濒危植物峨眉凤仙花叶绿体基因组分析

[目的]对峨眉凤仙花(Impatiens omeiana Hook.f.)叶绿体基因组的结构特征及系统发育进行研究,为其资源保护及开发利用提供理论依据。[方法]基于峨眉凤仙花叶绿体基因组序列,利用生物信息学软件,对叶绿体基因组进行组装、注释、基因特征、序列重复和系统发育分析。[结果]峨眉凤仙花完整的叶绿体基因组长度为152 527bp,共有130个基因,包括86个蛋白质编码基因、8个rRNA基因和36个tRNA基因,GC含量为37%,且具有保守的四分体结构,包括大单拷贝区、小单拷贝区各1个和2个相同的反向重复区域,其长度分别为83 150、17 903、25 737 bp,其中13个基因有1个内含子,2个基因有2个内含子。特征分析表明:峨眉凤仙花叶绿体全基因组中共检测到76个SSR序列,且多以A/T单核苷酸序列为主,其长度为10-91 bp;检测到50 842个密码子,其中以亮氨酸(Leu)最多,色氨酸(Tyr)最少;密码子偏好性分析显示33个RSCU≥1的密码子多数以A/U结尾。通过邻接法(NJ)构建系统发育树发现,峨眉凤仙花与贵州凤仙花亲缘关系最近,均属于棒凤仙花亚属植物。[结论]峨眉凤仙花叶绿体基因组呈典型的四分体结构,SSR序列以A/T单碱基为主;系统发育分析结果将其归为棒凤仙花亚属,上述结果为峨眉凤仙花系统发育学地位及物种鉴定工作提供了重要的分子信息。

川西南凤仙花属植物资源调查与评价

本研究通过对川西南5个地区(峨眉山市、洪雅县、宝兴县、盐源县和盐边县)凤仙花属植物进行实地调查,在对其地理分布、形态特征进行分析的基础上,采用层次分析法(AHP)对其进行评价与分析。结果表明,该区域共收集凤仙花属植物22种,分布在海拔700~2 600 m地区,其中大多数分布于海拔1 400~2 600 m地区,占本次调查总数的68.0%;且多生长在山间路旁、草丛、林下湿地等湿度相对较大的地方;株高20~140 cm;花色有白色、紫色、黄色、粉色等,以黄色为主,占本次调查总数的54.0%;叶长1.85~14.95 cm,叶宽1.32~4.64 cm,叶面积2.55~33.79 cm~2;种子直径1.87~5.00 mm,千粒重0.840~8.578 g;综合分析,可将22种凤仙花分为3个等级:Ⅰ级(>3.5分)有9种,可优先大面积开发应用,Ⅱ级(3.0~3.5分)有3种,可适度推广应用,Ⅲ级(<3.0分)有10种,可小范围或暂不开发应用。综上所述,川西南地区凤仙花属植物资源丰富多样,具有花形奇特、花色丰富艳丽、观赏价值高等特点。

含ACC脱氨酶的植物促生菌对香石竹生长及瓶插特性的影响

[目的]研究含ACC脱氨酶(1-aminocyclopropane-1-carboxylate deaminase)的不同植物生长促生菌对香石竹生长及瓶插特性的影响。[方法]以香石竹品种Tenie和Master为材料进行盆栽试验,研究接种不同菌株对香石竹生长过程中株高、茎粗、叶绿素相对含量、叶片数、花径和花期以及瓶插过程中鲜质量、叶绿素降解率和叶片凋落的影响。[结果](1)栽培过程中,混合菌株对香石竹生长有一定的促进作用,可显著增加Tenie的叶片数和Master的茎粗,分别较对照高25.0%和6.2%。经SN-2菌株处理后,Master的花期较对照显著延长34.9%。(2)瓶插过程中,与对照相比,所有菌株都可显著抑制Master的叶绿素降解,且效果最好的为SN-2处理,降解率仅为对照的57.6%。经XG菌株处理后,Tenie和Master的鲜质量减少率显著降低,分别仅为对照的79.0%和43.3%。经XG、F和混合菌株处理后,Tenie的叶片凋落率显著降低;而仅有混合菌株可显著抑制Master的叶片凋落,其凋落率仅为对照的54.4%。[结论]栽培中施用混合菌株对香石竹促生效果最好,而在瓶插中XG菌株和混合菌株分别对Tenie和Master采后品质的保持效果最好。

总状凤仙花的花部特征和繁育系统研究

【目的】凤仙花属植物以花色多样化和具有两侧对称花为主要特征,被认为是“双子叶的兰科植物”。总状凤仙花(Impatiens racemose)花冠黄色,明亮醒目,花香清新淡雅,主要分布于云南省、西藏自治区、印度、不丹和尼泊尔等地区,生长在海拔1700~2400 m的林下及路旁沟渠,可用作花坛、花境的镶边植物或室内盆栽植物,其全株均可入药,具有较高的开发和利用价值,但迄今尚未见对其开花及繁殖生物学研究的相关报道。论文研究了总状凤仙花的花部形态、发育动态及繁殖生物学特征,可为总状凤仙花种质资源保护、开发利用及新品种培育等工作奠定基础。【方法】以总状凤仙花为材料,采用形态观察法、TTC染色法、联苯胺-过氧化氢法等方法对其花部特征和繁育系统进行探究。【结果】(1)总状凤仙花的花期为6—9月,分为花芽萌动期、现蕾期、初花期、盛花期、末花期、结实期6个时期,共持续48~50 d;单花期一般持续8~10 d;初花期(0 d)花粉生活力最高(90.77%),此时柱头具有可授性;雄蕊先熟;初花期持续0.5~1 d,盛花期持续3~4.5 d,末花期持续0.5~1 d。(2)花粉胚珠比为551.79,杂交指数为4,繁育系统以异交型为主,其特征为部分自交亲和、需要传粉者。(3)盛花期传粉昆虫较多,主要为膜翅目蜂类、膜翅目蚁类和双翅目蝇类;其中三条熊蜂为最有效的传粉者。(4)传粉通道中通道长度为(15.73±0.62)mm,通道宽度为(7.83±0.40)mm,通道高度为(5.30±0.17)mm;花蜜中花蜜量为(0.39±0.04)μL,含糖量为19.50%,能够满足小型昆虫的传粉需求。(5)6种处理中异株异花授粉试验的结实率最高,达93.33%;总状凤仙花不存在无融合生殖。【结论】(1)总状凤仙花的花器官结构、花色、花香和花蜜量等特性不断演化与三条熊蜂的传粉方式相适应。(2)自交与异交传粉机制均是总状凤仙花长期演化所产生的繁殖机制。(3)总状凤仙花有性繁殖过程易受到花粉限制和缺乏有效传粉媒介,因此通过繁殖补偿机制来推动繁殖过程的顺利进行。

野生观赏植物黄金凤的繁殖生物学研究

本研究利用物候期观察法、TTC染色法、联苯胺-过氧化氢法等对野生观赏植物黄金凤(Impatiens siculifer)的开花物候学、植物孢粉学、繁育系统、传粉生物学、传粉策略5个方面进行记录与分析。结果表明:(1)黄金凤花期为7—9月,共持续37.00~55.00 d,其开花进程分为花芽萌发期、花蕾期、初花期、盛花期、末花期、结实期6个时期;单花期一般持续5.00~10.50 d;初花期持续1.00~2.50 d,盛花期持续2.00~5.00 d,末花期持续2.00~3.00 d。(2)初花期花粉生活力最高(92.21%),盛花期柱头进入最强可授期;雄蕊先熟。黄金凤的单花花蜜量为(0.52±0.08)μL,花蜜含糖量为33.50%,符合自身繁殖策略,满足昆虫的传粉动机。(3)花粉与胚珠的数量比为691.95,杂交指数为4。繁育类型为专性异交型,其特征主要表现为部分自交亲和,需要传粉者。(4)6种授粉试验中异株异花授粉的结实率最高(83.33%);自然授粉结实率较高(60.00%),但低于人工自花授粉的结实率(76.66%);试验没有产生无融合生殖现象。黄金凤传粉通道长度为(13.10±0.12) mm,宽度为(6.82±0.25) mm,高度为(4.88±0.36) mm,适宜中小型昆虫的顺利通行。(5)黄金凤的传粉昆虫主要有6类:膜翅目蜂类、膜翅目蚁类、鳞翅目蝶类、鳞翅目蛾类、双翅目蝇类、鞘翅目甲虫类,其中膜翅目蜂类中的黄熊蜂(Bombus flavescens)访花次数最多,三条熊蜂(Bombus trifasciatus)次之。本研究可为凤仙花属野生观赏种黄金凤种质资源的育种扩繁、花期调控、引种驯化等保护与开发工作提供理论指导与科学依据。

凤仙花属3种植物的开花性状和繁育系统研究

通过形态、扫描电镜观察及人工控制授粉等方法对温室环境中的睫毛萼凤仙花(Impatiens blepharosepala Pritz.ex Diels)、绿萼凤仙花(I.chlorosepala Hand.-Mazz.)、菱叶凤仙花(I.rhombifolia Y.Q.Lu et Y.L.Chen)等凤仙花属3种植物的开花物候、花部性状以及繁育系统进行探究。结果显示:3种植物的开花物候依据花部形态变化可分为6个时期,各植物花期存在部分重叠;花部性状、部分繁育指标、花粉粒和子房微形态等方面均存在部分差异;3个物种的花粉生活力与柱头可授性变化趋势在整体上呈单峰型;3种植物的繁育系统均为兼性异交,其具体特征为自交亲和、需要传粉者;花蜜报酬满足小体型昆虫的传粉需要;3个物种的6种控制授粉处理中对照处理结实率低于3种人工授粉处理结实率,且不存在自花授粉和无融合生殖的现象;3种处理中人工异株异花授粉处理结实率最高,人工同株异花授粉处理结实率最低。

GA_(3)对重瓣百合Thalita生长及瓶插品质的影响

以东方型重瓣百合Thalita为材料,采用5个不同浓度(100、200、300、400、500mg·L^(-1))的赤霉素(GA_(3))对其进行叶面喷施处理,以清水为对照,通过测定其株高、茎粗及采后品质等指标,探究GA_(3)对重瓣百合Thalita生长的影响;瓶插试验时将经不同浓度GA_(3)处理且长势一致的百合切下放入清水中,测定花枝鲜重及花期等品质指标,探究GA_(3)对重瓣百合Thalita瓶插品质的影响。结果表明:500mg·L^(-1)处理对株高、叶绿素相对含量和花期的促进作用最佳,其中单朵花期和整株花期比对照分别延长55.75%和40.70%;100mg·L^(-1)GA_(3)处理对增加Thalita茎粗有一定的促进作用;300mg·L^(-1)GA_(3)处理花苞数最多。在种球方面,400mg·L^(-1)GA_(3)对Thalita鲜重和周径的增加促进作用最佳。瓶插期间,400mg·L^(-1)处理花枝鲜重最大;300mg·L^(-1)处理可延缓Thalita瓶插叶绿素相对含量下降;500mg·L^(-1)GA_(3)在提高花苞开放率和延长花期方面效果最佳,其中单朵花期比对照提高22.49%。综上而言,不同浓度GA_(3)对东方型重瓣百合Thalita生长及瓶插品质指标影响不同,生产上可针对个性化需求进行相应处理。

铜离子对滇水金凤花色变化的生理生化研究

【目的】探讨滇水金凤花色对重金属铜离子的响应。【方法】以滇水金凤为试验材料,研究其在不同含量Cu^(2+)(0、5、10、15、20 mg·L^(−1))处理下盛花期花瓣的色度值、细胞液pH值、色素和基础代谢物含量的变化,并分析Cu^(2+)、各生理生化指标与花色之间的关系。【结果】(1)花色苷、总黄酮和可溶性糖含量随Cu^(2+)含量增加而下降,与对照比均达显著差异性(P<0.05);(2)随Cu^(2+)含量增加,可溶性蛋白含量不断增加,与对照比均达显著差异性(P<0.05);(3)Cu^(2+)含量在0~15 mg·L^(−1)时,类胡萝卜素和脯氨酸含量无明显变化;(4)相关性分析表明,不同含量Cu^(2+)处理下花瓣色度值、花色苷、总黄酮、可溶性糖、脯氨酸、可溶性蛋白等几个指标间均存在极显著相关性;(5)运用逐步回归分析发现,色相a*值、b*值主要受花色苷、可溶性糖和脯氨酸等因子影响。【结论】花色苷含量是影响滇水金凤花色变化的直接因素;而Cu^(2+)是通过调控滇水金凤花色苷的生物合成来影响花瓣呈色。

绿萼凤仙花对低温胁迫的生理响应

为探析绿萼凤仙花对低温胁迫的生理适应性,本研究在前期预试验基础上,以20℃为对照,分别在2℃和0℃处理0、12、24、48、72h,测定其细胞伤害率(CIR)、叶绿素和丙二醛(MDA)含量、过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)活性及脯氨酸(PRO)等渗透调节物质的含量等指标,并进行相关性分析,以期为绿萼凤仙花开发应用提供参考。结果表明,随温度的降低及胁迫时间的延长,低温胁迫对绿萼凤仙花的伤害程度不断加剧。2℃和0℃低温胁迫下,绿萼凤仙花的CIR及MDA、可溶性糖(SS)和可溶性蛋白(SP)含量均呈上升趋势,在胁迫72h时分别高于对照3.18倍和5.09倍、80.85%和2.31倍、1.02倍和1.24倍、2.39倍和4.93倍,差异极显著;POD活性、叶绿素含量呈下降趋势,在胁迫72h时分别显著低于对照43%和71%、53%和60%,差异极显著;SOD、CAT活性及PRO含量均随胁迫时间的延长呈先升高后降低趋势,温度越低,越快达到峰值。相关性分析结果表明,CIR、叶绿素含量、MDA含量、SP含量和POD活性可作为绿萼凤仙花耐寒性鉴定的主要指标,SOD和CAT活性、PRO和SS含量可作为辅助指标。综合来看,绿萼凤仙花对2℃低温具有一定的耐性,在0℃低温下生长受抑并表现出一定的寒害特征。本研究结果可为绿萼凤仙花的引种驯化、杂交育种及抗寒育种提供一定的理论依据。