珍稀濒危植物石山苏铁的SSR引物设计和遗传多样性分析

揭示珍稀濒危植物石山苏铁(Cycas sexseminifera)种群的遗传多样性水平和遗传分化大小,确定优先保护种群,对石山苏铁的有效保护和管理策略的制定具有重要意义。本研究基于简化基因组序列分析设计Simple Sequence Repeats(SSR)引物,并利用SSR引物进行遗传多样性检测。实验共获得6对SSR引物,6对引物共检测出37个观测等位基因(N a),其中最小观测等位基因数目为3,最大观测等位基因数目为12,平均每个位点等位基因数目为6.167。位点GZST002、GZST055、GZST065、GZST088是高度多态性位点(PIC>0.5)。石山苏铁各种群期望杂合度(H e)为0.330-0.533,平均值为0.444,表明石山苏铁遗传多样性处于中等水平;7个种群的H e值大小顺序为广西植物研究所引种(ZWS)>崇左广河(GH)>崇左排汝(PR)>隆安陇怀(LH)>崇左中干(ZG)>百色作登(ZD)>隆安新会(XH)。固定系数(F)为-0.161-0.480,平均值为0.074,其中LH、PR、XH 3个野生种群为负值,GH、ZD、ZG 3个野生种群的固定系数则大于0;7个种群的F值大小顺序为百色作登(ZD)>广西植物研究所引种(ZWS)>崇左中干(ZG)>崇左广河(GH)>隆安陇怀(LH)>隆安新会(XH)>崇左排汝(PR)。因此,综合各个遗传指标,石山苏铁需要重点保护和引种的野生种群是遗传多样性相对较高的崇左广河(GH)种群。同时建议开发更多的SSR引物和采集更广范围的石山苏铁野生种群,精准筛选遗传多样性高的优良种群,以利于更全面和准确地评估石山苏铁的遗传多样性水平和濒危机制。

四季花金花茶花芽分化进程及叶片内源激素变化

四季花金花茶(Camellia perpetua)为山茶属中唯一几乎全年开花的珍稀濒危植物。为探究其花芽分化进程及不同花发育时期和年生长周期叶片内源激素变化,该研究通过石蜡切片,观察四季花金花茶花芽分化进程,采用酶联免疫吸附法测定不同花发育时期叶片及年生长周期内有花芽和无花芽叶片的脱落酸(ABA)、吲哚乙酸(IAA)、赤霉素(GA3)和玉米素核苷(ZR)含量的变化规律。结果表明:(1)四季花金花茶花芽分化顺序由外向内进行,分为6个时期,共历时35 d,从花芽分化至开花约2个月。(2)花芽形态分化期叶片ABA、GA3的含量及GA3/ABA、(IAA+GA3)/ZR的比值较高,IAA、ZR的含量及IAA/ABA、ZR/ABA的比值较低。(3)年生长周期内有花芽叶片ABA、IAA、ZR的含量整体上高于无花芽叶片;IAA/ZR及(IAA+GA3)/ZR的比值整体上低于无花芽叶片。综上表明,四季花金花茶花芽分化至开花时间较短;高水平的ABA、GA3及低水平的IAA、ZR有利于花芽分化;较高水平的ABA、IAA及ZR有利于花芽发育。该研究为该物种持续开花机理的阐明提供了参考依据。

中国特有植物水松的主要营养成分分析

为探究水松(Glyptostrobus pensilis)叶和枝的营养价值和开发潜力,本研究提取并分析水松叶和枝的基本营养物质、矿质元素和氨基酸含量,并对其氨基酸营养价值进行分析、评价。结果显示:(1)除蛋白质含量为水松枝比叶高外,干物质、灰分、粗纤维、总黄酮、维生素E以及维生素C均为叶中含量较高。(2)叶和枝中均检测出16种氨基酸,其中有7种必需氨基酸。枝的异亮氨酸和亮氨酸含量高于叶。(3)叶的必需氨基酸比值系数分(Score of Ratio Coefficient of Essential Amino Acid,SRC)比枝高,为64.952,表明叶中氨基酸营养价值较枝高。(4)常量元素中的K、Ca、N含量在水松叶和枝中较高,其中Ca的含量在叶和枝中均最高,并且叶的Ca含量高于枝,为7980.00 mg/kg。(5)微量元素中的Al、Fe含量在水松叶和枝中较高,叶中Al、Zn含量均高于枝的含量,分别为19.700和1.180 mg/kg;枝中Fe含量高于叶含量,为26.700 mg/kg。本研究分析了水松叶和枝中营养成分的特点,为水松作为木本饲料和水松衍生产品开发提供了基础资料。

濒危植物暖地杓兰的叶解剖结构和光合特性

暖地杓兰(Cypripedium subtropicum)是兰科(Orchidaceae)杓兰属(Cypripedium)目前已知的唯一一种多年生常绿草本植物,其野生资源遭受严重破坏,野外居群数量急剧减少,已被列为我国一级重点保护野生植物。为探讨暖地杓兰不同生长期叶片的解剖结构和光合生理特性的差异,本研究对其叶表皮特征、叶解剖结构、光合特性以及光合色素含量展开研究,以期为暖地杓兰的保育和引种驯化提供科学依据。结果表明:(1)暖地杓兰叶片上、下表皮的形状不规则,呈波状,并且气孔和表皮毛仅分布于下表皮;叶片结构由表皮、叶肉和叶脉组成,叶肉无栅栏组织和海绵组织的分化。结实植株的气孔面积、叶片厚度和叶主脉厚度均极显著大于幼苗。(2)暖地杓兰结实植株和幼苗的最大净光合速率(Pmax)、光补偿点(LCP)、表观量子效率(AQY)均较低,且结实植株极显著大于幼苗,说明其具有阴生植物的特征。(3)暖地杓兰结实植株叶片的光合色素含量极显著大于幼苗。(4)暖地杓兰叶片的Pmax、LSP、AQY、暗呼吸速率(Rd)与Chl(a+b)、叶主脉厚度呈极显著相关。暖地杓兰为典型的阴生植物,其光适应范围窄,对光能的利用能力低下,结实植株的光合能力强于幼苗,因此在引种驯化过程中需对其幼苗进行较高程度的遮阴。

光照强度对3种金花茶光合生理特性及生物量的影响

四季花金花茶(Camellia perpetua)、淡黄金花茶(C.flavida)和东兴金花茶(C.tunghinensis)隶属山茶科(Theaceae)山茶属(Camellia)金花茶组(Camellia Sect.Chrysantha),为国家二级重点保护野生植物。这3个物种分布范围狭窄,野生资源濒临灭绝,探索其对不同光照环境的适应性,寻找适宜其生长的光照强度,可为这3种金花茶的人工繁育、种群恢复及迁地保护提供理论依据,也可为其野生种群生境差异的原因提供部分解释。本研究以上述3种金花茶3年生扦插苗为试验材料,采用人工遮阴方法研究不同光照强度(8%、20%、45%、100%)对其光合生理特性和生物量的影响。结果表明:(1)3种金花茶在低光照环境(8%和20%光照强度)下有较大的最大净光合速率(P_(max))、表观量子效率(AQY)、最大荧光(F_(m))、最大光化学效率(F_(v)/F_(m))、实际光化学效率(ΦPSⅡ)和光合电子传递速率(ETR),表明其对低光照环境有较好的适应性。(2)四季花金花茶的P_(max)在45%光照强度下仍保持较高水平,且光饱和点(LSP)随着光照强度的增加呈升高趋势;而淡黄金花茶和东兴金花茶的P_(max)和LSP随光照强度的增加先升高后降低,均在20%光照强度下达到最大值。(3)随着光照强度的增加,3种金花茶叶片叶绿素总量(Chl)、叶绿素a(Chl a)、叶绿素b(Chl b)和类胡萝卜素(Car)含量降低,Car/Chl值升高,Chl a/Chl b值先降低后升高。(4)3种金花茶根、茎、叶生物量和总生物量均随着光照强度的增加先升高后降低,其中四季花金花茶在45%光照强度下最高,而淡黄金花茶和东兴金花茶则在20%光照强度下最高。综上可知,四季花金花茶对于强光的耐受性更强,淡黄金花茶次之,东兴金花茶最弱;四季花金花茶喜中等光照环境(45%光照强度),而淡黄金花茶和东兴金花茶偏好低光照环境(20%光照强度);3种金花茶的光合特性符合其野生种群的分布地光环境特征。

3种苏铁属植物总黄酮、总多糖含量及抗氧化活性研究

为探究锈毛苏铁(Cycas ferruginea)、叉孢苏铁(C.segmentifida)和石山苏铁(C.sexseminifera)3种苏铁属(Cycas)植物的总黄酮、总多糖含量以及抗氧化活性,本研究采用超声波辅助法对其根、叶柄、叶、雄球花、茎干的总黄酮及总多糖含量进行提取,以DPPH自由基(DPPH·)、羟自由基(·OH)、超氧阴离子自由基(O^_(2)^(-)·)清除率评价其抗氧化活性,并采用Pearson相关性分析法分析相关性。结果表明:锈毛苏铁、叉孢苏铁和石山苏铁叶的总黄酮含量较高,大小依次为锈毛苏铁(8.61 mg·100 mg^(-1))>叉孢苏铁(7.82 mg·100 mg^(-1))>石山苏铁(1.04 mg·100 mg^(-1));茎干中总多糖含量最高,大小依次为叉孢苏铁(28.32 mg·100 mg^(-1))>石山苏铁(24.43 mg·100 mg^(-1))>锈毛苏铁(16.59 mg·100 mg^(-1))。锈毛苏铁与叉孢苏铁叶对DPPH·的清除能力较好,3种苏铁属植物各个部位对·OH的清除率能力均较差,叉孢苏铁根对O^_(2)^(-)·的清除能力较好。综上,3种苏铁属植物各部位抗氧化活性主要与黄酮含量有关,该研究可为广西苏铁属植物的综合利用提供科学依据。

黄枝油杉种苗质量分级标准研究

黄枝油杉由于其分布区狭窄,繁殖速度慢,资源少,是国家二级保护植物。为了更好地保护其种质资源,通过实验研究种苗质量分级标准。分别对2年生和4年生的黄枝油杉种苗性状特征描述,以地径和株高作为主要分级标准代表,运用Excel 2003和SPSS 26.0对种苗特征数据进行统计学相关分析、主成分分析、K均值聚类分析,将其种苗分别2年生和4年生分别分成了三级。2年生一级株高>20 cm,冠幅>11 cm,地径≥0.10 cm;4年生一级株高>127 cm,冠幅>56 cm,地径≥0.80 cm。2年生二级株高14~20 cm,冠幅8~11 cm,地径≥0.10 cm;4年生二级株高96~127 cm,冠幅38~56 cm,地径≥0.80 cm;2年生三级株高<14 cm,冠幅<8 cm,地径≥0.10 cm;4年生三级株高<96 cm,冠幅<38 cm,地径≥0.80 cm。

广西苏铁保护生物学研究进展

综述了广西苏铁植物的资源调查、遗传多样性、生理生态学和生殖生态等领域的保护生物学研究状况,揭示了广西苏铁植物的研究情况、濒危状态及致濒原因,并对广西苏铁植物提出了相应的保护策略。

德保苏铁幼苗和成年植株的光合特性

通过研究德保苏铁(Cycas debaoensis)幼苗和成年植株的光合特性,为其种质资源保育及引种栽培提供理论依据。以德保苏铁幼苗和成年植株为材料,用Li-6400型便携式光合仪器测定其叶片的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率等光合生理指标,并绘制在一定的光照辐射强度梯度下的光响应曲线。结果表明,德保苏铁在不同时期对强光和弱光都有较高的利用能力;德保苏铁在幼苗阶段对弱光有更强的转化利用能力。日变化中,幼苗净光合速率与气孔导度、胞间CO_(2)浓度、蒸腾速率呈负相关,与光强呈正相关;成年植株净光合速率与气孔导度、蒸腾速率、光强呈负相关,与胞间CO_(2)浓度呈正相关。

光叶红豆种苗质量分级研究

研究制定光叶红豆种苗质量分级标准,为繁育光叶红豆优质种苗和规范化生产奠定基础。结果表明:Ⅰ级种苗株高≥23.14 cm,地径≥3.46 mm,冠幅≥14.21 cm,叶片数≥28.80张;Ⅱ级种苗株高20.34~23.14 cm,地径3.23~3.46 mm,冠幅5.66~14.21cm,叶片数12.12~28.80张。

广西一新纪录科--昆栏树科

本研究报道了广西一新纪录科--昆栏树科(Trochodendraceae Eichler)及一新纪录种水青树(Tetracentron sinense Oliv.)。该新纪录发现于广西桂林市资源县银竹老山资源冷杉国家级自然保护区,分布在常绿落叶阔叶混交林中。文中简述了其在广西北部越城岭山区发现的生物地理学意义。

广西国家重点保护野生植物物种多样性特征及其保护对策

本文论述广西分布的国家重点保护野生植物的种类、地理分布、区系组成及特点,分析保护工作中存在的主要问题,并提出相应的保护对策。结果表明:《国家重点保护野生植物名录(广西部分)》共收录野生植物332种,其中苔藓植物1种,石松和蕨类植物44种,裸子植物31种,被子植物255种,真菌1种,共计69科125属332种。国家一级重点保护野生植物33种,国家二级重点保护野生植物299种,其中物种数量较多(≥9种)的前3个科分别是兰科Orchidaceae(84种)、豆科Fabaceae(32种)、山茶科Theaceae(31种),前3个属分别是石斛属Dendrobium(32种)、山茶属Camellia(30种)、红豆属Ormosia(26种)。中国特有属13个,中国特有种114个,其中广西特有种28个。地理分布统计结果表明,国家重点保护野生植物最多的3个市县行政单元分别是龙州县(86种)、那坡县(84种)和靖西市(75种),桂西南喀斯特山地区是广西生物多样性优先区域。从属级水平可以看出,本研究区的种子植物区系具有明显的热带、亚热带性质。广西国家重点保护野生植物资源具有种类数量多、科属组成丰富、具有重要价值的种类比例高、特有现象明显、生活型种类丰富、草本种类占优势等特点。研究结果可为广西国家重点保护野生植物的保护提供理论参考和指导,同时根据存在的问题,提出符合广西独特生态环境的保护对策和建议,以推动广西濒危植物的保护和生态建设工作的开展。

茸荚红豆种苗质量分级研究

制定茸荚红豆种苗质量分级标准,为繁育茸荚红豆的优质种苗和规范化生产奠定基础。方法:采集1年生50株,在测定株高、冠幅、地径、叶片数、根长、根粗、地上鲜重、地下鲜重等指标的基础上,主成分分析-K聚类分析法对种苗进行质量的分级。结果:Ⅰ级种苗株高≥24.43 cm;地径≥3.43 mm;冠幅≥15.50 cm;叶片数≥10;Ⅱ级种苗株高21.00~24.43 cm;地径3.33~3.43 mm;冠幅10.95~15.50 cm,叶片数5~10。

蒜头果不同部位的营养成分分析

为明确喀斯特珍稀植物蒜头果各部位营养价值特点及开发利用方向,该研究以采自广西河池市巴马县交乐天坑的蒜头果成熟的果实、叶、枝皮和树皮为材料,采用我国食品营养成分国家标准的分析方法,测定其不同部位的基本营养物质、氨基酸和矿物质的种类及含量,并对各部位的氨基酸进行营养价值评价。结果表明:(1)在基本营养成分方面,果皮的灰分含量高于其他部位,为5.7 g·(100 g)^(-1);种仁中粗脂肪和蛋白质含量高于其他部位,分别为36.0、14.0 g·(100 g)^(-1);叶中维生素C的含量高于其他部位,为33.9 mg·(100 g)^(-1);枝皮中粗纤维含量高于其他部位,为40.5 g·(100 g)^(-1);树皮中碳水化合物含量高于其他部位,为78.6 g·(100 g)^(-1);只在种仁和叶中检测出挥发油,分别为0.26、0.15 mL·(100 g)^(-1)。(2)在蒜头果整体中共检测出16种氨基酸,其中必需氨基酸7种;种仁中氨基酸总量与必需氨基酸总量远高于其他部位,分别为12.71、4.8 g·(100 g)^(-1);在氨基酸营养价值方面,种仁和果皮的营养价值最高,其次为叶、枝皮和树皮,必需氨基酸比值系数分(SRC)分别为62.98、59.40、57.31、52.25、48.17。(3)在常量元素方面,种仁、果皮和叶中含量最高的常量元素均为K,枝皮和树皮中含量最高的常量元素均为Ca,Na在蒜头果5个部位中的含量均最低;在微量元素方面,蒜头果5个部位的Mn、Fe含量均高于其他微量元素,其中种仁中的Mn含量最高,枝皮中Fe含量最高。综上认为,蒜头果种仁营养价值最高,其他部分也具有独特的开发利用潜力,可根据其不同部位的不同价值特点进行有效精准的开发和利用。该研究结果为今后蒜头果产品的开发和利用提供了科学依据和理论支持。

单性木兰幼苗与成年植株叶片光合功能及结构比较

为探究单性木兰(Kmeria septentrionalis)幼苗、成年植株叶片结构和光合特性的差异情况以及内在联系,揭示单性木兰叶片结构对光合速率的影响规律,本研究采用Li 6400便携式光合仪测定单性木兰幼苗和成年植株叶片的光合光响应曲线,并通过电镜扫描比较其幼苗和成年植株叶面解剖特征的差异。结果表明:单性木兰成年植株的净光合速率显著高于幼苗;最大净光合速率(P_(max))和光饱和点(LSP)存在显著性差异;成年植株对强光的利用能力高于幼苗,而幼苗较成年植株有更好的弱光利用能力;幼苗和成年植株的总叶绿素[Chl(a+b)]、类胡萝卜素(Car)、叶片厚度(LT)、气孔面积(SA)、气孔密度(SD)、栅栏组织厚度(PPT)和气孔横轴长度(SW)均存在显著性差异;Car、Chl(a+b)、SA和SD对光合生理特性的影响最为显著。因此,建议在单性木兰的引种栽培中,将幼苗进行遮阴处理,随着植株生长可适当减小遮阴度,待植株成年后可不做遮阴处理。

小叶红豆种苗质量分级研究

研究制定小叶红豆种苗质量分级标准,为繁育小叶红豆优质种苗和规范化生产奠定基础。采集1年生50株,在测定株高、冠幅、地径、叶片数、根长、根粗,表明地上鲜重、地下鲜重等指标的基础上,采用主成分分析-K聚类分析法对种苗进行质量分级。结果表明:1年生小叶红豆种苗中一级种苗株高≥19.56 cm;地径≥3.42 mm;冠幅≥5.4 cm,叶片数≥28张;二级种苗株高12.24~19.56 cm;地径2.58~3.42 mm;冠幅4.28~5.40 cm,叶片数20.10~28.00张。

茎花山柚叶的化学成分研究

为深入认识特色植物茎花山柚(Champereia manillana var.longistaminea)的药效物质基础,该研究开展了茎花山柚叶95%乙醇提取物的化学成分研究。结果表明:(1)采用硅胶柱层析(CC)、薄层色谱(TLC)、葡聚糖凝胶柱层析(Sephadex LH-20)、反相硅胶柱层析(RPC_(18))与高效液相色谱(HPLC)等方法,对茎花山柚叶乙醇浸提物的乙酸乙酯萃取部位进行了分离纯化,得到6个单体化合物。(2)通过核磁共振波谱(NMR)和高分辨质谱(HR-ESI-MS)数据,并结合文献数据对比鉴定了这些化合物的结构,6个化合物分别为蒲公英赛醇(1)、吲哚-3-甲酸(2)、(24R)-环菠萝蜜烷-3β,24,25-三萜(3)、(24R,S)-3β-24,31-环氧-24-甲基环烷(4)、1-O-亚麻酰基-3-O-β-D-吡喃半乳糖基-sn-丙三醇(5)、长烷基链甘油单酯(6)。其中,化合物1-6均为首次从该植物中分离得到。

金花茶回归苗木的生长、光合特性和叶片形态特征

金花茶(Camellia nitidissima)为国家二级重点保护野生植物,具有重要的观赏、药用和科研价值,但其野生资源遭到极为严重的破坏,有濒临灭绝的风险,因此开展金花茶的回归引种,可有效保护该物种。为探究金花茶实生苗、扦插苗回归引种到原生境近7年后在生长和光合生理特性方面的差异,本研究对其生长状况、成活率、光合特性和叶片形态特征等进行测定。结果表明:金花茶回归苗木实生苗比扦插苗具有更大的生长量和更高的成活率;实生苗最大净光合速率(P_(max))、光饱和点(LSP)、表观量子效率(AQY)均显著高于对应点的扦插苗(P<0.05),其光能利用范围也大于对应点的扦插苗;实生苗的叶绿素a(Chl a)、叶绿素b(Chl b)和类胡萝卜素(Car)含量均显著低于对应点的扦插苗(P<0.05),但叶片厚度、海绵组织厚度、中脉导管直径和叶面积则均显著大于对应点的扦插苗(P<0.05);双因素方差分析结果表明,回归点和苗木类型分别对金花茶的株高、地径、成活率、P_(max)、LSP、叶绿素含量和叶面积均有极显著影响(P<0.01)。因此,在开展金花茶回归引种中宜优先选用实生苗种植,并选择具有中等遮阴环境的野外生境进行回归。

基于EST-SSR分子标记的广西海伦兜兰遗传多样性研究

海伦兜兰(Paphiopedilum helenae)具有极高的观赏价值,为国家一级重点保护野生植物。本研究利用EST-SSR分子标记技术对广西海伦兜兰的5个居群(71个样品)的遗传多样性和遗传结构进行分析,旨在为该种质资源的有效保护与利用提供参考依据。结果表明:海伦兜兰具有中等遗传多样性,多态位点百分比(PPB)为90%-100%,期望杂合度(H_(e))平均值为0.451,香农信息指数(I)平均值为0.801。海伦兜兰绝大多数(93%)遗传变异存在于居群内,仅有7%遗传变异存在于居群间,居群内的遗传变异大于居群间的变异,基因流(N_(m))平均值为4.916。非加权组平均法(UPGMA)、主坐标分析(PCoA)和Structure分析结果表明,聚类并未严格按照地理位置划分,广西邦亮长臂猿国家级自然保护区靖西市(JX)和龙州县下冻镇春秀村(LZ)居群的遗传多样性较高,应作为海伦兜兰重点保护单元进行保护。

雅长铁皮石斛原生种与选育种的营养成分对比分析

为科学、合理地开发利用雅长铁皮石斛(Yachang′s Dendrobium officinale)资源,本研究对其原生种和选育种的基本营养成分、氨基酸和矿质元素进行测定,并采用氨基酸比值系数法对两种铁皮石斛进行营养价值评价。研究结果表明:两种铁皮石斛中共检测出4种常量元素和6种微量元素。除了B、Fe以外,原生种中的4种常量元素(Na、Mg、K、Ca)和4种微量元素(Zn、Mn、Cu、Se)含量均显著高于选育种。两种铁皮石斛中均以K的含量最高,分别为4430、3650 mg/kg,且都表现出“高钾低钠”的特点,原生种中K含量约是Na含量的103.5倍,选育种约为187.2倍。两种铁皮石斛共检测出16种氨基酸,包括6种必需氨基酸(EAA),4种鲜味氨基酸(DAA),8种苦味氨基酸(BAA)和9种药用氨基酸(MAA)。原生种和选育种氨基酸总量(TAA)分别为0.85、0.68 g/100 g。原生种氨基酸总量、必需氨基酸总量、药用氨基酸总量均显著高于选育种,两种铁皮石斛的第一限制氨基酸均为蛋氨酸+半胱氨酸(Met+Cys)。两种铁皮石斛的必需氨基酸营养价值差距不大,其必需氨基酸比值系数分(SRC)分别为54.9(原生种)、56.2(选育种)。在基本营养成分方面,原生种中除粗纤维和粗蛋白的含量显著高于选育种之外,其他成分含量的差异性均不显著。综上,雅长铁皮石斛原生种在基本营养成分、矿质元素和氨基酸含量方面均优于选育种,其中矿质元素含量的差异最大。因此,原生种的整体营养价值高于选育种。