药用苔藓植物银叶真藓和泥炭藓组织培养基配方研究

该实验用银叶真藓和泥炭藓为外植体,以不同体积质量分数的Knop培养基、微量元素、酒石酸铵和糖类为因子,采用正交试验设计的方法,研究影响两种苔藓植物配子托和银叶真藓原丝体生长的主要因子.研究结果显示:①在以上4种因子中,糖类是影响两种苔藓植物生长的主要因子,葡萄糖或蔗糖的体积质量分数在接近5g/L时最有利于两种苔藓植物生长;②银叶真藓原丝体液体培养,采用未经稀释的knop培养基效果最好,而在固体培养基上培养银叶真藓和泥炭藓配子托,采用稀释2倍的Knop培养基效果最好;③酒石酸铵对泥炭藓配子托生长的影响程度仅次于糖类,是比较重要的因子.

组培条件对银叶真藓原丝体发育阶段光合色素含量的影响

[目的]促进银叶真藓原丝体生长,为其植株扩繁奠定物质基础。[方法]研究不同培养基类型、酒石酸铵及3种植物生长调节剂的使用及浓度配比对银叶真藓原丝体生长及光合色素含量的影响。[结果]酒石酸铵对银叶真藓原丝体中光合色素含量的增加有一定作用。6-BA作为细胞分裂素,对于原丝体中叶绿体a或b的含量的增加无作用。而NAA或IAA作为生长素有促进原丝体生长的作用,当其达到0.5 mg/g的浓度时,可考虑选择使用其中任一种。[结论]使用改良Knop培养基,并添加0.05 mg/L 6-BA、0.50 mg/L NAA(或IAA)、0.70 mg/L酒石酸铵的效果最为理想。

Pb^(2+)/Cr^(3+)污染对银叶真藓、小扭口藓叶绿素含量的影响

研究了重金属铅、铬单一胁迫下,银叶真藓与小扭口藓叶绿素含量的变化。结果表明,不同浓度的Pb2+、Cr3+处理均导致银叶真藓及小扭口藓的总叶绿素含量较其对照组降低。同一Pb2+浓度下,除了100 mg/L这一浓度外,其他浓度对小扭口藓的影响均大于银叶真藓;同一Cr3+浓度下,除了10 mg/L这一浓度外,其他浓度对银叶真藓的影响均大于小扭口藓。说明小扭口藓对Pb2+污染的耐受力不及银叶真藓,而对于Cr3+污染的耐受力较银叶真藓大。基于对作为苔藓植物监测材料在量上及多毛分枝特点上的常规要求,可以选用小扭口藓作为郑州市区大气重金属污染监测的指示物种。

糖蜜对人工培养银叶真藓生长发育的影响

为促进藓结皮人工扩繁,以世界广布种银叶真藓(Bryum argenteum)为对象,通过室内试验研究了不同浓度(3、6、10、20g·L^(-1)和30g·L^(-1))糖蜜溶液对银叶真藓生长发育的影响。结果表明,添加糖蜜溶液会降低银叶真藓萌发数量,其中添加10g·L^(-1)和20g·L^(-1)糖蜜溶液时银叶真藓萌发数量与对照组差异显著,分别为对照组的38%和29%。添加糖蜜溶液会影响银叶真藓生长速率,其中添加3g·L^(-1)糖蜜溶液可显著增加银叶真藓生长速率,盖度每周可增加11.56%,密度每周可增加6.67株·cm^(-2),而添加30g·L^(-1)糖蜜溶液时银叶真藓生长速率显著低于对照组。添加10、20g·L^(-1)和30g·L^(-1)糖蜜溶液能在培养末期维持银叶真藓的盖度和密度,而添加3g·L^(-1)和6g·L^(-1)糖蜜溶液在培养末期时密度会下降,降幅分别为最大密度的19%和15%。培养初期使用3g·L^(-1)糖蜜溶液而培养末期增大浓度到10g·L^(-1),可显著增加银叶真藓的盖度、密度,在培养末期可维持72.83%的盖度和41.25株·cm^(-2)的密度。糖蜜溶液作为葡萄糖的替代物能促进银叶真藓的生长发育,在大面积培养人工藓结皮时可推广使用。

银叶真藓(Bryum argenteum)监测黔滇高速公路重金属污染的研究

通过采集G60高速公路贵阳—昆明段自然分布的银叶真藓(Bryum argenteum),监测其中Zn、Cd、Cu、Cr和Pb的含量,并采用污染因子和主成分分析方法研究重金属污染程度及来源。结果表明:研究路段银叶真藓中的重金属含量由高到低依次为Zn> Cu> Cr> Pb> Cd,Zn和Cu质量比平均值分别为1 060 mg/kg和102 mg/kg,明显高于对照点。主成分分析表明,重金属Zn、Cu、Pb和Cd可能来源于交通污染,而Cr来源于其他污染源。污染因子分析表明,重金属Zn污染最严重,Cu总体属于重度污染,Cr和Cd属于中度污染,Pb总体污染较低。

基于RNA-Seq数据筛选的银叶真藓耐干相关基因表达模式研究

本文以前期获得的银叶真藓在干旱-复水过程中的转录组数据为基础,选择了9个在干旱-复水条件下基因表达差异明显的相关耐干响应基因,并利用荧光定量PCR技术研究其在干旱-复水、ABA诱导胁迫及盐胁迫下的表达模式。研究结果表明,RT-q PCR实验获得的9个基因在干旱-复水下的表达趋势与RNA-Seq基因表达谱中基因表达规律基本一致,因此较好地验证了RNA-Seq数据的可靠性。在干旱-复水过程中,9个基因均不同程度受到干旱和复水诱导表达,但复水阶段基因诱导表达更为强烈,且大多数基因表达量在复水2 h达到高峰,如ERF、Dehydrin(DHN)和HSF3基因等。在ABA和盐胁迫处理下,9个耐干相关基因中有8个同时受ABA和盐诱导上调表达,其中ERF、DHN和LEA基因受ABA和盐胁迫上调表达最为显著。综上,ERF、DHN和LEA等基因同时受干旱-复水,ABA和高盐强烈诱导表达,可作为将来重点研究的抗逆基因。

流式细胞术测定银叶真藓(Bryum argenteum Hedw.)基因组大小

银叶真藓(Bryum argenteum Hedw.)是藓类植物真藓科真藓属的模式种。世界广布种。该研究以银叶真藓为试材,采用流式细胞术,首先选用同属于藓类植物而且已公布基因组大小的小立碗藓(Physcomitrella patens)作为内参,估算得到银叶真藓基因组大小为568~589 Mb。鉴于参照的小立碗藓基因组大小为487 Mb是测序结果,可能在实际反映其基因组大小上有偏差,所以作者又选取了既有测序结果(125 Mb)又有流式细胞术估算基因组大小数据(157 Mb)的拟南芥(Arabidopsis thaliana)作为内参,对银叶真藓基因组大小进行了再次估算。结果表明,银叶真藓的基因组大小为728.09±77.84 Mb,1CDNA含量约为0.75 pg。该研究所得数据有助于银叶真藓基因组测序的研究。

新疆银叶真藓居群nrDNA ITS序列的遗传分化

银叶真藓是世界广布种。对于分布在中国新疆维吾尔自治区不同地理居群的银叶真藓的遗传结构及遗传多样性的研究还未见报道。本研究以采集的新疆地区18个居群的银叶真藓共47株植物样品,采用改良的快速提取法提取随机单株植物总DNA,运用分子生物学技术分析银叶真藓居群的遗传多样性。研究结果表明:新疆不同地理居群银叶真藓nrDNA ITS序列可分为35种单倍型,存在537个变异位点;分子变异分析(AMOVA)显示有88.76%的遗传变异发生在居群间水平,居群内部的遗传变异为11.24%,银叶真藓居群间的遗传分化程度大于居群内的遗传分化。居群遗传变异的分化系数(Fst)为0.887 59,基因流值(Nm)为0.063 3,由于Nm值小于1,可以说明各居群间的基因流低。单倍型多态性水平(Hd)为0.982±0.010,核苷酸多态性水平(Pi)为0.170 87±0.028 67。

银叶真藓外植体组织培养消毒方法的筛选

为给银叶真藓全基因组序列测定提供无污染材料,本研究对银叶真藓外植体组织培养的消毒方法进行筛选。分别使用酒精、次氯酸钠溶液和青霉素溶液作为消毒剂,在不同浓度和不同时间下处理银叶真藓外植体,然后分别将处理后的材料接种在改良的Knop培养基上进行培养。一定时间后,通过形态观察银叶真藓的生长状况。实验结果表明,酒精和次氯酸钠溶液对银叶真藓的消毒效果欠佳,而青霉素溶液对银叶真藓的消毒效果较好,由此筛选出银叶真藓外植体组织培养的最佳消毒方法为:用浓度为300 mg/L青霉素溶液浸泡1.5 h。利用本研究筛选出的消毒方法可以获得形态观察上无杂菌污染的银叶真藓材料,为后续全基因组序列测定前银叶真藓DNA的获取提供物质基础。

Effects of Lead/Chromium Stress on Contents of Chlorophyll in Bryum argenteum and Barbula indica

[Objective] This study aimed to clarify the effects of Pb2＋ and Cr3＋ stress on the contents of chlorophyl in Bryum argenteum and Barbula indica. [Method] B. ar-genteum and B. indica were cultured in different concentrations of lead nitrate solu-tion or chromium chloride solution, to investigate the changes in contents of photo-synthetic pigments under lead and chromium single stress. [Result] The results showed that the effects of 1, 10 and 200 mg/L Pb2＋ on B. indica were greater than those on B. argenteum; the effects of 1, 50, 100 and 200 mg/L Cr3＋ on B. argen-teum were greater than those on B. indica. Total chlorophyl content in B. argen-teum and B. indica under different concentrations of Pb2＋ and Cr3＋ was decreased compared with that in control. The tolerance of B. indica to Pb2＋ pol ution was lower than that of B. argenteum, while the tolerance of B. indica to Cr3＋ pol ution was greater than that of B. argenteum. [Conclusion] Based on the conventional require-ments for monitoring materials, B. indica can be used as an indicator species to monitor heavy metal pol ution in the atmosphere of Zhengzhou.

黄土丘陵区藓结皮优势种形态结构差异

藓结皮对黄土丘陵区生态修复与重建有重要意义。以黄土丘陵区藓结皮优势种土生对齿藓(Didymodon vinealis(Brid.)Zand.)、短叶对齿藓(Didymodon tectorum(C.Mull.)Saito)、扭口藓(Barbula unguiculata Hedw.)和银叶真藓(Bryum argenteum Hedw.)为研究对象,通过形态解剖结构观察分析,研究了4个藓种形态结构差异。结果表明:土生对齿藓株高(6.1 mm)、茎直径(298.6μm)、中肋宽(65.5μm)以及叶宽(590.9μm)、叶片厚度(14.8μm)显著高于其他3个藓种,茎表皮细胞壁增厚且皮部细胞镶嵌排列;短叶对齿藓株高、茎、叶片及毛尖结构无显著优势;土生对齿藓茎和叶片结构粗壮,适应水分变异性大的环境,耐旱能力强;扭口藓叶片长度(3.2 mm)和叶片下部细胞面积(191.2μm2)显著大于其他3种藓类并含有大量叶绿体,中肋深陷呈"v"型,适宜水分充足环境,集水能力强但耐干性弱;银叶真藓茎皮部细胞面积987.8μm2,单个皮部细胞面积占茎横切面积的3.1%,毛尖长度(274μm)显著大于其他3个藓种且叶片上部细胞与毛尖呈透明状,耐旱并抵御强光辐射。以上结果表明,黄土丘陵区4个藓种的茎叶形态结构存在差异,适应水分、光照条件不同,体现了藓种的生态适应性差异,可为藓结皮耐旱藓种和人工培养藓种选择提供参考。