石仙桃与细叶石仙桃叶绿体基因组解析及其系统发育

石仙桃和细叶石仙桃均为珍稀濒危的附生兰,两者叶绿体基因组特征及其系统发育报道较少,本研究旨在揭示石仙桃和细叶石仙桃叶绿体基因组特征及其系统发育。2022年5月取驯化栽培的石仙桃和细叶石仙桃幼嫩叶片,基于Illumina测序平台分别获得石仙桃和细叶石仙桃叶绿体序列,用GetOrganelle组装、CPGAVAS2注释,利用生物信息学方法开展重复序列、密码子偏好性、四分体边界等叶绿体特征分析,并从NCBI上下载相关的序列开展基因组比较与系统发育分析。石仙桃叶绿体基因组大小为159122 bp(GC含量为37.41%),细叶石仙桃叶绿体基因组大小为158798 bp(GC含量为37.47%),两者均包括大单拷贝区(LSC)、小单拷贝区(SSC)和反向重复序列(IRa/IRb)。石仙桃与细叶石仙桃均注释了113个基因,其中编码蛋白质的基因79个,石仙桃中编码79个蛋白质基因使用22968个密码子,编码亮氨酸的UUA相对同义密码子使用频次(RSCU)达到1.90;细叶石仙桃中编码79个蛋白质的基因使用22923个密码子,编码亮氨酸UUA的RSCU达到1.91。石仙桃叶绿体基因组中共有44个简单序列重复(SSR)、47个散在重复、26个串联重复;细叶石仙桃有32个SSR、25个散在重复、30个串联重复。石仙桃属6个物种的四分体边界及共线性无大片段变化,但存在核苷酸多态性,trn K-UUU、trn Q-UUG、rpl16等基因可作为物种的分子标记候选基因。系统分析明确了石仙桃和细叶石仙桃等石仙桃属物种与蜂腰兰和流苏贝母亲缘关系较近,并同处于附生兰的分支中,叶绿体基因组大片段倒置等可能是兰科适应生活习性改变的原因之一。本研究明确了石仙桃和细叶石仙桃叶绿体基因组特征,探讨了其系统发育及兰科生活习性与叶绿体基因组之间的关系,为进一步分类和分子标记开发等相关研究奠定了基础。

石仙桃中4种转录因子鉴定及其组织表达的研究

【目的】石仙桃Pholidota chinensis Lindl为珍稀濒危的附生兰,附生较地生而言进化出了许多特殊的形态结构和生理生化特性,而转录因子对调控植物的生长发育具有作用,旨在探讨和发掘石仙桃中调控其生长发育的转录因子。【方法】利用PacBio和Illumina测序技术获得石仙桃的全长转录组数据以及在根、根状茎、假鳞茎和叶片中的基因表达量,通过进一步生信分析,探讨石仙桃4种转录因子家族成员、理化特性及其组织表达特异性,并用氯化钠(NaCl)和茉莉酸甲酯(MeJA)诱导逆境胁迫,用RT-qPCR分析了C2H2家族和bHLH家族的表达量。【结果】石仙桃中鉴定的4种转录因子及其家族成员转录本为:C2H2家族21个、bHLH家族27个、WRKY家族30个、bZIP家族19个,这4个家族及其成员主要为亲水的不稳定性蛋白,亚细胞定位主要位于细胞核内,bHLH家族的部分成员位于细胞质、叶绿体等细胞器中,各基因家族均具有典型的保守结构域特征,在石仙桃的根、根状茎、假鳞茎和叶片呈现出明显的组织特异性。21个C2H2家族和27个bHLH家族中所有基因表达均受NaCl和MeJA影响,但家族成员受到促进或抑制表达及其表达量存在差异。【结论】鉴定了石仙桃中4个转录因子家族成员的数量,各家族成员主要是位于细胞核内的亲水不稳定性蛋白,并具有保守结构域特征和组织表达特异性。

多花黄精种子微根茎基因表达特征分析

多花黄精种子发芽过程具有微根茎形成的特殊萌发现象,阐述微根茎形成过程中基因表达的变化有助于微根茎形态结构及其发育、种子生理等相关研究。本文通过高通量测序技术,对不同萌发状态的多花黄精种子进行转录组测序及生物信息分析。结果表明,微根茎形成时与胚根突破种皮共有显著性差异的Unigenes 17907条,在代谢过程、催化活性、蛋白质磷酸化等Terms中均有较高的差异表达;Pathway显著性富集表明,差异基因主要富集于植物激素信号转导、淀粉和蔗糖代谢、黄酮类生物合成等通路中,且富集到植物激素信号转导通路中的基因有大量表达,尤其是油菜素内酯通路基因表达上调。微根茎变绿前后共有显著性差异的Unigenes 26833条,主要富集在代谢过程、肽生物合成过程、催化活性等通路中;Pathway显著性富集表明,差异基因主要富集于核糖体、淀粉和蔗糖代谢、光合作用等通路中,在光合系统中几乎所有的关键酶均上调。该文明确了多花黄精种子微根茎的形成是系列基因复杂的调控网络,且油菜素内酯可能对微根茎的形成具有重要作用,微根茎变绿后即可进行光合作用,为微根茎形成的生理研究、生产上促进微根茎快速膨大、微根茎的开发利用等深入研究提供参考。

稻鸭共育下硅肥对精量穴直播水稻茎秆抗倒伏性和产量的影响

【目的】探讨稻鸭共育下硅肥调控精量穴直播水稻茎秆力学、形态结构和物质积累分配机理及其与茎秆抗倒伏性和产量的关系,为稻鸭共育应用于水稻轻简化栽培提供理论基础和实践依据。【方法】以渝香优8133、渝香203、渝两优86、C两优华占和黄华占为试验材料,设不施硅肥+养鸭(D)、施硅肥+养鸭(DS)、施硅肥+不养鸭(S)和不施硅肥+不养鸭(CK)4个处理,测定产量及产量构成要素、力学指标、节间长度、茎粗、壁厚、叶面积指数、茎和鞘充实度及单株茎、叶、穗干质量,分析水稻茎秆力学特征、形态结构、物质积累与茎秆抗倒伏性和产量的关系。【结果】与CK相比,D、S和DS处理产量分别增加3.7%~25.8%、4.9%~17.3%和0~23.4%,其中DS处理下渝香203、渝香优8133和C两优华占分别增加17.3%、23.4%和9.5%,差异达显著水平(P<0.05,下同)。D、S和DS处理的倒伏指数分别较CK降低8.8%~12.4%、8.0%~13.6%和12.2%~30.2%,其中以DS处理降幅达显著水平,品种间趋势一致。DS处理下,茎秆折断弯矩较CK提高13.4%~44.7%,是倒伏指数显著降低的主要原因,品种间渝香优8133、渝香203和渝两优86归因于断面模数增大,C两优华占和黄华占归因于弯曲应力增强。与CK相比,DS处理提高了精量穴直播水稻基节茎、鞘充实度、茎粗和壁厚,增加了抽穗期和成熟期单茎和鞘干质量,提高了茎秆折断弯矩。相关分析结果表明,穗长、下部节间、中部节间和上部节间均与倒伏指数呈极显著正相关(P<0.01,下同),基部节间茎和鞘充实度、茎粗、壁厚及抽穗期和成熟期单株茎干质量与折断弯矩呈显著或极显著正相关。【结论】稻鸭共育下施用硅肥可增强基节粗度和壁厚,提高节间茎鞘充实度和茎秆质量,进而增强精量穴直播水稻茎秆机械强度和抗倒伏性。

新型香稻渝恢2103香味分子遗传特性分析

香味是优良稻米品质的重要衡量标准之一,2-乙酰-1-吡咯啉(2AP)是最主要的香味物质,然而2AP生物合成机理至今仍未确凿。本研究筛选了与2AP生物合成密切相关的甜菜碱脱氢酶2基因(Badh2)在30份水稻材料中的3种突变类型,从中发现1份新的香稻材料渝恢2103,该材料Badh2基因序列编码区无突变,遗传分析显示渝恢2103与badh2-E7突变型香稻宜香1B香味基因不等位,与非香稻杂交F2香与非香分离比接近9∶7,与香稻杂交F2香与非香分离比接近7∶9,表明渝恢2103的香味受多基因控制。进一步利用实时荧光定量PCR技术(qRT-PCR)比较了与2AP生物合成相关基因在日本晴、渝恢2103和宜香1B的表达情况,结果显示,Badh2基因在日本晴和渝恢2103中表达差异不大,但在宜香1B中表达量异常高;多数脯氨酸与谷氨酸代谢途径相关基因在宜香1B中的表达水平显著高于日本晴和渝恢2103;推测宜香1B的2AP合成同时受Badh2基因以及脯氨酸与谷氨酸代谢途径相关基因的影响;渝恢2103香味形成可能与这些基因无必然联系。渝恢2103特殊的遗传特性可能为水稻香味形成机理研究提供新的突破点。

综合评分法优化金花茶叶提取工艺及抗氧化活性分析

目的:优化金花茶叶的超声提取工艺,并对不同生长期金花茶叶醇提物的抗氧化能力进行考察。方法:采用单因素试验结合响应面分析法,选取乙醇浓度、液料比、提取温度和提取时间为考察因素,以总黄酮、茶多酚含量和浸膏得率为综合指标,采用综合评分法进行单因素试验和4因素3水平的Box-Benhnken试验,并对不同生长期金花茶叶醇提物的清除DPPH·自由基、ABTS+自由基能力及FRAP还原力进行考察。结果:优化得到的提取工艺为:乙醇浓度60%,液料比80∶1(mL/g),提取温度55℃,提取时间30 min。不同生长期金花茶叶醇提物的抗氧化活性大小为成熟叶>老叶>幼叶。结论:优化的工艺合理可行,金花茶叶适宜采收期为成熟叶,该研究为金花茶叶作为天然抗氧化剂资源的开发提供技术参考和理论依据。

干旱胁迫对金花茶幼树生理特性的影响

以盆栽控水法对3年生金花茶幼树进行干旱胁迫,研究金花茶幼树各项生理指标的变化,结果表明:(1)轻度干旱胁迫即能引起金花茶叶片净光合速率(Pn)的下降,但土壤相对含水量降至20%并时未对3年生金花茶幼树成熟功能叶的光合系统造成不可逆的损伤;(2)轻、中度胁迫下,3年生金花茶幼树叶片相对含水量(LRWC)仅小幅降低,丙二醛(MDA)、叶绿素(Chl)、叶绿素a/b(Chl a/b)、可溶性糖(SS)含量和超氧化物歧化酶(SOD)活性与CK相比无显著差异,过氧化物酶(POD)活性在中度胁迫时较CK显著提高,类胡萝卜素(Car)含量在轻度胁迫15d时较CK显著提高,脯氨酸(Pro)含量在胁迫初期较CK显著提高,可溶性蛋白(SP)在轻度胁迫15d时较CK显著提高;(3)重度胁迫下,3年生金花茶幼树叶片除Car以外的各项生理指标均较CK有显著变化。说明轻、中度干旱(土壤相对含水量40%~65%)对金花茶幼树成熟叶的生理影响较小,重度干旱(土壤相对含水量20%~25%)对金花茶幼树成熟叶的各项生理指标影响较大。因此,在金花茶幼树栽培中应制定合理的水分管理措施,当土壤相对含水量低于25%时应及时补充水分,避免持续重度干旱造成严重影响。

37份福建山药地方品种主要性状遗传变异研究

【目的】研究当前主栽的福建山药地方品种资源主要性状的遗传变异,为优质地方山药资源的开发和品种选育奠定基础。【方法】以37份福建山药地方品种资源为材料,对24个主要性状进行观测分析,并采用多样性分析、相关性分析、主成分分析和聚类分析等方法进行研究。【结果】数量性状的变异系数为21.01%~68.26%,块茎相关性状变异范围大于地上部茎叶,描述型性状的多样性指数范围在0.281~1.349,地上部生长势、块茎形状、表皮光滑度、须根数的多样性指数大于1。相关性分析表明,叶片、叶柄长势、茎粗均可以反映地上部植株生长势的强弱,地上部的生长势强弱又与地下部块茎产量密切相关,因此,可从地上部的生长发育情况初步推断产量。主成分分析表明,前5个主成分累计贡献率为80%,第1主成分贡献率为43.76%,主要反映地上部茎叶长势和地下部产量构成。聚类分析可将37份福建山药按基原分成4类,其中以参薯类群的表型遗传多样性水平最高。【结论】福建山药地方品种资源具有丰富的遗传多样性,块茎多样性大于茎叶,地上部长势与产量相关性状互相影响。

不同贮藏方法对金花茶花品质的影响

【目的】探讨不同贮藏方法对金花茶花品质的影响,为金花茶花产品的开发利用提供依据。【方法】以冷冻干燥的金花茶花为材料研究低温避光、室温曝光和室温避光3种贮藏方法对金花茶花品质的影响。每间隔3个月测定其总黄酮、总多糖、总皂苷和茶多酚4种生理活性成分及氨基酸、蛋白质和粗脂肪3种营养成分的动态变化,并进行主成分分析和多指标综合评价。【结果】生理活性成分和营养成分含量及其表面色泽的变化与贮藏方法及时间有关。相同贮藏条件下各贮藏方法的金花茶花总皂苷、茶多酚、蛋白质含量均下降,粗脂肪和总多糖含量升高;低温避光贮藏的总黄酮、总皂苷含量均较其他两种贮藏法的高,粗脂肪则较之低,花色保持不变;室温曝光下总黄酮和总皂苷较贮藏前降低,粗脂肪较贮藏前升高,花朵表面色泽加深变暗。【结论】总黄酮、总皂苷、总多糖、氨基酸总量可作为综合评价金花茶花品质的可选指标。低温和避光利于金花茶花贮藏。从金花茶花品质稳定、外观色泽变化及提高金花茶花等级和售价等方面综合考虑,金花茶花以室温避光贮藏不超过6个月、低温(5℃)避光贮藏不超过12个月为宜。

高温伏旱下籼粳型水稻不育系的开花习性

【目的】研究高温伏旱与籼粳型水稻不育系开花习性的关系,并鉴定高温伏旱条件下具有良好开花习性的籼粳型水稻不育系,为新选系的应用和地方种质的进一步改良提供理论依据。【方法】以5个偏粳型和5个偏籼型的籼粳型水稻不育系材料为研究对象,通过大田分期播种,使各参试材料开花期遭遇自然高温伏旱,通过调查单穗开花花时动态、单穗和单株开花历期及柱头外露率等指标对参试材料进行综合评价。【结果】参试材料间开花习性差异明显;在高温伏旱条件下,材料类型是导致开花习性差异的主要因子;其中6466A、6474A、805A和650A等4个不育系具有开花高峰期较早、单穗和单株开花历期较长、柱头外露率较高、柱头生活力高等优点。6466A开花高峰期集中在10:31~12:00,较G46A提前1.5 h;6474A的柱头外露率较高,达78.16%;650A的单株开花历期最长,达17.2 d;805A的柱头生活力较高,且可保持时间较长。【结论】不育系6466A、6474A、805A和650A在高温伏旱条件下表现出较好的开花习性,可作为高温伏旱下育种的选育亲本,或在种质资源改良中加以利用。

生物炭和黄腐酸钾对连作地太子参生长、产量及品质的影响

为了筛选适合太子参连作地的土壤改良剂,采用大田试验研究了不同用量生物炭、黄腐酸钾对连作地太子参生长、产量及品质的影响。结果表明:施用不同量生物炭(3000、5250、7500 kg·hm^(-2))可提高太子参出苗率21.78%、9.32%、14.65%;施用不同量生物炭对萌芽期太子参植株生长无显著影响,但提高了旺长期单株重及叶绿素含量;生物炭施用量为7500 kg·hm^(-2)时产量增加11.51%,块根多糖含量提高44.44%;生物炭施用量为3000 kg·hm^(-2)时皂苷含量提高23.27%。施用不同量黄腐酸钾(525、1125、1725 kg·hm^(-2))太子参出苗率降低,但提高了太子参旺长期叶片数及叶片大小;施用不同用量黄腐酸钾(525、1125、1725 kg·hm^(-2))时太子参产量出现不同程度降低,但其块根多糖含量分别提高51.20%、37.34%、46.84%,皂苷含量分别提高8.04%、5.72%、14.30%。

中药材种子质量分级标准研究进展

中药材种子分级标准研究是中药材规范化生产的基础,更是中医药现代化、标准化的重要保障。按根及根茎类药材、花及果实种子类药材、全草及茎叶类药材三类药材的药用部位进行分类综述,整理近年来中药材种子质量分级标准方面研究进展,并指出今后研究的重点方向,为药材种子标准化建设及应用提供参考。

中药材种苗质量分级标准研究进展

中药材种苗分级标准研究是种子种苗标准化的关键,是中药材规范化生产的基础,更是中医药产业现代化、标准化的重要保障。按照药材的药用部位进行划分,分为根及根茎类药材、花及果实种子类药材、全草及茎叶类药材,对近年来3类药材的种苗质量分级标准研究进展进行综述,并对今后中药材种苗标准研究进行展望,以期促进药材种苗分级标准研究,为中药材种苗标准化及应用提供参考。

马蓝生产技术规范化流程与思考

为规范化生产加工青黛的基原植物马蓝,以提高青黛质量,保障以马蓝为基原的中药饮片及加工业健康良好发展。采用查阅文献、实地调研、咨询同行的方法,将理论与实际相结合,概况了马蓝规范化生产技术流程,详细阐述了马蓝规范化生产的产地环境、栽培方法、采收加工等技术要求,并总结了马蓝栽培技术规范,为马蓝规范化生产提供借鉴。

17份山药种质资源在闽北地区的适应性评价

为筛选出适宜在闽北地区种植的优质山药种质资源,2020年从全国引进17份优质山药种质资源开展对比试验,综合考察各种质资源的农艺性状、产量及品质。结果表明:马铺3号和马铺1号产量分别为50370.4 kg·hm^(-2)和41700.0 kg·hm^(-2),具有高产、条形顺直、易去皮加工的特点;闽糯山药2号和闽糯山药3号产量分别为41381.5 kg·hm^(-2)和31655.6 kg·hm^(-2),肉质白,糯性极强,口感好;安远紫山药出苗早、早熟早应市,且尿囊素含量在供试种质资源中最高。连城红皮1号可溶性糖含量最低,适合低糖饮食人群;明溪土薯为长圆柱形,肉色雪白,肉质紧密,口感好,适合鲜食或烘干加工;屏南绵薯口感绵软细腻,可用于婴儿辅食及其产品加工等。综上,马铺3号和马铺1号可作为鲜食或加工专用品种推广试种;闽糯山药2号和闽糯山药3号可作为特色糯性山药推广试种;安远紫山药可作为特色紫山药推广试种;连城红皮1号、明溪土薯、屏南绵薯等3份山药可小面积推广试种。

福建省山药产业发展现状及对策

近年来,福建省山药产业的种植栽培模式、品牌建设和产业链延伸都得到快速发展,并逐步形成地方及区域的特色产业,但还存在技术与科研投入不足、深加工能力不足、品牌创建及销售能力不强等问题。针对存在的不足提出发展对策:加大科研投入,促进标准化生产;提高组织程度,促进区域发展;培育龙头企业,延伸产业链条;加大宣传力度,实施品牌战略。

苦瓜新品种如玉146的选育

如玉146是以自交系0824-8-13为母本,以自交系0713-6-3为父本配制而成的早中熟苦瓜一代杂种。植株生长势较强,早春低温条件下生长较快,主侧蔓均可结瓜,连续坐果能力强。春季栽培主蔓第1雌花节位为第15节左右,从开花到商品瓜成熟15~18 d(天);商品瓜近平顶棒状,瓜长32~38 cm,横径6.5 cm左右,肉厚1.1 cm左右,单瓜质量500~600 g;瓜皮白绿色、有光泽,纵条间圆瘤。果实肉质脆嫩,苦味中等,回味甘甜,VC含量735.0 mg·kg^-1,品质优良。抗枯萎病,中抗白粉病,每667 m^2产量3200~3500 kg,适宜福建、江西、湖南等地早春大棚或春露地种植。

马蓝染色体制片技术优化

以莆田地区马蓝分生组织为材料,采用压片技术,探讨马蓝不同取材部位、不同取材时间、不同预处理试剂处理、不同解离时间等对马蓝染色体制片的影响,并进行核型分析。结果表明:以根尖分生组织为材料,在上午8:00、8:30取材,用0.1%秋水仙素溶液室温预处理0.5 h,用卡诺液固定4 h,然后用1 mol·L^(-1)盐酸在60℃水浴8 min,卡宝品红染色8 min,可获得分散良好,形态清晰的染色体。核型分析表明,马蓝染色体为32条,马蓝的核型公式是2x=2n=32=4sm+28m,核型类型为1 B,不对称系数为59.54%。说明莆田地区马蓝在相对稳定的自然环境中进化速度缓慢。

马铺山药1号特征特性及其浅层生态栽培技术

山药浅层生态栽培技术采用不深耕翻土铺设U型槽、覆盖保墒、不引蔓搭架的粗放栽培管理方式,不仅可减少灌水量,促进肥料吸收利用,减少肥料和农药施用量,而且适用范围广,可在农田、荒山荒坡、幼龄果园及稀疏林下应用。介绍山药新品种马铺山药1号的特征特性,并总结其浅层生态栽培技术,包括整地做畦、铺放U型与填充基质、种薯选择和处理、播栽与覆草、田间管理、病虫害防治及适时采收等内容。

不同遮阴栽培对金花茶叶片生理和药用品质的影响

通过比较林缘、林间及遮阳网下不同遮阴栽培金花茶叶片的丙二醛(MDA)、脯氨酸(Pro)、可溶性糖(SS)、茶多酚、总黄酮、总皂苷和粗多糖的含量,及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)的活性差异,探究不同遮阴栽培对其叶片抗逆相关生理和主要药用成分含量的影响。结果表明:林间及遮阳网下栽培有利于金花茶的正常生长,能降低其叶片抗逆生理反应,提高粗多糖含量,但林缘栽培能提高金花茶叶片茶多酚、总黄酮和总皂苷的含量。生产中可根据产品需求采用不同遮阴方式栽培,在保证金花茶正常生长前提下提高目标成分的产量。