当归种子航天诱变二代(SP_(2))性状研究

当归为我国大宗中药材品种之一,但种性退化导致药材产量与质量下降,因此亟待加强当归种质创新和新品种选育研究。为探究创造优良变异群体的途径,本研究通过航天器搭载当归种子(搭载22 h,命名为航归22 h;搭载33 d,命名为航归33 d),获得SP0代当归诱变群体,以岷县当地栽培品种为对照(岷归CK),与经SP1代育苗栽培获得的SP2代种子繁殖期性状进行比较。结果表明,在种子繁殖期,航归植株株高均大于岷归CK,航归22 h植株株幅大于航归33 d。在植株采挖期,航归植株株高和根粗均大于岷归CK,株幅均小于岷归CK;航归22 h根长和根重分别较岷归CK提高5.06%和200.41%,航归33 d根长和根重分别较岷归CK降低15.00%和27.41%。航归22 h醇溶性浸出物含量较岷归CK提高5.46个百分点,航归33 d较岷归CK降低7.39个百分点;航归22 h和航归33 d阿魏酸含量分别较岷归CK提高0.2100和0.0527个百分点。航归植株伞数均大于岷归CK,航归22 h和航归33 d种宽分别较岷归CK降低1.67%和8.57%;航归22 h种长、百粒重和种果重分别较岷归CK提高5.81%、36.16%和75.15%;航归33 d种长、百粒重和种果重分别较岷归CK降低2.64%、9.30%和91.22%。航归22 h发芽率、发芽势和发芽指数分别较岷归CK提高16.00、16.00和5.11个百分点,航归33 d发芽率和发芽指数分别较岷归CK提高5.00和1.86个百分点,发芽势较岷归CK降低8.00个百分点。综上,经航天搭载当归种子选育获得的植株性状表现出不同程度变异趋势。本研究为当归优良性状的定向选育积累了宝贵的优异种质。

太空诱变膜荚黄芪种质资源表型特征变异分析

以膜荚黄芪太空搭载种子建立的33D、22H群体及未搭载原种(CK)群体的SP2代成药株为研究对象,对19个表型性状进行特征变异及多样性分析,以筛选具有优异性状的膜荚黄芪种质资源。结果表明:诱变后代群体的19个性状变异幅度、遗传多样性存在不同程度差异,33D、22H群体及CK群体地上部分的4个质量性状的变异系数CV范围分别为0.35~0.78、0.38~0.84、0.41~0.64,即变异幅度表现为22H>33D>CK,遗传多样性指数H′范围分别为1.67~2.13、1.66~2.02、1.44~2.21,即变化幅度为CK>33D>22H;7个数量性状的CV范围分别为0.17~0.62、0.17~0.67、0.20~0.83,H′范围分别为1.47~2.01、1.72~2.04、1.59~2.11,即变异幅度表现均为CK>22H>33D;8个产量构成性状的CV范围分别为0.09~0.53、0.15~0.55、0.09~0.97,即变化幅度为CK>22H>33D,H′范围分别为1.81~2.09、1.73~2.06、1.59~2.03,即变化幅度为33D>22H>CK。通过主成分因子分析将诱变后代群体植株的12个数量性状指标简化为4个主因子,33D和22H群体数量性状累计贡献率均大于CK,分别达68.669%和70.414%,并筛选出二级分枝数、单根干质量、有效根长、侧根数、根长、折干率可作为膜荚黄芪评价代表性指标;诱变后SP2代地上部性状隶属函数值小于CK,产量构成性状隶属函数值大于CK。通过隶属函数和聚类分析将诱变后SP2代的2个群体分别归为3类不同类型植株(即Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ型),第Ⅰ类群为良好类、第Ⅱ类群为优势类、第Ⅲ类群为后备类,综合评价筛选出性状优异种质39份、产量构成性状优异种质16份、矮株型高产种质3份。

栽培方式对航天诱变当归SP_(2)繁种特性的影响

当归3年完成正常生活史,繁种周期长,成种株率低。为提高当归新品种选育效率,将搭载“长征7号”运载火箭在太空运行22 h(命名为航归22 h)和搭载“神舟十一号”宇宙飞船在太空运行33 d(命名为航归33 d)的当归种子作为SP0种子,以未搭载种子为对照(CK),经育苗栽培获得SP_(2)种苗。采用留苗和移栽2种栽培方式,测定进入第3年繁种年的SP_(2)群体的种株率、农艺性状和种果重。结果表明,CK群体未能进入繁种期而被淘汰,太空诱变获得的2个群体均进入正常繁种年。航归22 h的返青株成活率较航归33 d提高14.65个百分点,成种株率提高19.7个百分点。与移栽航归33 d、留苗航归22 h和33 d群体相比较,移栽航归22 h的繁殖特性有明显改善,单株果重分别增加1527.5%、428.2%和377.7%,根重分别增加235.3%、256.8%和265.2%,根长分别增加44.5%、36.7%和6.0%,根粗分别增加83.3%、83.7%和83.9%。航归SP_(2)代群体性状综评指数大小依次为移栽航归22 h(0.8133)>留苗航归33 d(0.4083)>留苗航归22 h(0.2378)>移栽航归33 d(0.0334)。综上,太空搭载种子对当归具有诱变效应,运载火箭搭载时间短,群体诱变效应更佳,选育效率更高;采用移栽和留苗互补栽培可保障繁种的安全性。本研究结果为当归新品系扩繁提供了科学技术依据。

蒙古黄芪内生细菌产IAA菌株筛选与培养条件优化

【目的】探寻蒙古黄芪内生菌的促生功能,挖掘优异微生物资源。【方法】采用前期从蒙古黄芪品系甘芪1号根中分离纯化的20株内生细菌菌株(B1~B20,GenBank序列收录号OM938262~OM938281)为研究对象,以纯培养液为对照(CK),利用Salkowski显色法对产吲哚乙酸(IAA)功能菌株鉴定,然后对优异菌株的培养条件进一步进行优化研究。【结果】甘芪1号根可培养内生细菌菌株,有12株菌株较CK有明显Salkowski显色反应,测量各菌株产IAA浓度依次为B16>B18>B10>B20>B8>B13>B11>B3>B4>B6>B1>B17,产IAA浓度范围为2.74~26.48 mg/L,平均10.10 mg/L,其中B16高稳产IAA(GenBank OM938262),平均产IAA浓度高达26.48 mg/L,极显著高于其他菌株产IAA的水平。培养条件优化显示,B16菌株培养最适温度为15~25℃,在浓度为0.1%~7%的NaCl培养基均能正常生长,最适NaCl浓度为1%,最适pH为7.0,最适碳、氮源分别为酵母提取物和蛋白胨。培养条件优化后B16增殖及IAA产能较优化前分别极显著提高28.6%和53.5%。【结论】蒙古黄芪根内生细菌中产IAA菌株比例较高,是优异豆科药用植物微生物资源宝库,且筛选到一株高稳产IAA菌株B16,经过培养条件优化可达到40.658 mg/L,是有较大的生态调控利用潜力的菌株。

不同施肥对旱地小扁豆农艺性状及经济效益的影响

为了探寻小扁豆合理安全施肥方案,在旱地基施不同量有机肥(O1:750 kg/hm^(2);O2:1500 kg/hm^(2);O3:2250 kg/hm^(2);O4:3000 kg/hm^(2);O5:3750 kg/hm^(2))、化肥和有机肥混合(C+O:161.7 kg/hm^(2)+1500 kg/hm^(2))、单施化肥(C:161.7 kg/hm^(2)),以不施肥(CK)为对照。通过测定出苗率、生长发育指标并在采收期测定产量指标,最后对各处理进行综合因子评判。发现在纯有机肥O3栽培条件下小扁豆出苗率最高为87.85%,农艺性状明显优化,产量最高1356.30 kg/hm^(2),较CK和C分别显著增产32.68%和33.04%。处理CK株幅、一级分枝数均最大,但结荚率较低,经济产量低。处理C小扁豆茎粗、一级分枝数、生物量和产量均较低。纯施有机肥对小扁豆具有显著增效作用,有机肥施用量以2250 kg/hm^(2)为宜,建议在小扁豆标准化栽培中推荐应用,以改变经济作物依赖化肥的生产现状,促进粮食绿色有机栽培。

不同采收时期对当归产量和质量的影响

【目的】探寻有机肥栽培条件下采挖时期对当归(Angelica sinensis)成药性能的影响,确定岷归的最佳采收期。【方法】以岷县纯有机肥栽培的二年生成药期当归作为研究对象,在2020年10月18日开始,每隔6~7 d分期采挖当归,共采挖3次(18日:FB;24日:FD;31日,FA),测定药材根的产量、发病程度、外观质量和主要成分。【结果】10月24日采收的药材根外观质量最佳,且鲜药材商品等级大部分属于二等与三等,极少部分处于四五等,均优于其他采收时期;10月24日采收的药材的发病率最低,为16.7%,综合因子评价指数排序为FD>FB>FA。【结论】在岷县道地产区合理的采收期采收对当归药材具有显著增效作用,可有效降低根病率和发病程度,改善药材性状,提高经济效益,在当归标准化栽培中可推荐推广应用。最佳采收期较短,在霜降前后3 d进行采收最为适宜。

蒙古黄芪3个品系(种)农艺性状及产量比较分析

目的:比较蒙古黄芪品系(种)间农艺性状、药材产量及产量构成因素的差异,为蒙古黄芪新品种选育提供科学依据。方法:试验以‘陇芪1号’为对照(CK),‘甘芪1号’(GQ1)和‘甘芪2号’(GQ2)为试验品系,测定三者农艺性状指标、叶绿素含量、氮含量、药材产量及产量构成因素,对药材产量、根腐病发病率等因子进行综合评价。结果:蒙古黄芪品系(种)间农艺性状及药材产量存在差异,GQ1和GQ2主根较CK显著增长,分别增长36.91%和52.51%;侧根数明显减少,分别较CK减少19.70%和18.23%,2个新品系根型更为优异。基于药材产量构成因素与发病率的综合评价得出GQ2(0.7801)>GQ1(0.4821)>CK(0.2837),新品系GQ1和GQ2根腐病发病率均显著降低,GQ2药材产量最高。

太空搭载膜荚黄芪SP_(2)代2年生群体遗传变异分析

目的:探寻创造多年生膜荚黄芪优异种质的途径,筛选新品种选育的优异变异群体。方法:将其种子搭载“神舟十一号”和“长征七号”,在太空分别历时33 d和22 h,统计分析SP_(2)代2年生群体表型性状,用简单重复序列(SSR)分子标记技术对其遗传多样性进行分析。结果:33 d、22 h和对照(CK)群体表型性状的平均变异系数分别为29.37%、26.17%和26.10%,平均遗传多样性指数分别为1.27、1.22和1.24,在欧氏距离5处,33 d有5类群、22 h有6类群、CK有3类群。SSR标记的8对有效引物扩增显示,33 d、22 h和CK群体平均每对引物的多态信息值分别为0.320、0.427和0.333,遗传距离变幅分别为0~0.8959、0.0270~0.9435和0~0.8959,遗传相似系数分别为0.4000~1.0000、0.3846~0.9730和0.4000~1.0000,在遗传相似系数为0.68时,33 d和CK群体均归为4类群,22 h归为5类群。尽管表型和分子聚类结果有一定差异,但各群体均以株高、株幅、茎粗、复叶数、茎色和花色为主要类群性状。结论:以太空搭载膜荚黄芪种子为研究对象所建立的SP_(2)代2年生群体后代遗传多样性丰富,是新品种选育的优异变异群体。

决明农艺性状与其种子中蒽醌类物质含量之间的相关性分析

[目的]探究决明农艺性状与蒽醌类物质含量之间的相关性,为筛选蒽醌类物质含量高决明品种提供参考。[方法]以经诱变筛选出的决明品系(Y3、Y4、Y5、Y6)和未经任何处理的决明(CK)为材料,通过五点取样法选定单株,测定其农艺性状及4种蒽醌类物质含量,并对测定结果进行多重比较、变异系数分析、相关性分析、主成分分析。[结果]经航天诱变处理后,不同品系决明的各项农艺性状指标及蒽醌类物质含量均存在不同程度的差异,且决明的各项农艺性状指标及蒽醌类物质含量表现出丰富的遗传多样性,其中以大黄酚、芦荟大黄素含量这两项指标的变异最为丰富。相关性分析中共有44指标达到极显著相关,16对指标显著相关,其中鲜质量与橙黄决明素含量呈极显著正相关,与大黄酚含量呈显著正相关;芦荟大黄素、大黄素甲醚含量与橙黄决明素含量呈极显著正相关。主成分分析表明,4个主成分(表型因子、成分因子、质量因子、种子因子)对变异的贡献率达82.609%。[结论]航天诱变的决明各性状间存在丰富的变异,增加了决明的遗传多样性,利用相关性分析、主成分分析的方法可以按照育种要求对各指标、各主成分进行单独选择,为后期筛选蒽醌类物质含量高的决明新品种提供了理论依据。

当归种子航天诱变一代(SP1)的成药性能

早期抽薹和根腐病严重影响当归的栽培成效,为了探寻航天搭载对当归SP;代成药特性的诱变效应,将当归种子搭载“长征七号”和“神舟十一号”飞船,在太空分别历时22 h和33 d,返回地面后大田有机育苗栽培。结果表明:与对照(CK)种子相比较,神舟33 d和长征22 h处理的当归种子育成SP;种苗移栽后返青率分别显著提高24.0%和14.9%。成药期CK返青株早期抽薹率和死株率高达40.2%和26.8%,33 d和22 h群体的早期抽薹率较CK分别极显著提高29.7%和21.4%,死株率分别显著降低26.8%和16.0%,种苗成药率各处理依次为33 d(26.0%)>22 h(21.4%)>CK(20.8%);33 d和22 h群体株高、株幅和茎粗始终极显著高于CK,单株叶片数与CK相当;当归阿魏酸含量依次为22 h(0.12%)>33 d(0.11%)>CK(0.10%),浸出物含量依次为33 d(57.90%)>CK(54.10%)>22 h(51.30%)。说明航天搭载当归种子在诱导有利变异的同时也可诱导不利于生产的变异,但创造了抗逆性强的优异变异群体,奠定了新品种选育的宝贵种质资源,并拓展了新品种选育途径;根病和早期抽薹是造成当归成药率很低的主要原因,迫切需要对品种进行提纯复壮和选育改良。

骨碎补化学成分和药理作用研究进展

骨碎补性温、味苦,归肝肾经,是治疗骨折骨伤的常用中药,其所含化学成分主要包括:黄酮类、三萜类、苯丙素类、以及木脂素类等。现代药理和临床研究表明,骨碎补具有抗骨质疏松、促骨折愈合、肾保护、抗炎、促进牙齿生长、防治氨基糖苷类耳毒性以及降血脂等功效。此外,骨碎补的毒性评价实验也表明其没有明显的毒副作用。柚皮苷是骨碎补药材中的二氢黄酮类成分,众多研究表明,以柚皮苷为主的总黄酮成分在抗骨质疏松、促进骨折愈合、抗炎、促进牙齿生长以及降血脂等多个方面起到重要作用。该研究对近年来有关骨碎补化学成分及药理活性的研究成果进行综述,并对部分作用机制进行梳理总结,以期为骨碎补药材的研究和开发提供参考依据。

基于莽草酸/邻琥珀酰苯甲酸途径和聚酮途径合成蒽醌类化合物研究进展

蒽醌及其衍生物是植物体内十分重要的次级代谢产物,具有光保护、提高植物抗病性等多种功能,同时在医药、化工等领域也具有十分重要的应用。如何高效、快速地获得蒽醌类物质、提高植物体内蒽醌类物质的合成效率,已经成为现代合成生物学的研究热点。然而蒽醌类物质合成途径较为复杂,目前普遍认为在植物体内蒽醌类物质是通过莽草酸/邻琥珀酰苯甲酸途径和聚酮途径形成。综述近年来在植物体内莽草酸/邻琥珀酰苯甲酸途径和聚酮途径合成蒽醌母核结构的研究进展,为研究植物体内蒽醌类代谢物的合成与调控提供一定的理论基础。

复方丹参浸膏中低聚糖成分的分离与结构鉴定

目的研究复方丹参浸膏中的低聚糖化学成分。方法采用固相萃取、聚丙烯酰胺凝胶色谱、亲水作用色谱(HILIC)-高效液相色谱(HPLC)-蒸发光散射检测器(ELSD)等技术,对复方丹参浸膏中的低聚糖成分进行分离纯化,并根据理化性质和波谱学手段进行结构鉴定。结果通过方法优化,成功分离得到了5个低聚糖成分,通过波谱分析鉴定,5个低聚糖成分分别为α-D-吡喃半乳糖-(1→6)-α-D-吡喃半乳糖-(1→6)-α-D-吡喃葡萄糖-(1→2)-α-D-呋喃果糖(1)、α-D-吡喃葡萄糖-(1→2)-β-D-呋喃果糖-(1→1)-α-D-吡喃半乳糖(2)、蔗糖(3)、果糖(4)和葡萄糖(5)。结论化合物1、2为首次在复方丹参浸膏中分离得到。