黑果枸杞资源分布及其经济价值

本文就国内外对黑果枸杞资源分布、经济价值、开发利用和发展趋势进行了综述。为黑果枸杞在资源开发与环境保护并举,综合利用方面提供科学依据。     

新疆产药用植物黑果枸杞有性生殖产出差异的繁殖生态学研究

由于黑果枸杞（Lycium ruthenicum）果实具有重要的保健价值,近年来倍受关注,但其野生资源正遭受着前所未有的采伐压力。目前关于影响黑果枸杞果实产量的有性生殖过程研究较少,本实验对新疆库尔勒地区6个不同生境的野生黑果枸杞居群开展了繁殖生态学观察,并对各居群的访花频率、访花昆虫种类、柱头花粉落置、胚珠数、座果率、结实率和单株果实产量等指标进行了比较分析。结果表明,访花频率与结实率、座果率具有显著正相关关系,说明传粉者是限制黑果枸杞有性生殖的关键因素之一;传粉者种类越丰富的居群其有性生殖产出越高,揭示了传粉昆虫的多样性和丰富度是影响黑果枸杞繁殖成功的重要限制因子。此外,和静县华侨农场和焉耆县霍拉山河沟的黑果枸杞居群生殖产出明显与其传粉成功率相偏离,进一步分析表明,风沙侵蚀和人为采伐对植株的破坏是影响这两个居群果实产量的重要原因。本研究结果对于野生黑果枸杞居群的保护及其人工规模栽培提供了重要的参考依据。     

黑果枸杞化学成分研究进展

黑果枸杞是一种独特的药食两用植物,具有抗氧化、抗动脉粥样硬化、增强免疫力、抗衰老、降血脂等药理作用。综述近年来 黑果枸杞的化学成分、生物活性、提取方法和质量分析等方面的研究进展,为黑果枸杞药效成分的进一步开发和利用提供参考。     

黑果枸杞和宁夏枸杞FT(Flowering Locus T)基因的克隆及表达分析

黑果枸杞(Lycium ruthenicum Murr.)和宁夏枸杞(Lycium barbarum L.)系茄科枸杞属植物,具有非常重要的药用价值。本研究通过挖掘黑果枸杞和宁夏枸杞的转录组数据克隆获得其开花关键基因FT(Flowering Locus T),分别命名为Lr FT和Lb FT,通过生物信息学方法分析两个蛋白质的氨基酸序列、功能域及其系统发育关系等;并通过实时定量PCR分析其在两种枸杞不同组织中的表达模式。研究结果表明:Lr FT和Lb FT均编码一个由173个氨基酸组成的蛋白质。蛋白序列分析表明:Lr FT和Lb FT序列相似度达98%,具有保守的PEBP(phosphatidylethanolamine-binding protein)结构域。系统进化分析表明:Lr FT和Lb FT与茄科植物番茄、烟草和马铃薯的FT亲缘关系较近。基因表达结果表明:Lr FT和Lb FT主要在叶片中表达,且在两种枸杞的叶片中表达量有一定的差异。本研究为今后黑果枸杞和宁夏枸杞开花相关功能基因的验证及分子育种奠定了一定的基础。     

多基因型黑果枸杞高效快繁体系的建立

旨为建立适用于不同种源多基因型的黑果枸杞高效稳定的组培再生体系,为工厂化育苗与大面积推广奠定基础。收集7个不同种源地的黑果枸杞种子并制备无菌苗,利用植物组织培养技术,研究不同种类、不同浓度植物生长调节剂对黑果枸杞生根和分化的影响。在黑果枸杞的茎段诱导分化培养基筛选过程中,针对黑果枸杞培养过程中容易出现的玻璃化现象,通过多种培养基比较,确定了一种最适合不同种源多基因型黑果枸杞茎段分化的培养基MS+蔗糖30 g/L+琼脂7 g/L+6-BA 0.1 mg/L;在黑果枸杞的叶片诱导分化培养基筛选过程中,通过调节生长素类物质及细胞分裂素的浓度,获得一种适合于不同基因型的黑果枸杞叶片分化的培养基MS+蔗糖30 g/L+琼脂6 g/L+NAA 0.5 mg/L+6-BA 0.5 mg/L;在黑果枸杞生根培养基的筛选过程中,通过改变生长素浓度,获得了一种最适合于不同种源多基因型黑果枸杞生根的培养基1/2MS+蔗糖30 g/L+琼脂7.5 g/L+IBA0.25 mg/L。在大规模试验的基础上,克服了不同种源黑果枸杞使用一种培养基时在生根分化过程中常出现的玻璃化、不生根、不发芽等问题,建立了适宜不同种源多基因型黑果枸杞高效稳定的组织培养再生体系。     

黑果枸杞提取物活性的研究进展

黑果枸杞是一种具有良好保健功效的药食两用植物,其富含丰富的营养物质,具有多种生物活性。本文综述了黑果枸杞中花青素、多糖和甜菜碱等活性成分的性质及其保健功效的研究进展,为黑果枸杞的深入研究及进一步的开发应用提供科学依据。     

‘黑杞一号’与野生黑果枸杞的酚类物质分析

以‘黑杞一号’和野生黑果枸杞为研究对象,对其总酚、总花色苷、总单宁、单体花色苷和非花色苷单体酚类物质进行测定分析。结果表明:(1)与野生黑果枸杞相比,‘黑杞一号’的总酚、总花色苷、总单宁含量分别高出14 250、390和3 330μg/g。(2)‘黑杞一号’和野生黑果枸杞中均检测出4种单体花色苷,包括双葡萄糖苷1种、咖啡酰化葡萄糖苷2种和香豆酰化葡萄糖苷1种,且‘黑杞一号’的4种单体花色苷均显著高于野生黑果枸杞,其中单体花色苷总量比野生黑果枸杞高116.88%(5 672.8μg/g),二甲花翠素咖啡酰化葡萄糖苷含量为野生黑果枸杞的14.93倍。(3)‘黑杞一号’和野生黑果枸杞中均检测到29种非花色苷单体酚,包括黄烷醇类7种、羟基苯甲酸类4种,黄酮醇类18种,并以原儿茶酸含量最高,但‘黑杞一号’非花色苷单体酚总量较野生黑果枸杞低51.42%(2.71μg/g)。     

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。     

新疆产药用植物黑果枸杞遗传多样性的ISSR分析

黑果枸杞（Lycium ruthenicum）隶属于茄科枸杞属,为重要的药用植物,主要分布于中国的西北部。目前该种野生”资源逐渐减少,开展对其居群遗传学研究有利于黑果枸杞野生种质资源的保护和可持续利用。采用ISSR分子标记对新疆南部黑果枸杞6个自然居群及甘肃2个自然居群共115个样品进行了DNA多态性分析。从60个随机引物中筛选出7个有效引物,共产生64条DNA片段,其中50条为多态性条带,多态位点百分率（PPL）为78．1％。相比较而言,黑果枸杞在物种水平上具有较高的遗传多样性,Nei基因多样性（H）和Shannon多样性指数（Ⅰ）分别为0．29和0．43。对黑果枸杞8个居群的AMOVA分析结果表明,其遗传变异主要存在于居群内（77．0％）,而居群间的遗传分化较小（23％,Fsr=0．23）。黑果枸杞各居群间的遗传距离在0．0570—0．1913之间变化。居群间的聚类及Mantel检验（r=0．3602,P=0．910）均表明新疆黑果枸杞居群地理距离与遗传距离之间的相关性不明显;黑果枸杞个体间UPGMA聚类结果表明,同一居群的个体不能完全聚在一起,来自新疆和甘肃两区域的黑果枸杞材料也不能完全分开。探讨了可能造成上述居群遗传结构模式的主要因素,同时提出了今后对新疆南部黑果枸杞保护工作中需进一步解决的问题。     

不同土壤环境下黑果枸杞茎、叶形态结构比较

应用石蜡切片法对不同土壤环境下黑果枸杞的叶片和茎的形态结构进行了比较,以期为黑果枸杞在天津地区引种提供理论依据。对叶片和茎的表皮、栅栏组织、维管束、皮层、韧皮部等指标进行了测量。结果表明：黑果枸杞在天津不同土壤环境下生长状况良好。生长在碱性粘土中的黑果枸杞叶片呈长披针形,茎表皮和维管束最发达;生长在沙壤土中的黑果枸杞叶片也呈长披针形,但角质层最厚,茎的皮层最发达;长在红棕土中的黑果枸杞叶片则呈近长椭圆形且叶片较厚,叶表皮气孔密度最大,表皮最厚,叶肉的栅栏和海绵组织最发达,叶柄维管束最大,茎最粗,韧皮部最发达,髓最大。因此,生长在不同土壤环境下的黑果枸杞植株的茎、叶片的形态结构差异明显。     

超声辅助提取野生与人工栽培黑果枸杞花色苷含量研究

黑果枸杞含有的花色苷类成分对人类健康有着重要意义。为探究野生与人工种植黑果枸杞花色苷含量差异,本实验利用超声辅助回流提取,通过单因素实验和Box-Benhnken实验设计优化提取条件,得到最佳提取条件为:提取时间25.62 min、提取温度48.67℃、乙醇浓度84.35%、料液比1∶20 g·m L-1。在此条件下测得野生、人工种植黑果枸杞花色苷平均含量分别为6.141 mg/g、16.014 mg/g。本实验结果为黑果枸杞种植及利用提供了重要依据。     

黑果枸杞育苗繁殖技术

介绍了黑果枸杞的育苗技术,主要包括选地与整地、种子采集和贮藏、种子处理、土壤处理、播种和田间管理等内容,以期为黑果枸杞的种子育苗提供技术参考。     

干旱胁迫对黑果枸杞幼苗光合特性的影响

以当年生黑果枸杞幼苗为试验材料,通过称重控水的方法设置对照(土壤含水量为32.96%~35.35%)、轻度干旱胁迫(土壤含水量为21.18%~22.32%)、中度干旱胁迫(土壤含水量为12.20%~13.82%)和重度干旱胁迫(土壤含水量为7.89%~8.73%)4个水分梯度,研究了干旱胁迫对黑果枸杞叶片光合色素、光合特性、叶绿素荧光特性的影响,以揭示黑果枸杞对干旱胁迫的适应能力和适应机制。结果显示:(1)随着干旱胁迫强度的增加,黑果枸杞幼苗叶片叶绿素含量、类胡萝卜素含量均呈显著下降趋势。(2)黑果枸杞幼苗叶片净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、气孔导度(G_s)在中度和重度干旱胁迫下显著下降;其胞间CO_2浓度(C_i)、水分利用效率(WUE)随干旱胁迫强度的增加而逐渐增加,而气孔限制值(L_s)随干旱胁迫强度的增加而逐渐降低。(3)随着土壤含水量的降低,黑果枸杞幼苗叶片初始荧光(F_0)和非光化学猝灭系数(q_N)逐渐增加,而其最大荧光(F_m)、PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)、实际光化学效率(Ф_(PSⅡ))和光化学猝灭系数(q_P)均逐渐降低。研究表明,在干旱胁迫条件下,黑果枸杞叶片过多的能量以热的形式被耗散,反应中心开放程度降低,从而避免PSⅡ反应中心受到损伤,表现出一定的耐旱性;黑果枸杞生长所允许的最大土壤水分亏缺为7.89%,维持黑果枸杞具有较高的WUE和P_n的土壤水分阈值为12.20%~13.82%。     

正交试验优化黑果枸杞果实中花青素的提取工艺

黑果枸杞(Lycium ruthenicum)是西北干旱区特有的小灌木,具有重要的生态和经济价值,而果实中花青素含量多寡是评判其经济价值的重要指标。为找到简单易行的花青素提取技术,本试验采用pH=30的盐酸-乙醇提取法,分别对不同提取溶剂浓度、物料比、提取时间、提取温度以及是否脱脂条件下的花青素提取率进行了研究,结果表明:在黑果枸杞不脱脂的情况下,用乙醇提取花青素的最优条件为pH=30的80%盐酸-乙醇、物料比为1:15、提取时间为5 h、提取温度为40℃,花青素的提取率达到0978%。该试验结果为实验室及产业化提取花黑果枸杞青素提供了较为准确的参数。     

嫁接对黑果枸杞结实性能及其性状的影响

研究了黑果枸杞与枸杞嫁接后的结实性能及其性状,结果表明:通过嫁接,可使黑果枸杞第二年进入结实期,并能显著提高其单株结实产量,且具有"二茬花果"的结实性状。     

黑果枸杞的黑色与白色浆果内含物含量比较分析

在2013~2015年青海省黑果枸杞资源调查中发现了白色浆果类型材料,该研究对白果和黑果在成熟后期——3个发育期(Ⅰ～Ⅲ)的果实表型以及使其浆果具有营养和药理价值的重要活性化合物进行了测定分析。结果表明：(1)黑果枸杞白色和黑色浆果的发育进程相近,果型一致,体积、质量差异不明显。(2)花青素在黑色浆果中于第Ⅱ时期含量最高(17.18 mg/g),而在白色浆果中的3个测定时期均极低,花青素的消失是果实颜色呈现白色的根本原因。(3)多酚、多糖和维生素E在黑、白色浆果中都存在,且均在成熟后期的Ⅱ、Ⅲ时期含量达到最高,但三者在各个时期白色浆果中的含量均显著低于黑色浆果。(4)在浆果中检测的17种矿质元素,其中在白色浆果中有10种元素(B、Ca、Li、Mg、Mn、Na、Si、K、Zn和Al)的含量较黑色浆果高。该研究为黑果枸杞品种选育、黑果枸杞白色果实营养价值的评判和其适应性研究奠定了基础。     

贮藏条件对河西走廊四种旱生灌木种子萌发的影响

不同贮藏条件下,探讨了河西走廊枸杞(Lycium barbarum)、黑果枸杞(L.rutheni-cum)、花棒(Hedysarum scorpaium)和泡果白刺(Nitraria sphaerocarpa)4种旱生灌木种子萌发情况。结果表明:枸杞、黑果枸杞和花棒种子萌发对贮藏条件有一致性的响应,即经过低温湿润(-5℃和4℃)贮藏后有较高的萌发率、较快的萌发速度和较早的萌发开始时间,贮藏条件对泡果白刺的种子萌发(<30%)的影响较小;冬季冷屋贮藏后(-5℃,湿润)的枸杞种子萌发率(68%)显著大于冰箱贮藏(4℃,湿润)和室温干燥贮藏(<20%);冰箱和冬季冷屋贮藏后黑果枸杞种子萌发率约80%,室温干燥贮藏后萌发率仅为5%;冰箱和冬季冷屋贮藏后的花棒种子萌发率达到88%和65%,干燥贮藏后为40%。低温层积(-5℃和4℃)是打破枸杞、花棒和黑果枸杞种子休眠的有效方法之一。     

NaCl胁迫下黑果枸杞转录组测序分析

研究黑果枸杞在不同浓度盐胁迫下基因表达谱变化情况,为进一步研究黑果枸杞抗盐分子机制奠定研究基础。对0(CK)、50、250 mmol/L NaCl溶液胁迫的黑果枸杞组培苗的根和叶在胁迫时间为0、1、12 h时分别取样,采用转录组测序(RNASeq)技术进行测序分析。结果表明,转录组测序共产生222.49 Gb原始数据,拼接出Unigenes 86 037条,注释到7大功能数据库(GO、KEGG、KOG、NR、Pfam、Swiss-Prot和egg NOG)上的Unigenes总数为46 594个,占总Unigenes的54.76%,还有38 929个Unigenes在这些数据库中没有得到注释。通过GO分类和KEGG Pathway富集性分析,分别归于51个GO类别和211条代谢途径。差异表达基因分析显示,黑果枸杞叶片和根的上调基因和下调基因数随着NaCl浓度的增大和处理时间的延长均呈增加趋势,叶片中的上调基因数(7 514)小于下调基因数(9 032),根中的上调基因数(12 347)大于下调基因数(11 559)。在黑果枸杞盐胁迫下转录组中发现28 325个SSR位点,最多的为单核苷酸SSR,占70.47%。综合分析表明,黑果枸杞对盐胁迫的反应是一个多基因参与、多个生物过程协同调控的过程,基因表达量的变化可能是基因调控的主要方式。     

黑果枸杞在新疆的适宜分布模拟与局部环境适应性分化

黑果枸杞(Lycium ruthenicum)是重要的药食同源植物, 在干旱荒漠区发挥着防风固沙的重要生态功能, 但目前片段化分布日趋严重。该研究利用黑果枸杞在新疆的87个自然分布点和基准气候(1971-2000年)下的19个气候变量, 利用GIS空间分析和R软件Biomod2建模平台, 模拟分析黑果枸杞在新疆的适宜分布范围、空间分布特征及其关键限制因子; 并结合研究区土地利用/土地覆被现状, 评价其分布潜力; 同时对黑果枸杞的南北疆种群进行分组建模, 分析该植物的生态位分化。研究结果表明: (1)组合模型的真实技巧统计(TSS)均高于0.75、接收工作机特征曲线下的面积(AUC)均高于0.85, 模拟精度相比单个模型有明显提高; 组合模型得到的种下分组建模的模拟准确性较物种水平有显著提升, TSS均高于0.78、AUC均高于0.88; (2)根据组合模型的模拟结果, 黑果枸杞在新疆的适宜生境面积占比为36.72%, 主要分布于准噶尔盆地、天山北坡及塔里木盆地西北缘和西南缘; 其中, 高度适生区面积占比为5.19%, 集中于福海县、塔城地区东部、天山北坡博乐至阜康一线、库尔勒、柯坪县及塔里木盆地西南缘。高度与中度适生区与研究区耕地的重叠率达80.6%和50.8%; (3)南北疆黑果枸杞种群存在显著的生态位分化, 最暖季平均气温、等温性、降水季节性是驱动黑果枸杞局部环境适应性分化的主要因子。     

黑果枸杞果实成熟发育过程表达谱差异分析

对黑果枸杞(Lycium ruthenicum Murr.)3个不同发育时期的果实进行转录组测序,分析对比黑果枸杞果实不同发育时期相关基因表达谱的变化。提取果实RNA进行Illumina高通量测序,利用GO、KEGG等公共数据库进行功能注释、分类,利用数字基因表达谱技术对比分析。结果显示,KEGG pathway富集分析表明亮氨酸生物合成途径在变色期对比青果期有7个差异表达基因,黑熟期对比变色期有35个差异表达基因,且全部为上调表达。在糖酵解途径中3个不可逆的反应步骤限速酶基因在黑熟期均为上调表达。对黑果枸杞亮氨酸合成和糖酵解涉及到的基因进行了功能和代谢通路的分析,为黑果枸杞种质资源探索提供理论基础。