铅胁迫对地黄生长及光合特性的影响

为了阐明铅(Pb)胁迫对地黄生长量及光合特征的影响,探讨药用植物对重金属胁迫的响应机制,以‘北京3号’地黄为试验材料,采用土培盆栽试验,以自然土壤加水为对照(0 mg·kg^(-1)),设置5个外源Pb浓度(50、100、200、300和400 mg·kg^(-1))处理,分析不同Pb浓度处理对地黄不同生长时期的生长量、叶片光合色素含量、光合参数和叶绿素荧光参数的影响。结果表明,高浓度Pb处理抑制了地黄叶片数、叶长、叶宽和叶厚的增长,光合色素含量和叶绿素荧光参数在整个生育期内随Pb浓度的升高均表现为先升高后降低,当Pb浓度高于200 mg·kg^(-1)时,电子传递速率、光合量子产量、最大荧光和初始荧光均显著降低;随Pb浓度的升高,地黄叶片的净光合速率、气孔导度和胞间CO_(2)浓度在地黄膨大初期至膨大前期逐渐降低,在膨大中期至收获期则表现为先升高后降低;蒸腾速率在整个生育期内随Pb浓度的升高呈下降趋势;地黄的光合特性对Pb的耐受性总体表现为50 mg·kg^(-1)处理>100 mg·kg^(-1)处理>0 mg·kg^(-1)处理>200 mg·kg^(-1)处理>300 mg·kg^(-1)处理>400 mg·kg^(-1)处理。综上所述,当Pb浓度低于200 mg·kg^(-1)时,地黄通过吸收光能、增强光合作用对抗Pb胁迫,当Pb浓度过高时,地黄光合作用减弱,对地黄的生长产生显著的抑制作用。研究比较了不同Pb浓度处理对地黄不同生育期生长量及光合特征的影响,解析了地黄对Pb元素的抗性机制,以期为农田土壤的安全利用及地黄的种植管理提供重要技术参考。

地黄块根发芽的影响因素研究

地黄作为中药材的瑰宝,广泛应用于各类中药配方中。然而,地黄块根发芽率低的问题导致其产量和质量无法有效提高。为深入探究这一问题,系统分析了影响地黄块根发芽的关键因素,采取现代生物学研究方法设定了不同的温度、湿度、光照等环境变量,细致观察了地黄块根在这些条件下的发芽表现。研究结果表明,湿度和温度是影响地黄块根发芽的主导环境因素,相比之下光照对其发芽的影响较小。综合分析后得出结论,维持适宜的温度、湿度是提高地黄块根发芽率的关键。研究发现,在栽培过程中,适度的逆境处理能够增强地黄抗逆性,促进其生长发育,为地黄的栽培提供了重要的科学依据和技术指导。

五个不同地黄品种耐荫性比较

以地黄道地产区主栽品种星科、85-5、北京3号、金九、吨王5个地黄品种为试验材料,采用50%遮荫和隶属函数分析方法,研究了不同品种地黄的形态指标、物质积累分配指标以及生理指标在遮荫下的变化趋势,评价不同地黄品种的耐荫性强弱。结果表明:遮荫条件下5个品种地黄的叶长、叶宽、株高、冠幅、SOD活性、POD活性、CAT活性均较对照显著增大,根长、根直径、块根数、叶干重、根干重、根冠比、可溶性糖含量、游离脯氨酸含量、可溶性蛋白含量均较对照降低,但不同品种地黄处理较对照升高或降低的程度存在品种间差异。结论:5个地黄品种中星科的耐荫性最强,金九的耐荫性最弱,耐荫性由强到弱为星科>85-5>北京3号>吨王>金九。

怀地黄新品种怀地6号的优质高产栽培技术

怀地黄怀地6号抗性强、耐寒性好,块根整体粗大均匀,亩产鲜地黄4300 kg左右,适宜在河南地黄产区种植。本文作者从播前准备、播种、田间管理、病虫害防治、适时采收和贮藏等方面阐述了怀地6号的高产栽培技术要点,为其高产栽培提供科学依据。

地黄连作对根际微生物区系及土壤酶活性的影响

以地黄连作2年和1年的土壤为研究对象,分别测定了根际微生物区系变化及根际土壤酶活性.结果表明:地黄连作对其根际微生物区系及土壤酶活性产生了较大的影响.随种植年限的增加,根际细菌和真菌减少,但差异均不显著;放线菌增多,连作2年的土壤约为1年的4倍.土壤中氨化细菌、好气性固氮菌、硫化细菌、反硝化细菌和嫌气性纤维素分解菌分别增加了25.99、45.39、11.43、1.36和1.43倍,而好气性纤维素分解菌减少了86.74%.连作地黄根系的分泌物对脲酶、多酚氧化酶、蔗糖酶、蛋白酶和纤维素酶活性具有促进作用,分别增加了62.87%、9.43%、47.91%、139.62%和31.33%,而对过氧化氢酶则呈抑制作用.说明地黄连作会破坏根际微生物种群平衡.

地黄连作的生理生态特性

选择具有典型连作障碍效应的药用植物地黄(Rehmannia glutinosa)为试验材料,以正茬地黄为对照,研究连作条件下地黄植株的生理生态特性变化。结果表明,该试验条件下地黄的连作障碍效应起始于苗期,在栽种后60天时,连作引起植株细胞膜质过氧化作用,使膜的正常结构和功能受到损伤;重茬地黄的光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和胞间CO2浓度(Ci)显著低于对照,而气孔限制值(LS)33.97%,显著高于对照,同期重茬地黄叶绿素含量(Chl)也开始显著低于对照。相关分析表明,Pn与Gs、Chl含量相关(相关系数分别为0.977和0.814)。对植株叶片叶肉细胞的电镜观察显示,连作条件下地黄光合细胞结构在其生长中期开始发生变化。因此,在地黄生长早期由于(连作)环境胁迫植株叶片细胞内活性氧、自由基积累所带来的膜结构损伤,导致了叶绿素含量的降低,而气孔关闭以及叶绿素含量的降低共同造成连作地黄早期光合能力降低,生长受阻,从而表现出明显的障碍效应。

地黄自毒物质提取及其生物指标测定

连作障碍在药用植物地黄(Rehmannia glutinosa L.)栽培中尤其明显,同一地块上种植一茬地黄后,须经8-10a后方可再种。从怀地黄主产区河南省焦作地区采集种植1a地黄的茬后土壤,采用不同溶剂提取地黄土壤自毒物质并利用生物测试确定抑制率最强的土壤提取液作温室栽培实验以确定对植物生理指标的影响。利用高效液相色谱法(HPLC)对土壤提取液和根系分泌物进行比较,并利用高效液相色谱、傅立叶转换红外光谱(FTIR)和电喷雾离子阱质谱(ESI-MS)技术鉴定地黄连作自毒物质的化学成分。生物测试结果表明水和甲醇提取的地黄茬后土壤自毒物质对地黄生长具有最强的抑制作用;在培养器中加入浓度0.5g/mL的水和甲醇提取液对地黄胚根的抑制率分别达17%和26%,当浓度增至5.0g/mL时,抑制率增加到70%以上。盆栽结果显示甲醇提取的自毒物质导致地黄地上部叶绿素含量减少,根系活力下降,明显抑制了地黄体内超氧化物歧化酶、过氧化物歧化酶、过氧化物酶的活性,加剧了地黄膜质过氧化,以及引起地黄植体内生长素类激素含量下降。高效液相色谱法显示土壤提取液和根系分泌物具有相似图谱。电喷雾离子阱质谱分析共检测到6个特征物质:香草酸、D-甘露醇、二十六烷酸苯羟基乙酯、毛蕊花糖苷、β-谷甾醇和胡萝卜苷。

不同产区地黄的比较研究

用石蜡切片法、薄切片法、高效液相色谱法对不同产区地黄块根的外部形态和内部解剖结构以及有效成分梓醇含量进行了比较研究,用SPSS 10.0软件系统分析了不同产区的主要生态因子与地黄块根中梓醇含量的相关性.结果表明,地黄道地药材怀地黄从外观上有以下特征:颜色较深,为黄褐色,形状为块状,最粗处直径大,长度/粗度比值小.而其解剖构造上的特征如下:横切面有菊花心,其他产区的地黄没有菊花心;怀地黄木质部/韧皮部的比值为3.7,木质部及木质部中薄壁细胞所占的比例都较其他产区要高.怀地黄中主要药用成分梓醇的含量也高于其他产区,通常都在9%以上.土壤类型与地黄块根中梓醇含量密切相关,怀地黄的道地产区土壤为砂壤土,是由黄河冲积而成的,这种土壤的特点是pH值为7.5～8.5、透气性好、持水保肥能力差.说明透气性好的弱碱性土壤适合地黄生长和梓醇积累.外地引种怀地黄块根有逐步退化变小的趋势,说明怀地黄之所以能成为'道地药材'与怀庆地区这个得天独厚的自然地理条件有密切关系.

怀地黄玻璃化和包埋玻璃化法超低温保存

比较了玻璃化与包埋玻璃化超低温保存怀地黄[Rehmannia glutinosa(Gaertn.)Libosch]‘85-5’带芽茎段的效果。结果表明:4℃低温锻炼5d,在添加二甲基亚砜(DMSO)和乙酰胺的培养基中预培养3d,60%PVS2室温装载25min,PVS20℃脱水30min时,玻璃化和包埋玻璃化两种保存方法均得到本试验条件下最佳结果;两种方法相比,玻璃化法的存活率和再生率均较包埋玻璃化法高,前者的存活率(88.92%)和再生率(64.29%)分别是后者的1.38倍和2.41倍。可见,采用超低温保存怀地黄种质资源是可行的,且玻璃化法优于包埋玻璃化法。

地黄连作胁迫响应机制的块根蛋白质组学分析

地黄种植过程中存在严重的连作障碍问题,连作导致块根无法正常膨大、产量品质下降、土传病害严重等。本研究以正、重茬地黄块根为试验材料,通过差异蛋白质组学技术分析连作下地黄块根蛋白质表达谱变化,并进一步采用q RT-PCR技术对锁定的差异蛋白质表达量变化进行验证分析。研究结果发现,连作导致与块根重要生理代谢过程和主要成分合成相关的蛋白质都下调表达,与蛋白质折叠相关的伴侣素(chaperonin)在重茬地黄块根中全部下调表达;连作下与胁迫响应、抵御相关的蛋白质(如pathogenesis-related protein 10,cytochrome P450,Type IIIa membrane protein cp-wap13等)均上调表达。q RT-PCR定量分析证实重茬地黄块根中PR-10基因表达量显著高于正茬地黄;PR-10基因在尖孢镰刀菌病原菌侵染下能够明显被诱导表达,表达量随着侵染时间的增加而逐渐升高,验证了差异蛋白质组学分析的结果。可见连作胁迫对地黄块根蛋白质表达谱有显著影响,导致蛋白质表达紊乱,连作植株生理代谢过程异常,碳水化合物和能量代谢缓慢,产生连作障碍效应。

地黄真空红外辐射干燥模型

利用设计的真空红外辐射干燥箱,对中药材地黄进行了真空红外干燥研究。通过对试验值进行求对数并线性回归,确定了地黄的薄层真空红外干燥模型的形式为Modified Page方程,该模型与辐射板温度和干燥室压力有关,并得到了各参数的表达式和数值。试验值和模型预测值比较说明,该模型能很好地描述和预测地黄真空红外干燥的水分比变化规律。

地黄栽培种与野生种内源激素含量的差异

块根的发育和形成与植物内源激素密切相关。本研究测定地黄2个栽培种和2个野生种在生长发育过程中内源激素含量表明,地黄叶片中IAA、ZR和ABA含量变化均呈单峰曲线,即在拉线期及快速增长期逐渐升高,之后逐渐降低,但各生育期栽培种叶片中IAA、ZR和ABA含量均高于野生种;栽培种与野生种块根中IAA和ZR含量变化规律明显不同,在拉线期与快速增长期,栽培种迅速上升,而后逐渐降低,而在整个生长期野生种变化不明显;整个生育期参试品种叶片中GA含量变化不大,栽培种在快速增长期根中GA、ABA的含量迅速上升,而野生种变化不明显。从上述变化规律来看,地黄块根的形成与发育是多种内源激素协同作用的结果。IAA和ZR是块根起始分化关键激素,决定了块根的形成,GA、ABA在地黄块根的发育与膨大中起了更重要的作用。

怀地黄离体培养再生植株及其生长调控

本文对怀地黄愈伤组织的诱导、分化和再生植株的生长调控进行了研究．结果表明：（１）６－ＢＡ１ｍｇ／Ｌ（单位下同）＋ＮＡＡ０．１的组合有利于叶片愈伤组织的形成，２，４－Ｄ２＋ＮＡＡ２的组合有利于根茎愈伤组织的形成；（２）诱导愈伤组织产生再生植株的最佳组合为６－ＢＡ１＋ＮＡＡ０．０１；（３）ＰＰ３３３对再生植株的生长调控具有良好的效应，ＰＰ３３３１处理后，再生植株生长健壮，根系发达，叶色浓绿．

地黄真空红外辐射干燥质热传递分析

以Fourier方程和Fick定律为基础,建立了地黄真空红外辐射干燥过程传热、传质的数学模型。通过理论推导和试验测定,确定了模型中有关参数的数值或方程。利用有限差分法进行了不同干燥条件下物料温度和含水率变化的数值模拟。结果表明:模拟值和试验值吻合较好,该模型可以较好地拟合地黄干燥过程中温度和含水率的变化,且能较好体现各干燥参数对干燥特性的影响情况。

防止地黄品种退化的技术措施

本文着重讨论防止地黄品种退化的栽培技术措施。包括选用优良品种、栽培管理、培育壮苗等方面。

航天搭载的怀地黄种子无菌萌发及试管苗快繁

为培育高产优质怀地黄新品种,本文对航天搭载的怀地黄种子的无菌萌发和试管苗的快繁技术进行了研究。结果表明:(1)0.05%HgCl2灭菌时间为5s时,种子的发芽率和发芽势最高,分别为68.33%和53.33%;(2)种子萌发的最适培养基为1/4MS,其发芽率和发芽势分别为76.67%和65.08%;(3)MS+6-BA1mg/L+NAA0.002mg/L为试管苗快繁的最适培养基,28d时试管苗株高增加7.85cm,繁殖系数达6.56。

地黄扩展蛋白基因RgExpA1的克隆与表达分析

采用RT-PCR方法对9个地黄扩展蛋白基因在地黄不同组织器官、不同发育时期的表达特点进行了分析,在此基础上用RACE方法克隆了主要在根中表达的RgExpA1基因的全长,并对该基因编码氨基酸的功能位点、拼接方式以及与同源基因的进化关系作了初步分析。

氯化胆碱对受旱地黄叶片渗透调节物质与光合的影响

以浓度为100,300,500 mg/L的氯化胆碱(CC)水溶液喷施地黄叶面,可明显提高干旱胁迫下地黄叶片脯氨酸(Pro)和可溶性糖(WSC)的含量,减少丙二醛(MDA)的累积。使地黄叶片在干旱胁迫条件下维持较高的通过PSⅡ的电子传递速率(Fv/Fo)、PSⅡ原初光化学效率(Fv/Fm)、实际光化学效率(ФPSⅡ)、光化学猝灭系数(qp)和光合放氧速率(Pn)。其中以300 mg/L的CC效果较好。

2种乙烯抑制剂对连作地黄生长的影响

通过对地黄生长过程中乙烯合成及转运途径的干扰,减轻地黄化感自毒作用的效果,为消减地黄连作障碍提供理论依据和技术支持。在地黄重茬地块选取6个小区,分别以乙烯合成抑制剂氨氧乙酸(AOAA)、乙烯受体抑制剂1-甲基环丙烯(1-MPC)的3个浓度进行处理,并选取正茬、重茬地黄作为对照,根据地黄的死亡率、生长指标、相对电导率、超氧化物歧化酶(SOD)活性、根系活力等指标探讨阻断植株体内乙烯释放对连作地黄生长的影响。结果表明,经乙烯抑制剂1-MCP、AOAA处理的地黄植株,与重茬对照植株相比死亡率明显降低、相对电导率减小、超氧化物歧化酶活性增加、根系活力增加、植株生长状况得到改善。乙烯抑制剂1-MCP、AOAA对地黄生长过程中乙烯的合成途径造成干扰,从而减轻地黄连作障碍。