菘蓝属植物的同工酶分析及其系统学意义

采用聚丙烯酰胺凝胶电泳,比较了菘蓝属（Isatis L.)5种2变种1多倍体品种及1外类群种共计20个样本的酯酶同工酶和超氧化物歧化酶同工酶的酶谱差异,并运用数量分类学的原理和方法对酶谱数据进行了聚类分析。20个样本的酯酶同工酶酶谱共有18条酶带,可分为慢带区（A区）、中带区（B区）和快带区（C区）3个区,其中A区的Rf0.09酶带为所有样本共有,而B区和C区不仅酶带数多,而且活性较强,并表现出很大差异。20个样本的超氧化物歧化酶同工酶酶谱有8条酶带,略有差异。聚类分析结果表明,20个样本被明显分成10组,与形态性状分类结果基本一致。利用酶带的有无、酶带的活性差异以及聚类分析结果,可以初步作出菘蓝属类群间亲缘关系的判定。     

不同氮素形态和配比对菘蓝根的生长及含氮成分含量和总量的影响

以来源于安徽亳州、甘肃张掖、安徽阜阳、山西运城和陕西商洛的5个种源菘蓝( Isatis indigotica Fort.)为实验材料,采用田间试验法对不施氮素(对照),仅施用NO3--N(T1)或NH4+-N(T2),混合施用氮素也n(NH4+-N)：n(NO3--N)=75：25(T3)、n(NH4+-N)：n(NO3--N)=50：50(T4)和n(NH4+-N)：n(NO3--N)=25：75(T5)页以及仅施用CO(NH2)2(T6)条件下各种源菘蓝的单株根鲜质量和干质量,根折干率,根中游离总氨基酸、可溶性蛋白质和总氮含量,以及单株根中游离总氨基酸、可溶性蛋白质和总氮总量的差异进行了比较分析。结果表明：在同一施氮条件下不同种源间菘蓝根的各项指标均有一定差异;而与各自的对照相比,不同施氮条件下同一种源菘蓝根的各项指标也有一定差异。总体来看,安徽亳州和山西运城种源菘蓝根的生长指标均在T6组中较高,甘肃张掖种源根的生长指标则在T2组中相对较高,安徽阜阳种源根的生长指标在T5组中最高,陕西商洛种源根的生长指标在T4组中较高。各施氮条件下安徽亳州种源菘蓝的单株根中游离总氨基酸、可溶性蛋白质和总氮总量均低于其对照,并在T6组中相对较高;甘肃张掖和陕西商洛种源根的上述3项指标分别在T2和T3组中最高,而安徽阜阳和山西运城种源根的上述3项指标则分别在T5和T1组中较高。研究结果显示：不同氮素形态和配比对菘蓝根生长和根中含氮成分积累的影响效应存在种源间的差异,并且对同一种源根生长和根中含氮成分积累有益的氮素形态和配比也不同。因此,为了获得高产优质的板蓝根药材,建议在菘蓝的栽培过程中针对不同种源采取适宜的施氮措施,并兼顾生长量和有效成分含量。     

宽翅菘蓝系统发育关系和分类地位研究

宽翅菘蓝(Isatis violascens)是分布于新疆准噶尔盆地的一种早春短命植物。基于形态的相似性,有人建议将宽翅菘蓝作为Isatis emarginata同义体。目前宽翅菘蓝尚未得到分子水平的研究,其系统发育地位也不清楚。该研究对宽翅菘蓝的ITS区进行测序,结合GenBank数据库中菘蓝属物种的ITS序列对宽翅菘蓝的系统关系和分类地位进行研究。最大简约法,最大似然法和贝叶斯法3种方法分析表明:菘蓝属物种聚为两个分支;宽翅菘蓝与I.emarginata和小果菘蓝具有较近的亲缘关系;基于形态相似性和较近的遗传距离,支持将宽翅菘蓝与I.emarginata合并为一个物种,并把宽翅菘蓝作为I.emarginata的同义种。     

NaCl胁迫过程中喷施ALA对菘蓝幼苗生长及主要活性成分含量的影响

以来源于安徽亳州和山西运城的菘蓝（Isatis indigotica Fort.）幼苗为实验材料,对100 mmol·L-1NaCl胁迫条件下喷施50.0、25.0、16.7、12.5和0.0 mg·L-15-氨基乙酰丙酸（ALA）后幼苗部分生长指标、叶片中靛蓝和靛玉红含量以及根中表告依春含量的变化进行了研究。结果表明：在100 mmol·L-1NaCl单一胁迫条件下,来源于安徽亳州的幼苗单株叶鲜质量和叶片中靛蓝和靛玉红含量均低于对照,单株根鲜质量、根冠比以及根中表告依春含量均高于对照;来源于山西运城的幼苗单株叶和根鲜质量、叶片中靛玉红含量和根中表告依春含量均低于对照,根冠比和叶片中靛蓝含量均高于对照。在NaCl胁迫过程中喷施ALA对菘蓝幼苗生长和有效成分的积累均有不同效应。其中,喷施25.0 mg·L-1ALA后安徽亳州产幼苗单株叶和根鲜质量均最高且显著高于NaCl单一胁迫处理组;喷施16.7 mg·L-1ALA后山西运城产幼苗单株叶和根鲜质量均较高但与NaCl单一胁迫处理组无显著差异。喷施50.0 mg·L-1ALA后安徽亳州产幼苗叶片中靛蓝含量最高（0.376 mg·g-1）,喷施25.0 mg·L-1ALA后其叶片中靛玉红含量最高（9.977 mg·g-1）,喷施16.7 mg·L-1ALA后其根中表告依春含量最高（0.229 mg·g-1）,且均显著高于NaCl单一胁迫处理组;喷施16.7 mg·L-1ALA后山西运城产幼苗叶片中靛蓝含量最高（0.282 mg·g-1）,喷施12.5 mg·L-1ALA后其叶片中靛玉红含量和根中表告依春含量均最高（分别为4.526和0.301 mg·g-1）,且均显著高于NaCl单一胁迫处理组。研究结果表明：喷施适宜浓度ALA能够有效减轻NaCl胁迫对菘蓝幼苗生长的影响、提高其体内药用活性成分的含量;总体上看,产自安徽亳州的菘蓝幼苗的耐盐性较强,且不同种源适宜的ALA浓度也有一定差异。     

氮素营养对苗期菘蓝叶中硝酸还原酶活性与矿质元素吸收的影响

采用正交试验设计,研究铵态氮、硝态氮和酰胺态氮3种氮素形态及其不同浓度配比对苗期菘蓝的单株干重、叶内的硝酸还原酶活性及矿质元素吸收的影响。结果显示:(1)影响苗期菘蓝单株干重的氮素形态依次为酰胺态氮>铵态氮>硝态氮。(2)不同氮素形态对叶片硝酸还原酶活性影响有差异,铵态氮影响最大,其次是硝态氮和酰胺态氮。(3)不同形态氮素配合施用后均能促进P、K、Ca、Mg、Cd、Mn、Cr、Sr 8种元素的吸收,但不利于Ni和Fe的吸收;元素吸收受铵态氮影响最大的矿质元素有K、Ba、Se、Ni、B、Si、Fe 7种元素,受硝态氮影响最大的元素有P、Cd、Ti、Al、Cu 5种元素,受酰胺态氮影响最大的元素有Na、Ca、Mg、Zn、Mo、Mn、Cr、Sr 8种元素。研究表明,不同形态氮素对苗期菘蓝吸收矿质元素的影响存在很大的差异,应注重酰胺态氮与无机的铵态氮、硝态氮的配合施用;适宜氮素形态及其配比能提高叶中硝酸还原酶的活性并促进矿质元素的吸收,从而有效地促进菘蓝的生长。     

外源5-氨基乙酰丙酸对盐胁迫下菘蓝种子萌发及幼苗抗氧化酶活性的影响

采用砂培方式,研究了外源5-氨基乙酰丙酸(ALA)对盐胁迫下菘蓝种子的萌发、幼苗叶片的可溶性糖含量、丙二醛(MDA)含量及其抗氧化酶活性的影响,探讨ALA缓解菘蓝受盐胁迫伤害的响应机制。结果显示:(1)菘蓝种子萌发及幼苗生长在100 mmol·L^-1 NaCl胁迫下受到明显的抑制,种子发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数与自然含水量均显著降低,丙二醛含量、可溶性糖含量以及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性显著升高。(2)盐胁迫下适宜浓度的ALA处理显著提高了种子萌发率、自然含水量及SOD、POD和CAT活性,降低了可溶性糖和丙二醛的含量,并以16.7 mg·L^-1 ALA处理盐胁迫下菘蓝种子的发芽率、发芽势最大,其幼苗的SOD、POD、CAT活性最强。研究表明,盐胁迫显著抑制菘蓝种子的萌发及幼苗生长,适宜浓度的ALA能够有效缓解盐胁迫对菘蓝种子萌发及幼苗生长的伤害,提高植株的抗盐性,并以16.7 mg·L^-1 ALA处理效果最佳。     

不同染色技术和双色荧光原位杂交技术对宽翅菘蓝（Isatis violascens Bunge）的细胞遗传学分析

为了解十字花科菘蓝属植物宽翅菘蓝（宽翅菘蓝,Isatis violascens Bunge）的染色体结构,本文利用45SrDNA和5SrDNA双色荧光原位杂交、银染技术和CMA3对宽翅菘蓝进行分子细胞遗传学研究。45SrDNA和5SrDNA荧光原位杂交结果显示宽翅菘蓝染色体上有1对45SrDNA信号和1对5SrDNA信号;银染结果显示其中期染色体有1对银染点;CMA3染色结果发现宽翅菘蓝中期染色体存在1对CMA3信号。     

菘蓝APX基因克隆及序列分析

为进一步研究菘蓝APX基因的功能,构建了菘蓝APX基因真核表达载体。从菘蓝植株中提取总RNA,逆转录为cDNA,根据APX基因在该类植物中的同源性设计简并引物,利用PCR方法钓取目的基因,将目的基因与T载体连接,PCR检测阳性克隆,同时菌液送往测序公司进行测序。结果表明:测序片段的生物信息学分析证实了该序列与GenBank登录的APX基因一致。说明成功构建了菘蓝APX重组质粒和克隆鉴定了菘蓝APX基因,可进一步用于基因表达和表达产物的功能研究。     

氮素形态及配比对夏播菘蓝生长及活性成分含量的影响

以来自山西的菘蓝(Isatis indigotica Fort.)为实验对象,采用盆栽法研究铵态氮(NH4+-N)、硝态氮(NO3--N)和酰胺态氮〔CO(NH2)2〕的不同配比对夏播菘蓝生长,叶和根中的可溶性蛋白质及总氮含量,根中多糖含量,叶中叶绿素相对含量,以及叶中靛玉红和靛蓝、根中(R,S)-告依春的含量和积累量的影响.结果表明:各施氮处理组的单株叶干质量均高于对照(不施用氮素)组,但单株根干质量或高于或低于对照组,其中,T4〔n(铵态氮):n(硝态氮):n(酰胺态氮)=25:75:0〕处理组的单株叶和根干质量均最大,且总体上显著高于对照组及其他施氮处理组(P<005);而施氮处理组的根冠比均显著低于对照组.各施氮处理组叶中的可溶性蛋白质含量与对照均无显著差异,但各施氮处理组根中的可溶性蛋白质含量、叶和根中的总氮含量以及叶中的叶绿素相对含量总体上显著高于对照组,而根中的多糖含量或高于或低于对照组,其中,T6〔n(铵态氮):n(硝态氮):n(酰胺态氮)=0:75:25〕处理组根中的多糖含量和叶中的叶绿素相对含量均最高,T3〔n(铵态氮):n(硝态氮):n(酰胺态氮)=50:50:0〕处理组叶和根中的可溶性蛋白质含量均较高.各施氮处理组叶中靛玉红含量总体上显著高于对照组,多数施氮处理组叶中靛蓝含量则显著低于对照组,但各施氮处理组的单株叶中靛蓝和靛玉红积累量总体上高于对照组;其中,T2〔n(铵态氮):n(硝态氮):n(酰胺态氮)=75:25:0〕处理组叶中靛玉红含量及其单株积累量均最高,T6处理组叶中靛蓝含量最高,而单株叶中靛蓝积累量则以T3处理组最高.各施氮处理组根中(R,S)-告依春含量总体上显著低于对照组,其中,以T1〔n(铵态氮):n(硝态氮):n(酰胺态氮)=100:0:0〕处理组根中(R,S)-告依春含量最高,T4处理组单株根中(R,S)-告依春积累量最高.综合分析结果表明:按不同配比施用不同形态氮素,夏播菘蓝的生长及活性成分含量有明显差异,因此,若以收获叶为目的,结合叶中靛玉红含量,建议施用铵态氮和硝态氮物质的量比为75:25的复合氮肥;若以收获根为目的,结合根中(R,S)-告依春含量,建议施用铵态氮和硝态氮物质的量比为25:75的复合氮肥.     

菘蓝不同器官脂溶性成分的GC-MS分析

采用索氏提取法对菘蓝根、茎、叶、花和幼果等不同器官的脂溶性成分进行提取,利用气相色谱-质谱联用(GC-MS)技术对其脂溶性成分进行鉴定,并运用面积归一化法确定相对含量,以明确菘蓝的化学物质基础,为综合开发利用菘蓝资源提供依据。结果显示:从菘蓝的根、茎、叶、花和幼果中分别鉴定出24、23、21、18和23种脂溶性成分;其中,十二烷、十三烷、十四烷、2,4-二叔丁基苯酚和棕榈酸为各器官的共有成分;不同器官中脂肪酸含量依次为:花(80.91%)>根(60.56%)>幼果(21.93%)>茎(17.45%)>叶(11.28%)。除花中的饱和脂肪酸含量高于不饱和脂肪酸外,其他器官中不饱和脂肪酸的含量均较高,表明菘蓝不同器官中脂溶性成分的组成及含量存在一定差异。