两面针种子形态及发芽率差异分析

为了探索不同产地两面针种子形态和发芽率的差异,本研究测定10个产地99份两面针种子的千粒重、表面积、周长、长、宽、长/宽和发芽率,计算变异系数和遗传多样性指数,进行主成分分析和聚类分析。结果表明,两面针种子形态和发芽性状存在丰富的遗传变异,其中变异系数最大的3个指标分别是15℃恒温发芽率(275.11%)、30℃/20℃昼夜变温发芽率(221.43%)、种子千粒重(16.00%)。种子的发芽率与种子千粒重不相关,与种子长/宽显著相关。主成分分析得出第1主成分反映种子的形态,第2主成分反映种子的发芽能力,第1主成分和第2主成分累积贡献率达82.47%。聚类分析将99份材料分为三类,类群Ⅰ种子千粒重大,类群Ⅱ发芽率高,类群Ⅲ种子千粒重小且发芽率低。筛选出发芽率高的种质3份,编号分别为JN2、MS5和YF8,可作为两面针种质资源的创新利用和新品种选育的亲本材料。

岗梅全长转录组测序及其三萜皂苷生物合成相关基因的挖掘

目的:获得岗梅全长转录组数据库,为深入挖掘岗梅功能基因奠定基础。方法:采用基于PacBio Sequel平台的单分子实时测序技术获取岗梅的根、茎、叶样品的转录组数据,并利用非冗余蛋白(NR)、核苷酸序列(NT)、SwissProt蛋白序列数据库、京都基因与基因组百科全书(KEGG)、真核生物相邻类的聚簇(KOG)、蛋白家族(Pfam)、基因本体(GO)进行注释,分析并鉴定编码三萜皂苷生物合成的关键酶的转录本。结果:全长转录组共获得89629个转录本,其中81313个在公共数据库进行了注释。KEEG代谢通路富集分析表明,623个转录本参与岗梅中三萜皂苷合成相关的3条代谢通路,其中263个转录本编码了三萜皂苷生物合成途径的21个关键酶。此外,还预测了2471个转录因子、40421个简单重复序列位点、22119个长链非编码RNA(lncRNA)和29131个mRNA。结论:丰富了岗梅的转录组数据,并为鉴定参与三萜皂苷和其他次生代谢物生物合成的候选基因提供参考,促进其分子生物学和基因组学的研究。

基于非靶向代谢组学的蜘蛛香不同部位差异代谢物分析

目的:研究蜘蛛香不同部位的代谢物差异,促进蜘蛛香资源的综合利用。方法:利用非靶向代谢组学技术,对蜘蛛香的根茎、根和叶3个部位的代谢物进行差异性比较分析。结果:从蜘蛛香的根茎、根和叶中共鉴定出491个代谢物,主要代谢物有挥发油、多糖、氨基酸等。蜘蛛香根茎、根和叶中的代谢物差异显著,根与叶、根茎与叶、根与根茎之间的差异代谢物分别为145、109、122个,根茎和叶中含莪术烯醇、4-羟基肉桂酸、芥子酸胆碱、5-羟基-1-四氢萘酮、4-乙基苯甲醛、松脂醇4-O-β-D-吡喃葡萄糖苷和5-胸苷酸二钠盐较少,而根中较多;根和根茎中含茶碱、芹菜素和阿尔泊酚酸较少,而叶中较多。根茎、根和叶的差异代谢物主要富集在类苯丙酸生物合成通路,氨酰tRNA生物合成通路和丙氨酸、天冬氨酸与谷氨酸代谢通路。结论:蜘蛛香的根茎、根和叶中含有挥发油、多糖、氨基酸等大量的差异代谢物,研究结果可为蜘蛛香不同部位关键代谢物的挖掘和充分利用提供参考。

基于非靶向代谢组学的槲蕨代谢产物分析

目的:分离鉴定槲蕨不同部位中功能成分并为其代谢产物生物合成途径提供重要信息。方法:采用非靶向代谢组对槲蕨的根茎、叶柄、叶的代谢组分进行高度富集比较分级。结果:在根茎、叶柄和叶中共鉴定出493个代谢物,通过多元统计分析筛选出98个差异代谢物(DAMs)。其中,四甲氧基黄酮代谢物在槲蕨的叶柄中表达最高,显著高于叶;芹菜素代谢物在槲蕨的叶中表达最高,显著高于根茎和叶柄;其余13个黄酮类代谢物均集中在槲蕨的根茎中,显著高于其他部位。根茎、叶柄和叶的DAMs主要富集在淀粉和蔗糖代谢通路。结论:可为槲蕨不同部位中功能成分的分离鉴定和代谢生物合成途径的解析提供参考。

基于非靶向代谢组学的苍耳不同药用部位代谢产物特征分析

目的:分析苍耳不同药用部位之间代谢产物的差异。方法:采用超高效液相色谱-电喷雾离子源-质谱法(UPLC-ESI-MS)对苍耳根、茎和叶进行测定;用主成分分析(PCA)和偏最小二乘法-判别分析(PLS-DA)进行数据处理;通过对代谢物精确相对分子质量及碎片信息的确认,结合软件数据库搜索鉴定代谢物;对差异代谢物进行京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路富集分析。结果:苍耳的根、茎和叶的化学组成得到有效区分,从3个部位中共鉴定出5902个代谢物,筛选出64个差异代谢物,主要富集在植物次生代谢物质的生物合成,癌症中的中央碳代谢,鸟氨酸、赖氨酸和烟酸生物合成生物碱等通路。结论:从苍耳根、茎和叶代谢产物差异的角度揭示不同部位药性、药效差异的物质基础,为苍耳类中药资源的最大化综合利用提供参考。

广金钱草全长转录组测序分析

目的:获得广金钱草Desmodium styracifolium(Osb.)Merr.全长转录组数据,深入挖掘其功能基因。方法:采用PacBio Sequel测序平台,对广金钱草的根、茎、叶3个部位混合样品进行全长转录组测序及分析。结果:共获得转录本140069条,N50长度为1542 nt,其中118906个(84.89%)转录本被成功注释。非冗余蛋白(NR)数据库注释中,与广金钱草最相近的物种是豆科植物密花豆Spatholobus suberectus Dunn;真核生物相邻类的聚簇(KOG)数据库注释中,比对到一般功能预测的转录本最多,有18064个;基因本体(GO)数据库注释中,86459个转录本分布于生物学过程、细胞组成和分子功能三大类45个功能组;京都基因与基因组百科全书(KEGG)注释中,参与广金钱草生物合成和其他次生代谢转录本3721个。在基因结构分析中,共得到74174个编码序列、3663个转录因子。简单序列重复(SSR)分析表明,40456个SSR中腺嘌呤和鸟嘌呤(AG)/胞嘧啶和胸腺嘧啶(CT)、AAG/CTT分别是二碱基、三碱基中优势重复类型。结论:获得了广金钱草全长转录本,为其后续的分子研究提供数据支持。

越南槐全长转录组测序及分析

目的:获得越南槐Sophora tonkinensis Gagnep.全长转录组数据,为深入挖掘越南槐功能基因提供参考。方法:采用PacBio Sequel高通量测序系统,对越南槐根、茎、叶、果4个部位的混合样品进行全长转录组测序及分析。结果:共获得214159条环形一致性序列(CCS),获得208156个高质量isoforms,并在非冗余蛋白(NR)、核苷酸序列(NT)、基因本体(GO)、真核生物相邻类的聚簇(KOG)、蛋白家族(Pfam)、京都基因与基因组百科全书(KEGG)和SwissProt数据库中共注释了170150个isoforms,检测出4055个转录因子和38445个简单重复序列,预测到80041个长链非编码RNAs(lncRNAs)和39817个mRNAs。结论:获得了较为可靠的越南槐全长转录组数据,可为深入研究越南槐生物学特性、相关代谢途径、信号通路及其分子机制提供数据支持。

羊踯躅的代谢组学研究

目的:鉴定羊踯躅花、茎、叶的全部代谢物和不同部位间含量有差异的代谢物,分析差异代谢物的代谢通路。方法:采用广泛非靶向代谢组学对羊踯躅不同部位的代谢物进行比较分析。结果:共鉴定出535个代谢物,其中包括金合欢素、落新妇苷、苔黑酚龙胆二糖苷、去甲蟛蜞菊内酯、补骨脂定、秦皮素、络塞维等49个在其他植物中分离鉴定出的具有药用活性的化合物;鉴定出差异代谢物202个,包括β-氰基丙氨酸、蜀黍苷和黄曲霉毒素G23个有毒代谢物,且这3个有毒代谢物分别在花、茎、叶中含量最高;鉴定出百里香酚、丹皮酚、欧芹酚、东莨菪内酯、异泽兰黄素、野鸢尾黄素、石蒜碱和豆甾醇8个有药用价值的化合物,其在花、茎、叶中含量差异有统计学意义;排名前4位的差异代谢物通路中,花、茎、叶共有的通路为精氨酸生物合成,丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢,以及氨酰基-tRNA生物合成通路,其中涉及花的通路还包括氰基氨基酸代谢通路。结论:羊踯躅中存在丰富的天然药用活性产物,使其药用价值并不限于毒性成分;氨基酸的合成与代谢是不同部位代谢物差异的主要原因。研究结果可为进一步筛选解析羊踯躅中药用价值较高的关键代谢物提供参考。

广西莪术全长转录组测序及生物信息学分析

目的:获取广西莪术的全长转录组信息,了解其转录组的整体水平,挖掘姜黄素类生物合成通路基因。方法:利用Pacbio Sequel测序平台对广西莪术根、茎、叶、花4个部位的混合样品进行全长转录组测序,结合生物信息学等方法进行功能注释、代谢通路分析、简单序列重复(SSR)分析。结果:共获得原始数据14.47 Gb,经纠错、过滤、去冗余得到高质量一致性序列151218条。对所有转录本在非冗余蛋白(NR)、核苷酸序列(NT)、基因本体(GO)、真核生物相邻类的聚簇(KOG)、蛋白家族(Pfam)、京都基因与基因组百科全书(KEGG)和SwissProt七大功能数据库进行注释及分类,结果有128414个基因被注释,占比84.92%。共有325个基因参与姜黄素的生物合成,编码4-香豆酸-辅酶A连接酶、苯丙氨酸解氨酶、姜黄素合成酶、二酮-辅酶A合成酶、肉桂酸-4-羟化酶和咖啡酰辅酶A-O-甲基转移酶6个关键酶。MISA分析共发现32459个SSR位点,以单核苷酸重复数量最多,占全部重复类型的38.63%;1~3个核苷酸重复序列占主导位置,占总SSR位点的93.58%。结论:在高通量全长转录组水平对广西莪术进行研究,对姜黄素合成相关基因进行了挖掘,为后续阐明广西莪术姜黄素生物合成分子机制提供依据,为进一步研究广西莪术的分子标记和优良基因挖掘提供数据基础。

杠板归不同部位代谢组差异研究

目的:比较杠板归不同部位代谢物积累的差异,为揭示其不同部位化学成分与功效的相关性和制定杠板归质量评价方法提供参考。方法:利用非靶向代谢组学方法检测杠板归茎、叶、果中代谢物,采用主成分分析和正交偏最小二乘法-判别分析等多元统计分析方法筛选出差异代谢物(DAMs),利用京都基因与基因组百科全书(KEGG)平台对DAMs进行富集分析。结果:从杠板归茎、叶、果中共鉴定出442个成分,其中酒石酸、L-苹果酸、N-α-乙酰基赖氨酸、L-谷氨酰胺、2-氯-L-苯丙氨酸、哌啶酸、2-甲基丙醛、甜菜碱、2-苯乙醇、L-丝氨酸等为茎、叶、果中共有的优势成分。杠板归茎、叶、果的代谢物质差异显著,茎和叶、茎和果、叶和果的DAMs数量分别为724、573、583个。果中黄酮类成分橙皮素、金丝桃苷、高良姜黄素、根皮苷和紫杉醇的含量显著高于茎和叶,而木犀草素-7-葡萄糖苷、异鼠李素、黄芩素和槲皮素-3-O-葡萄糖苷含量显著低于茎和叶。茎、叶、果的DAMs主要富集在氨酰tRNA生物合成通路、精氨酸生物合成通路、乙醛酸和二羧酸代谢通路上。结论:杠板归茎、叶、果之间有大量DAMs,这对其药效可能具有重要影响,研究结果可为杠板归药材质量评价提供参考。

天仙藤全长转录组测序及分析

目的:获得天仙藤全长转录组数据库,挖掘天仙藤功能基因。方法:采用PacBio SequeⅠ高通量测序系统,对天仙藤的茎、叶、果3个部位的混合样品进行全长转录组测序及分析。结果:共获得176354条环形一致性序列(CCS),获得184439个高质量isoforms,并注释了139826个isoforms,检测出3058个转录因子和135527个简单序列重复(SSR)位点,还预测到76862个长链非编码RNA(lncRNA)和36204个mRNAs。结论:获得了较可靠的天仙藤全长转录组数据,可为深入研究天仙藤基因组、生物学特性、相关代谢途径、信号通路及其分子机制提供数据支持。

香附子全长转录组测序及生物信息学分析

目的:通过高通量测序技术获得香附子Cyperus rotundus L.全长转录组的信息特征,为深入挖掘香附子功能基因奠定基础。方法:通过PacBio Sequel高通量测序系统,对香附子根、茎、叶、花4个部位的混样进行全长转录组测序及生物信息学分析。结果:共获得195722条环形一致性序列(CCS)获得188243个高质量转录本,并注释了148563个转录本,检测出4349个转录因子和95118个简单序列重复(simple sequence repeat,SSR)位点,还预测到64929个长链非编码RNA(lncRNA)和45337个mRNA,并通过京都基因与基因组百科全书(KEGG)数据途径分析了13个参与萜烯合酶合成相关的基因,以及7个参与β-石竹烯合成相关的基因。结论:获得了较为可靠的香附子全长转录组数据,这将显著增强对香附子发育过程中植物化学生物合成调控基础的理解,可为深入研究香附子生物学特性、相关代谢途径、信号通路及分子机制提供数据支持。

九里香全长转录组测序分析

目的:获得九里香Murraya exotica L.Mant.全长转录组数据库,为深入挖掘其全长基因信息提供参考。方法:利用Pacino Sequel平台的第三代测序技术,对九里香的根、茎、叶、花、果混合样品进行全长转录组测序,并对原始转录组数据进行分析。结果:共获得94435个转录本,平均长度为76476.23 bp,80583条环形一致性序列,通过聚类、校正和去冗余后最终得到108443个高质量的isoforms,其中在非冗余蛋白(NR)、核苷酸序列(NT)、基因本体(GO)、真核生物相邻类的聚簇(KOG)、蛋白家族(Pfam)、京都基因与基因组百科全书(KEGG)和SwissProt共注释了100219个isoforms,同时检测出34182个简单序列重复(SSR)位点,其中18482个单核苷酸数量占主导位置;检测了2574个转录因子,29592个长链非编码RNAs(lncRNAs)和30322个mRNAs。结论:获得了较为可靠的九里香全长转录组数据,为深入研究九里香的生长发育、相关代谢途径、功能基因利用、基原物种鉴定等提供数据参考。

天冬全长转录组测序分析

目的:获得天冬Asparagus cochinchinensis(Lour.)Merr.全长转录组数据库,为探索其活性成分生物合成提供参考。方法:利用RNA-Seq技术对天冬的根、茎、叶进行转录组测序并分析。结果:从天冬转录组中共获得169319条isoforms,最终有147762条isoforms在公共数据库中注释成功。非冗余蛋白(NR)数据库结果显示,天冬与石刁柏Asparagus officinalis L.同源性最高;真核生物相邻类的聚簇(KOG)功能注释信息334380条,可分为25个基因功能大类;京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路富集分析显示,代谢相关的通路分布最多,为74095条。在注释到的54个转录因子家族中,MYB家族数目最多,共309条。在所有isoform中共检测到48042个简单重复序列位点,从单核苷酸到六核苷酸重复单元均有分布。结论:获得了较为可靠的天冬全长转录组数据,可为深入研究天冬生物学特性、相关代谢途径、信号通路及其分子机制提供数据支持。

马鞭草全长转录组测序分析

目的:利用高通量测序技术获得马鞭草Verbena officinalis L.的全长转录组基因信息。方法:通过PacBio Sequel高通量测序平台,对马鞭草根、茎、叶3个部位的混合样品进行全长转录组测序,并基于序列同源性对转录本进行功能注释,得到马鞭草全长转录组的遗传信息。结果:测序数据经过质控后获得197542个高质量的转录本及169063条环形一致性序列(CCS),检测出4955个转录因子。其中161062个(81.53%)转录本在非冗余蛋白(NR)、真核生物相邻类的聚簇(KOG)数据库、京都基因与基因组百科全书(KEGG)、基因本体(GO)数据库、蛋白家族(Pfam)数据库和SwissProt蛋白序列数据库中均得到注释。MISA分析发现54063个简单重复序列(SSR)位点,还预测到70050个长链非编码RNAs(lncRNAs)和45499个信使核糖核酸(mRNAs),并在马鞭草全长转录组中共鉴定到了60个转录本可能参与单萜类化合物的生物合成。结论:利用高通量测序技术和生物信息学分析获得了马鞭草的全长转录组信息特征,可为后期开展马鞭草功能基因鉴定、解析萜类化合物次生代谢途径及其调控机制提供参考。

基于线粒体基因的广西变色树蜥种群分子系统关系与遗传多样性

物种分子系统关系是进化生物学领域最基本也是最重要的问题之一。本研究通过测序分析了来自广西等地90个变色树蜥Calotes versicolor的ND2-tRNA基因片段,分析了不同地理种群的单倍型、种群间的遗传分化程度(F_(st))和历史动态,构建了单倍型之间的分子系统关系。结果发现,所研究的地理种群共检测到45个单倍型,总体呈现较高的单倍型多样性(0.941 8)和较低的核苷酸多样性(0.005 5),其中有6个地理种群的个体共享1个单倍型。大部分种群间F_(st)值较高且差异显著,遗传分化程度较高。分子方差分析结果表明,遗传变异主要来自种群内的遗传差异。系统进化分析结果表明,所研究的地理种群并没有出现明显的遗传分支且在地理上没有严格的分布范围和分化,这可能是由于种群间存在渐渗杂交或不完全的谱系筛选。网络关系图也显示各采样种群间不存在明显的谱系结构。种群历史动态分析表明,各地理种群不存在扩张现象。把所有地理种群合并在一起分析表明,贝叶斯轮廓图分析与碱基错配分析方法均检测到种群在历史上发生过快速扩张,约0.05 Ma前存在种群扩张现象。

木棉花药材及其水提液的金属元素含量比较

采用微波消解样品,结合电感耦合等离子体原子发射光谱法（ICP-OES）测定木棉花粉末及其煎煮水提液中Fe、Cu、Cr、Mn、Zn 5种金属元素的含量。该方法精密度（RSD%）在0.67%～5.07%之间,回收率均在92.5%～117.2%之间,相关系数在0.9999～1.0000之间,方法稳定可靠。木棉花药材中对人体有益的金属元素Fe、Zn、Cu含量较高,有害重金属Cr元素含量最低,5种金属元素含量大小依次为Fe〉Zn〉Cu〉Mn〉Cr;相同测定条件下,粉末直接消解样品中5种金属元素的含量均高于其煎煮液样品。本研究将为该类药材的炮制加工、质量评价及药材的使用提供了科学依据。

ICP-OES测定锰对山银花铁元素含量的影响

为了指导山银花药材的种植,并控制药材质量,通过外源施加锰溶液,利用电感耦合等离子体原子发射光谱仪研究山银花药材中铁、锰元素含量的关系。结果表明:随着土壤中施浇的锰溶液浓度的增加,山银花中所含的锰含量相应增加,而Fe/Mn值有明显下降趋势。说明山银花中的锰含量与土壤中的锰含量有关,同时,保持山银花体内的铁、锰平衡关系,对于减少铁锰营养病害的发生具有重要作用。

绢毛蔷薇复合体的分类学研究:峨眉蔷薇与绢毛蔷薇同种吗?

绢毛蔷薇复合体包括绢毛蔷薇Rosasericea、峨眉蔷薇R.omeiensis和毛叶蔷薇R.mairei三种。它们的形态特征相近,特别是峨眉蔷薇和绢毛蔷薇之间界限有时不明显,以致峨眉蔷薇的分类学地位长期以来争论不休。本研究对我国主要的标本馆所藏的峨眉蔷薇、绢毛蔷薇和毛叶蔷薇2000多份标本进行了形态对比研究。我们也对横断山区的峨眉蔷薇、绢毛蔷薇和毛叶蔷薇进行了野外观察,同时,我们还应用扫描电镜(SEM)对三者花粉及种皮表面结构进行研究。对小叶、花粉及种子的形态定量分析表明,毛叶蔷薇与其余两者的区别较为明显,但绢毛蔷薇和峨眉蔷薇无论在植株或是花粉形态,还是种皮表面特征方面都存在明显的连续性,但两者在大多数情况下又有一定的区别。两者的地理分布也有所不同。综合各种性状,我们将峨眉蔷薇处理为绢毛蔷薇的变种。同时,将与这两个分类群相关的6个变型作为异名处理。处理为绢毛蔷薇的4个异名分别是腺叶峨眉蔷薇R.omeiensis f.glandulosaT.T.Yu&T.C.Ku,宽刺峨眉蔷薇R.omeiensis f.pteracantha Rehder & E.H.Wilson、光叶绢毛蔷薇R.sericea f.glabrescens Franchet和宽刺绢毛蔷薇R.sericea f.pteracantha Franchet。处理为峨眉蔷薇的2个异名分别是少对峨眉蔷薇R.omeiensis f.paucijuga T.T.Yu & T.C.Ku和腺叶绢毛蔷薇R.sericea f.glandulosa T.T.Yu & T.C.Ku。本文也给出了3个分类群详细的形态特征描述及地理分布。

广西山豆根中14种重金属元素的微波消解-ICP-MS法测定

目的测定广西山豆根中的重金属元素的含量。方法采用微波消解法对样品进行消解,利用电感耦合等离子体质谱仪同时测定14种重金属元素。结果方法检出限为0.0014～0.4241μg.L-1,回收率在91.3%～106.5%之间,RSD值在0.43%～3.07%之间。不同产地的山豆根中重金属元素的含量基本符合:Zn>Ba>Cu>Cr>Ni>Pb>As>Sb>Co>Cd>Sn>Tl>Bi>Hg。结论该方法检出限低,精密度高,操作简单,分析速度快,测定范围宽,是对山豆根药材实施质量控制的理想方法。