诱变育种是一种快速有效的育种方法,对观赏植物品种改良具有特别重要的意义。兰花具有很高的观赏价值、药用价值、食用价值和/或文化价值,市场前景广阔。已有研究表明,诱变可以引起兰花株型、叶部性状、花朵数、花朵大小、花型、花色、开花期、观赏期、抗虫性、抗病性、抗逆性等性状的改变,迄今至少已获得930个突变体和16个新品种。本文对兰花诱变育种研究进行综述,旨在明确兰花诱变育种现状和影响兰花诱变育种效果的因素,总结兰花诱变机理,找出进一步提高兰花诱变育种效率和效果的方法,为更好地利用诱变育种技术培育兰花新品种,深入阐明兰花诱变机理提供参考。
蝴蝶兰(Phalaenopsis)花色丰富,花期持久,花型独特,具有很高的观赏价值,是市场上最受欢迎和最具商业价值的兰花。蝴蝶兰花梗是由每片叶子基部的腋芽发育而来,但在开花期多数腋芽处于休眠状态,研究其潜伏腋芽萌发规律有助于通过促成栽培提高蝴蝶兰多花梗比率,具有良好的应用前景。本文对影响蝴蝶兰花芽萌发的主要环境因素(温度、植物激素、光环境、营养物质积累等)及促进花芽萌发的调控方法进行综述,以期为今后多花梗蝴蝶兰产品的生产调控提供参考依据。
兰科兜兰属植物因其奇特的外观,观赏价值极高,具有良好的市场前景。但兜兰生长慢,生长环境要求高,又遭到人们持续采集,野生兜兰数量稀少,现已成为世界上最濒危的物种之一。通过人工繁殖出的大量种苗能应用于迁地保护、自然回归和商品化生产。但兜兰的人工繁殖难度大,存在种子萌发率低、生长速度慢、回归自然的种苗适应性差等问题。菌根是植物长期在自然界生存中与真菌形成的一种共生关系。内生真菌在兜兰的生活史中扮演着重要的角色,对种子萌发、植株生长和环境适应性均有极大帮助。研究内生真菌有助于兜兰的人工繁殖、商品化育苗及产业化推广,也有利于兜兰属植物的自然回归和保护。本文对兜兰内生真菌特点、分离鉴定方法、内生真菌种类和作用等研究进行综述,提出了内生真菌在兜兰属中的应用前景和未来研究方向等,以期为兜兰属植物内生真菌的研究、兜兰种子共生萌发和商品化育苗及野生兜兰的保护提供参考。
为了深入研究不同花色秋石斛品种花青素合成途径的差异性,本研究利用广泛靶向代谢组学技术对蓝紫色、浅桃红色、红色、紫红色和深紫红色5个不同花色秋石斛品种的花青素苷组成和含量进行了分析。结果表明:从供试秋石斛中共鉴定出38个代谢产物,主要为矢车菊素(Cy)、芍药花素(Pn)、天竺葵素(Pg)、飞燕草素(Dp)和矮牵牛素(Pt)的糖苷及其酰基化衍生物。5个秋石斛品种中花青素苷组成和含量存在显著差异。代谢物差异分析表明,紫红色花中Cy和Dp型糖苷显著高于浅桃红色花(P<0.05);蓝紫色花的差异花青素中3种Dp型糖苷含量均显著高于其他颜色;仅筛选出1种Cy型糖苷在浅桃红色花中富集。绝大多数样品的Cy型糖苷含量最高,随着Cy和Dp及其衍生物含量增加,花色会加深并转向红紫色,推测Cy型糖苷使秋石斛偏向紫红色,而Dp糖苷赋予秋石斛蓝紫色调。基于以上结果推测秋石斛存在上述5种花青素苷的酰基化修饰途径,研究结果可为秋石斛花色形成机制和花色改良提供依据。
目前兰科植物花型多样性形成分子机理仍不清楚,本研究对铁皮石斛、美花石斛花器官进行转录组和microRNA测序,通过cytoscape构建miRNA-mRNA网络和靶基因蛋白互作网络并进行差异比较,以期在分子水平上探究2种石斛花型差异分子机理。转录组研究结果表明,与花发育相关的mRNAs有MADS-box AP3基因、激素类基因等。miRNA-mRNA网络分析表明,差异表达的miRNAs、mRNAs参与了花型差异形成,miR5179与靶基因AP3、miR160与靶基因ARFs、miR164与靶基因NAC021、miR159与靶基因GAM1、bdi-miR159与靶基因CKX9、miR167b-3p与靶基因ANT可能参与花型形成,以上miRNA均在铁皮石斛中上调表达。蛋白互作通路表明,2种石斛有AP3这一关键基因,美花石斛缺少CUL1、TIR1、TIR1A、RBS四个基因;2种石斛的生长素反应互作通路中存在2个差异表达的ARFs基因,美花石斛缺失1个ARFI基因;美花石斛特异性地拥有由NAC021基因构成的生长素信号转导靶基因蛋白互作通路。铁皮石斛和美花石斛花型差异表达miRNAs/mRNAs以及靶基因蛋白互作差异可能是导致2种石斛花型差异的主要机理。
一心维纳斯蝴蝶兰(Phalaenopsis I-Hsin Venus)花型优雅、花期持久、花香馥郁,是优良的香花品种,具有较高的园林观赏价值和经济价值。为筛选适用于一心维纳斯蝴蝶兰花香物质合成相关基因表达分析的内参基因,本研究以一心维纳斯蝴蝶兰不同花期(中蕾期、初开期、盛开前期、盛开中期、盛开后期、衰败期)的转录组数据为基础,选取了ACT1、ACT2、ACT3、GAPDH、EF1α、TUA、TUB和Ubi共8个管家基因作为候选内参基因,利用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)技术检测候选内参基因在花朵不同发育时期的表达情况,并利用geNorm、NormFinder、BestKeeper三个内参基因稳定性分析软件对候选内参基因进行分析。综合分析结果表明,ACT1的稳定性最高,可作为一心维纳斯蝴蝶兰相关基因表达分析的最适内参基因。
本研究报道了中国兰科(Orchidaceae)蝴蝶兰属(Phalaenopsis Blume)一未详知种——藏南蝴蝶兰(P. arunachalensis),对其形态进行描述并提供照片。该种与红河蝴蝶兰(P. honghenensis)、华西蝴蝶兰(P. wilsonii)和小尖囊蝴蝶兰(P. taenialis)相近,但该种具有向下弯曲的细距,侧裂片分离部分不及中裂片的一半以及侧裂片末端匕状,这些可区别于其他物种。
为了解四川格西沟国家级自然保护区兰科植物多样性与分布特征,于2020和2021年采用样线样方结合法,在保护区内进行系统性调查,共设置了17条总长95 km的样线,涵盖保护区各功能区、生境类型以及海拔范围。结果表明:(1)保护区内调查到兰科植物20属34种。其中珍稀濒危物种有10种,包括5种国家二级保护野生种类;四川省新记录种2种[褐花羊耳蒜(Liparis brunnea)、齿突羊耳蒜(L. rostrata)];生活型以地生兰为主,属的地理成分以北温带分布占绝对优势。(2)34种兰科植物共调查到6703株,分布于290个点位,以二叶盔花兰(Galearis spathulata)数量最多,大花鸟巢兰(Neottia megalochila)最少,火烧兰(Epipactis helleborine)分布点位最多。紫点杓兰(Cypripedium guttatum)植株高度与海拨呈极显著负相关性,其余种类在同物候期的种间高度变化轻微。(3)保护区3100~3300 m内的兰科植物种属数最多,其次是2900~3100 m区间,3900~4100 m内的兰科植物数量最多。(4)头蕊兰(Cephalanthera longifolia)数量与坡度因子呈显著的中度正相关,二叶盔花兰数量与海拔呈显著的强正相关,叉唇角盘兰(Herminium lanceum)数量与植被呈显著的强正相关,角盘兰属(Herminium)数量与海拨呈显著的中度负相关。综上,在四川省内,格西沟自然保护区的兰科植物资源相对丰富,分布格局符合“中间高度膨胀型”,大部分种类的数量与环境因子不显著相关,与历史上对该保护区的调查相比,本次调查到的兰科植物种属数量大幅增加,但有3种国家重点保护且观赏价值高的杓兰属植物未调查到,1种杓兰属植物在调查期间种群数量下降。因此,对保护区的兰科植物保护、宣传、执法等刻不容缓。
带叶兜兰[Paphiopedilum hirsutissimum (Lindl. ex Hook. f.) Stein]具有较高的观赏价值,是中国珍稀濒危保护植物。为了研究中国西南地区野生带叶兜兰资源的遗传特性,促进野生带叶兜兰资源的保护和利用,本研究利用SSR分子标记技术对中国西南地区广西、云南、贵州3省(区)收集的6个居群190份带叶兜兰资源进行遗传多样性和群体遗传结构分析。结果表明:从115对引物中共筛选出10对扩增效果好的引物,10对SSR引物在190份带叶兜兰中共检测到50个等位基因,平均每个位点等位基因(Na)为5个,平均有效等位基因数(Ne)为2.4835个;平均Shannon信息指数(I)为0.8592,平均观测杂合度(Ho)为0.4518;平均期望杂合度(He)为0.4387,平均Nei’s基因多样性指数(h)为0.4370,平均多态信息含量(PIC)为0.3996。6个野生带叶兜兰居群的Na为2.8000~4.3000,Ne为1.9655~2.4060, Ho为0.3891~0.4839,He为0.3795~0.4683,Shannon信息指数(I)为0.6584~0.8369,Nei’s基因多样性指数(h)为0.3648~0.4382。广西雅长(GYC)和贵州万峰湖(QWF)居群具有较高的遗传多样性(h=0.4382, h=0.4276),广西木论(GML)居群具有最低的遗传多样性(h=0.3648)。分子方差分析(AMOVA)结果表明,遗传变异主要发生在居群内个体间(94%),而居群内遗传分化很小(6%)。基于遗传距离构建的UPGMA聚类分析结果显示,6个居群遗传距离较小,居群间遗传距离和地理位置不完全相关。Structure和主坐标分析结果表明,居群间存在均质化现象,无明显类群划分。综上,带叶兜兰资源遗传多样性较为丰富,研究结果可为中国西南地区野生带叶兜兰资源的保护和利用提供理论依据。
倍性鉴定是热带花卉种质资源鉴定及新品种选育的基础工作之一。本研究利用流式细胞仪对兰属杂交后代进行倍性鉴定。针对裂解液种类、试验材料组织器官等关键环节,以细胞核解离情况、主峰清晰程度、变异系数及取材容易程度等方面为评价指标,建立鉴定体系,并比较不同倍性植株的气孔性状差异。结果表明:CyStain UV Precise P为3种裂解液中最优,组织器官以嫩叶为宜;从3个杂交组合后代中鉴定出三倍体6株,四倍体2株,不同倍性间的气孔长度、宽度和密度均差异显著(P<0.05),气孔长度和宽度的排序为四倍体>三倍体>二倍体,而气孔密度的排序则相反。该研究结果对杂交兰多倍体选育及开展不同倍性间杂交育种具有重要应用价值。
为精准界定蝴蝶兰的花色,建立基于表型的蝴蝶兰花色数量分类体系。本研究利用分光测色仪和比色卡测定146份蝴蝶兰种质的花色表型,通过聚类分析且结合ISCC-NBS色名表示法对各蝴蝶兰的花色命名,并进行数量分类研究。结果表明:蝴蝶兰花瓣和萼片颜色差异不大,唇瓣相较二者颜色更暗,彩度较大。基于侧花瓣的L*、a*、b*值聚类分析的分类结果不能完全表征蝴蝶兰花色的分类特点;ISCC-NBS色名表示法将蝴蝶兰花色分为黄、棕、红、紫罗兰、粉、紫、白7大色系,各色系与CIE Lab表色系统的各参数具备较好的对应关系,可实现对不同蝴蝶兰花色的定量描述,色系分类合理;蝴蝶兰花色丰富,且其不同色系的花色存在显著差异,缺乏蓝绿色系;整体上蝴蝶兰花色明度和彩度呈负相关,可分为2个类群,第1类群包含黄、棕、紫罗兰、粉、紫、白色系,第2类群为红色系。
以蒙自兰种子作为试验材料,研究不同浓度配比的生长调节剂对蒙自兰的无菌播种、快速繁殖和试管开花的影响。结果表明:人工授粉后105 d的蒙自兰种子活力强,萌发率高,1/2MS+0.6 mg/L NAA+1.0 mg/L 6-BA培养基较适合种子萌发;丛芽增殖适宜用含2.0 mL/L 6-BA的培养基,不添加NAA;生根壮苗用1/2MS+1.0 mL/L NAA+30 g/L土豆匀浆最佳;在1.0 mg/L 6-BA+0.5 mg/L NAA+1.0 mg/L PP333培养基上蒙自兰开花率最高。研究结果为蒙自兰的物种保护、可持续利用以及野外种群的恢复和重建提供重要材料和技术支持。
Ca2+是植物细胞的第二信使,Ca2+-ATPase(ACA/ECA)作为Ca2+运输的重要蛋白,在保证细胞内钙离子的平衡和植物非生物胁迫方面发挥着至关重要的作用。为了研究巴西橡胶树中Ca2+-ATPase(ACA/ECA)的生物学功能,以模式植物拟南芥的ACA/ECA蛋白序列为探针,从橡胶树基因组中鉴定得到45个ACA/ECA基因家族成员,其中ACA成员38个,ECA成员7个。利用Expasy、Plant-mPLoc等工具对45个成员的理化性质、基因结构、染色体定位、系统进化和表达进行全面分析。理化性质分析表明:各成员编码蛋白的氨基酸数目为86~1142个,氨基酸分子量在10 048.04~125 412.75 Da之间,蛋白产物多定位于细胞质膜,有少量成员定位于内质网、叶绿体、液泡和细胞核。在进化方面,ACA/ECA家族成员明显聚于ACA和ECA两个分枝,2个分支中橡胶树始终与木薯紧靠,表明在系统进化过程中橡胶树与木薯存在较近的亲缘关系。染色体定位结果显示:ACA/ECA家族的45个成员不均匀地分布在橡胶树的14条染色体和1个contig上,其中2号和9号染色体上成员分布最多,为11个。表达分析显示:部分成员在不同组织中的表达存在显著差异,HbACA31在叶片中表达丰度最高,HbACA36在胶乳中表达丰度最高,并且HbACA36经乙烯利刺激处理后在胶乳中的表达明显上调。另外,本研究还分析了割胶对ACA/ECA家族成员基因表达的影响,发现HbACA36在PR107和热研8-79两个橡胶树品种割胶过程中均处于较高的表达水平,并且在高产品种热研8-79开割过程中明显上调表达,推测HbACA36参与橡胶树产胶排胶调控,并在其中起重要作用。本研究结果首次揭示了橡胶树ACA/ECA家族成员的理化性质和表达模式,为进一步研究ACA/ECA基因在巴西橡胶树中的生物学功能,特别是橡胶树产胶调控方面的功能奠定基础。
NAC转录因子是植物中一个大的基因家族,在调控植物生长发育、信号传导、逆境胁迫响应等方面起重要作用。前期研究中,从芒果成花基因酵母文库筛选中分离获得1个NAC基因,命名为MiNAC7,本研究对该基因的生物信息学、表达模式和基因功能进行分析。生物信息学分析表明:MiNAC7基因位于10号染色体上,有4个内含子,5个外显子;MiNAC7基因编码区长度为1137 bp,编码379个氨基酸,理论等电点为4.88,蛋白质分子量为93.41 kDa,氨基酸序列中含有1个NAM保守结构域。系统进化树分析表明,芒果MiNAC7与阿月浑子PvNAC26亲缘关系最接近,同源性最高,氨基酸序列相似性为69.64%。启动子序列分析显示,MiNAC7基因的启动子区域包含光响应元件、赤霉素响应元件以及生长素响应元件等。表达分析显示,MiNAC7基因在童期组织的茎与芽中表达水平较高,在叶中表达很低,在成年期组织的茎中表达水平较高,在花和叶中表达很低。同时发现MiNAC7基因在营养生长期的叶片中表达水平较高,在成花转变期和花发育期的叶片中表达水平很低。超量表达的MiNAC7基因诱导转基因拟南芥出现晚花表型,在超量表达MiNAC7基因的拟南芥中显著降低了促花基因AtFT和AtAP1的表达水平,而AtFLC晚花基因的表达水平显著提高。逆境胁迫处理显示,超量表达MiNAC7基因的拟南芥提高了对干旱和盐的抗性,提高了对GA3的抗性,但对ABA更敏感。本研究表明,芒果MiNAC7基因不仅影响成花也参与对非生物胁迫的应答,为深入研究MiNAC7基因参与调控芒果开花和逆境胁迫应答的基因调控网络奠定基础。
为建立胡椒属资源基因组大小流式细胞术测定方法,本研究筛选了6种细胞核提取液和3种不同部位叶片,以已知基因组大小的黄瓜为标样,运用流式细胞术对胡椒属资源基因组大小进行了测定。结果表明:改良细胞核提取液和倒一叶是适合胡椒流式细胞术的提取液和取样部位;栽培胡椒品种古晋、Aman和EMAS胡椒的基因组大小为667.94~719.32 Mb,而热引1号、柬埔寨小叶种、班尼约尔1号和73F5的基因组大小为759.69~785.38 Mb,因此不同栽培品种之间基因组大小存在差异;推算基因组大于900 Mb的石楠藤和山蒟的染色体条数应该是大于52且为13的倍数,基因组大小在600~800 Mb范围内种质的染色体数可能是52条。杂交种不但具有与栽培胡椒和黄花胡椒相近的表型,其基因组大小也几乎等于栽培胡椒和黄花胡椒的平均值,推测杂交种可能是栽培胡椒和黄花胡椒的杂交后代。本研究可为胡椒属资源基因组大小测定提供方法,也将为胡椒属种质资源评价及远源杂交等研究提供技术基础。
斑地锦(Euphorbia maculata)是一种常用中药材,其中黄酮类化合物槲皮素是其主要药效成分之一。目前斑地锦槲皮素生物合成基因研究鲜见报道,而实时荧光定量PCR(RT-qPCR)是基因研究的常用方法之一,但具有合适的内参基因是RT-qPCR相对定量的前提条件。为了获得适合的斑地锦内参基因,本研究基于转录组测序结果,筛选出斑地锦EmSE、EmUBC、EmGDI1、EmLSM12、EmGBP、EmSYP22、EmTRI1、EmRSZ21、EmRPL7以及课题组前期得到的EmUBQ共10个基因作为侯选内参基因。通过RT-qPCR检测10个候选内参基因在斑地锦营养生长期和生殖生长期的根、茎、叶及果中的表达情况,利用geNorm、NormFinder和BestKeeper软件分析候选基因的表达稳定性,通过几何平均值法对不同软件所得结果进行整合并明确综合排名,即EmGDI1>EmUBQ>EmSE>EmUBC>EmLSM12=EmGBP>EmTRI1>EmSYP22> EmRSZ21=EmRPL7。以EmGDI1为内参基因,对槲皮素生物合成过程中的一个关键酶基因EmC4H进行表达分析,EmC4H在不同生长期不同组织内的表达差异与转录组测序结果趋势基本一致。本研究开发的内参基因EmGDI1可作为斑地锦不同生长期基因组织特异性表达研究中适合的内参基因。
橡胶树棒孢霉落叶病(Corynespora leaf fall disease, CLFD)是全球主要植胶国最为严重的叶部病害之一,可造成严重的产量和经济损失,而抗病种质鉴选与创制利用是该病最为有效的防治策略。本研究对云研277-5×IAN 873、RRIC103×热研8-79和云研277-5×热垦525三个杂交组合的821份F1代群体进行了抗棒孢霉落叶病的评价,明确了F1代群体的抗病性水平,并从符合正态分布的2个杂交组合中筛选出32份候选F1代单株进行芽接,再分别利用3个亚型的多主棒孢病菌和2种评价方法对候选F1代无性系种苗进行抗病性复筛,最终获得5份抗病性较好的F1代新种质。通过对5份抗病新种质防御酶活性的测定,以及抗病相关基因表达特性的分析,进一步证实了5份抗病新种质与多主棒孢病菌在侵染过程中的互作关系,明确了其在病原菌接种不同时间段的差异表达特征。本研究为橡胶树棒孢霉落叶病抗病性早期鉴选、抗病种质培育与创制利用提供了很好的种质材料和理论支撑。
丰富的种质资源是杧果新品种选育和产业发展的基础。为保护和利用杧果种质资源,本研究利用课题组前期开发的TP-M13-SSR标记对杧果种质资源保护广西创新基地圃内保存的145份杧果地方品种、育成品种及其近缘野生种进行遗传多样性分析和分子身份证构建。结果表明:12对引物的平均观测等位基因数为3.2838、平均观察杂合度(Ho)为0.5858、平均期望杂合度(He)为0.6725、平均Shannon指数(I)为1.3383、平均Nei基因多样性指数(Na)为0.6702、多态信息含量(PIC)分布范围在0.5036~0.7827之间,平均值为0.6396,所有引物为高度多态性位点,说明TP-M13-SSR荧光引物可以为杧果的遗传多样性分析提供研究数据;145份材料的遗传相似性系数变化范围为0.5676~1.000,平均为0.7417,其中爱文与印度杧1号遗传相似性系数为1.000,扁桃杧田阳20-2与大头香杧、扁桃杧田阳20-2与硕帅杧、金煌杧与桂热杧10-1的遗传相似性系数最小,均为0.5676;在遗传相似性系数为0.7060时,145份种质分为2个类群,I类群包括108份杧果和20份扁桃,种质数量最多,占总数的88.9%,Ⅱ类群包括17份材料,全部为扁桃。在遗传相似性系数为0.7330时,I类群可进一步分为5个亚群,其中I-1和I-3亚群种质数量最多,占所有杧果的91.92%,UPGMA聚类分析表明扁桃未严格按照种属关系聚在一起,杧果的整体聚类结果与其地理来源基本一致;对145份材料的扩增产物进行SSR荧光标记毛细管电泳检测获得指纹图谱,采用数字和字母相结合的编码方式获得分子身份证,通过分子身份证进行种质鉴定,每一对引物可平均区分12.4份种质,鉴定率明显高于前人研究,表明TP-M13-SSR检测技术比目前广泛采用的变性聚丙烯酰胺凝胶电泳检测技术在杧果种质鉴定上更具优势。本研究结果为杧果及其近缘种种质资源的收集整理和新品种的选育提供科学依据。
胡椒是世界知名香料作物,素有“香料之王”的美誉。建立胡椒组培再生技术,对于提升种苗繁育效率,支撑产业快速发展具有重要的应用价值。本研究以我国胡椒主栽品种热引1号(Piper nigrum c.v. Reyin-1)为材料,系统研究外植体灭菌、愈伤诱导、体细胞胚分化等关键环节对体细胞再生的影响,并建立胡椒体细胞再生和组培苗繁育技术。结果表明:以成熟的种子为材料,首先用75%酒精表面灭菌45 s,去除果皮后再用75%酒精对种子灭菌45 s后,0.1%氯化汞浸泡灭菌6~10 min,获得无菌种子。无菌的胡椒种子在黑暗条件下萌发2周后获得脱落的外种皮作为胡椒组培体系的外植体。在黑暗条件下,以胡椒外种皮为外植体诱导愈伤及分化培养,培养2个月后发现珠孔部位可诱导出愈伤组织,培养基MS+1.5%蔗糖+0.80 mg/L 2,4-D+1.200 mg/L KT为最佳的愈伤组织诱导和胚性愈伤分化培养基,愈伤组织诱导率为88.14%,胚性愈伤分化率约为58.18%;将愈伤组织接种在体胚诱导培养基上,培养3个月后发现培养基MS+1.5%蔗糖+0.40 mg/L 2,4-D+0.600 mg/L KT为最佳的体胚诱导培养基,体胚诱导率为13.33%;将幼苗接种在生根培养基上,培养基1/2MS+1.5%蔗糖+0.25%活性炭为最佳生根壮苗培养基,培养2个月后获得胡椒组培苗。综上所述,本研究提出了利用酒精和氯化汞组合的外植体灭菌方法,明确了胡椒的外种皮珠孔组织是高效适宜的组织培养外植体;进一步分析了愈伤诱导、体胚分化、生根培养等体细胞胚胎发生关键过程中的培养基组合及培养条件。研究结果为胡椒高通量组培苗繁育和转基因育种技术研发奠定基础。
研究叶片表型表现差异的8份来自云南大围山的金花茶种质资源,为开发利用金花茶组植物提供科学依据及研究材料。本研究以5份已知的金花茶种质资源为对照,以成熟叶片为试材,通过叶片表型直接观察法对13份金花茶植株的叶片长宽进行评价,采用烘干称重法测量含水率,通过湿灰化法对6种矿质元素(Cu、Zn、Fe、Mn、Ca、Mg)含量进行检测分析,使用紫外分光光度计法对4种功能性成分(茶多酚、总多糖、总皂苷、总黄酮)含量进行检测分析,并利用聚类分析方法解析其与金花茶种质资源的关系。结果表明:13份金花茶叶片形状可以划分为椭圆形和长椭圆形2种类型,叶面积、叶色、叶片锯齿均存在较大差异。叶片中Cu、Zn、Fe、Mn、Ca、Mg含量最高值和最低值存在显著差异,分别相差2.1倍、1.9倍、4.3倍、6.6倍、1.4倍、1.8倍;总皂苷含量相差10.9倍,茶多酚含量相差5.8倍,总多糖含量相差5.0倍,总黄酮含量相差2.0倍。相关性分析表明,茶多酚与叶长/叶宽呈显著负相关,与叶色、叶质呈极显著正相关,叶长/叶宽与锌元素呈显著负相关,叶色与锰元素、绒毛与铜元素之间呈极显著正相关。聚类分析结果表明,当距离系数为4.5时,13份金花茶种质资源可以划分为5组,其中组Ⅰ(包括:红河1号金花茶、JHC-2、JHC-3、JHC-4)和组Ⅳ(包括:普通金花茶、JHC-8、毛瓣金花茶)的内含成分含量相对较高,可能具有更高的药用功能和保健功能,而JHC-2和JHC-8的矿质元素含量及内含成分含量总体较高,因此其后期的开发利用价值更高。本研究结果为后续在金花茶中解析重要功能性成分累积机理的研究筛选到极端材料,并为今后开展金花茶新品种选育和金花茶组植物的进一步开发、利用提供理论依据。
探讨不同膜下滴灌减量施肥模式对甘蔗生长、产量和肥料利用率的影响,分析最佳减肥模式,为科学指导甘蔗膜下滴灌施肥技术应用提供理论依据。以空白对照(CK0)、常规施肥(CK1)和滴灌+常规施肥(CK2)为对照,设置1个膜下滴灌施肥处理T100(施肥量同CK1)以及3个膜下滴灌减量施肥处理T80、T70和T60(减量20%、30%和40%),对甘蔗主要农艺性状、产量、蔗糖分、产糖量、经济效益及养分利用率等生产指标进行比较分析。结果表明:相较于CK1,增加滴灌的CK2有效茎数明显提高,而T100在分蘖率、株高、有效茎数、成茎率方面均显著提升,T80和T70则主要对有效茎数和成茎率促进明显。在产量方面,相对CK1,CK2及T100、T80、T70均显著增加,2年平均产量分别提升了13.64%、32.20%、27.00%和20.18%。在各滴灌施肥处理间,相对于T100,T80产量并无显著变化,而T70和T60产量显著减少。在蔗糖分和产糖量方面,各滴灌施肥处理间蔗糖分并无显著差异,而产糖量与产量变化趋势基本一致,T100和T80产糖量最高,且二者间无显著差异。在纯收益方面,仅有T100和T80较CK1获得显著增加,2年平均收益分别增加4534.4元/hm2和3953.8元/hm2。T70和T60纯收益相较于T100则呈现显著下降,其中T60纯收益甚至比CK1还低2350元/hm2。在肥料利用率方面,所有滴灌施肥处理氮、磷、钾肥利用率均显著高于CK1,其中T80肥料利用率最高,2年试验平均氮、磷、钾肥利用率分别达到48.36%、27.70%和68.95%,分别较CK1提高了28.42、17.95和30.71个百分点。综合来看,在中等肥力砖红壤蔗区,采用T80膜下滴灌减量施肥模式,可以同时获得较理想的甘蔗产量和收益。
光合同化物具体的运输途径影响着营养物质在不同生长阶段的资源分配,最重要的是可以影响开花质量和果实品质,促进观赏植物的人工栽培和生产。本研究以台湾独蒜兰(Pleione formosana)为研究对象,利用羧基荧光素(CFDA)示踪和激光扫描共聚焦显微技术,分别研究休眠期、盛花期、旺盛生长期和半枯期4个不同生长发育阶段的同化物运输方向,以了解不同器官在不同时期担负的源、库功能。结果发现:(1)在休眠期,同化物从母球导入经过鳞茎盘后最终运输到芽,以供新芽的生长和发育;(2)在盛花期,同化物主要从母球向花器官运输且运输方向不可逆,以保证开花的数量和质量;(3)在旺盛生长期,同化物主要从叶片输出供给叶结构部位和母球顶端新萌生顶芽球的生长;(4)在半枯期,2个新球之间竞争来自母球的营养物质,同时仍有一部分同化物用于满足顶芽球的生长发育。研究结果表明,台湾独蒜兰不同的营养器官或组织在不同生长发育阶段扮演的源、库角色各不相同,明确其在不同阶段发挥的具体功能,为今后的人工栽培和养护管理、商业化生产提供参考依据。
为加深对红背桂(Excoecaria cochinchinensis)、夹竹桃(Nerium oleander)、灰莉(Fagraea ceilanica)3种园林植物在间歇性淹水和高浓度氨氮环境下耐受性的了解,设置6种氨氮浓度(0、0.5、7.5、14.5、21.5、28.5 mg/L)水溶液的间歇淹水栽培试验,连续试验90 d,测定红背桂、夹竹桃、灰莉的形态和生理指标,以期为3种植物在雨水花园、潜流湿地、间歇淹水绿地等环境中的应用提供理论参考。结果表明:(1)与土培对照相比,间歇淹水下,3种植物均出现茎基皮孔肥大和根部不定根生成等强化向根系输送氧气的适应性变化,且显著促进夹竹桃株高生长,而红背桂和灰莉受到淹水的影响生长速率减慢;(2)间歇淹水与氨氮互作下,夹竹桃株高随氨氮浓度增大而增加,而红背桂和灰莉在氨氮达14.5 mg/L后,株高生长显著受抑,当氨氮达21.5 mg/L时,前者叶片出现失绿等受害症状;(3)间歇淹水对3种植物抗氧化酶活性以及叶绿素、丙二醛(MDA)、游离脯氨酸(Pro)、可溶性蛋白(SP)等含量影响不显著,在前60 d时3种植物抗氧化酶活性、游离脯氨酸、可溶性蛋白含量均出现一定波动,但90 d时各项指标与土培相比差异不大;(4)间歇淹水与氨氮互作下,在90 d时,夹竹桃即使在氨氮达28.5 mg/L时,各项指标依然能够恢复到正常水平,红背桂和灰莉在氨氮达14.5 mg/L后,均倾向于产生更多的抗氧化酶、MDA和Pro,且SP下降,生理失调特征明显。由此可见,夹竹桃在0~28.5 mg/L的氨氮浓度水溶液中均表现出积极的形态适应及较强的抗性,能在一定的时长及间歇淹水环境下生长。红背桂、灰莉虽然也表现出较强的适应性,但对于氨氮的耐受性弱于夹竹桃,仅在0~14.5 mg/L的氨氮浓度水溶液范围内生长良好。因此,3种植物均可应用于间歇淹水绿地中,夹竹桃对高浓度氨氮水环境有较强适应性。