中国传统香文化课程体系建设及思政元素挖掘

中国传统文化博大精深,源远流长,香文化是其中的重要组成部分。在宋朝时,焚香、点茶、挂画、插花并称为四雅,香道与医药、宗教、文化等方面密切相关。为填补高校在中国传统香文化课程教育方面的空白,进一步弘扬中华优秀传统文化,华中农业大学园艺林学学院面向园林、园艺、风景园林等相关专业学生开设中国传统香文化的创新创业实践课程。该文首次系统建立完整的教学目标、课程框架、课程大纲,同时以香道这一传统文化为切入点,积极挖掘和融入思政元素,增强学生对中国传统香文化的认知与理解,提升学生的思政素养、促进传统文化传承。同时,积极探索新颖的教学方法和考核方式,提高课堂效率,培养学生的综合能力和创新思维,并对学生未来科研或就业提供一定的参考。

烯效唑对东方百合‘索邦’生长的影响

以东方百合‘索邦’为试材,采用40、80和160mg/L烯效唑溶液叶面喷施处理方法,观察外源生长延缓剂对百合植株生长的影响。结果表明:烯效唑处理可以降低植株高度,减小叶面积和叶片厚度,且降幅随着施用浓度的增大而增大。3种浓度烯效唑处理均能增加叶绿素含量,加深叶色,提高观赏性,但是高浓度处理会引发单花直径和单花鲜重下降等负面影响,因此建议在百合植株营养生长初期向叶片喷施40mg/L以下浓度的烯效唑用以控制株型。

中国野生百合种质资源的研究·保护与利用

以评述我国野生百合种质资源研究进展为基础,针对性地提出了野生百合种质资源的研究和利用对策。

桂花花瓣醇酰基转移酶基因的克隆与表达

为探讨桂花花瓣醇酰基转移酶基因的功能,从桂花品种‘柳叶金桂’花瓣中克隆得到1个醇酰基转移酶基因,命名为OfAAT1,该基因全长1 386bp,编码461个氨基酸;通过qRT-PCR分析发现,OfAAT1基因在花器官尤其在花瓣中大量表达,而在幼叶中基本不表达;其表达量随着花朵的开放逐渐增加,至盛花期达到最大,末花期又减少;OfAAT1基因的表达量在盛花期还呈现明显的昼升夜降的节律性变化;进一步的氨基酸序列比对和系统进化树分析表明,该基因编码的氨基酸存在酰基转移酶BAHD家族特有的保守结构域,与矮牵牛PhCFAT亲缘最近,其次是大豆GmCHAT和马铃薯StCHAT;结合桂花花瓣香气挥发性成分分析,初步推测桂花OfAAT1的功能可能与矮牵牛PhCFAT相似,可催化松柏醇产生松柏二酯,进一步被降解为异丁香酚,或与大豆GmCHAT和马铃薯StCHAT相似,与以脂肪酸为底物的酯类香气合成相关。

3个桂花品种花瓣游离态和糖苷态香气成分

【目的】明确不同桂花品种的主要游离态和糖苷态香气物质,为桂花的产业应用提供理论依据。【方法】选取3个栽培广泛且香味典型的桂花品种‘晚银桂’、‘潢川金桂’和‘橙红丹桂’的未展期、半展开期、完全展开期和枯萎期花瓣为材料,采用有机溶剂萃取、Amberlite XAD-2树脂吸附洗脱分离结合糖苷酶水解法分别提取游离态和糖苷态香气物质,再通过气相色谱质谱技术(GC-MS)对香气物质进行成分鉴定和定量分析。【结果】1)3个品种共检测出25种游离态香气物质、28种糖苷态香气物质,包括单萜、单萜醇、单萜酮、单萜氧化物、芳香族类化合物、酯类、烷烃类和其他物质。糖苷态香气物质的含量显著高于游离态香气物质。大量单萜类香气物质经过氧化、羟化后易连接糖基,形成无色无香的糖苷态香气物质。2)桂花的游离态和糖苷态香气物质会随着花期变化不断积累,游离态物质在花瓣完全展开期含量达到最大值,而糖苷态香气物质在开花末期含量达到最大值。3)3个品种的香气物质成分相似但是含量差异显著。‘晚银桂’和‘潢川金桂’的游离态香气物质主要为反式-β-紫罗酮、γ-癸内酯、8-羟基芳樟醇,糖苷态香气物质主要是4-羟基-苯乙醇、4-羟基-β-紫罗酮和3-氧代-α-紫罗醇。‘橙红丹桂’的游离态香气物质主要为γ-癸内酯、芳樟醇氧化物和4-羟基苯乙醇,糖苷态香气物质主要为4-羟基苯乙醇、3-氧代-α-紫罗醇和8-羟基芳樟醇。综合分析,‘晚银桂’和‘潢川金桂’中富含类胡萝卜素裂解产物紫罗酮及其衍生物,而‘橙红丹桂’则富含芳樟醇及其衍生物,类胡萝卜素是否裂解是造成品种间香气差异的重要因素。4)3个品种的游离态和糖苷态香气物质中的芳樟醇及其衍生物、紫罗酮及其衍生物和γ-癸内酯和香叶基丙酮均为重要的香气活性物质,具有花香、果香等香味特质,对花卉产品的香味浓郁度和香型起到重要作用。【结论】桂花的非挥发态香气物质即游离态和糖苷态种类和含量丰富,品种间存在较大差异,其中富含的单萜及其衍生物、酯类物质和芳香族化合物可以通过添加水解酶和溶剂萃取的方法加以提取和释放,从而提升花卉产品的香味品质。

类胡萝卜素代谢途径基因变异导致园艺植物色泽差异的研究进展

类胡萝卜素是园艺植物中广泛存在的次生代谢物和色素物质,在植物生长发育和观赏价值中发挥重要作用。同时它也是高价值的天然活性物质,对人体健康有益。因此,类胡萝卜素的代谢调控一直是园艺植物的研究热点。类胡萝卜素组分和含量的差异是造成园艺植物色泽和营养成分多样性的重要原因之一,解析优质性状形成的分子机制是进行定向改良的前提和基础。目前,植物类胡萝卜素代谢途径已明确,大量研究表明代谢通路上基因的启动子和编码区变异是造成类胡萝卜素代谢多样性的关键因素之一。本文对园艺植物类胡萝卜素变异遗传机制的研究策略、启动子和编码区的变异类型及变异对类胡萝卜素代谢的影响进行综述,为园艺植物类胡萝卜素的定向改良提供理论依据。

花烟草再生与遗传转化体系的建立

以花烟草（Nicotiana forgetiana）无菌苗植株的叶片为材料,研究不同NAA和6-BA组合培养的再生体系,得到最佳培养基配方为NAA浓度为0.1 mg/L和6-BA浓度为1.5 mg/L,此时再生率达97%、平均芽数达8.65。以卡那霉素（Km）、头孢霉素（Cef）为筛选试剂,探讨了影响农杆菌介导的花烟草遗传转化因素,表明卡那霉素敏感性浓度为20 mg/L、头孢霉素抑菌浓度为300 mg/L,在菌液OD600 nm为0.2-0.4时最适侵染时间为5 min;最适筛选培养基（MS＋0.1 mg/L NAA＋1.5 mg/L 6-BA＋300 mg/L Cef＋20 mg/L Km）、壮芽培养基Z2（MS＋0.1 mg/L 6-BA＋0.01 mg/L NAA＋300 mg/L Cef＋20 mg/L Km）、生根培养基S2（MS＋0.1 mg/L 6-BA＋300 mg/L Cef＋20 mg/L Km）。以最佳组合进行遗传转化培养,获得的生根苗经炼苗移栽后存活35个株系,用CTAB法提取植物组织DNA,经PCR检测证实外源基因已转入植物组DNA中,阳性率为71%。

《盆景学》理论课教学设计初探

《盆景学》是面向园林和园艺专业高年级本科生开设的专业性选修课,是一门技术与艺术有机结合的综合性课程。本文通过教学内容和学情分析,提出在理论课教学设计时要注重盆景与绘画、诗歌等中国传统艺术的结合,让学生领略艺术魅力,提升审美情趣;同时,在教授过程中主要点面结合,通过丰富而有趣的案例启迪思考,激发兴趣。

桂花不同品种开花过程中香气活性物质的变化

以12个桂花品种盛花期的花瓣为材料,用气质联用法检测到59种挥发物,其中占主导地位的是萜烯类化合物。选择相对含量均高于0.05%的21种挥发性物质进行主成分分析,12个桂花品种可分成3类,花色为黄色或金黄色的金桂和四季桂(6个品种)为一类,花色为白色或浅黄色的银桂(3个品种)为一类,花色为橙色或红色的丹桂(3个品种)为一类。黄色桂花中以‘柳叶金桂’香气活性物质贡献率最高,达56.75%;白色桂花中以‘厚瓣银桂’贡献率最高,达51.91%;橙色桂花中以‘镉橙丹桂’贡献率最高,达58.88%。以此3个品种为代表材料,用气相色谱—嗅闻技术测定了其开放过程中香气活性物质的变化。结果表明,3个品种在铃梗期都以释放具有罗兰香/木香/果香型的物质为主。初花期到盛花期,橙色花的‘镉橙丹桂’以释放花香型物质为主,白黄色花的‘厚瓣银桂’以释放香草香型物质为主,黄色花的‘柳叶金桂’以释放紫罗兰香/木香/果香型物质为主;到了末花期,‘镉橙丹桂’与‘柳叶金桂’中都是青草香/清新香型的物质占主导地位,而‘厚瓣银桂’中依然是香草香型物质居多,这可能是银桂香气更持久的原因。

桂花C4H基因的克隆与表达特性分析

利用转录组测序获得的表达序列信息,结合RACE技术,从桂花(Osmanthus fragrans)花瓣中克隆到两个参与苯丙烷代谢第2步反应的肉桂酸–4–羟基化酶(C4H)基因。其ORF全长分别为1 518 bp和1 611 bp,各自编码505和536个氨基酸,命名为OfC4H1和Of C4H2(登录号分别为KR861466、KF254842)。系统进化树表明,OfC4H1与矮牵牛中的PhC4H1、PhC4H2等C4H蛋白聚为一类,属于ClassⅠ类型;OfC4H2与金银花中的LjC4H等属于ClassⅡ类型。进一步的C4H蛋白序列多重比较发现,OfC4H1和OfC4H2蛋白具有该基因家族特有的保守结构域,在这些保守结构域中存在区别两类C4H蛋白的典型特征。利用Real-time PCR比较分析了OfC4H1和OfC4H2基因的时空表达模式,结果显示,Of C4H1在花瓣中的表达量最高;OfC4H2在花瓣中的表达量较低,在花梗、雌蕊和幼叶等组织中表达量较高。构建原核表达载体pET6xHN-C4Hs,转化Transetta(DE3)大肠杆菌并诱导表达的结果表明,目的蛋白能在原核表达系统中顺利表达,而且与预期大小一致,但因溶解度较低无法进行酶活性分析。

桂花‘莲籽丹桂’芳樟醇合酶基因OfTPS5的克隆及功能鉴定

以桂花(OsmanthusfragransLour.)‘莲籽丹桂’为材料,从基因组数据库中克隆到1个萜烯合酶基因OfTPS5,鉴定其序列信息及功能,分析其表达规律及其与香气形成的关系。结果表明,OfTPS5(Gen Bank登录号为MN366471)的开放阅读框为1 770 bp,编码589个氨基酸,其编码的蛋白质具有萜烯合酶基因家族的保守结构域,属于TPS-g亚家族。序列比对发现它与其他芳樟醇合酶基因的同源性在50%左右。OfTPS5在盛花期高表达,且呈现明显的昼升夜降的节律变化,其转录表达水平与单萜类物质芳樟醇及其衍生物的合成呈正相关。烟草瞬时表达试验证明,OfTPS5可催化形成芳樟醇。由此推测,OfTPS5在桂花萜类香气形成中发挥重要作用。

不同桂花品种游离态香气物质分析

采用甲基叔丁基醚(MTBE)溶剂萃取结合气相色谱—质谱联用法(GC–MS)对20个常见的桂花栽培品种的花瓣进行了游离态香气物质的检测和比较。共鉴定出125种游离态物质,包括萜类、芳香族化合物、烷烃类、醛类、醇类和酯类等,其中萜类物质种类丰富、含量最高,是最主要的香气活性物质。‘玉帘银丝’与‘日香桂’的游离态香气物质总含量较高,‘橘叶四季桂’与‘日香桂’的萜类物质含量较高,是香气浓郁的优良品种。‘小叶朱砂桂’‘满条红’在丹桂品种群中游离态萜类物质含量最高,香气浓郁且不易褐化,是值得推广的特色丹桂品种。‘日香桂’的β–紫罗酮、γ–癸内酯和芳樟醇含量较高,‘橘叶四季桂’的芳樟醇氧化物含量较高,这些物质具有抗菌、镇静、提神等重要保健功能,可作为特色功能品种推广。

观赏植物花色与授粉昆虫相互适应关系的研究进展

观赏植物花色的多样性缘于与传粉者相互适应的生殖系统多样性,与传粉系统的进化紧密相连。人类以自身生产或审美为目标,对作物进行驯化、种植、人工授粉以及使用化学杀虫剂等导致农业区域、城市绿地与花园环境中昆虫传粉者的栖息地丧失、食物链断裂,传粉昆虫数量急剧减少,因此,植物花色与授粉昆虫的相互适应机制引起人们越来越广泛的关注。本文从授粉昆虫对花色感知、花器官表皮结构与呈色模式、昆虫对花色的地域性与多态性的影响、花色变化对授粉昆虫的吸引以及花卉的色彩模仿和欺骗等方面进行了综述,对花色与昆虫的相互适应关系进行了简要总结,并对花卉育种、乡村农田野花带以及城市花园营建中如何根据植物花色科学吸引授粉昆虫、提高观赏植物繁育效率和培育更多色彩丰富的花卉等提出了建议。

月季花瓣特异表达启动子的筛选和鉴定

以月季品种‘萨曼莎’(Rosa hybrida‘Samantha’)为试验材料,选取了13个花色、花香相关的基因,研究其在根、茎、叶和花等器官中的表达规律及其启动子活性。结果表明,RhOOMT2(Rosa hybrida orcinol o-methyltransferase 2)和RhCCD4(Rosa hybrida carotenoid cleavage dioxygenase 4)在花瓣中具有相对较高的表达量,RhNUDX1(Rosa hybrida nudix hydrolase 1)在根部表达量最高,花瓣中其次,在茎和叶中几乎没有表达,另外10个类黄酮代谢途径相关基因在各器官中表达差异较小。使用FPNI-PCR的方法克隆到ATG上游1601 bp的RhOOMT2启动子、1539 bp的RhCCD4启动子和1433 bp的RhNUDX1启动子。将携带RhOOMT2、RhCCD4和RhNUDX1启动子的PBI121载体通过农杆菌的介导,在月季‘Samantha’、洋桔梗(Eustoma grandiflorum‘Green Pelleted’)和百合(Lillium Oriental hybrida‘Siberia’)花瓣中进行瞬时表达,GUS染色结果表明,与阳性对照35S启动子相比,RhOOMT2启动子在月季、洋桔梗和百合花瓣中具有更强的活性,RhCCD4启动子在百合花瓣中具有较弱的活性,而在月季和洋桔梗中活性很弱,RhNUDX1启动子则在3种花中均无活性。进一步在4个月季品种‘萨曼莎’、‘戴安娜’、‘香槟月季’和‘雪山’中比较了RhOOMT2和35S的启动子活性,证实了在花瓣中RhOOMT2启动子具有比35S更高的活性。

GA_(4+7)和6-BA复配剂对百合切花保鲜的影响研究

百合是世界四大切花之一,远距离冷藏运输后易出现叶片黄化等现象,严重影响切花品质,是百合鲜切花生产和采后流通亟待解决的关键问题。试验于2014年8月在华中农业大学园林系采后实验室进行。以东方百合‘西伯利亚’(Lilium Oriental Hybrid‘Siberia’)的切花为试材,取自昆明芊卉种苗有限公司基地,每支切花带有3个花蕾,按照商业标准采收,冷藏并空运至武汉。将花枝基部剪斜口,保留花枝长度60cm,叶片15枚,处理时开花级数为2级(花蕾开始转色,但还未充分膨胀和显色)。试验条件:温度20~23℃,相对空气湿度约70%,白炽灯光强度10μmol·m-2·s-1,每日光照12h。复配剂采用GA4+7和6-BA,设计了以25mg·L-1,50mg·L-1浓度的复配剂叶面喷施各一次和2.5mg·L-1,5mg·L-1浓度的复配剂花枝下部浸泡各30min,共4个处理,以清水瓶插为对照。从处理瓶插日起,每隔2d对叶片黄化率(叶面积的30%以上发生黄化视为黄化,黄化叶片数与总叶片数的比率即为黄化率)、脱落率、花期(第1朵花花蕾顶部开裂至第3朵花萎焉)等形态指标进行检测。采用LICOR6400光合仪对花枝中部叶片的光合指标进行测定(8:00am^18:00pm,每隔2h观测一次),包括净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度和蒸腾速率。每个处理组8支切花,每次测定3个重复,数据统计采用SPSS13进行ANOVA显著性分析。研究结果 :4种处理均能不同程度的延长切花瓶插寿命,其中叶面喷施25mg·L-1浓度复配剂的花期可达14d,比对照组延长2.8d。4种处理均能明显改善叶片的黄化和脱落现象,效果依次为喷施50mg·L-1>喷施25mg·L-1>浸泡5mg·L-1>浸泡2.5mg·L-1。在处理后瓶插第15d,对照组的叶片黄化率、脱落率已分别达到100%和63.36%,而喷施50mg·L-1处理组仅为0和22.58%。对切花进行光合指标测定表明,处理组能增加瓶插期间尤其是开花末期叶片的净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度和蒸腾速率;在处理后瓶插第13d,对照组的净光合速率已显著降低,而处理组变化均较为平缓。结果表明:GA4+7和6-BA复合剂能延缓叶绿素的降解,通过对切花百合叶片品质的保持促进更多光合产物向花朵运输从而延长花期。喷施处理优于浸泡处理,但是喷施50mg·L-1高浓度的复配剂会引发瓶插后期花瓣边缘褐化症状,因此,建议在生产中采用叶面喷施25mg·L-1复配剂来提高百合切花品质。

氯化胆碱提高切花百合观赏品质的研究

百合是世界四大切花之一,具有很高的观赏价值和经济价值。切花根据其花蕾数量和长度、茎秆长度和硬度、叶色等指标进行品质分级。氯化胆碱最初作为一种块茎膨大剂在马铃薯上进行应用,研究表明其具有促进植株地上部分生长的效用。本研究采用这种生长调节剂氯化胆碱对百合植株进行喷施处理,以期提高百合切花品质。供试材料为周径14/16cm的东方百合‘索邦’(Lilium Oriental Hybrid‘Sorbonne’)种球,采用百合种球周转箱(20cm×40cm×60cm)栽植,基质为泥炭+珍珠岩(体积比2:1)。每箱种植12个种球,常规管理。选择在阴天清晨向定植后30d、50d的百合植株叶面分别喷施浓度为100mg L-1、200mg L-1的氯化胆碱溶液一次(处理溶液中加入1%的吐温80),喷施量为观察到全株叶片边缘产生明显液滴为止。同时以喷施清水为对照,每个处理8箱。待切花呈现开花2级(花蕾开始转色)时测定株高、叶片数、叶片厚度(取15枚叶片测量其中部除叶脉部分的厚度)、叶面积、叶片黄化率(叶面积30%以上黄化)和脱落率;待切花呈开花5级(花瓣达到水平张开,盛花初期)时测量最大花朵直径。使用LICOR6400仪观测植株生长过程中的各项光合指标,包括净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度和蒸腾速率。叶绿素含量的测定:剪取一定鲜重的叶片放入80%丙酮中,在黑暗条件下充分浸提48h,将浸提液用分光光度计分别测定663nm、646nm和470nm下的消光度值OD,计算叶绿素含量(赵世杰,1998)。结果表明:在种植后30d喷施处理能显著改善百合植株地上部分和地下部分生长,表现为显著提高植株株高,而种植后50d喷施处理无明显变化。在切花采收期间,定植30d喷施100 mg L-1,200 mg L-1处理的株高可达114.6cm和110.2cm,分别比对照组高出15.6%和11.53%,且未出现茎秆软弱、易倒伏等现象;叶片数增多,叶片厚度和叶面积增加,叶绿素含量提高,同时在植株生长后期可有效减缓下部叶片的黄化和脱落;对叶片进行光合指标测定表明,定植30d喷施100 mg L-1,200 mg L-1处理组能显著提高叶片的净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度和蒸腾速率,提高光合产物对花朵的供应量,虽然对花朵数量和花期无明显影响,但是能增加花朵直径,提高切花观赏品质。

广热带睡莲的挥发态气味物质检测及优良芳香品种筛选

为检测广热带亚属睡莲挥发性成分,鉴定香气活性物质,筛选优良芳香品种,采用顶空固相微萃取结合气相色谱-质谱联用技术(HS-SPEM-GC-MS)对30个广热带睡莲亚属常见栽培品种进行挥发态物质检测。结果显示,30个睡莲品种共含有60种挥发态物质,含量从高到低排列依次是烷烃、烯烃、萜类、芳香族、酯类、醇类、醛类7类化合物。其中,烷烃、烯烃是含量较高的类别,平均占比分别达到42.43%和28.61%,但其无明显气味特征。进一步通过气味活性值(OAV)筛选到了19种气味活性物质,其中可被嗅觉感知的(OAV>1)的特征气味物质均为萜类化合物,包括α-紫罗兰酮、β-紫罗兰酮、反式-β-紫罗兰酮、金合欢烯,其中紫罗兰酮赋予睡莲木质香、甜香,金合欢烯赋予睡莲苹果香及典型花香。结果表明,以气味活性值为标准筛选出的‘蓝鸟’‘卡拉阳光’‘黄金国’‘鲁比’‘粉钻’5个睡莲品种是园林应用和产品加工的潜在优良品种。