丹参SmWRKY33基因的克隆与表达分析

为了研究WRKY33基因在丹参非生物胁迫中的作用机制,以白花丹参为试验材料,对丹参转录组数据进行分析,挖掘出丹参WRKY33基因参考序列并设计特异性引物,利用基因克隆技术从丹参中克隆出WRKY33基因的全长cDNA,命名为SmWRKY33。对SmWRKY33基因进行生物信息学分析,同时利用荧光定量方法探究SmWRKY33基因在逆境胁迫下的表达模式。结果表明,SmWRKY33基因核苷酸长度为1 635 bp,编码544个氨基酸。生物信息学分析显示,SmWRKY33基因的理论相对分子量为60 835.66,等电点为7.00,定位于细胞核,不存在跨膜区及信号肽,SmWRKY33蛋白为不稳定亲水蛋白。亲缘关系显示,SmWRKY33与紫苏、芝麻、白花泡桐的WRKY33亲缘关系较近。密码子偏好性分析得出拟南芥真核表达最适应丹参SmWRKY33基因的外源表达。qRT-PCR结果表明,SmWRKY33基因在低温、高温、PEG、NaCl等逆境胁迫诱导下具有不同的表达模式,其中低温、NaCl能显著诱导SmWRKY33基因的高表达,说明该基因对温度调节、盐胁迫较为敏感,猜测其参与温度、盐胁迫调控反应机制。本试验首次从丹参中克隆出SmWRKY33基因,探讨了该基因在丹参逆境胁迫下的作用机制,旨在为培育丹参的抗逆新品种提供参考基因。

荆芥多倍体的诱导及农艺性状评价

以荆芥种子萌发的幼苗为材料,开展秋水仙素诱导染色体倍性变异的最佳浓度和最适处理时间研究,调查比较多倍体植株的农艺性状。结果表明:用0.10%秋水仙素溶液处理荆芥幼苗生长点3 d最有利于四倍体的产生,诱导率达到1.15%。显微镜观察变异植株根尖染色体数目为2n=4x=24。田间表现四倍体植株较二倍体植株叶片厚大、叶色浓绿、穗多且密、种子大,且四倍体植株较二倍体植株有效成分含量提高。

基于12个农艺性状的连翘种质资源多样性分析

为了研究连翘种质资源多样性,提高连翘优良品种选育的效率,通过资源调查和收集,对来自河北省元氏县和涉县的72份连翘种质资源的12个性状进行描述和测定,并进行了数量性状的统计分析,以及表型性状的相关性分析、主成分分析和层次聚类分析。统计结果表明,连翘种质的8个数量性状表现出不同程度的差异,8个性状的变异系数为9.965%~55.934%,变异幅度较大,其中连翘苷含量、果喙长和连翘酯苷A含量遗传变异丰富,这3个性状可以作为种质资源选育和品质评价的重要参考指标。相关性分析结果表明,多种连翘种质资源农艺表型性状之间是相互影响的,其中果长、果横径长和果喙长与多项性状具有显著正相关性,这3个性状可以作为品种选育的重要依据。主成分分析结果表明,前5个主成分的累计贡献率达71.792%,可以反映72份种质12个性状的大部分遗传信息;利用5个主成分求得综合得分发现,66号样品得分最高,其次是9号和20号,综合得分可以作为连翘种质资源农艺性状的评价指标,为连翘育种和遗传研究提供参考。层次聚类分析结果表明,在遗传距离为6.077时可以将72份连翘种质分为5大类群,即使来源于同一产地的连翘种质,其表型性状仍存在着明显差异。本研究收集了来自河北省元氏县和涉县的72份连翘资源,在同一采收期对不同连翘种质资源的农艺性状及表型性状进行综合鉴定,研究结果可为连翘种质资源评价、优异种质资源发掘和优良品种选育提供科学依据。

丹参花药组织培养研究

为了建立丹参花药培养再生体系,进行了丹参花药组织培养技术研究。以丹参花蕾为试验材料,研究了小孢子发育时期的确定方法,明确了小孢子处于单核靠边期的花蕾长度,结果显示,丹参花蕾长度为5.0~7.9 mm时小孢子处于单核靠边期。并利用小孢子处于单核靠边期的花药做外植体,采用正交试验设计,分别比较了不同激素种类及配比对愈伤组织诱导和不定芽诱导的影响。结果显示,6-BA浓度为1.50 mg/L、2,4-D浓度为0.25 mg/L时,愈伤组织诱导率最高,达到83.33%,且愈伤组织长势较快,体积均匀,呈明显的颗粒状;6-BA浓度为1.25 mg/L、NAA浓度为0.05 mg/L、IBA浓度为0.25 mg/L时,不定芽诱导率最高且明显>其他处理,达到70.00%,且愈伤组织大部分呈鲜绿色,颗粒状明显,丛生苗较多,芽生长速度较快。丹参花蕾长度为5.0~7.9 mm时,小孢子处于单核靠边期,适合进行花药培养;适宜愈伤组织诱导的最佳培养基为MS+6-BA 1.50 mg/L+2,4-D 0.25 mg/L+糖30 g/L+琼脂6.5 g/L;适宜不定芽诱导的最佳培养基为MS+6-BA 1.25 mg/L+NAA 0.05 mg/L+IBA 0.25 mg/L+糖30 g/L+琼脂6.5 g/L。

基于正交试验的连翘扦插育苗技术研究

通过连翘扦插育苗试验,探索一套培育连翘优质移栽苗的技术方法,可为连翘扦插苗优质生产提供技术指导和理论依据。采用L9(34)正交试验方法,分别利用1 a生(嫩枝)和2 a生(硬枝)的连翘插穗,研究了植物生长调节剂种类、质量浓度和处理时间对连翘扦插苗成活和生根情况的影响。结果表明:将连翘嫩枝插穗在浓度200 mg/kg的ABT1生根粉溶液中浸泡0.5 h后进行扦插,成活率最高能达到92.1%,且生长良好;将连翘硬枝插穗在浓度200 mg/kg的ABT1生根粉溶液中浸泡2.0 h后进行扦插,成活率最高能达到72.3%。该插穗处理方法可行、高效,且操作简便,连翘嫩枝和硬枝均可用于扦插育苗。由于连翘嫩枝是结果枝组,因此生产上应尽量减少使用嫩枝扦插育苗,推荐在秋季果实采完后截取硬枝科学处理后进行扦插育苗。

基于流式细胞术和K-mer分析的荆芥基因组大小评估

荆芥是我国常用大宗药材。为了研究荆芥基因组大小,本研究采用流式细胞术和K-mer分析方法对荆芥进行了基因组大小、GC含量、杂合度和重复序列评估。结果显示:基于流式细胞术,荆芥基因组平均大小为0.76Gb;采用K-mer分析显示,荆芥基因组大小为0.903 Gb,GC含量为38.77%,杂合率约为0.32%,重复序列约为66.93%;荆芥基因组拼接组装后contig总长为792215707 bp,contig N50为960 bp,scaffold总长为813473842 bp,scaffold N50为1650 bp。本研究结合流式细胞术和全基因组调查结果,分析评估荆芥基因组大小在0.7~0.9 Gb之间,基因组序列重复比例较高。本研究对荆芥基因组进行了初步的探索,为荆芥的基因组学研究提供了参考依据。

紫苏萜类生物合成乙酰辅酶A酰基转移酶基因的克隆及表达分析

[目的]研究紫苏萜类生物合成关键基因乙酰辅酶A酰基转移酶(actyl-CoA C-acetyltransferase,AACT)的结构与表达特征。[方法]利用基因克隆技术从紫苏中克隆AACT基因,采用生物信息学和实时荧光定量PCR(qRT-PCR)方法对紫苏AACT基因进行分析。[结果](1)首次从紫苏中克隆了AACT基因,其开放阅读框全长1254 bp,编码417个氨基酸;(2)生物信息学分析显示:PfAACT的分子量为42.972 ku,等电点为8.07,为疏水蛋白;(3)同源分析显示:PfAACT氨基酸与冬凌草IrAACT、丹参SmAACT、夏枯草PvAACT和芝麻SiAACT的同源性较高,说明紫苏PfAACT蛋白在进化过程中保守性强;亲缘关系分析显示:紫苏PfAACT与冬凌草IrAACT的亲缘关系最近;(4)qRT-PCR分析结果表明:PfAACT基因在紫苏叶中的表达量高于在根和茎中的表达量;不同发育时期PfAACT基因表达情况显示其在9月中下旬表达量最高。[结论]本研究首次从紫苏中克隆了紫苏萜类物质生物合成关键基因PfAACT,其结构与表达特征的研究结果为紫苏萜类物质生物合成关键基因的研究提供了参考。

林下6种药用植物的耐阴性比较

[目的]了解林下不同种类药用植物的耐阴性。[方法]在内丘县东秋村中药材野生生长基地选取药用价值较高的苍术、黄精、桔梗、射干、紫苏、玉竹6种林下药用植物为研究对象,测定植物叶片的光合参数指标和光合色素含量,同时利用最邻近聚类法对植物叶片光合色素含量和光合参数指标进行分析。[结果]在相同林下环境生长的6种植物中,紫苏的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率最大,桔梗的净光合速率次之,射干的净光合速率和水分利用效率最小;叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素的含量从高到低依次为黄精、桔梗、紫苏、玉竹、苍术、射干;综合聚类分析植物的耐阴程度,6种植物可分为3类,第1类为耐阴性较强的黄精、桔梗,第2类为耐阴性一般的玉竹、紫苏和苍术,第3类为耐阴性较弱的射干。[结论]在林下药用植物经营管理过程中应适当保护并种植黄精和桔梗。

干旱对不同铃重基因型棉花叶片细胞膜伤害、保护酶活性及产量的影响

研究水分胁迫对棉花叶片细胞膜伤害、保护酶活性及产量的影响。结果表明,在水分胁迫下,各棉花品种各部位果枝叶片中MDA含量明显增加,增加幅度因品种、时期和植株部位不同差异较大,其中,以中铃品种果枝叶片中MDA含量增加幅度最小。水分胁迫下各品种、各部位果枝叶片SOD、POD酶活性在棉铃发育的多数时期都明显升高,其中上、中部果枝叶SOD酶活性在棉铃30 d日龄时最低,并且这一规律不因品种类型和果枝区位而改变;中铃品种上部和下部果枝叶SOD酶活性在干旱胁迫下增加的幅度大于大铃和小铃品种;就不同区位果枝叶各时期总体情况而言,以中部POD酶活性最高,下部次之,上部最低。干旱胁迫下中铃品种的铃重和产量变化幅度最小,表现出较强的耐旱性。

干旱对棉花叶片碳水化合物代谢的影响

以3个不同铃重的棉花基因型为材料,研究了土壤干旱对棉叶碳水化合物代谢的影响。结果表明,干旱胁迫使主茎叶片与不同部位内围果枝叶片可溶性糖含量均有不同程度的增加,而淀粉的积累受到明显抑制。虽然干旱条件下不同基因型棉叶的可溶性糖与淀粉含量的变化趋势一致,但小铃基因型开花(7月5日)后的主茎叶可溶性糖含量较中、大铃基因型变化小,淀粉含量则低于大铃基因型。上部内围果枝叶淀粉含量在棉铃发育过程中波动明显大于中、下部果枝,而小铃品种相对稳定。研究结果加深了对干旱胁迫下棉叶碳水化合物时空变化特征的认识。

干旱对不同铃重棉花不同区位果枝叶可溶性蛋白及脯氨酸含量的影响

利用防雨旱棚,研究了水分胁迫下3个不同铃重基因型棉花不同部位内围果枝叶片中可溶性蛋白和脯氨酸含量的变化。结果表明:在两处理下,各品种不同部位棉叶中可溶性蛋白含量呈现出了不同的变化趋势,反映了棉花不同部位对水分胁迫适应能力的差异。干旱使各部位3个品种各铃期内围果枝叶可溶性蛋白含量降低,其中,下部果枝叶中大铃品种和小铃品种可溶性蛋白含量降低的幅度大于中铃品种,各品种的中部果枝叶中的可溶性蛋白含量变化比下部平缓,表明此部位果枝叶生理状态在棉铃发育过程中相对稳定。在水分胁迫下,各时期不同品种各部位果枝叶中脯氨酸含量均比对照增加;大铃品种各部位果枝叶在干旱胁迫下脯氨酸含量增加幅度小于中、小铃品种。不同部位果枝叶相比,干旱时脯氨酸含量增加幅度总体表现为:下部果枝叶>中部果枝叶>上部果枝叶。棉花品种存在着对干旱胁迫反应敏感程度不同的脯氨酸代谢调节机制,脯氨酸可以作为棉花抗旱性的参考性生理指标。

河北香菊与药用菊花的植物学特征及主要化学成分的比较

对河北香菊与其它药用菊花的植物学特征及主要化学成分进行比较研究,结果表明：河北香菊与其它栽培类型药用菊花在花序内鳞片的有无、头状花序直径、舌状花层数等植物学特征方面存在较大差异;其挥发油含量是其它药用菊花含量的2.61-11.36倍;总黄酮含量是其它药用菊花1.36-3.17倍、绿原酸的含量是其它药用菊花1.79-2.53倍,具有较高的药用价值,对其进一步的开发利用提供了理论依据。

多效唑对河北香菊生长及生理特性的影响

在大田试验条件下,研究不同时期和不同质量分数多效唑对河北香菊生长及生理特性的影响。结果表明,喷施多效唑后,河北香菊的茎秆变粗,这种效应随多效唑质量分数增加更明显。在一定的多效唑质量分数下,香菊的株高显著降低。喷施多效唑提高香菊的叶绿素质量分数和叶绿素a/b值;提高营养生长期可溶性蛋白质量分数,降低蕾期的可溶性蛋白质量分数;增加可溶性糖质量分数,蕾期的增加幅度大于营养生长期;降低丙二醛质量摩尔浓度,营养生长期低质量分数多效唑处理下丙二醛质量摩尔浓度降低幅度大于高质量分数,蕾期则相反。河北香菊对多效唑的反应因不同时期而异。

秋水仙素诱导薄荷染色体加倍技术研究

对秋水仙素诱导薄荷染色体加倍技术进行研究,以期筛选出诱导薄荷染色体加倍的最适体系,获得染色体加倍的变异植株。以秋水仙素为诱变剂对带有腋芽的薄荷茎段进行处理,结合流式细胞检测、根尖染色体数目观察等方法对变异植株的倍性进行鉴定,比较秋水仙素不同浓度与处理时间的诱变效果。结果显示,用100 mg/L的秋水仙素处理带有腋芽的薄荷茎段1 d,诱变效果最好,诱变率可达33%。通过流式细胞检测、根尖染色体数目观察等方法鉴定获得多倍体植株10个,与亲本植株相比,其植株形态主要表现为叶厚、茎秆粗、锯齿较深,生长速度缓慢;有8个植株挥发油含量提高,其中最高含量达到2.21%,为亲本植株(1.12%)的1.97倍。本研究通过秋水仙素诱导成功获得染色体加倍的薄荷植株,为薄荷的品种改良和选育提供了可靠的理论依据。

不同干燥方法对蒲公英叶总酚含量及抗氧化能力的影响

以蒲公英叶为试材,比较晒干法、热风干燥法以及真空干燥法对蒲公英总酚含量及抗氧化活性的影响。结果表明,真空干燥处理的蒲公英叶中总酚含量最高并且清除DPPH、ABTS+自由基能力最强。不同干燥处理的蒲公英叶总酚含量与抗氧化能力显著相关(P<0.01)。考虑加工成本和干燥效果,晒干、真空干燥可作为蒲公英叶较优的干燥方法。

不同丹参种质的rDNA ITS序列分析

为测定丹参核糖体DNA的ITS序列,研究比较了28份不同来源丹参(Salviamiltiorrhiza Bge)种质的ITS序列。结果表明:丹参rDNA的ITS1、ITS2及5.8SrDNA的完全序列(长度范围在600～619bp之间),ITS1为227～228bp,5.8S为166bp,ITS2为206～224bp;ITS区的变异主要发生在内转录间隔区ITS1和ITS2区,其中ITS1、ITS2区的变异位点为31和25,分别占各自区位点的13.5%和11.2%;ITS序列在丹参种内比较保守,有些丹参种质之间有较小的差异,ITS序列可以作为丹参种质分子鉴定的依据。

“河北香菊”营养器官中活性成分积累规律研究

以"河北香菊"为试材,研究了不同生育时期香菊营养器官活性成分积累的规律。结果表明:在香菊生长发育过程中,主茎和叶片中的绿原酸含量变化趋势相近;分枝中的绿原酸含量随生育期的进行呈不断增加的趋势;香菊各营养器官中绿原酸含量由高到低依次为主茎>分枝>叶片;总黄酮含量为叶片>分枝>主茎;香菊叶片中挥发油的含量随生育进程的推进不断增加。香菊营养器官均有一定量的活性成分积累,为其相关产品的开发研究提供了理论依据。

夏枯草多倍体的诱导与鉴定

为了提高夏枯草药材的品质和产量,进行了多倍体育种技术的研究。以夏枯草种子繁育的幼苗为试验材料,用秋水仙素作为诱导剂对生长点进行处理,通过改变药剂浓度和处理时间2个因素,研究了秋水仙素对夏枯草的诱导效果;并对通过倍性鉴定获得的多倍体夏枯草,进行了田间农艺性状调查和主要有效成分迷迭香酸含量测定。结果表明:用0.05%秋水仙素溶液处理夏枯草生长点4 d,诱导效果最好,诱变率达到16.00%;变异植株经根尖染色体鉴定为四倍体植株,染色体数目为2n=4x=56;四倍体植株较二倍体植株叶片厚大、皱缩,叶色浓绿,果穗短粗,种子大且饱满,有效成分含量高。本研究获得了5个夏枯草多倍体株系,为新品种选育提供了种质材料。

河北香菊绿原酸提取工艺研究

以河北香菊为试验材料,利用高效液相色谱法对绿原酸含量进行测定,研究比较了超声提取和索氏提取2种方法对绿原酸提取率的影响。结果表明:河北香菊绿原酸最佳提取工艺为:乙醇浓度为90%、提取温度为55℃、提取时间为120min、料液比为1∶20;乙醇浓度是影响河北香菊绿原酸提取率的最主要因素;通过对河北香菊绿原酸提取方法的比较,表明超声方法优于传统的索氏提取方法。

中药材组培脱毒技术研究进展

从热处理、茎尖培养、热处理+茎尖培养、愈伤组织诱导、超低温保存和其他方法6个方面,对中药材组培脱毒技术研究情况进行了综述;对中药材组培脱毒技术的优化升级和研究成果进行总结;对未来中药材脱毒技术的发展方向进行了展望。可为深入研究中药材组培脱毒技术提供参考依据。