两型豆属叶绿体基因组特征及密码子偏好性分析

为明确锈毛两型豆的叶绿体基因组结构和两型豆属叶绿体基因组密码子使用偏性及影响因素,以亚热带中、南部地区具有广阔开发利用前景的豆科草种—锈毛两型豆(Amphicarpaea ferruginea)为试验材料,利用高通量测序技术对锈毛两型豆进行叶绿体基因组测序、组装和注释,对其叶绿体基因组结构、基因组成进行分析。同时利用CodonW 1.4.2软件和CUSP在线程序等软件分析锈毛两型豆和两型豆的基因密码子使用偏性参数和核苷酸组成。结果显示:锈毛两型豆叶绿体基因组全长为152 531 bp,包含83 364 bp的大单拷贝(LSC)区、17 935 bp的小单拷贝(SSC)区和25 616 bp的1对反向重复序列,为典型四分体结构,GC含量为35.44%;叶绿体基因组共编码130个基因,包括85个蛋白质编码基因、37个tRNA基因和8个rRNA基因;叶绿体基因组共检测出73个简单重复序列(SSRs),单、二、三、四、五和六核苷酸SSRs的数目分别为41、28、3、1、0和0。从锈毛两型豆和两型豆叶绿体基因组中筛选到适用于密码子使用偏好性分析的CDS基因共48条,两种植物叶绿体基因组具有相似的密码子使用模式,均倾向于使用A与U作为末尾碱基,48个基因的ENC值均在35%以上,表明锈毛两型豆和两型豆叶绿体基因组的密码子偏性较弱;综合中性绘图分析、有效密码子数(ENC-plot)分析和奇偶偏好性(PR2-plot)分析的结果显示两型豆属叶绿体基因组密码子使用模式不仅受突变压力的影响,同时还受选择压力以及其他多种因素的影响;在锈毛两型豆和两型豆中分别确定18和20个最优密码子,其中共有最优密码子18个。基于豆科20个物种叶绿体基因组构建的系统发育树表明,豆科20个物种构成一个单系类群,锈毛两型豆与两型豆亲缘关系最近。

两型豆花粉和叶表皮的扫描电镜观察

两型豆花粉和叶表皮在扫描电镜下的形态特征:花粉近球形至矩球形,三孔沟,外壁表面较粗糙,侧壁具疣状突起至块状突起,极面具粗网状纹饰,但两型豆祖山居群属于萌发沟不明显型,两型豆燕塞湖居群属于萌发沟明显型.叶表皮细胞不规则,排列紧密,叶脉表皮细胞长圆柱形,长轴与叶脉平行,角质膜薄,表皮毛均为单细胞非腺毛,气孔器仅分布在下表皮,属于平列型,偶见不规则型.表皮毛和气孔器在叶片上分布不均匀,两型豆祖山居群叶表皮毛和气孔器的平均密度大于两型豆燕塞湖居群叶表皮毛和气孔器的平均密度,自然生长的两型豆叶表皮毛和气孔器的平均密度大于遮光条件下的两型豆.

三籽两型豆生长发育特性及栽培技术研究

目的 :探明两型豆的种子萌发、植株生长发育特性及主要栽培技术措施 ,为人工栽培提供依据。方法 :采用室内种子萌发、田间播种观察、光照处理及小区栽培方法。结果 :试验表明地上种子存在硬实现象 ,地下、地上种子播种都能正常出苗、开花、并都结出地上、地下正常发育的种子 ;在河北东部地区 5月初播种 ,九月初开花 ,10月下旬收获 ;两型豆的幼苗属于子叶不出土类型 ;地下种子的发育来自于子叶节部位着生的地下茎及分枝 ;两型豆是耐阴、怕高温的短日照植物 ,短日处理可大幅度提早开花、结实 ;栽培时注意种子处理、遮光、充足土壤水分供应及搭架等措施。结论 :初步明确了三籽两型豆地上、地下种子萌发、植株生长发育等特性和相关栽培技术措施。

三籽两型豆地下种子的发生及在自然种群繁衍中的作用

通过野外实地调查、室内种子萌发试验、田间播种及形态学研究 ,表明三籽两型豆属于耐阴、喜湿、怕高温的短日照植物 ,存在地上和地下两种类型的种子 ,幼苗属于子叶不出土类型。其地下种子主要来自子叶节部位发生的地下茎及其分枝 ,地下茎各分枝的顶端膨大逐渐发育成具有完整结构的种子。地下种子播种后能正常出苗、开花 ,并结出正常的地上、地下种子。自然状态下 ,由于地上种子存在硬实现象 ,吸水萌发率较低 ,地下种子在种群的繁衍过程中起重要作用。

两型豆种子硬实特性及其休眠破除方法

[目的]了解两型豆(Amphicarpaea edgeworthii Benth.)种子硬实特性,探讨破除种子休眠的方法。[方法]以两型豆种子为材料,观察种子形态特征,并采用浓硫酸处理、热水烫种、机械损伤3种方法处理两型豆地上种子,探讨两型豆地上种子的硬实特性和破除种子休眠的方法,同时探讨两型豆种子萌发的适宜温度。[结果]两型豆地上种子为扁圆形,长3.38 mm,宽3.02 mm,厚1.88 mm,千粒重为15.32 g,自然成熟后硬实率高达98%,地下种子近扁球形,最大直径可达15 mm,百粒重50.08～58.26 g;破除硬实方法中,以划破种皮和浓硫酸处理20 min效果最好,热水烫种处理效果最差;20～30℃恒温条件是两型豆地上种子萌发的最适温度,而30/20℃变温为两型豆地下种子萌发的最适温度。[结论]破除两型豆种子硬实效果最好的方法是划破种皮和浓硫酸处理20 min。

三籽两型豆总黄酮·氨基酸含量测定

测定了泰山自然生长的野生三籽两型豆(Amphicarpaea edgeworthii Benth.)中总黄酮及氨基酸含量。结果表明,三籽两型豆总黄酮含量为0.02519%;共测出18种氨基酸,氨基酸总量214.9mg/g,含量最高的为谷氨酸38.0mg/g,人体必需氨基酸占氨基酸总量的35%。三籽两型豆有较高的药用和营养价值,是一种是比较理想的功能食品新资源。

三籽两型豆地下种子的萌发及幼苗生育特性研究

三籽两型豆地上、地下都能结正常种子的特性较为罕见 ,本试验结果表明 :地上种子存在硬实现象 ;地下、地上种子播种都能正常出苗、开花、并都结出地上、地下正常发育的种子 ;在河北东部地区 5月初播种 ,九月初开花 ,1 0月下旬收获 ;两型豆的幼苗属于子叶不出土类型 ;地下种子的发育来自于子叶节部位着生的地下茎及分枝 ;两型豆是耐阴、怕高温的短日照植物 ,短日处理可大幅度提早开花。

三籽两型豆氨基酸成分测定

目的测定三籽两型豆Amphicarpaea edgeworthii Benth氨基酸的含量。方法用氨基酸自动分析仪测定三籽两型豆水解后的氨基酸。结果共测出18种氨基酸,氨基酸总量为21.49mg/100mg,含量最高的为谷氨酸3.80mg/100 mg,有7种人体必需氨基酸,占氨基酸总量的35%。结论三籽两型豆有很高的药用价值和保健功能,开发前景广阔。

两型豆营养器官解剖学研究

对两型豆的营养器官进行解剖学研究表明,两型豆根的初生木质部为4原型；茎的初生维管束中有3大束和5～7小束,两个大维管束之间夹有2～3个小维管束,所有维管束在茎的横切面上呈环状排列；茎的次生结构中的次生韧皮部的韧皮纤维发达；地下茎的结构和茎的结构相似；叶片下表皮细胞内有单晶存在,上表皮无气孔；上胚轴的维管束呈“T”字形。

三籽两型豆营养成分分析

以国家膳食营养素检测标准为依据,采用国家标准规定的相关方法,对三籽两型豆Amphicarpaea edgeworthii Benth.进行了全成分分析检测。结果显示,蛋白质含量达21.9 g/100 g,脂肪含量1.22%,碳水化合物含量65.0%,膳食纤维含量18.7%,V B1含量0.026 mg/g,V B2含量0.074 mg/g,V B6含量0.225 mg/g,并含有Zn、Fe、Mg、K、Ca等多种矿质元素。证明三籽两型豆具有较高的食用价值和医药保健价值,值得推广种植、开发利用。

两型豆(Amphicarpaeaedge worthii Benth.)地上、地下种子实生苗发育特性的初步研究

两型豆地上、地下都能结正常种子的特性较为罕见 ,本实验从地上、地下种子的萌发、出苗、植株生长发育、地下结实、及幼苗对短日照反应等方面进行了初步的研究。结果表明 :(1)地上种子存在硬实现象。 (2 )地下、地上种子播种都能正常出苗、开花 ,并结出地上、地下正常发育的种子。在昌黎地区 5月初播种 ,9月初开花 ,10月下旬收获。 (3)两型豆的幼苗属于子叶不出土类型。 (4 )地下种子的发育来自子叶节部位着生的地下茎及分枝。 (5 )两型豆是耐阴、怕高温的短日照植物 ,短日处理 (6 ,8,10 ,12h)可大幅度提早开花、结实。

两型豆花器官的扫描电镜观察及花粉活力的测定

通过扫描电镜观察了两型豆的花器官的特征,并测定了其花粉的活力。

三籽两型豆上迷惑集壶菌的初步观察

迷惑集壶菌(Synchytrium decipiens)是三籽两型豆上的一种专性内寄生菌,侵染三籽两型豆的豆荚和假根,形成不规则瘤状凸起,瘤状体内着生许多病原菌的营养体,阻碍导管中水分和无机营养物质的运输,最终导致三籽两型豆的枯死。本文首次报道三籽两型豆豆荚和假根上的迷惑集壶菌,并进行了初步观察和研究,为三籽两型豆的资源开发和人工种植中病害形态学鉴定以及病害防治提供研究基础。

两型豆种子发育的解剖学研究

两型豆为豆科野生物种,对大豆育种和植物发育生物学研究具有重要价值。试验采用石蜡切片法进行了两型豆种子发育的解剖学研究,结果表明:(1)胚珠在花后12 h完成受精;(2)花后2 d合子进行第1次分裂,第1次分裂为横分裂,花后4 d形成原胚;(3)花后24 d,原胚经过球形胚期、心形胚期、鱼雷胚期,发育为成熟胚;(4)胚乳发育为核型,成熟种子为无胚乳种子;(5)外珠被发育为种皮,种皮细胞呈栅栏状且外被角质层,是造成三籽两型豆地上种子硬实的重要原因之一。

珍稀野生豆科植物-白花野生两型豆

白花野生两型豆，为一年生豆科珍惜草本植物，在开展农作物品种资源普查时，在山东省彩蒙山一带发现的。该植物是野生大豆的变种。但与一般野生大豆具有明显区别，是具有地上结荚、地下结豆，茎两型、花两型、种两型的特异性状．在原生地高抗病虫害、再生能力强，有很强的适应性和抗逆性及生命力。综合植物学性状较其它野生豆表现极为优越珍贵。经查阅《中国植物图鉴》、《野生大豆资源考察》、《新日本植物图鉴》等典籍，都是紫花野生大豆．均无白花野生两型豆的记载，因而是极其宝贵的种质资源和野生植物资源。经过对白花野生两型豆进行系统调查观察，总结其形态特征、生态特性、生育状况和经济性状如下，为进一步研究开发提供依据。

豆科两型豆地上、地下花的比较胚胎学研究

两型豆同一植株上同时产生3种类型的花,即地上开放花、地上闭锁花和地下闭锁花。它们分别发育成熟于地上和地下。利用常规的石蜡切片和扫描电镜技术对地上和地下花的形态及胚胎学过程进行了研究。结果表明:1)地上开放花的花药4室,绒毡层为腺质型,小孢子四分体四面体型,胞质分裂同时型,二细胞型花粉,胚珠弯生,双珠被,厚珠心,胚囊发育为单孢蓼型,胚发育为柳叶菜型,核型胚乳;2)地下花的胚胎学特征与地上花基本相同,主要差异表现在花药2室,小孢子四分体以四面体型为主(可见左右对称型),胞质分裂同时型与连续型共存。同时,结合已有资料,对豆科蝶形花亚科植物的胚胎学特征进行了比较分析,探讨了两型豆属植物的系统位置。

珍稀植物白花野生两型豆人工驯化栽培技术

白花野生两型豆是野生大豆的变种,具有地上结荚、地下长豆,茎两型、花两型、种两型的特异性状,在原生地高抗病虫害、再生能力强,有很强的适应性、抗逆性及生命力,是极其宝贵的种质资源和野生植物资源。经系统观察研究和多年人工驯化模拟栽培,总结出一套切实可行的栽培技术,为加强对该野生植物种质资源的保护与进一步研究提供了依据。

白花野生两型豆适宜生态环境研究

白花野生两型豆是极其宝贵的种质资源和野生植物资源。为确保该野生植物资源不灭绝、不破坏,对白花野生两型豆的适宜生态环境进行了全面系统地调查研究,探索总结出了白花野生两型豆适宜生长的环境条件,为以后进一步开发研究和大面积种植奠定基础。

两型豆的小秘密——地下有果

我们常见的豆科植物大多是地上开花结果,只有花生是地上开花地下结果。有这样一种豆科植物,地上地下都结果,这就是两型豆。两型豆是豆科两型豆属的一年生缠绕草本,也叫三籽两型豆(通常3粒种子)。它的茎纤细,有淡褐色柔毛,羽状3小叶。花二型:一是生在茎上部的正常花,2~7朵排成腋生的短总状花序,花冠淡紫色或白色。