兰州百合鳞茎花青素合成相关MYB与bHLH转录因子的筛选分析

百合鳞茎在采后贮藏过程中,由于花青素的积累导致鳞茎变紫红色,进而影响其价值。该文基于兰州百合鳞茎转录组数据,利用生物信息学技术分析花青素相关转录因子,共分析了50个MYB转录因子与73个bHLH转录因子,包括序列的比对、理化性质分析、亚细胞定位、系统进化关系以及保守结构域预测。MYB分类结果显示,50个MYB转录因子中有2个属于1R-MYB类,44个属于R2R3-MYB类,3个属于3R-MYB类,1个属于4R-MYB类。50个MYB不稳定蛋白均为亲水性蛋白,亚细胞定位表明48个MYB定位于细胞核。73个bHLH均为不稳定蛋白,且72个都为亲水性,亚细胞定位显示58个bHLH定位于细胞核。通过与模式植物拟南芥MYB和bHLH转录因子构建进化树分析、保守结构域预测、基因表达量分析以及转录因子与结构基因的相关性分析,初步筛选出3个MYB基因和1个bHLH基因可促进兰州百合鳞茎花青素合成,为进一步深入研究兰州百合鳞茎花青素调控基因提供了理论支持。

龙牙百合褐斑病病原的鉴定、生物学特性及室内药剂筛选

为明确龙牙百合褐斑病病原,采集龙牙百合褐斑病典型症状的叶片,进行病原物分离、纯化和致病性测定,结合病原菌形态学观察及其rDNA-ITS、gapdh、tef1、RPB2和Alt a1等基因的序列分析,确定引起龙牙百合褐斑病的病原菌为枝状链格孢Alternaria arborescens。采用菌丝生长速率法,测定了光照、温度、pH值、碳源、氮源和不同培养基等处理对该病原菌生长的影响,并测定了病原菌对7种杀菌剂的敏感性。结果表明,最适合菌丝生长的条件为温度25℃,pH值5.0,碳源为蔗糖,氮源为牛肉浸膏,培养基为马铃薯葡萄糖琼脂(PDA)培养基;菌落致死温度为50℃。在7种参试药剂中,木霉菌抑制作用最强,其半数效应浓度(EC_(50))和90%效应浓度(EC_(90))值最低,分别是8.758×10^(-5)和0.198 mg·L^(-1);噁唑菌酮代森锰锌的毒力最低,EC_(50)和EC_(90)值分别为13.713和816.937 mg·L^(-1)。本研究结果为龙牙百合褐斑病菌的精准防控提供了理论依据。

基于UHPLC-QTOF-MS的兰州百合植物化学成分鉴定

为探究地理标志产品兰州百合(Lilium davidii var.unicolor)的植物化学成分,以甘肃省五个主要产区(兰州市榆中县、兰州市七里河区、定西市临洮县、定西市渭源县、临夏市永靖县)的兰州百合鳞茎为研究对象,基于超高效液相色谱串联四极杆飞行时间质谱法的非靶向代谢组学技术鉴定其植物化学成分。结果表明,在兰州百合鳞茎中初步鉴定出62种植物化学成分,包含谷胱甘肽等22种氨基酸、多肽及其衍生物,溶血磷脂酰胆碱等9种油脂和磷脂类,鼠李糖等7种糖类,阿魏酸、咖啡酸等7种酚酸类,山奈酚等4种黄酮类,核黄素、维生素C等4种天然维生素,阿魏酰腐胺等3种酚胺类,大丁苷等2种香豆素类,葫芦巴碱等2种生物碱,萜类组分松香酸和三萜皂苷类组分刺五加苷E。本研究丰富了兰州百合植物化学成分的现有数据,为兰州百合的研究与利用提供了科学依据。

卷丹百合黄酮提取物抗氧化活性研究

该实验旨在研究卷丹百合黄酮提取物抗氧化活性。以化学法、秀丽隐杆线虫模型为评价方法,用自由基清除率、抗氧化酶活力及线虫寿命等为指标,探究卷丹百合黄酮化合物的抗氧化能力。结果表明,卷丹百合黄酮提取物在料液比为1:10(g:mL)时,抗氧化活性达到最大值,其中DPPH自由基清除率为83.46%,ABTS阳离子自由基清除率为73.26%。卷丹百合黄酮提取物能显著提高线虫体内抗氧化酶活力和谷胱甘肽含量,提高线虫抗氧化能力,起到延长线虫寿命的作用。经过卷丹百合黄酮提取物处理的线虫在氧化应激条件下平均存活时间能达到10 h。卷丹百合黄酮提取物具有良好的抗氧化活性,具备开发食品抗氧化剂或功能食品的潜力。

百合育种技术研究进展

百合(Lilium spp.)是多年生球根草本植物,包括观赏、食用和药用百合,具有较高的经济价值。百合遗传背景复杂、杂合度高、远缘杂交不亲和,且传统杂交育种周期长、育种精度低,难以快速高效地培育目标品种。目前,包括现代杂交育种、诱变育种、倍性育种、体细胞杂交育种和基因工程育种在内的现代育种技术均已在百合中应用。本文总结了百合杂交育种中远缘杂交不亲和的克服方法,诱变育种中的诱变条件,倍性育种中多倍体育种和单倍体育种主要采取的技术手段,体细胞杂交育种原生质体分离纯化和杂交的条件以及基因工程育种中百合遗传转化体系和基因编辑体系的研究进展。在此基础上,列举了不同百合育种方法和技术的研究案例,分析了不同育种技术面临的问题,并展望了百合育种技术的进一步发展和应用前景,旨在为未来百合育种技术及其应用的研究提供有价值的参考,并为更多百合新品种的创制提供依据。

不同干燥方法对兰州百合质量的影响

目的以不同干燥方法干燥后兰州百合的外观品质和主要质量指标为依据,研究适宜的干燥方式。方法分别采用不同温度烘干、晒干、阴干、真空和冷冻干燥,用冷浸法提取浸出物,HPLC测定王百合苷A含量,百合多糖、总黄酮含量使用紫外分光光度法。结果真空和冷冻干燥外观质量综合评价最好,其次为80~100℃烘干。真空干燥处理的折干率、多糖和王百合苷A含量最高,且总灰分最低,分别为56.77%、23.13%、1.95 mg·g^(-1)和3.26%;冷冻干燥浸出物和总黄酮含量最高,分别为66.07%和3.84 mg·g^(-1),真空干燥次之;烘干处理中100℃烘干多糖、总黄酮和王百合苷A含量最高分别为21.30%、3.28 mg·g^(-1)和1.81 mg·g^(-1);90℃烘干浸出物含量最高,为56.83%,100℃和90℃烘干差异无统计学意义(P>0.05);冷冻干燥能耗高,阴干和晒干时间成本高。从外观质量、主要指标成分及能耗三方面综合考虑,认为真空干燥和100℃烘干是兰州百合干制的适宜方法。

卷丹百合LlARF12基因的克隆、表达及功能分析

【目的】探究卷丹百合珠芽发生前细胞和组织学层面的变化,讨论卷丹百合珠芽发生的内在机制。克隆生长素响应因子基因LlARF12,为解析LlARF12基因在卷丹百合珠芽发生过程中的作用机制提供参考。【方法】利用石蜡切片的方法对卷丹百合珠芽器官形成前的叶腋部位进行了组织学观测,从卷丹珠芽形成过程的转录组中筛选得到参与珠芽发生的关键基因LlARF12,克隆得到其编码区(CDS)序列,利用生物信息学软件对其进行分析预测,通过qRT-PCR对不同时期、不同种与品种的百合组织中的LlARF12基因进行表达模式分析,并通过VIGS技术对卷丹种球进行LlARF12基因沉默,从而验证其基因功能。【结果】克隆获得LlARF12基因长度为2346 bp,编码781个氨基酸;qRT-PCR结果显示,LlARF12在珠芽发生的小白点时期表达量显著低于未发生珠芽时期、在S1时期植株茎秆上部表达量显著低于茎秆下部、在能够自然发生珠芽的百合品种中表达量显著低于其他百合品种;沉默LlARF12基因导致卷丹珠芽发生时间提前,且发生的珠芽数量增多。【结论】在卷丹百合珠芽发生的S1时期之前,腋生分生组织已经开始启动,此处靠近表皮的薄壁细胞层数增加、细胞核堆积,并且逐渐产生成熟的维管组织。LlARF12在卷丹百合不能发生珠芽的组织部位和时期的表达量普遍更高,推测其在珠芽发生过程中可能发挥转录抑制作用,通过VIGS技术进行的基因功能验证证明了LlARF12对珠芽发生的抑制作用。

褪黑素诱导西伯利亚百合的转录组分析及LoERF96基因克隆

【目的】研究西伯利亚百合萌发阶段的分子调控机制,筛选响应褪黑素、促进百合鳞茎萌发的潜在乙烯响应因子(ethylene response factor,ERF)。【方法】对褪黑素处理下的西伯利亚百合小鳞茎关键时期样本进行转录组测序分析,并对差异表达基因进行功能注释,筛选响应褪黑素、促进百合鳞茎萌发的ERF潜在基因。对筛选的关键基因LoERF96进行克隆和生物信息学分析,通过实时荧光定量分析小鳞茎4个不同生长发育时期中LoERF96基因的表达量。【结果】根据转录组数据筛选得到780个差异表达基因,其中上调表达基因392个,下调表达基因388个。GO富集分析结果显示:富集的差异基因主要生物学过程包括代谢过程、细胞过程、生物调节、刺激响应、信号、生殖过程等。KEGG代谢途径分析结果显示:差异基因的代谢途径包括植物激素信号转导、植物MAPK信号途径、苯丙烷生物合成、淀粉和蔗糖代谢、光合作用、碳代谢、内质网中的蛋白质加工等。通过同源克隆得到LoERF96基因,该基因序列全长435 bp,编码144个氨基酸,有1个AP2保守结构域,蛋白相对分子质量约为16.32 ku,理论等电点为4.94,是没有跨膜结构的亲水性蛋白,预测亚细胞定位于细胞核中。RT-qPCR表达结果显示:在百合4个不同生长发育过程中,LoERF96基因的相对表达量总体呈先上升后下降的趋势。【结论】西伯利亚百合中的乙烯响应因子LoERF96受褪黑素诱导表达,这一结果为探究百合AP2/ERF转录因子萌发阶段的生物学功能提供了理论基础和参考。

百合鳞茎营养素与植物化学成分研究进展

百合是多年生草本植物,兼具观赏、食用和药用价值,其可食用或药用部位一般为鳞茎。近年来,百合鳞茎作为一种特色蔬菜,受到消费者青睐。本文重点从不同品种视角对百合鳞茎进行了分析,首先归纳了碳水化合物(包括活性多糖)、蛋白质及氨基酸、脂类、矿物质和维生素等营养素的详细构成,进一步总结了其甾体皂苷(包括螺甾烷醇、异螺甾烷醇、变形螺甾烷醇、呋甾烷醇类)、酚酸类(包括单聚酚酸、酚酸甘油酯和苷类)、黄酮类(包括黄酮醇、黄烷醇、查尔酮、黄烷酮、黄烷酮醇、花色苷类等)和生物碱类(包括异喹啉、吡咯啉、哌啶和甾体糖苷类)等已知植物化学成分的构成及其生物活性,最后对百合在保健食品中的应用进行概括,以期为百合研究及非药用加工利用提供理论依据和研究思路。

百合花香物质合成与调控机制研究进展

百合(Lilium spp.)原产于我国,在我国花卉产业中有着重要而特殊的地位。花香是其观赏性状的重要标签,已有研究结果表明,不同香型的百合主要花香成分差异较大,浓香型与淡香型百合的差异主要集中在萜烯类物质的不同,而采样时期、部位、环境、激素等均会导致花香成分变化。目前百合花香物质合成通路研究集中在萜烯合成通路上,多为萜烯合酶的功能研究及上游调控网络解析,而其他花香成分代谢途径基因的功能解析及分子调控机制的研究仍存在许多未解之谜。由于对百合花香合成及调控机制的解析不够全面与深入,难以支撑花香的精准改造,导致百合花香育种进程缓慢。深入挖掘与利用百合花香基因、完善相关代谢途径及调控网络可能会是百合花香的下一步研究重点。本文对百合花香的前期研究进行了回顾和总结,并对后期的研究方向提出展望,以期为后续百合花香分子调控机制研究提供参考,对定向培育香气怡人的百合新品种提供借鉴。

百合属(Lilium)几种植物花粉形态的观察

应用光学显微镜和扫描电子显微镜对百合属(Lilium)植物13个种花粉的形态、表面纹饰、萌发沟等性状的观察结果表明,百合属植物花粉皆为椭球形,具单萌发沟,网状纹饰,而花粉大小、网脊宽度、网眼直径等性状存在差异。在供试的13个种中,麝香百合系品种罗瑞拉(Longiflorum hybrids cv.Lorina)的花粉最大,有斑百合(L.concolor var.buschianum Baker)的花粉最小。花粉形态特征和超微结构对百合属植物的分类有一定价值。

匍茎百合再生体系的建立及多倍体诱导

为了保护匍茎百合(Lilium lankongense)的野生种质资源并提供简单有效的快繁方法,以匍茎百合为植物材料,建立以鳞茎为外植体的高效再生体系,并利用秋水仙素处理种子,诱导出多倍体植株。通过调节培养基中的植物生长激素和蔗糖的质量浓度,确定了匍茎百合不定芽诱导、小鳞茎膨大和生根的最佳培养基。结果表明:最佳不定芽诱导培养基为MS培养基+6-苄氨基嘌呤(6-BA)1.0 mg·L^(-1)+萘乙酸(NAA)0.7 mg·L^(-1)+蔗糖30 g·L^(-1),不定芽诱导系数为2.33,显著高于其他处理组合;最佳小鳞茎膨大培养基为MS培养基+蔗糖60 g·L^(-1),可显著提高小鳞茎的直径和鲜质量;最佳生根培养基为0.5倍浓度的MS培养基+萘乙酸(NAA)0.4 mg·L^(-1)+吲哚丁酸(IBA)0.1 mg·L^(-1),可显著增加根长和根数。用质量分数为0.03%的秋水仙素浸泡18 h,种子的成活率最高,为93.15%,再通过形态学、生理学和流式细胞仪鉴定,最终鉴定出4个四倍体植株和16个嵌合体植株。

百合斑驳病毒在卷丹顶端分生组织中的分布

【目的】百合斑驳病毒(lily mottle virus,LMoV)是危害重要食药用百合卷丹的主要病毒之一,每年给百合种植业造成数十亿的损失。通过原位杂交技术明确LMoV在卷丹顶端分生组织中的分布,为百合脱毒培养提供支撑。【方法】采用种植于贵州省清镇市的栽培卷丹作为试验材料,利用RT-PCR并于NCBI网站下载不同地方LMoV分离物构建进化树鉴定卷丹所携带的病毒种类,据检测结果选取LMoV为对象,基于LMoV基因组序列设计并制备RNA荧光探针,开展卷丹茎尖和根尖石蜡切片组织的RNA原位杂交,观察卷丹茎尖和根尖中LMoV的分布。【结果】RT-PCR检测表明卷丹材料侵染了LMoV,构建进化树发现本实验分离物与吉林和辽宁的LMoV分离物关系最近,原位杂交进而表明卷丹茎尖中LMoV杂交信号主要分布在顶端分生组织下方0.15-0.2 mm的组织中,靠近紧挨分生组织叶原基的初生叶基部有较弱的病毒杂交信号,靠近初生叶的成熟叶顶端中病毒荧光信号强烈,感染LMoV的卷丹分生组织中心纵切面无毒区大小为(0.4-0.6)mm×(0.15-0.2)mm;在根尖0.25 mm×0.2 mm分生组织中无杂交信号分布,在皮层细胞中信号最强烈,在根冠和根伸长区信号较弱。【结论】卷丹顶端分生组织及最接近顶端的一个叶原基[大小约(0.4-0.6)mm×0.2 mm]未发现病毒信号,可作为茎尖脱毒的起始材料。根顶端分生组织外侧根冠有较强病毒信号,不适合作为卷丹脱毒培养的外植体。

百合多糖提取工艺优化及吸湿保湿性能研究

以百合多糖得率为评价指标,以料液比、提取时间、提取次数为考察因素,采用单因素实验和正交实验优化了百合多糖的提取工艺,并研究了其吸湿保湿性能。结果表明,最优提取工艺为:料液比1∶50(g∶mL)、提取时间3 h、提取次数3次,在此条件下,百合多糖得率为12.69%;在相对湿度43%、81%下,百合多糖的吸湿过程均符合Weber-Morris模型;在干燥硅胶环境下,百合多糖48 h保湿率为9.21%,具有一定的保湿效果。

兰州百合响应自毒胁迫的代谢组学分析

为探究兰州百合(Lilium davidii var.unicolor)响应自毒胁迫的代谢机制,以1年生(Lily1)、2年生(Lily2)和3年生(Lily3)兰州百合为研究对象,采用气相色谱-质谱(GC-MS)技术分析了不同连作年限兰州百合的代谢组学变化,在其提取物中共检测和鉴定出124种代谢物。利用R软件对样品进行归一化,通过正交偏最小二乘判别分析(OPLS-DA)寻找差异代谢物,并筛选相关代谢物途径进行联合分析。结果表明:Lily1与Lily2的代谢组间存在明显差异,共有16种呈上调的差异代谢物(脂质类、黄酮类、糖类及酚类),且均上调;显著富集至酪氨酸代谢、丙酸代谢和类黄酮生物合成代谢通路。其中脂质类、黄酮类和糖类物质含量的提升表明在兰州百合连作的第2年,自身通过积极合成脂质类、黄酮类和糖类物质来响应自毒胁迫。Lily1与Lily3的代谢组间共有21种差异代谢物,包括1种上调代谢物(3-α-甘露二糖)和20种下调代谢物(胺类、酸类和脂质类);显著富集至5条代谢通路,分别为托烷、哌啶和吡啶生物碱的生物合成、磷酸盐和次磷酸盐的代谢、赖氨酸降解、谷胱甘肽代谢和D-氨基酸代谢。Lily2与Lily3组间同样有21种差异代谢物,唯一上调代谢物也为3-α-甘露二糖。这表明,在兰州百合连作的第3年,糖类物质作为直接参与维持细胞膜稳定性的碳水化合物,积极响应自毒胁迫。20种下调代谢物分别为胺类、酸类和脂质类,仅显著富集至丙酸代谢和类黄酮生物合成代谢通路。

玫红百合组培小鳞茎瓶内膨大影响因子的研究

玫红百合(Lilium amoenum)是具有玫瑰甜香味的珍稀百合资源。为探索玫红百合组培小鳞茎瓶内膨大的最适培养条件及培养基配方,以直径0.4~0.6 cm的玫红百合组培小鳞茎为材料,将其接种于添加不同质量浓度蔗糖或蔗糖与萘乙酸(naphthalene acetic acid,NAA)、6-苄氨基嘌呤[N-(phenylmethyl)-9H-purin-6-amine,6-BA]、吲哚丁酸(indole butyric acid,IBA)、多效唑(paclobutrazol,PP333)组合的Murashige&Skoog(MS)培养基中,设置16 h光照/8 h黑暗和全黑暗2种光照环境,培养45 d后统计小鳞茎的膨大系数和直径增大倍数。结果表明,在本试验条件下,随着蔗糖及激素质量浓度的升高,玫红百合组培小鳞茎膨大系数及直径增大倍数基本呈先增加后下降的趋势,其中:在添加蔗糖质量浓度为50~120 g/L处理中,以90 g/L蔗糖处理的膨大效果最好,小鳞茎嫩绿有光泽,抱合度好;当50~120 g/L蔗糖与0.1~0.7 mg/L NAA/6-BA、0.5~4.0 mg/L IBA或5~40 mg/L PP333协同作用时,以70 g/L蔗糖和1.0 mg/L IBA处理的小鳞茎膨大效果最好,其膨大系数与直径增大倍数最高,分别为3.63和1.83;高质量浓度的蔗糖与PP333协同作用会显著抑制小鳞茎的膨大。在16 h光照/8 h黑暗环境下培养的玫红百合组培小鳞茎较全黑暗环境下长势好,其膨大系数及直径增大倍数高,但黑暗环境下生根效果更好。本研究可缩短玫红百合田间培育成球时间,为种质资源保护提供了科学依据。

兰州百合多倍体离体诱导及其分子细胞鉴定

兰州百合是我国最重要的可食用甜百合。为培育优质的百合新种质,用不同浓度的秋水仙素离体诱变兰州百合小鳞茎,通过不定芽诱导获得变异幼苗。利用染色体倍性分析、幼苗早期形态观察及ISSR分子标记对其进行鉴定。结果表明,用0.15%秋水仙素处理小鳞茎48 h诱导效果最好,变异率为58.06%。选择2个形态变异且生长较快的幼苗进行流式细胞仪分析和根尖压片计数,发现其中1个变异株系含36条染色体的细胞数比例达到了80%,接近纯合三倍体。形态学观察显示,2个变异幼苗的叶片、鳞茎及根系与对照相比存在显著差异,且气孔保卫细胞大于对照,气孔密度降低。ISSR标记检测表明,2个诱变株系与对照相比均发生遗传变异,变异率分别为19.64%和20.91%。研究结果可为获得兰州百合三倍体新种质及秋水仙素诱变育种提供重要参考依据。

土壤镉对龙牙百合生长过程中生理生化特性的影响

为探究土壤不同含量Cd对龙牙百合生长及其生理生化指标的影响,设置对照(无Cd)、低(0.86 mg·kg^(-1))、中(2.16 mg·kg^(-1))、高(4.76 mg·kg^(-1))Cd含量的盆栽实验进行研究。结果表明:随着土壤Cd含量的增加,龙牙百合植株的生长量和叶片中叶绿素含量呈上升趋势;龙牙百合各部位Cd含量分布为下盘根>叶>地上茎>地下茎>上盘根>鳞茎,各处理下鳞茎Cd含量最低,最安全。在中浓度Cd处理下,百合下盘根的富集能力大于上盘根。土壤Cd浓度增加显著提高了龙牙百合鳞茎向地下茎的转移系数(P<0.05)。百合叶、地上茎、鳞茎和下盘根的丙二醛含量在高浓度Cd处理下分别显著提高了11.72%、11.31%、133.72%和79.37%(P<0.05),而超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性整体随Cd含量升高呈先上升后下降趋势。研究表明,龙牙百合有较强的耐Cd能力。

不同百合品种的花和叶片对灰葡萄孢菌(Botrytis cinerea)的抗性评价

评价不同百合品种叶片和花对灰霉病的抗性,分析叶片和花的灰霉抗性相关性,以期为评估百合对灰霉病的抗性及百合抗病育种提供支持。以A、O、L、LA和OT等5个系列的28个百合品种为材料,利用分离鉴定的灰葡萄孢菌,采用离体菌丝块直接接种和刺伤接种法,对百合的叶片和花瓣进行灰霉病抗性评价,并根据叶和花的病斑直径进行相关性分析。结果表明,同一品种百合叶片对不同灰葡萄孢菌株抗性存在差异,不同品种间百合叶片的抗性差异较大。其中白色帝王和眼线这2个品种属于高感品种;红星、丝雨、桃色事件等8个品种属于易感品种;地魔星、秘密之吻、穿梭等7个品种属于中抗品种;索邦、微微安娜、布林迪西等6个品种属于高抗品种;依兰、西伯利亚、俯视等5个品种属于免疫品种。对叶片进行刺伤,可导致灰霉菌侵染性增强。花瓣接种结果显示大部分百合花瓣比叶片更容易受到侵染,但是百合花和叶片对灰葡萄孢的敏感性没有显著相关性;红星、丝雨、桃色事件等13个品种的花和叶对灰葡萄孢菌的敏感性一致;地魔星、秘密之吻、布林迪西等14个品种的花比叶对灰葡萄孢菌更敏感;白色帝王的叶片较花对灰葡萄孢菌更敏感。组织损伤会降低百合对灰霉病的抗性,百合叶片与花对灰霉菌敏感性无显著相关性。依兰、微微安娜、西伯利亚和红色宫殿4个高抗品种可为百合灰霉病抗性资源合理利用以及品种选育提供参考。

催花保鲜剂对百合(Lilium)绿蕾催花保鲜生理的研究

探讨了百合切花绿蕾经两种催花保鲜剂处理后的效果 ,结果表明 ,催花保鲜剂能促进绿蕾提前开花 ,同时对开花后的百合切花有延缓衰老的作用 ,减少了切花在瓶插期间叶绿素与蛋白质含量的降解 ,提高了切花的品质和商品价值。处理 增加了开放率和花蕾长度 ,处理 增加了花瓣长和花径大小 ,同时在试验过程中揭示了百合切花经催花剂处理后的水分生理变化规律 ,筛选出最佳的催花保鲜剂为处理 。