真菌Fusarium和Thanatephorus的相对多度。由此推测,光果甘草根际土壤微生物群落结构的改变,以及有益微生物相对多度的降低和病原微生物相对多度的增加可能是导致光果甘草发生连作障碍的重要原因之一。     

不同分布区胀果甘草原生境土壤微生物群落结构特征及其影响因素

胀果甘草(Glycyrrhiza inflata)主要分布于新疆、甘肃的荒漠区,是耐盐性最强的药用甘草,在改良盐碱地土壤中发挥着重要作用,其原生境土壤微生物群落结构特征是揭示种群分布影响因素及盐碱地修复机制的重要依据。从胀果甘草5个主产区采集原生境土壤,测定土壤理化指标,并采用高通量测序技术,结合Spearman、dbRDA等方法开展微生物群落组成及多样性特征研究,揭示不同分布区的优势微生物群落特征和影响因子。结果表明：真菌群落中曲霉属(Aspergillus)、地丝霉属(Geomyces)、镰刀菌属(Fusarium)和细菌群落中的寡养单胞菌属(Stenotrophomonas)、Marinimicrobium、Idiomarina是野生胀果甘草原生境土壤中的优势微生物类群。不同分布区的土壤真菌多样性和丰富度具有显著差异,但土壤细菌多样性和丰富度差异不显著;部分分布区土壤中的真菌和细菌种类差异较大。土壤理化因子中,土壤含水量和总含盐量对真菌和细菌的群落分布、丰富度有显著影响。原生境含水量与曲霉属(Aspergillus)、镰刀菌属(Fusarium)、链格孢属(Alternaria)...     

不同耐盐性药用甘草幼苗根对Na~+的响应及其维管组织变化

以甘草属2种耐盐植物胀果甘草、乌拉尔甘草为材料,用不同浓度(50、100、150、200、250mmol·L-1)NaCl处理幼苗21d后,分析其生物量和根、茎、叶中的Na+、K+含量以及K+/Na+,计算根的离子选择吸收和运输系数,并应用光学显微镜观察比较二者的维管组织结构变化,以揭示2种药用甘草幼苗根对Na+的响应及其维管组织结构的变化特征,探讨甘草的耐盐机理。结果表明:(1)NaCl胁迫使2种甘草幼苗生物量均下降,在NaCl浓度为250mmol·L-1时,胀果甘草、乌拉尔甘草幼苗生物量分别是对照的53.34%、46.21%,胀果甘草耐盐性强于乌拉尔甘草。(2)随着NaCl浓度上升,2种甘草根积累的Na+显著增多,其中胀果甘草在所有盐处理下,根Na+含量均高于其它器官,说明其根对吸收的Na+具有显著截留效应;而乌拉尔甘草只在0~150mmol·L-1 NaCl范围内,根Na+含量显著高于叶片,当NaCl为200、250mmol·L-1时,叶片Na+含量显著高于根,说明乌拉尔甘草根对Na+的截留能力有限。(3)在相同盐处理下,胀果甘草离子选择吸收系数SAK,Na、离子运输系数STK,Na均大于乌拉尔甘草,胀果甘草根抑制Na+、促进K+向地上部运输的能力强于乌拉尔甘草。(4)乌拉尔甘草在NaCl为150、200mmol·L-1、胀果甘草在250mmol·L-1时,根结构对盐胁迫产生应激性响应,维管组织比例显著上升,有助于提高根向上的运输能力,减少盐害。研究表明,2种药用甘草根对Na+截留作用和向上运输时促K+抑Na+能力的差异,是导致其耐盐能力不同的主要原因,根对Na+的积累和截留作用的差异与根的结构响应相吻合,能较好地解释二者的耐盐性差异。     

不同荒漠植物根际土壤微生物群落结构特征

于2015年7月在甘肃安西极旱荒漠国家级自然保护区采集膜果麻黄(Ephedra przewalskii)、红砂(Reaumuria songarica)、合头草(Sympegma regelii)、泡泡刺(Nitraria sphaerocarpa)和珍珠猪毛菜(Salsola passerina)5种典型荒漠植物根际土壤样品,利用磷脂脂肪酸(PLFA)法结合Sherlock微生物鉴定系统分析了土壤微生物群落结构。结果表明,5种荒漠植物根际土壤微生物磷脂脂肪酸种类和组成差异显著,其中表征革兰氏阳性菌的18:0 iso、16:0 iso和17:1 isoω9c分别为红砂、珍珠猪毛菜特有表征放线菌的18:1ω7c 10-methyl仅在珍珠猪毛菜根际存在。总PLFAs、真菌、放线菌和真菌/细菌在珍珠猪毛菜中显著最高,革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌在膜果麻黄和珍珠猪毛菜根际显著高于其他植物,AM真菌在合头草根际有最高值。结构方程模型分析表明,与植物相比,土壤因子对微生物群落结构影响更为显著,其中易提取球囊霉素对放线菌有显著影响,土壤碱解氮是革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌的主要影响因子。同时,土壤微生物群落结构可用于检测不同荒漠植物根际微环境土壤退化状况。     

5种甘草属植物花序和种子生产的位置效应及繁殖资源分配模式初步研究

以种植于新疆石河子的光果甘草( Glycyrrhiza glabra Linn.)、胀果甘草( G. inflata Batal.)、乌拉尔甘草( G. uralensis Fisch.)、黄甘草( G. eurycarpa P. C. Li)和蜜腺甘草( G. glabra var. glandulosa X. Y. Li)为研究对象,对植株不同部位的花序数量、花序正常发育率、每花序单花数量和果穗干质量,以及植株不同部位和花序不同部位的生物量投入比、座果率、结籽率、种子投影面积和种子千粒质量进行测定;在此基础上,对供试5种甘草属( Glycyrrhiza Linn.)植物的繁殖资源分配模式和种子生产策略进行分析。结果表明：同一植株内,光果甘草、乌拉尔甘草、黄甘草和蜜腺甘草的花序数量、花序正常发育率、每花序单花数量和果穗干质量从植株下部到上部总体上依次递减,而胀果甘草植株不同部位间这4项指标总体上无显著差异。同一植株内,胀果甘草植株中部的生物量投入比和座果率均较高,但其生物量投入比、座果率和结籽率在植株不同部位间均无显著差异;而供试另4种植物的生物量投入比、座果率和结籽率从植株下部到上部总体上依次递减。同一花序内,胀果甘草花序中部的生物量投入比明显高于花序上部和下部,座果率从花序下部到上部依次递减,结籽率则在花序不同部位间无显著差异,而供试另4种植物的生物量投入比、座果率和结籽率从花序下部到上部总体上依次递减。供试5种植物的种子投影面积和种子千粒质量在植株不同部位间和花序不同部位间均无显著差异。综合研究结果显示：在资源竞争、结构效应和花粉限制的影响下,供试5种甘草属植物存在2种不同的资源分配模式和种子生产格局。其中,光果甘草、乌拉尔甘草、黄甘草和蜜腺甘草通过减少对晚发育的花或果实的资源投入来保障早发育的花或果实获得较多的资源,达到繁殖成功的目的;而胀果甘草则采取对花和果实随机败育的方式减小资源竞争的压力,这2种繁殖资源分配模式和种子生产策略对提高甘草属植物的繁殖成功率具有重要作用。     

乌拉尔甘草查尔酮合酶基因的克隆及序列分析

目的:对乌拉尔甘草查尔酮合酶(CHS)进行cDNA序列克隆及分析。方法:根据Gen Bank数据库中已注册胀果甘草CHS的cDNA序列(EU706287)设计引物,采用RT-PCR法从乌拉尔甘草根样中克隆CHS的cDNA序列,利用Editseq 7.10、DNAMAN 6.0及MEGA 5.0进行序列分析。结果:克隆得到34条长度为1175 bp的CHS序列,包含一个完整的开放读框,编码一条由389个氨基酸残基组成的多肽。这34条CHS序列可分为15种单倍型(单倍型1~15),一致性为98.97%,存在61个变异位点;其对应的34条CHS氨基酸序列,可分为9种氨基酸序列类型(AA-1~AA-9),一致性为99.51%,存在13个变异位点。同源性分析显示,乌拉尔甘草中该基因序列与胀果甘草在进化关系上最近,与小立碗藓在进化关系上最远。结论:克隆了乌拉尔甘草CHS基因cDNA序列,并对其进行了序列多态性分析,为进一步研究CHS基因在甘草黄酮代谢途径中的作用提供了理论依据。     

光果甘草与乌拉尔甘草清除活性氧能力的比较

采用化学发光法测定了光果甘草（Glycyrrhiza glabra L.）与乌拉尔甘草（G.uralensis Fisch.）中总黄酮和总皂甙对3种重要活性氧（O2^-、OH和H2O2）的清除能力,其中光果甘草对活性氧的清除能力超过乌拉尔甘草;黄酮类化合物对3种活性氧的清除能力强于皂甙类化合物。因此,若以清除活性氧为应用目标,应尽量使用光果甘草。     

伊贝根际微生物分布与西贝素的相关性

分析了伊犁贝母不同生育期(返青期、显蕾期、盛花期和收获期)根际、非根际可培养土壤微生物动态变化,探讨了根际土壤微生物与西贝素含量之间的相关性。结果表明,在伊犁贝母的生长发育期,根际和非根际土壤微生物数量的分布规律是:细菌放线菌真菌。除了显蕾期非根际真菌数量大于根际以外,其他生长时期根际细菌、放线菌和真菌数量远远大于非根际,细菌根际效益明显。盛花期根际土壤中细菌和真菌数量达到了最多。土壤真菌与西贝素含量呈极显著正相关。     

离子注入介导麻黄和甘草总DNA转化苜蓿的初步研究

目的:探索离子注入介导麻黄和甘草总DNA转化苜蓿的方法与效果。方法:氩离子(Ar )注入介导麻黄和甘草总DNA在2个品种的苜蓿中转化,对种子发育正常的T1代苜蓿单株进行生物碱类、黄酮类和皂苷类物质进行定性检识。结果:苜蓿种子经离子注入介导转基因处理后,T1代结荚率很低,复合DNA处理的183和283的结荚率分别为6.40%和8.33%,正常发育的种子分别为2.40%和5.83%。获得了种子发育良好的苜蓿T1代单株50株,其中6个单株根或茎的天然产物定性检识呈阳性。结论:Ar 注入介导外源DNA大分子的转化对苜蓿种子的发育具有很大影响,获得的转基因苜蓿T1代种子,为进一步开展相关化学证据和分子证据的研究提供了宝贵的材料。     

Aerodynamics of Ephedra trifurca

Computer simulations are used to predict the behavior of pollen grains with different physical properties within the acceleration field created around the ovules of the gymnosperm Ephedra trifurca. A modelling procedure is given that (1) calculates the number of pollen grains captured by an ovule's pollination-droplet and (2) gives a correlation between pollination efficiency and the physical properties (= mass, size) of different types of pollen. Based on this procedure, the number of Ephedra pollen grains captured by micropyles can be less than the number captured from other species. However, the mass and size of Ephedra pollen grains appear to coincide with those predicted to yield a local maximum of pollination efficiency, i.e. slightly larger or smaller values of either mass or size would decrease the probability of capture. In addition, the properties of Ephedra pollen grains operate synergistically in the aerodynamic environment around ovules and are focused to collide with pollination-droplets. By analogy, the properties of Ephedra pollen coincide with those predicted for a localized adaptive peak. The physical properties of pollen grain types other than E. trifurca that can maximize pollen capture are not generally represented in the aerobiology of Ephedra during the pollination season. Therefore, the phenology of pollen release, community taxonomic-composition, and the physics of particle capture play collectively important roles in the reproductive success of Ephedra trifurca.     

麻黄资源的利用与研究开发进展

本文介绍了麻黄资源的现状、麻黄碱的特性以及代谢途径,评述了有机合成、植 物提取、组织培养以及微生物发酵半合成等生产麻黄碱方法及存在的问题,详细讨论了近年来麻黄组织培养的进展及其影响因素。强调生物技术应是解决麻黄碱生产中资源枯竭和保护环境的有效手段。     

麻黄资源的利用与研究开发进展

本文介绍了麻黄资源的现状、麻黄碱的特性以及代谢途径 ,评述了有机合成、植物提取、组织培养以及微生物发酵半合成等生产麻黄碱方法及存在的问题 ,详细讨论了近年来麻黄组织培养的进展及其影响因素。强调生物技术应是解决麻黄碱生产中资源枯竭和保护环境的有效手段。     

蓝麻黄的组织培养和快速繁殖

1植物名称蓝麻黄(Ephedra glaoca). 2材料类别2000年11月下旬,从新疆托克逊县科委蓝麻黄人工种植实验地取蓝麻黄,连土移栽到大花盆中,放到温室中培养,以其新生幼枝条为外植体. 3培养条件(1)诱导愈伤组织培养基:MS NAA1.5 mg·L-1(单位下同);(2)愈伤组织继代培养基:MS KT 0.05 2,4-D 1.0;(3)诱导芽分化培养基:MS 6-BA 3 IAA 0.2;(4)诱导腋芽培养基:MS 6-BA 0.4.以上培养基均附加3%蔗糖、0.7%琼脂,pH 5.6～5.8.培养温度24～26℃,光照时间15 h·d-1,光照度2 000～3 000 lx.     

Studies in Embryology of Ephedra sinica

Pollen of Ephedra sinica is shed at 5-celled stage and its male gametophyte is fundamentally similar to that of another conifer. Wall formation of the female gametophyte follows after 8 or 9 times of free nuclear divisions resulting in the produetion of some 256 or 512 free nuclei. Archegonia are generally 2–3 in number with 20-30 neck cells arranged in 4–5 rows. After division, the central cell forms the ventral canal nucleus and the egg. The latter is surrounded by a mass of dense cytoplasm. The development of the embryo is rather rapid. The two cotyledons of the mature embryo are well developed while its columnar tissue in root cap is weak. Pith is present in hypocotyl. The embryonic epidermis does not extend to the root cap and the junction between hypocotyl and pericolumn of the root cap is distinct.     

甘草多糖免疫调节作用的研究

目的：研究甘草多糖对小鼠免疫系统功能的影响。方法：以体内给药方式,对实验动物进行碳粒廓清实验、淋巴细胞增殖实验、血清溶血素水平测定实验,研究甘草多糖对非特异性和特异性免疫系统的影响。结果：实验表明,与空白对照组进行比较,低、中、高剂量多糖给药组小鼠的免疫能力均有显著性提高（P〈0.05）,并呈现一定剂量依赖关系,且达到阳性对照药物组水平。结论：甘草多糖对正常小鼠的免疫能力有促进作用。     

Alkaloidal,lignan and phenolic constituents of Ephedra alata

In addition to the known p-coumaric acid, the furanofuran lignan (±)-syringaresinol and the digalloylglucose, nilocitin, were obtained from the whole plant of Ephedra alata. A new natural alkaloid, ephedralone, was also isolated. The structures were determined mostly by mass, ¹H and ¹³CNMR spectroscopy.     

Anti‐hepatitis C virus compounds obtained from Glycyrrhiza uralensis and other Glycyrrhiza species

Development of complementary and/or alternative drugs for treatment of hepatitis C virus (HCV) infection is still much needed from clinical and economic points of view. Antiviral substances obtained from medicinal plants are potentially good targets to study. Glycyrrhiza uralensis and G. glabra have been commonly used in both traditional and modern medicine. In this study, extracts of G. uralensis roots and their components were examined for anti‐HCV activity using an HCV cell culture system. It was found that a methanol extract of G. uralensis roots and its chloroform fraction possess anti‐HCV activity with 50%‐inhibitory concentrations (IC₅₀) of 20.0 and 8.0 μg/mL, respectively. Through bioactivity‐guided purification and structural analysis, glycycoumarin, glycyrin, glycyrol and liquiritigenin were isolated and identified as anti‐HCV compounds, their IC₅₀ being 8.8, 7.2, 4.6 and 16.4 μg/mL, respectively. However, glycyrrhizin, the major constituent of G. uralensis, and its monoammonium salt, showed only marginal anti‐HCV activity. It was also found that licochalcone A and glabridin, known to be exclusive constituents of G. inflata and G. glabra, respectively, did have anti‐HCV activity, their IC₅₀ being 2.5 and 6.2 μg/mL, respectively. Another chalcone, isoliquiritigenin, also showed anti‐HCV activity, with an IC₅₀ of 3.7 μg/mL. Time‐of‐addition analysis revealed that all Glycyrrhiza‐derived anti‐HCV compounds tested in this study act at the post‐entry step. In conclusion, the present results suggest that glycycoumarin, glycyrin, glycyrol and liquiritigenin isolated from G. uralensis, as well as isoliquiritigenin, licochalcone A and glabridin, would be good candidates for seed compounds to develop antivirals against HCV.