细菌性根腐病对三七光合特性的影响

根腐病是严重威胁三七生产的重要因素之一,常年发病率在5%~20%。其中,由假单胞杆菌(Pseudomon adaceae)引起的细菌性根腐病,因叶片出现缺水萎蔫症状时才能发现,目前尚无有效的预防措施。为探究细菌性根腐病对三七光合生理特性的影响,从而为三七病害生理学研究提供理论基础,本文以2年生三七为材料,设置2个处理[发病植株和健康对照植株(CK)],研究细菌性根腐病对三七形态结构、光合特性和光系统功能的影响。结果表明:1)根腐病导致三七的主根褐变腐烂,须根断损,茎基部腐烂中空,叶片萎蔫,各器官含水量比CK显著降低(P≤0.05);而株高、叶面积和叶片解剖结构(上表皮厚度、下表皮厚度、栅栏组织厚度和海绵组织厚度)在两处理间均无显著差异。2)发病植株叶片叶绿素含量、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、水分利用效率(WUE)和表观叶肉导度(AMC)显著低于CK(P≤0.05),且CK叶片胞间CO2浓度(Ci)与Pn呈反比。3)发病植株叶片的光系统Ⅰ(PSⅠ)反应中心P700最大荧光信号(Pm)根腐病初期暂不受影响,而叶片暗适应下最大量子效率(Fv/Fm)、光系统Ⅱ(PSⅡ)电子传递速率[ETR(Ⅱ)]、PSⅡ实际光化学量子产量[Y(Ⅱ)]、PSⅠ电子传递速率[ETR(Ⅰ)]、PSⅠ周围的环式电子流(CEF)和PSⅠ实际光化学量子产量[Y(Ⅰ)]均显著低于CK(P≤0.05);参与调节性能量耗散的量子产量[Y(NO)]则显著高于CK(P≤0.05);发病植株的快速叶绿素荧光动力学曲线上出现K相,且显著高于CK(P≤0.05)。总的来看,细菌性根腐病对三七发病植株各器官的损伤严重程度为根>茎>叶,且根腐病导致发病植株叶片叶绿素降解,PSⅡ受到不可逆损伤,PSⅠ的电子传递被抑制,且叶肉细胞CO2的同化能力降低,根腐病限制三七正常进行光合作用的条件。

双水相法萃取白及多糖及其对亚硝酸盐的清除作用

以白及块茎为试材,采用超声辅助聚乙二醇6000/磷酸氢二钾(PEG 6000/K2HPO4)双水相法提取白及多糖,通过单因素和响应面(BBD中心组合)试验相结合分析料液比、提取时间、多糖粗提液体积、PEG 6000用量、K2HPO4用量对多糖提取率的影响,以期为高效提取白及多糖提供参考依据。结果表明:多糖粗提液体积和PEG 6000用量、PEG 6000用量和K2HPO4用量交互作用显著,而多糖粗提液体积和K2HPO4用量的交互作用较弱,对白及多糖提取率的影响因素大小为PEG 6000用量>多糖粗提液体积>K2HPO4用量;最佳工艺条件为多糖粗提液体积5.0 mL,K2HPO4用量1.0 g,PEG 6000用量2.0 g;在最优工艺条件下经过3次平行试验,多糖提取率为72.81%,与预测值的偏差为0.94%,说明工艺条件稳定可行,结果重现性较好。白及多糖对亚硝酸盐有一定的清除作用,并且清除率随多糖浓度提高而增大。由此说明,优选出的白及多糖提取工艺具有良好的预测性。

光照强度驱动典型阴生植物三七的生理生态响应特征

为探究阴生植物三七(Panax notoginseng)对不同光照强度的生理生态响应特征,研究5种透光率(46.5%LT、21.8%LT、9.70%LT、5.10%LT、2.80%LT)下三七生理、形态和生长等各项指标的变化特征,并对其相关指标进行相关性、可塑性和主成分分析。结果表明:三七在高光(46.5%LT和21.8%LT)和低光(5.10%LT和2.80%LT)条件下各形态特征(株高、茎粗、单株叶面积)、生物量及相对生长速率(RGR)均有所降低;随着光照强度的降低,根生物量比(RMR)、最大净光合速率(P_(n-max))、气孔导度(G_(s))、光补偿点(LCP)和暗呼吸速率(R_(d))都随之下降,而叶面积比(LAR)、比叶面积(SLA)、茎生物量比(SMR)和叶生物量比(LMR)却呈现升高的趋势。这些变化能够减少三七在高光下的光能捕获及消耗,而低光下的光能捕获和消耗则会得到加强。此外,阴生植物三七的形态特征表型可塑性指数均小于0.5,而光合生理(P_(n-max)、G_(s)、LCP、R_(d))、LAR和根部生物量的表型可塑性指数则大于0.5,其可塑性较强,且P_(n-max)、G_(s)、LCP与RGR的相关系数分别高达0.581、0.558、0.574,这些结果表明光照强度驱动三七的响应特征主要为光合生理特性、LAR和根部生物量的变化。研究还发现三七在10%左右的透光率下生长发育较好。而在低光条件下,三七主要采取保守策略进行缓慢的碳获取和碳消耗,高光条件下则主要采取快速碳获取和碳消耗的冒险策略。研究阐明了三七对不同光照环境的响应策略,为三七的优质高效种植提供理论依据。

短期生长环境光强骤增导致典型阴生植物三七光系统受损的机制

阴生植物突然暴露在强光下造成光损伤的情况时有发生,但其对高光敏感的潜在机制尚不十分清楚。为阐明阴生植物无法在自然全光照环境下生存的相关机制,该研究以典型阴生植物三七(Panax notoginseng)为材料,将遮阴环境下(10%透光率)生长的植株转移到全日光环境下3天,研究其相对叶绿素含量(SPAD值)、光合参数以及叶绿素荧光参数的变化。结果表明,全光环境下三七光合日变化呈现"双峰"曲线特征,且净光合速率在处理期间逐日降低。全日光下三七叶片SPAD值、水分利用率和光能利用率显著降低;叶片光系统Ⅰ (PSⅠ)反应中心P700最大荧光信号、光系统Ⅱ (PSⅡ)电子传递速率、暗适应下PSⅡ最大量子效率和光下PSⅡ最大量子效率显著低于遮阴环境下的植株,且至傍晚不能完全恢复。而参与调节性能量耗散的量子产量、PSⅠ受体侧限制引起的非光化学量子产量、环式电子流则显著高于遮阴环境下的三七。此外,生长环境光照强度骤增导致荧光诱导动力学曲线发生明显变化,并显著升高了PSⅡ供体侧和受体侧的荧光产量。当阴生植物三七突然暴露于全光环境下时,强烈的光照会导致PSⅡ供体侧的放氧复合体活性受损,抑制受体侧的电子传递,过度还原PSⅠ的受体侧进而引发PSⅠ光抑制。该研究结果揭示,全日光导致的PSⅡ不可逆损伤和PSⅠ光抑制可能是典型阴生植物三七为什么不能在全日照光环境下存活的重要原因。

采收期和采收年限对三七农艺性状和皂苷的影响

为确定我国名贵中药材三七[Panax notoginseng(Burk.)F.H.Chen]最佳采收期和采收年限.测定分析一年生、两年生、三年生三七植株不同生长期的农艺性状、生物量以及药效成分皂苷含量和产量.结果表明,一年生三七根长、根直径和根体积在5月和7月增长速率较快,两年生三七增长率较快的月份是6月和10月,三年生三七在6月、10月和11月增长速率较快.一年生三七根冠比(root shoot ratio,RSR)在5月、7月和10月增长速率较快,增长率分别为52.8%、40.0%和28.00%;两年生三七10月的RSR增长率达最大值95.2%;三年生三七在6月、10月、12月的RSR增长速率分别为33.2%、87.6%和47.0%,且三年生三七在12月RSR达最大值.两年生三七单株总皂苷含量比一年生三七增加90.9%,三年生三七比两年生三七增加66.3%,且三年生三七皂苷产量在12月份达到最大值.综合考虑经济效益及中药材品质有效性和安全性,三七最佳采收期为12月份,以种植3年为最佳采收年限.(图2表5参47)