长白山北坡不同海拔笃斯越橘种群年龄结构、动态特征及保育建议

以长白山北坡野生笃斯越橘(Vaccinium uliginosum L.)为研究对象,采用梯度格局法设置标准地,调查海拔800、1 000、1 200、1 400、2 200 m野生笃斯越橘种群数量,通过静态生命表、存活曲线、死亡率和消失率曲线综合分析种群数量动态变化规律。结果表明:1)长白山北坡野生笃斯越橘繁育期(龄级Ⅱ和Ⅲ)、繁育前期(龄级Ⅰ)和繁育后期(龄级Ⅳ)个体数占比分别为87.0%、11.9%和1.1%,符合年龄金字塔第二类型特征。2)龄级Ⅱ的基株个体数占比在各海拔均为最高,其中,海拔800 m和1 400 m分别达81.0%和71.3%;龄级Ⅰ在海拔1 000 m的个体数占比最高(15.2%);龄级Ⅳ在海拔800 m的个体数占比最高,但仅为2.2%,在1 400、2 200 m几乎为0,因此,基株整体呈稳定型。繁育期的分株个体数占比随海拔升高而升高,整体呈稳定型,但海拔1 400 m龄级Ⅰ分株个体数占比最高,达68.0%;龄级Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ的占比分别为31.0%、1.0%和0,因此,该海拔的分株为增长型种群。3)基株种群的存活曲线在各海拔均呈DeeveyⅠ型凸曲线,死亡率随龄级增加逐渐下降;分株种群存活曲线在1 400 m介于DeeveyⅠ型和DeeveyⅡ型之间,其他海拔均为DeeveyⅠ型,死亡率随龄级增加呈先升高后降低趋势。4)幼龄种群储备不足以及繁育期高死亡率是长白山笃斯越橘种群趋于衰退的主要原因,建议重点保护生命力旺盛的幼龄植株,在繁育期死亡率较高的海拔区段严格管理,控制人为过度采摘和生境破坏。同时,深入探究笃斯越橘繁殖特性与人工更新技术,提高对野生笃斯越橘的生态保护意识。

笃斯越橘E3连接酶基因VuARI2的克隆及其抗寒功能分析

【目的】通过克隆笃斯越橘E3泛素连接酶基因VuARI2及分析其在拟南芥中异源表达,探索笃斯越橘VuARI2基因在低温胁迫响应中的功能。【方法】以笃斯越橘为材料,用RT-PCR和RACE技术从茎中克隆获得VuARI2基因,并对其进行系统生物信息学分析;用qRT-PCR技术分析该基因在不同组织中及低温胁迫处理下的表达模式;在拟南芥中异源表达VuARI2并对其进行冷驯化后表达水平、生理指标及冰冻处理后的抗寒性分析。【结果】VuARI2基因编码区长1770 bp,编码589个氨基酸。泛素连接酶VuARI2与野山茶、咖啡树、葡萄和河岸葡萄ARI2蛋白的氨基酸序列同源关系较近。qRT-PCR结果显示,VuARI2基因表达具有组织特异性,在叶和花芽中VuARI2的表达量显著高于根和茎中;茎和花芽VuARI2表达受低温诱导较显著。转基因植物的VuARI2基因表达量在冷驯化后显著高于野生型;总叶绿素含量降幅显著低于野生型;脯氨酸和可溶性糖含量显著高于野生型;超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶活性均显著高于野生型,而相对电导率和丙二醛含量显著低于野生型。冷驯化后转基因植物在冰冻低温下存活率显著高于野生型,相对电导率显著低于野生型,提高了植物抗寒性。【结论】克隆获得了笃斯越橘VuARI2基因,过表达VuARI2基因可以提高植物抗寒性。

笃斯越橘生境分类及生态因子分析

为了阐明影响笃斯越橘(Vaccinium uliginosum L.)果实产量的主要限制因子,根据大兴安岭地区笃斯越橘分布特点,选择地形、海拔有显著差异的分布区随机布设样地,进行野外调查、取样。共采集38个样方数据,以样方的环境因子差异性作为分类指标进行系统聚类分析,将调查的样方划分为3类生境:湿生塔头甸子生境,林下疏林地生境,林缘坡地生境。对生境因子进行主成分提取分析的结果表明:第1主成分与土壤速效N、速效K、湿度、速效P、有机质相关;第2主成分与中层光、下层光、上层光相关;第3主成分与土壤温度和pH值相关,这3个主成分累计贡献率达到79.98%。将产量与生境因子进行相关分析结果表明:第1主成分的生境因子对产量的影响最大(p<0.01),各因子对产量影响大小顺序依次为:湿度、速效氮、速效磷、有机质、速效钾;第2主成分中,上层光照对产量的影响大于中层光照(p<0.05);第3主成分影响产量的主要因子是土壤酸度(p<0.05)。

大兴安岭笃斯越橘花色苷成分鉴定研究

对东北野生笃斯越橘中花色苷进行提取,并采用pH示差法进行定性和定量分析。再对粗提液中的花色苷进行分离纯化,通过HPLC-MS对其花色苷种类和结构进行鉴定,并最终鉴定出13种花色苷。

笃斯越橘果实、叶片矿质元素和土壤肥力因子与果实品质的多元分析

【目的】分析大兴安岭地区不同立地类型中笃斯越橘果实总酚、类黄酮、花青苷、葡萄糖、果糖及可溶性糖含量特性;探究笃斯越橘果实、叶片矿质元素和根系层土壤肥力因子间及其与几个主要果实品质指标的关系;筛选通过影响笃斯越橘叶片矿质元素含量进而影响果实黄酮类和糖类物质积累的主要土壤肥力因子,为提高果实品质的土肥管理技术提供理论依据。【方法】以大兴安岭地区水湿地有土壤、水湿地苔草和山地土坡3种立地类型中的笃斯越橘为研究对象,使用典型相关分析法研究土壤肥力因子、叶片和果实矿质元素与果实品质的相关性;应用多元线性回归分析法建立回归方程,并筛选影响笃斯越橘叶片矿质元素的主要土壤肥力因子。【结果】大兴安岭地区水湿地有土壤、山地土坡2种立地类型中,笃斯越橘果实成熟期可溶性糖以葡萄糖和果糖为主,属于单糖积累型,其总含量占可溶性糖的84.20%(水湿地有土壤类型)、95.11%(山地土坡类型),而水湿地苔草类型中葡萄糖和果糖总含量仅占可溶性糖的56.95%;果实总酚、花青苷含量在3种立地类型中差异显著(P<0.05)。典型相关分析表明,果实总酚含量与果实Ca、Mg、Fe、Mn元素含量呈极显著正相关,与P元素含量呈显著负相关;果实K、Zn元素显著影响果实品质特性,其中果实K元素与果实类黄酮呈极显著正相关,与花青苷、可溶性糖呈显著正相关,果实Zn元素与果实类黄酮、花青苷、葡萄糖、果糖呈极显著负相关;叶片Ca、Fe元素与果实类黄酮、花青苷、葡萄糖、果糖分别呈现显著正相关和显著负相关,但叶片Ca元素与果实Zn元素呈极显著正相关;土壤肥力因子与果实品质指标的相关性较弱。叶片N、P、K元素与果实N、P、K元素呈显著正相关,叶片P元素与果实K元素呈极显著正相关,叶片Zn元素与果实Ca、Fe元素呈显著负相关;果实矿质元素中仅有Mg、Cu元素与土壤肥力因子呈显著相关,土壤肥力因子主要影响叶片矿质元素含量,但叶片矿质元素与土壤肥力因子间的关系较复杂。多元线性回归分析表明,土壤p H对叶片矿质元素含量的影响最大,其次是土壤有机质,随土壤有机质含量的增加,叶片N、P、K、Mn元素含量升高,但叶片Zn元素随有机质含量的升高呈现降低趋势。【结论】提高土壤有机质和铵态氮含量,增强土壤酸度是笃斯越橘栽培区土壤管理的关键技术;提高果实K、Ca、Mg、Fe、Mn含量,减少果实Zn元素含量是提高笃斯越橘果实品质的重要措施。

大兴安岭地区笃斯越橘果实成熟期叶片矿质元素营养诊断

【目的】通过对大兴安岭地区笃斯越橘叶片矿质元素的研究,为笃斯越橘人工抚育、栽培中合理施肥提供理论依据。【方法】以4种生境中的笃斯越橘为试材,通过测定果实成熟期叶片中N、P、K、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu和Zn的含量及产量,制定笃斯越橘叶片矿质元素含量适宜值,并应用DOP法进行营养诊断。【结果】(1)水湿地生境中笃斯越橘的产量高,林下疏林中的产量中等,而林缘坡地中的产量低。(2)叶片中N的适宜值为17.70~19.67 g·kg^-1,P的适宜值为3.56~4.60 g·kg^-1,K的适宜值为5.22~6.13 g·kg^-1,Ca的适宜值为3.13~3.88 g·kg^-1,Mg的适宜值为1.90~2.27 g·kg^-1,Fe的适宜值为109.19~158.85 mg·kg^-1,Mn的适宜值为262.05~311.14 mg·kg^-1,Cu的适宜值为5.44~6.42 mg·kg^-1,Zn的适宜值为17.33~24.87 mg·kg^-1。(3)高产区的笃斯越橘叶片养分平衡状况优于中低产区,且高产区笃斯越橘叶片矿质养分亏缺程度较高,而中、低产区域矿质养分则过多盈余。【结论】大兴安岭地区高产区域的笃斯越橘养分平衡状况优于中低产区域。在适当补充肥料的基础上各区均具有一定的产量提升空间。

利用生物反应器接触培养法增殖笃斯越橘丛生苗

笃斯越橘（Vaccinium uliginosum）又称蓝浆果,属杜鹃花科（Ericaceae）越橘属（Vaccinium）（李亚东,2001）,广泛分布于北半球。中国野生笃斯越橘资源主要分布在大兴安岭、小兴安岭地区（李亚东等,2001）。笃斯越橘果实具有营养保健作用（李亚东等,2004）,包括消除眼睛疲劳、软化血管、

长白山笃斯越橘菌根形态结构及内生菌的分布特征

对长白山野生笃斯越橘菌根的形态结构及内生真菌的分布特征进行观察和分析。结果表明,笃斯越橘根的次生构造中,周皮由3～6层木栓细胞组成,其中最外1～2层呈凋落状,维管形成层和次生韧皮部均不明显,各占1～2层细胞。毛根包裹着1层或疏松或紧密的菌丝层,没有根毛;内生菌根真菌主要侵染周皮细胞,个别也有侵染木质部的情况,但没有改变根的基本解剖结构。初步观察发现,长白山笃斯越橘的根部具有欧石楠类菌根菌(ERM)、暗隔内生菌根菌(DSE)和泡囊-丛枝菌根菌(VAM)等三种类型菌根真菌的分布,含有菌丝体的表皮细胞壁具有明显加厚迹象。另外,几乎所有笃斯越橘毛根都有内生菌根真菌的寄生。

笃斯越橘果实中黄酮类化合物的分离鉴定

采用柱色谱技术对笃斯越橘(Vaccinium uliginosumL.)果实中黄酮类化合物进行分离、提纯。分离提纯出3种黄酮类化合物,并通过1H-NMR1、3C-NMR等表征了结构。结果表明:这3种化合物分别为二甲花翠素-3-O-葡糖苷(Ⅰ),矢车菊-3-O-半乳糖苷(Ⅱ),杨梅黄素(Ⅲ),均为首次从该果实中分离得到。

笃斯越橘花色苷提取物对光损伤人视网膜色素上皮细胞的保护作用

目的:通过建立人视网膜色素上皮细胞(hRPE)光损伤模型评价笃斯越橘花色苷对眼睛的保护作用及机理。方法:光损伤设置光强、光照时间、后续培养时间3个影响因素,以细胞存活率和乳酸脱氢酶活性评价模型建立情况;根据越橘花色苷提取物的干预方式分为预防组、应激组和修复组,每组设高、中、低3个浓度,检测细胞存活率和血管内皮生长因子(VEGF)水平评价保护效果。结果:选择光照度2500lx,光照24h后培养24h作为最佳造模条件,细胞损伤率达20%;预防组和应激组能有效保护细胞活力(P<0.01),修复组没有效果,各组都能抑制由光损伤诱导hRPE细胞VEGF的过表达,但是不同浓度之间抑制能力有差异。结论:hRPE细胞光损伤程度呈光照强度和光照时间依赖性;越橘花色苷能通过保护hRPE的细胞活力和VEGF的过表达,实现保护眼科健康、预防眼科疾病的作用。

大兴安岭笃斯越橘叶片、根系及根系层土壤养分特性研究

【目的】分析大兴安岭地区笃斯越橘叶片和根系矿质元素含量及根系集中分布层的土壤养分特性,明确土壤养分对笃斯越橘叶片及根系中矿质元素含量的影响。【方法】以大兴安岭地区水湿地有土壤类型、水湿地无土壤类型、水湿地沟谷草甸类型和山地类型中的笃斯越橘为研究对象,使用多元统计分析法,研究笃斯越橘叶片和根系中的N、P、K、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu含量与土壤有机质、全N、全P、全K、全Ca、全Mg、全Fe、全Mn、全Cu、碱解N、有效P、速效K含量及pH间的相互关系。【结果】(1)大兴安岭笃斯越橘分布区不同立地类型中的土壤养分含量差异显著(P<0.05);立地类型对笃斯越橘叶片中N、P、K含量的影响较大,而叶片Ca、Mg及根系中各矿质元素含量受其影响相对较小;根系集中分布层的土壤养分含量丰度在植株体内具有一定程度的反应。(2)从叶片矿质元素间的相关性分析得知,叶片中N与K、Mn与Cu呈极显著正相关(r=0.751**,r=0.834**),Mn与N、Fe呈显著正相关(r=0.586*,r=0.566*);简单相关分析结果表明,土壤养分含量与笃斯越橘植株矿质元素相关性复杂,仅得到叶片N、根系N和根系Fe与其对应土壤养分含量呈显著正相关(r=0.596*,r=0.587*,r=0.570*);典型相关分析表明,土壤有机质和pH对笃斯越橘叶片矿质元素含量具有重要影响,尤其土壤pH对叶片P、Fe、Mg、Mn、Cu含量影响较大,其含量随土壤pH的升高均可能呈现降低趋势;而根系矿质元素主要受土壤pH、P、Ca、Mg影响,尤其土壤全Mg对根系Ca、Mg、Fe含量影响较大。【结论】大兴安岭4种典型立地类型中的笃斯越橘植株均呈现高N、K、Mn,低P、Mg的营养特性;根系集中分布层的土壤养分总体呈现高有机质、高N、高Fe、低P的特点;提高土壤有机质、N、Fe含量并配合调节土壤pH,是笃斯越橘栽培管理的重点。

高温和pH对笃斯越橘花色苷抗氧化活性的影响

以笃斯越橘为原料，主要测定其花色苷精制物在121℃加热6、8、10min及不同pH下花色苷含量、抗氧化活性的变化。结果表明：处理液中单体花色苷、辅色花色苷、聚合花色苷和总花色苷含量随着加热时间增加及pH升高大体都呈下降趋势，辅色花色苷在pH4．0～5．0时有微量的存在。花色苷残留率随加热时间增加、pH升高而降低。DPPH·法结果表明，同一pH条件下，处理液对DPPH·清除能力为加热6min〉8min〉10min；3个时间下的处理液清除能力均在pHl．0时达到最佳，且其IC50值分别为1．50、2．94、3．40μg／mL。ABTS＋·法结果表明，pHl．0、121℃加热6、8、10min下，处理液的IC50值分别为0．27、0．29、0．32txg／mL；处理液的清除能力整体随加热时间增加、pH升高而降低。

笃斯越橘CBF基因的克隆及序列分析

根据近缘植物中同源CBF基因的序列保守区设计引物,采用PCR方法,克隆出野生种笃斯越橘的CBF基因片段,将其克隆到pMD18-T Vector上。序列分析结果表明,笃斯越橘的CBF基因序列全长678 bp,编码225个氨基酸。同源性分析表明该基因的核苷酸序列和推导的氨基酸序列与其他植物CBF类基因具有较高的同源性,与桃DREB基因和蓝莓(Blue crop)DREB1基因氨基酸同源性高达85%以上。

中国野生笃斯越橘花青素的初步分离和分析

采用反相高效液相色谱法和电喷雾质谱法对我国野生笃斯越橘中花青素组分进行了分离和分析.制备野生越橘花青素的粗提物,经大孔树脂柱层析得到花青素样品,其得率为0.72%.用香草醛法测得其总黄烷醇含量为95%.采用Alltima C18反相色谱柱(250 mm×4.6 mm,5μm),以2%甲酸水溶液(A)和2%甲酸/甲醇溶液(B)作为流动相,分2个梯度对花青素组分进行洗脱,将其主要洗脱峰在电喷雾正离子模式下进行分析,根据质谱的准分子离子[M+H](m/z)检测其聚合度.结果表明,我国野生越橘花青素的提取物被展开成8个主要的洗脱峰,以峰面积计算,主要洗脱峰总含量达85%.经质谱分析,判断为2个单体,3个二聚体,1个三聚体,2个四聚体.结果表明,我国野生笃斯越橘中含有较丰富的花青素,低聚体是其中的主要成分.本文首次报道了我国大兴安岭野生笃斯越橘花青素的组成情况,对于开展其后续的结构、功能、质量检测以及生产开发研究都具有一定的参考价值.

大兴安岭笃斯越橘内生真菌及矿质养分特性分析

【目的】分析笃斯越橘根系内生真菌的多样性、侵染率、侵染结构及宿主矿质元素含量,明确内生真菌侵染对笃斯越橘矿质元素的影响。【方法】以大兴安岭山地、水湿地冻土、水湿地有土壤3种立地类型的笃斯越橘为研究对象,应用现代生物学高通量测序技术(ITS)分析笃斯越橘根系内生真菌多样性,使用多元统计分析法,研究内生真菌侵染率与宿主矿质元素间的相互关系。【结果】1)大兴安岭地区笃斯越橘根系内生真菌多样性(H'=3.58~4.36)及侵染结构(根外菌丝、胞间有隔菌丝、胞间无隔菌丝、胞内菌丝团、表皮细胞缺失)较丰富,侵染率较高(54.98%~68.09%);笃斯越橘根系内生真菌具有立地类型特异性,其中水湿地有土壤类型和山地类型以Phialocephala为优势菌属,而水湿地冻土类型的优势菌属为Meliniomyces。2)3种立地类型中,笃斯越橘根系内生真菌多样性、侵染率均以水湿地冻土类型最高,山地类型次之,水湿地有土壤类型最低,笃斯越橘N、K、Ca、Fe元素的丰度与根系内生真菌多样性及侵染率呈现相同的趋势。3)根系内生真菌侵染率与宿主植物N、P、K、Ca、Fe元素呈显著或极显著正相关,而与Zn元素呈极显著负相关(r=-0.944^(**))。【结论】内生真菌对笃斯越橘矿质养分的积累有显著的促进或抑制作用,推测内生真菌侵染是影响笃斯越橘矿质元素含量的重要因子,环境条件是影响笃斯越橘根系内生真菌多样性和丰度的重要因素。

大兴安岭地区立地条件对笃斯越橘生长的影响

为给笃斯越橘资源的开发利用和栽培驯化提供参考依据,针对大兴安岭笃斯越橘的4种典型立地类型:水湿地无土壤层类型、水湿地有土壤层类型、水湿地沟谷草甸类型和山地类型,研究大兴安岭地区不同立地条件下着生基质的有机质含量、氮含量对笃斯越桔的株高、地径、果实大小、单果质量等指标的影响,以及各指标间的相互关系。结果表明:4种立地类型中,不同立地类型间的有机质含量和氮含量差异显著,并且呈显著正相关,相关系数r=0.818;不同立地类型间笃斯越橘的氮含量、株高、地径、果实横纵径和单果质量差异显著,其中笃斯越橘叶片氮含量与茎段氮含量、根段氮含量呈极显著的正相关,相关系数分别为r=0.906、r=0.854;4种立地类型的土壤有机质和土壤氮含量均能满足笃斯越橘正常生长的需要。

大兴安岭地区笃斯越橘基生枝条矿质养分特性

以大兴安岭地区3种主要立地类型的笃斯越橘为试验材料,通过分析由灌丛基部萌生的1~2年生(S1)、3年生(S2)、4年生(S3)、5年生(S4)、趋于衰老的多年生(S5)枝条叶片和茎部,以及衰老枝条(S6)的N、P、K、Ca、Mg、Mn含量分布规律及其与新梢生长的关系,明确矿质元素在笃斯越橘不同年龄基生枝上叶片及茎部的分布特性,探索矿质营养与笃斯越橘树体生长发育及衰老更新的关系。结果表明:(1)6种元素在不同年龄枝条分布呈现不同的规律,其中,N、P、K随基生枝条年龄增加大致呈下降趋势,叶片和茎部分别在S5、S6时期降到最小值;Ca在衰老枝条上含量最高,Mg元素在S1时期叶片上分布较高;Mn在不同年龄基生枝中波动较小,水湿地、山地类型叶片Mn元素随枝龄增加而提高,茎部则先增后减,在S5时期分布最高;N、P、K、Ca、Mg含量表现为叶片明显高于茎部,而塔头草甸类型茎部Mn略高于叶片,且茎部Mn含量高达2 000mg·kg^(-1)。(2)笃斯越橘的新梢生长量与叶片K、Mg以及茎部N、K、Mg含量呈极显著正相关关系,与叶片Ca、Mn以及茎部Ca含量呈显著或极显著负相关关系。(3)典型相关分析结果显示,影响笃斯越橘新梢生长量的矿质元素因子因基生枝条年龄而异;S1时期主要与叶片Mg含量有关,S2~S4阶段受茎部K、Ca、Mg影响最大,S5时期主要受叶片Ca含量影响。(4)笃斯越橘的衰老可能与Ca积累有关。

橡木片对笃斯越橘果酒颜色和酚类物质含量的影响

采用分光光度法和CIELab法,检测不同浓度橡木片陈酿的笃斯越橘果酒酚类物质含量和颜色参数的变化。结果表明:添加橡木片的笃斯越橘果酒,其总酚和总花色苷含量在不同陈酿阶段均显著提高,总类黄酮含量在陈酿1个月和3个月时显著高于不添加组,陈酿6个月后无显著性差异;橡木片能够提高辅色类花色苷的比率,降低聚合类花色苷比率;相对于不添加组,橡木片陈酿的笃斯越橘果酒在各陈酿阶段L*值、b*和H*值均显著降低,a*值显著上升。添加2 g/L和4 g/L橡木片之间,陈酿1个月和3个月各项指标均具有显著性差异,陈酿6个月,差异性不显著。研究表明橡木片对笃斯越橘果酒酚类物质含量和颜色具有重要影响且添加量为4 g/L时效果更明显。

笃斯越橘酰化花青素稳定性分析

采用分光光度法,通过多梯度、多组合系列试验,对光照、温度、金属离子、氧化剂、还原剂等因素下的笃斯越橘酰化花青素和笃斯越橘花青素的稳定性进行比较分析。研究表明,与未酰化的花青素相比,酰化花青素耐光性提高,各种环境里的抗色素分解能力增加。Fe^(2+)、Fe^(3+)、Cu^(2+)对无论酰化与否的花青素都会产生不同程度的不利影响,在色素应用过程中(加工、保存及运输)应避免与其接触。结果证明,笃斯越橘酰化花青素稳定性优于未经修饰的花青素,有较高的开发应用和研究价值。

笃斯越橘花色苷抗氧化活性研究

目的:研究笃斯越橘花色苷的体外抗氧化活性、作用于肿瘤细胞后细胞内抗氧化酶的活性以及氧化产物的含量。方法:采用分光光度法、水杨酸比色法、邻苯三酚自氧化法、硫代硫酸钠滴定法、铁氰化钾还原法测定对DPPH·、·OH、O-2·、H2O2的清除能力以及总还原能力,采用试剂盒测定GSH-PX、CAT、SOD的活性和MDA的含量。结果:笃斯越橘花色苷清除DPPH·的能力略大于VC,清除其他三种自由基的能力和总还原能力都小于VC,并且作用于肿瘤细胞后,细胞内GSH-PX、CAT、SOD的活性都随笃斯越橘花色苷浓度的升高而减少,具有一定的量效关系,而细胞内MDA的含量随笃斯越橘花色苷浓度的升高而增加,呈线性关系。结论:笃斯越橘花色苷的体外抗氧化活性较强,并对肿瘤细胞内抗氧化酶的活性和氧化产物的含量具有一定影响。