薹草属植物的生物学研究进展

薹草属(Carex)隶属于莎草科,是被子植物中最大的属之一。该属植物种类繁多,可见于林下、林缘、湿地、草甸等多种生境,分布较为广泛。该属内许多薹草种株型优美,抗性较强,在园林植物造景、盐碱地绿化和湿地植被修复等方面起着重要的作用,因而近年来逐渐受到人们的关注。基于此,本文从薹草属植物的系统分类、抗逆性与栽培繁殖3个方面对其分类依据、新种发现情况、不同非生物因子的影响以及不同繁殖方式和养护特点进行了总结,并提出了研究展望。以期为薹草属植物应用于园林绿化与生态修复提供理论依据,也为薹草属植物后续在抗逆机理、种子萌发和快速繁殖等方面深入研究提供思路。

蓝靛果活性成分及应用的研究进展

蓝靛果(Lonicera caerulea L.)是一种营养物质丰富的寒地特色小浆果,广泛应用于食品及健康医疗领域。但一直以来,人们对蓝靛果的认知还很有限,缺乏对其营养特征与应用的深入了解。基于此,该文从蓝靛果活性成分、健康与食品应用等方面对国内外现有研究进行了归纳与总结。从现有研究来看,蓝靛果富含花色苷、黄酮类化合物、酚酸、有机酸、萜类化合物、氨基酸、维生素、矿质元素等活性成分,具有抗氧化、降血脂、抗菌抗炎、抗癌、防辐射、护甲状腺等健康特性,并发现矢车菊素-3-O-葡萄糖苷是其中主要的活性成分。此外,该文对蓝靛果在果汁、果酒、冻干粉、酸奶等食品领域的应用也进行了归纳与总结,最后提出了研究展望,重视市场应用的需要,在培育、种植、加工、生理研究等方面提出建议,旨在为蓝靛果功能机理研究、食品及功能性产品开发等提供一定的科学依据。

冻融循环对土壤团聚体与微生物特性影响研究进展

冻融循环是高纬度、高海拔等气候寒冷地区特有的自然现象,通过改变土壤水热平衡对土壤理化性质、土壤微生物造成影响。研究土壤冻融循环可以预测土壤结构与生态的发展趋势,并为研究全球变暖背景下冻融循环与土壤团聚体、微生物的相互作用机制提供一定理论依据。本文通过查阅文献,综合分析了近年来国内外学者对冻融循环及其对土壤团聚体、微生物特性的影响等研究成果,探讨了土壤团聚体与微生物的相互作用关系,总结了冻融作用下土壤团聚体粒径分布、稳定性和孔隙结构的变化,阐述了冻融循环对土壤微生物及其群落结构的影响,并对本领域的研究方向进行了展望,旨在为研究冻融循环背景下土壤团聚体与微生物的响应提供新的思路。

蓖麻油体蛋白基因家族鉴定和盐碱胁迫响应分析

本研究以蓖麻为对象,利用生物信息学手段对蓖麻Oleosin基因家族进行全面鉴定分析,得到5个Oleosin基因家族成员,序列长度在138~232 aa之间;分子量在14.48493~25.42461 kDa之间;等电点介于9.07~10.96之间;均为疏水性蛋白且具有高度保守的“脯氨酸结”;α-螺旋和无规则卷曲是蓖麻Oleosin蛋白的主要组成结构;基序分析显示,Motif1~Motif4存在所有蓖麻Oleosin蛋白中。编码这些蛋白的5个Oleosin基因分布于4条染色体上,在进化关系上被划分到U-Oleosin、SL-Oleosin和SH-Oleosin三个亚族;基因结构分析显示,除RcOleosin2有一个内含子外,其余RcOleosin基因均无内含子;5个基因启动子区域均存在多种与逆境响应相关的顺式作用元件;共线性分析显示,基因组多倍化不是蓖麻Oleosin基因家族扩张的主要原因;盐碱胁迫下的蓖麻种子转录组数据表明,5个Oleosin基因均在盐碱胁迫过程中有一定的调节功能。

盐碱胁迫对小麦种子萌发、早期幼苗生长及Na~＋、K~＋代谢的影响

为给盐碱地区小麦合理种植提供依据,以春小麦品种吉麦3号为材料,混合两种中性盐(NaCl∶Na2SO4=4∶1)与两种碱性盐(Na2CO3∶NaHCO3=4∶1)分别模拟不同强度的盐、碱胁迫条件,探讨小麦种子萌发、早期幼苗生长及Na+、K+代谢对其的响应方式,并比较种子萌发期与早期幼苗生长阶段耐盐碱能力的强弱。结果表明,碱胁迫使小麦种子的发芽率、发芽速率及早期幼苗生长的下降幅度大于盐胁迫,高盐环境下未萌发的种子在蒸馏水中复萌较好,而高碱环境下则多数死亡。盐碱胁迫对小麦早期幼苗根生长的抑制程度显著大于茎叶,并且该阶段的耐盐碱性明显低于种子萌发期。随着盐碱胁迫浓度的增加,小麦幼苗根与茎叶中的Na+含量与Na+/K+显著增加,且在碱胁迫下,尤其是根中Na+含量和Na+/K+值更高,盐胁迫下K+含量在根与茎叶中变化不明显,而在碱胁迫下则呈下降趋势。上述结果说明,盐胁迫与碱胁迫对小麦种子活力和早期幼苗生长与生理代谢的影响有着明显的不同,根中大量积累Na+是小麦在早期幼苗阶段耐盐碱性的重要生理特征。小麦种子萌发期与早期幼苗生长阶段耐盐碱性具有明显的差异,盐碱胁迫下种子即使能够萌发也不意味着能够继续生长成苗。

盐碱胁迫对紫花苜蓿种子发芽的协同影响

以紫花苜蓿(Medicago sativa)为材料,在实验室内模拟土壤复杂盐碱逆境条件,将2种中性盐NaCl,Na_2SO_4与2种碱性盐NaHCO_3,Na_2CO_3以不同的摩尔比例混合,按碱性盐比例递增的顺序共设置A^F组,同时每个组又设置6种盐浓度(24~168 mM),涵盖Na+浓度为32~192 mM,pH为7.03~10.68范围的盐碱生境,试验共模拟出36种盐度和碱度(pH值)各不相同的盐碱条件,并对胁迫下苜蓿种子发芽指标进行了测定。结果表明:低浓度胁迫对苜蓿种子发芽有一定的促进作用,在各胁迫处理组下苜蓿种子的发芽指标(发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数)均随着盐浓度的增加不断下降,且碱性盐比例越大下降越明显,而平均发芽天数逐渐增加。胚根与胚芽生长表现出与发芽相似的变化规律,并且胚根适应盐碱能力更强。因此,复合盐碱胁迫不同于单独的盐或碱胁迫,一旦浓度较高时,盐和碱的交互作用更明显,二者存在明显的协同作用,加剧了对植物的伤害。

温度与盐碱胁迫交互作用对羊草种子萌发与幼苗生长的影响

羊草(Leymus chinensis)是我国东北松嫩盐碱化草地上的建群植物。为明确羊草在种子萌发与幼苗生长阶段对盐、碱胁迫及与温度交互作用的响应,采用3个温度处理(20/10℃,30/20℃和35/25℃),并混合2种中性盐(NaCl∶Na2SO4=9∶1)与2种碱性盐(Na2CO3∶NaHCO3=9∶1)分别模拟土壤盐、碱胁迫条件进行研究。结果表明:随着盐碱胁迫浓度的增加,羊草种子的发芽率、发芽速率、叶片长度与根系长度均呈下降趋势,且在碱胁迫下其降幅更大;另外这2种胁迫均对羊草幼苗根生长的抑制作用更强。温盐、温碱交互作用显著影响羊草种子的萌发与幼苗生长,其中30/20℃处理下羊草生长最好;在盐胁迫下,当盐浓度<200mmol.L-1时,低温是影响种子萌发的主要因素,随着盐度继续增加,高温则加剧了盐胁迫对种子萌发的抑制作用;在碱胁迫下,即使碱浓度较低,高温与其交互作用也极大地加剧了对种子发芽的抑制。因此,盐、碱胁迫及温盐、温碱交互作用对羊草种子萌发与幼苗生长的抑制作用明显不同,碱胁迫及其与温度交互作用对羊草的伤害更大。

温度与盐、碱胁迫交互作用对小麦种子萌发的影响

采用3种变温处理(10～20℃,15～25℃与25～35℃),并分别混合两种中性盐(NaCl∶Na2SO4=4∶1)与碱性盐(NaHCO3∶Na2CO3=4∶1)模拟盐、碱胁迫条件,探讨盐碱胁迫与温度交互作用对小麦种子萌发的影响。结果表明,随着盐碱胁迫浓度的增大,种子发芽率与发芽速率均不断下降,且在碱胁迫下下降幅度更大。盐胁迫下,15～25℃与25～35℃对种子发芽率影响无显著差异,并且在25～35℃下发芽速率更高,而碱胁迫下,15～25℃更有利于小麦种子的萌发。另外,无论是在盐胁迫还是碱胁迫下,10～20℃低温均对种子抑制效应最强。上述结果表明,盐、碱胁迫及与温度交互作用对小麦种子萌发的影响明显不同,由于碱胁迫具有高pH值对种子的伤害更大,小麦种子萌发期耐盐碱性在低温下会大幅下降。

几种提高羊草种子发芽率方法的比较

对几种可以有效提高羊草种子发芽率的方法进行了归纳,并综合分析了不同处理下各发芽参数的变化。结果表明:除热水浸种(60℃和80℃)不利于羊草种子萌发外,其余方法如浓硫酸处理(50%、70%和98%)、冷层积处理(10d、15d和20d)、PEG处理(2%和5%)、硝酸钾溶液处理(2%和4%)以及清水(24h和48h)浸种等方法都能在一定程度上破除种子休眠,提高发芽率。实际生产中推荐低温浸种20d的方法,可有效提高羊草种子发芽率。

羊草早期幼苗在盐、碱生境下生长与生理适应性的研究

为明确羊草早期幼苗在盐、碱生境下的适应机制,混合两种中性盐(NaCl∶Na2SO4=9∶1)与两种碱性盐(Na2CO3∶NaHCO3=9∶1)分别模拟不同强度的盐、碱胁迫条件,测量羊草幼苗在两种胁迫下的生长与生理指标变化。结果表明:与盐胁迫相比,羊草幼苗在碱胁迫下的生长量、鲜重及含水量下降幅度更大。盐、碱胁迫均造成幼苗Na+浓度与Na+/K+升高,K+浓度下降,碱胁迫下这三种指标变化幅度均大于盐胁迫。盐胁迫下,羊草幼苗大量积累Cl-,有机酸含量变化不大;碱胁迫下,Cl-、NO3-与H2PO4-均呈下降趋势,而有机酸则大量积累。另外,脯氨酸与可溶性糖含量随盐、碱胁迫强度的增加而增加,且碱胁迫下积累量更大。碱胁迫由于其高pH值对羊草早期幼苗生长的抑制作用更强,Cl-与有机酸积累特征的差异表明,羊草早期幼苗在盐、碱生境下具有不同的生理适应策略。

判断种子适宜收获时间的方法

科学判断种子适宜收获时间对于优质种质资源的保存、利用与开发以及提高种子品质与产量等农业生产实际问题均具有重要意义。本文综述了几种可以科学判断种子最佳收获时间的方法:根据种子形态变化(颜色、粒重)及成熟状态(生育期、种子成熟后损失情况如落料与裂荚等)、根据种子内部生理指标变化(含水量、浸出液电导率、发芽指标、内含物以及抗逆性)以及一些其它指标(积温与综合判断指标);并进行了研究展望,提出了今后此类研究的方向及应该注意的问题。

松嫩草地不同成熟度羊草种子对土壤埋深的生态响应

羊草(Leymus chinensis)是多年生根茎型禾草,也是东北松嫩盐碱化草地上的建群植物,针对不同成熟度羊草种子生态适应性在国内外未被涉及的现状,设置3种埋种深度(1,2,3 cm)以明确不同成熟度(盛花期后24,29,34,39 d)羊草种子对土壤埋深的生态响应。结果表明:不同成熟度的羊草种子同样表现出不同的出土成苗能力,盛花期后39 d的羊草种子活力最大,出苗率、出苗时间、叶片与根长度以及生物量等指标均优于其余3个发育时期的种子。埋种深度也显著影响羊草种子出苗能力,由于千粒重较小,羊草种子适宜浅播,1 cm是其最适宜的播种深度,此时种子成苗的各项指标最优。研究结果可以为羊草种子的发育生理学以及生产实践中播种技术优化等提供一定的科学依据。

氮沉降对植物-丛枝菌根共生体影响的研究进展

氮沉降是影响陆地生态系统的重要环境因子。丛枝菌根真菌(AMF)作为一种能够与绝大多数植物共生并广泛存在的土壤微生物,对植物生长、养分吸收以及抗逆性等均具有重要的调节作用,而针对氮沉降对植物-丛枝菌根共生体影响的研究往往被忽视。基于此,笔者从氮沉降对菌根侵染特性、菌根多样性、菌根对宿主植物生长发育、氮代谢、磷吸收以及对宿主植物生物多样性影响等方面进行了归纳总结,并提出应重点关注的研究方向,旨为菌根生理生态学的研究提供一定的科学依据。

松嫩草地羊草种子发育进程、休眠特性及与盐碱耐性关系的研究

羊草(Leymus chinensis)是禾本科赖草属根茎型优质禾草,不但营养价值高、适口性好,而且具有较强的耐旱、耐寒和耐盐碱性。羊草既是东北松嫩平原的优势种,也是干旱与半干旱地区建植人工草地的优良草种。近年来,随着畜牧业的发展及生态环境治理力度的加大,人工羊草草地不断建植,为此,人们对羊草种子的需求量与品质的要求也越来越高。本文通过研究羊草种子的发育进程、休眠特性及与盐碱耐性的关系,一方面明确羊草种子的最适宜收获时间,为农业生产上收获高品质羊草种子提供科学依据,另一方面挖掘羊草种子的发芽潜能、深入解析抗逆机理,为提高其利用率及抗逆新品种的选育提供理论基础。主要研究结果与结论如下:(1)通过对羊草种子发育动态的研究结果表明,羊草种子在发育过程中,随着成熟度的不断提高,种子的颜色由绿色变为浅绿色,再变成黄色,最后变为棕黑色。种子千粒重不断增加,在盛花后33d达到最大值,之后趋于恒定。含水量与种子浸出液电导率则呈下降趋势,含水量在盛花后36d达到最小值,而2个试验年份电导率值有所差异,分别在盛花后27和30d达到最小值。标准发芽试验结果显示,羊草种子在盛花后39d发芽率最高,此时种子的开始发芽时间、50%种子发芽时间、发芽势等指标均为最优。尽管加速老化试验的发芽指标与标准发芽试验略有差异,但是盛花后39d的种子同样具有最强的抗老化能力。上述试验结果表明,盛花后39d羊草种子活力最高,品质最佳,是种子最适宜的收获时间。(2)不同成熟度的羊草种子对土壤埋深与盐碱胁迫具有不同的响应方式。羊草种子出苗与其后的幼苗生长能力随着种埋深度的增加而降低,1cm是最适宜的播种深度,此时的出苗率最高、出苗时间最短,并且叶片与根系长度与生物量最大;另外不同成熟度的羊草种子表现出不同的出土成苗能力,盛花后39d的羊草种子活力最大,其上述各项幼苗生长指标均为最优。种子的成熟度与盐、碱胁迫及其交互作用显著影响羊草种子的发芽率与发芽势,盛花后39d的羊草种子在胁迫下具有最高的发芽率与发芽势,特别是在高浓度(400mM)盐胁迫下,尤为明显。复萌试验结果显示,盛花后39d的羊草种子在盐碱胁迫(特别是高盐环境)解除后同样具有最高的发芽率。上述结果表明,尽管不同成熟度的羊草种子均具有发芽能力,但是盛花后39d的羊草种子出苗及抵御盐碱胁迫伤害的能力最强,这也进一步支撑了39d是羊草种子适宜收获时间这一结论。另外羊草适宜浅播,1cm是其最适宜的播种深度。(3)通过人工手段处理可以明显打破羊草种子的休眠特性。研究结果表明,除了热水浸种处理外,其余方法如浓硫酸、冷层积、PEG,GA_3,KNO_3及清水浸种均能一定程度上提高羊草种子的发芽率,发芽速率、开始发芽时间及50%种子发芽时间。但是在生产实际中,既要考虑高效性也要考虑经济耗费,结合本试验的研究结果,我们推荐在生产中采用低温浸种20d的方法来打破羊草种子的休眠,提高其发芽率。(4)稃是抑制羊草种子萌发的重要因素,但同时也一定程度提高了种子的抗盐性。通过测定稃对羊草种子吸水、脱水、不同温度条件下的发芽响应以及不同持续时间盐胁迫对种子发芽的影响,结果发现稃可以显著提高羊草种子的吸水量,并同时减缓种子在干旱环境下的脱水速率,使种子不会过度脱水而死亡。稃、不同温度处理及两者交互作用显著降低羊草种子的发芽率与发芽速率,表明稃对羊草种子萌发具有一定的抑制作用。在不同持续时间的盐胁迫处理下,未萌发的带稃种子复萌率均高于去稃种子,特别是在长时间及高盐胁迫下尤为明显,表明稃对羊草种子耐盐性起着重要的调节作用,一旦雨水、融雪等条件降低了土壤盐浓度,带稃种子就可以继续萌发出土。(5)20~30°C是羊草种子最适宜的发芽温度,高温、低温均显著降低种子的发芽率与发芽速率,并且此温度可一定程度上减缓盐胁迫与碱胁迫对种子发芽的抑制效应。随着盐、碱胁迫浓度的增加,羊草种子发芽率与发芽速率均呈下降趋势,且在碱胁迫下的下降幅度更大。在盐胁迫下,当盐浓度<200mM时,低温是影响种子萌发的主要因素,随着盐浓度的不断增加,高温则更加剧了盐胁迫对种子萌发的抑制作用;而在碱胁迫下,即使碱浓度较低,高温与其交互作用也大大加剧了对种子发芽的抑制。盐胁迫下未萌发的羊草种复萌率随盐浓度增加而增加,而在碱胁迫下则随着碱浓度增加呈先上升后下降的趋势,高浓度碱胁迫使羊草种子失去活力而死亡,并且碱胁迫下种子的复萌率低于盐胁迫,25~35°C同样不利于种子的复萌。幼苗生长对温度与盐碱胁迫交互作用的响应方式与发芽阶段相似,20~30°C同样是最适宜温度;另外,盐碱胁迫均对羊草幼苗根生长的抑制作用更强。基于以上研究结果,我们建议在初夏(7月上旬),高降雨过后,温度与土壤条件适宜的情况下进行播种,以提高羊草种子的发芽率,更好的达到恢复退化草地的效果。(6)在混合盐碱胁迫下,羊草种子的发芽率与发芽速率均随着盐浓度的增加不断下降,且碱性盐比例越大下降越明显。在250mM盐浓度下,无碱性盐的A组处理发芽率为6.5%,而其余5组处理发芽率均为0。羊草幼苗生长阶段同样受盐浓度、pH及2者交互作用影响,并且根系对胁迫伤害更敏感,所受抑制作用更强。逐级回归分析结果表明,在种子萌发阶段,盐浓度是羊草种子在混合盐碱胁迫下能否萌发的决定性因素,而一旦胚根突破种皮进入幼苗生长阶段,pH就转变为主导因素。上述研究表明,混合盐碱胁迫对羊草种子萌发与早期幼苗生长阶段的抑制机理有所不同,其中高盐浓度与高pH的交互作用对种子萌发与幼苗生长的抑制效应最强。(7)盐胁迫与碱胁迫均显著降低羊草幼苗的长度、鲜重与含水量,且碱胁迫抑制作用更强。2种胁迫均造成羊草幼苗Na^+浓度与Na^+/K^+升高,并且K^+浓度下降,但是在碱胁迫下,Na^+浓度、Na^+/K^+上升幅度与K^+下降幅度均大于盐胁迫。另外,在盐胁迫下,羊草幼苗大量积累Cl^-,有机酸含量变化不大;而在碱胁迫下,Cl^-,NO~–_3与H_2PO^-_4均呈下降趋势,而有机酸则大量积累,其中苹果酸、柠檬酸是主要的有机酸组分,可溶性糖是羊草幼苗在两种胁迫下共同的渗透调节物质。上述结果表明,碱胁迫由于具有高pH,对羊草早期幼苗生长的抑制作用更强,Cl^-与有机酸积累特征的差异表明羊草早期幼苗在盐胁迫与碱胁迫下具有不同的适应策略。

盐碱—干旱交叉胁迫下羊草-菌根共生体有机酸积累特征

羊草又名碱草,其与菌根共生体协同抵御外界逆境胁迫。丛枝菌根真菌(AMF)是一类能与大多数高等植物共生且分布广泛的土壤微生物,能够促进植物生长和发育,增加营养物质积累并提高其抗性等。本文以羊草-丛枝菌根共生体为研究对象,分析了不同盐、碱浓度和是否接种真菌条件下,羊草-菌根共生体中柠檬酸、苹果酸、草酸和总有机酸含量的变化特征。结果表明,盐、旱胁迫对羊草幼苗各种有机酸含量的变化影响较小,而在碱胁迫下,各处理有机酸含量均不同程度提高。接种AMF后,有机酸含量呈下降趋势。在交叉胁迫下,无论是否接种AMF,苹果酸和柠檬酸含量均随交叉胁迫程度的增加而呈上升趋势,接种AMF会减缓增加的幅度。该研究结果能为羊草的抗逆生理学研究提供一定的科学依据。

松嫩草地不同成熟度羊草种子对盐胁迫的发芽响应

羊草(Leymus chinensis)是多年生根茎型优质禾本科饲草,也是东北松嫩盐碱化草地的建群植物,针对不同成熟度羊草种子对盐胁迫发芽响应在国内外未被涉及的现状,本研究以NaCl为盐胁迫处理液,设置4个胁迫浓度(50,100,200和400 mM)研究不同成熟度(盛花期后24,29,34和39 d)羊草种子对盐胁迫的发芽响应。结果表明:不同成熟度的羊草种子同样表现出不同的耐盐性,盛花期后39 d的羊草种子活力最大,发芽率、发芽势、复萌率以及总发芽率均优于其余3个发育时期的种子。另外,盐胁迫下未萌发的羊草种子复萌率随着胁迫强度的增加而增加,这是羊草种子对高盐胁迫的生理适应策略,以休眠形式躲避不良环境,待土壤盐浓度降低时萌发出土。本研究可为羊草种子的发育与抗逆生理学等研究提供一定的科学依据。

基于学生创新能力培养的一流课程建设探索--以东北林业大学“草坪与地被的园林应用”课程为例

“草坪与地被的园林应用”是基于生态学、植物学、设计学等多学科交叉的植物景观实践应用类课程,对园林专业学生准确理解并运用植物景观设计方法以及进一步提升专业创新能力具有重要意义。为此,东北林业大学依托“草坪与地被的园林应用”一流课程建设,通过明确课程建设目标、构建具有连贯性的课程教学内容体系、增强课程建设创新性等,为培养学生的创新能力提供前提条件和基础保障;同时,以提高学生创新能力为导向,采取以下措施推进“草坪与地被的园林应用”一流课程建设。一是持续优化教学设计,打造高阶性创新课堂。首先,根据生产实践的创新性要求,适时调整课程内容板块,重点对草坪植物种类、草坪建植养护技术、草坪景观设计等板块内容进行更新;其次,实施双主体互动式教学方法,课堂教学由灌输式转变为引导式,通过开展翻转课堂教学、优化和创新实践教学环节等,激发学生的主体意识,培养学生的创新思维。二是借助网络平台扩增理论教学容量、强化课程重要知识点的讲解、共享课程相关的影音资料等,并建设网络共享课程,以实现教学资源的有效丰富和共享以及促进教学效率和质量的提高。三是关注学习过程,注重综合评定,探索实施线上与线下相结合的过程化考核模式,实现以教促考、以考促学。四是根据教学内容科学设计评价体系,面向教师和学生开放双向评价,实施动态、规范的课程教学管理。经过几年的改革实践,“草坪与地被的园林应用”一流课程建设取得了初步成效,增强了学生的自主学习能力和自主创新能力,激发了学生的创新潜能,得到了学生的广泛认同。

龙牙楤木繁育技术与药理活性成分的研究进展

龙牙楤木是五加科楤木属多年生木本植物,在我国东北地区分布广泛,是一种药食兼用价值很高的经济植物。近年来,以林菜种植模式为代表的林下经济已经成为当代林业发展的一种重要形式,由于龙牙楤木具有较高的营养价值、药理活性等诸多优点,受到了广泛的重视,但对于其化学成分与药理活性等诸多问题还并不明确。与此同时,人们的过度采摘也严重破坏了龙牙楤木资源,高效的繁育栽培技术也显得尤为重要。为此,本研究综述龙牙楤木的繁育与栽培技术、化学成分和药理活性的相关研究进展,以期为龙牙楤木资源的开发与利用提供科学依据。龙牙楤木的繁殖方式可分为种子繁殖与无性繁殖2种;由于种子休眠程度较深,播种前一般需进行层积处理,赤霉素浸种与高低变温催芽会一定程度上提高龙牙楤木种子的发芽率;根段繁殖是龙牙楤木的主要繁殖方式,根段长度对发芽率与出苗率有显著影响,但根段儿粗细则与出苗无显著影响;龙牙楤木幼苗需在半荫蔽条件下生长,而成熟植株则需要全光照条件;龙牙楤木含有大量对人体有益的化学成分,研究最多的是皂苷类化合物与多糖,自首次从龙牙楤木根皮中分离得到皂苷以来,人们不断地从龙牙楤木各器官中分离得到新的皂苷,并发现根皮中皂苷含量最高;而对于其他化学成分如挥发油、维生素以及微量元素等关注较少,有待于深入研究;对于龙牙楤木药理活性的研究多以皂苷抗肿瘤活性为主,其抗肿瘤的主要作用机制是抑制肿瘤细胞分裂,增殖或诱导肿瘤细胞凋亡,不同类型的肿瘤,皂苷抗肿瘤机理也有所差异;此外,龙牙楤木植株内多糖以及蛋白等也具有一定的抗肿瘤活性,对于除皂苷外其他化学成分抗肿瘤机理的报道还相对较少,今后需要进一步研究。针对现有研究不足,今后研究中应关注如何利用分子生物学手段阐述龙牙楤木种子的休眠机理、龙牙楤木重要活性物质合成途径以及抗癌机制。另外,还需进一步利用代谢组学与指纹图谱技术更全面地对龙牙楤木资源进行评价与鉴定。

羊草苗期对盐碱胁迫的生长适应及Na^+、K^+代谢响应

通过盆栽实验,混合2种中性盐(NaCl∶Na2SO4=9∶1)和2种碱性盐(NaHCO3∶Na2CO3=9∶1)分别模拟不同强度的盐碱条件,处理35d的羊草幼苗,研究2种胁迫对羊草各营养器官生长和盐离子分布的影响及其适应机制。结果表明,随着盐和碱胁迫浓度的增加,羊草营养器官生物量、克隆生长性状(根茎子株、分蘖子株等)、光合作用、K+含量等均显著降低,Na+含量和Na+/K+均显著增加。在高胁迫强度下(200mmol/L)碱胁迫引起的各项指标增减均显著高于盐胁迫。在2种胁迫下,根茎生物量的降低幅度最大,根茎子株的降低量高于分蘖子株。在盐胁迫和低浓度碱胁迫下,根和根茎内Na+、K+含量和Na+/K+的增减均高于茎叶,在高浓度碱胁迫下(200mmol/L)茎和叶内Na+含量显著增加。这表明在相同强度胁迫下,尤其在高浓度胁迫下,羊草耐盐而不耐碱,在盐胁迫和低浓度的碱胁迫下,羊草具有相似的生长适应策略及Na+、K+代谢响应,主要表现在减少向根茎的能量输出及子株产生,维持羊草的原位生长策略,同时将Na+向根茎和根区划,避免茎叶生长受损。但在高碱胁迫下,pH造成的胁迫超出羊草根与根茎的承载力,使其失去拦截Na+的功能而导致大量Na+涌入茎叶,进而影响其光合作用,使其生长严重受损。无论在生长适应或者Na+、K+代谢中,根茎的存在均起到一定的保护作用,缓解了盐碱胁迫对其他器官生长的伤害。

扁蓿豆荚果和种子发育及硬实发生的关系

通过对萹蓿豆不同发育阶段荚果和种子形态学特征和生理学特征的调查,来判断该物种硬实发生的时间及种子含水量与硬实之间的关系。结果显示,盛花后第33～36天荚果和种子几乎都变为棕色,种子的长、宽和厚显著减小,荚果大小变化也明显;此阶段荚果和种子鲜重在达到最大值后下降到最小,荚果和种子含水量达到最小值(20%左右);此时种子开始出现硬实,种子硬实率与种子含水量呈显著的负相关关系。因此,种子硬实受种子成熟度影响,而且与种子含水量有关。扁蓿豆荚果和种子的形态学特征和生理学特征的变化可以作为指示硬实发生的指标,其中荚果和种子的形态学特征可以作为判断种子发生硬实时间的快速有效的指标,但荚果和种子的干重不能作为指示硬实发生的指标。