西藏高原高寒植物长鞭红景天生殖特征成功及影响因子

为了探索高寒植物长鞭红景天(Rhodiola fastigiata)濒危的生殖生态学机理,寻找保护和恢复该物种的有效途径,对其繁育系统、开花物候特征、生殖过程(开花、结实、种子产量和发育)及其影响生殖成功的主要因子进行调查分析。结果表明:长鞭红景天包括两性植株和雌性植株两种类型,其中两性植株仅执行雄性功能,种群繁殖为异交,属风媒传粉方式。种群花期出现在1a中降雨和气温较高的季节,6月下旬开始开花,7月下旬结束,时间30d左右。单株开花动态呈现单峰和双峰曲线两种模式,两性植株花期(9.29d)大于雌性植株花期(7.06d),并先于雌性植株开放,但雌性植株开花的高峰期比两性花早。从花蕾到开花,雌性单株有16%—25%的花蕾损失;开花到结实,单株36%—57%的花败育;至种子成熟,共有84%—94%的胚珠损失,仅6%—16%的胚珠发育成种子。雌性单株平均种子产量估计值约为285粒,说明长鞭红景天生殖潜力较大。人工条件下种子发芽率为93.6%,可见种子质量不是导致其濒危的原因,花粉限制和种子产量可能是影响生殖成功的主要因素。

不同光质对长鞭红景天悬浮细胞生长及苯丙氨酸解氨酶活性的影响

对不同光质条件下长鞭红景天悬浮细胞生物量及苯丙氨酸解氨酶（PAL）的活性水平进行检测,探讨长鞭红景天次生代谢和环境调节之间的相关性。结果表明：1）长鞭红景天悬浮培养细胞生物量变化为S型曲线,6-9d进入直线生长期,PAL活性也表现出一定的规律性,在细胞指数生长期急剧上升,至细胞干质量最大时,活性最大,生长停止期时急速下降至初始水平;2）不同光质在较长时间辐射处理下,长鞭红景天悬浮细胞生物量表现出一定的差异,PAL活性也随之不同,其中长时间的红光处理有利于酶活性的提高,但生物量显著低于白光处理。

温度对长鞭红景天种子发芽的影响

通过对不同发芽温度条件下4个种源的长鞭红景天种子的发芽特征研究,分析了温度对长鞭红景天种子发芽率、发芽势及发芽指数的影响,以及种子的发芽过程和最适发芽温度,并结合野外育苗试验与监测分析了影响长鞭红景天种子发芽及幼苗生长的限制因素。结果表明：温度对4个种源的长鞭红景天种子发芽率、发芽势和发芽指数影响极显著,4个种源的种子发芽率、发芽势和发芽指数对温度变化的反应一致,20~25℃是长鞭红景天种子发芽的最适温度,15~22℃的变温培养与20℃恒温培养种子的发芽率较高,但低于25℃恒温培养的发芽率;不同种源种子在同温度条件下发芽率、发芽势和发芽指数差异不显著,40℃已导致种子失去活力。5~35℃范围内,随温度升高,种子开始发芽所需时间缩短,发芽持续时间为长—短—长—短。长鞭红景天种子出苗率和幼苗保存率主要受温度、土壤、化感等因素的综合影响。

高寒植物长鞭红景天种群结构及数量特征

种群结构及数量特征的研究对揭示种群的形成机制和影响因素有着重要意义。在西藏林芝高山森林生态系统国家野外科学观测研究站所在的西藏色季拉山区,采用样地—样方法对研究站旁阳坡、大阴坡、观景台和山口公路上方的长鞭红景天种群进行了调查,共设76块样地、304个样方,进而对长鞭红景天种群结构及数量特征进行了分析研究。结果表明:长鞭红景天在色季拉山主要分布于6个群落类型:急尖长苞冷杉林(P1)、方枝柏林(P2)、薄毛海绵杜鹃灌丛(P3)、毛小叶垫柳灌丛(P4)、鳞腺杜鹃灌丛(P5)及硬叶柳灌丛(P6)。各群落中长鞭红景天平均密度大小顺序为:P3>P1>P2>P4>P6>P5、平均基径为:P6>P2>P5>P4>P1>P3、平均高度为:P6>P2>P5>P1>P3>P4、平均花茎数为:P6>P2>P1>P3>P5>P4、平均花茎环数为:P6>P5>P2>P1>P3>P4、平均分枝数为:P6>P1>P3>P2>P4>P5、重要值为:P5>P4>P3>P2>P1>P6。不同群落类型中,长鞭红景天种群的基径、高度及花茎环数等结构系列均表现出不同程度的残缺现象,总体上也出现幼体数目少、成体和老体数目相对较多,但由于其种子繁殖存在一定周期性,并且在自然状态下也进行着无性繁殖,故其仍是增长型种群。对花茎环数的分析发现,长鞭红景天种群大量繁殖的周期是8～10年。长鞭红景天分枝数在5～8枝的植株数比例超过了50%,分枝数最多的高达45枝,但这些分枝由于相互争夺从根吸收上来的有限营养的原因而生长相对较细。各枝花茎数情况方面,花茎数为1～2枝的所占比例为32.21%,这些主要是侧枝上的花茎;花茎数在7以上的植株占25.82%,这主要是主轴上的花茎;总体上主轴上着生花茎多于侧枝上的花茎。基径与生长参数关系方面:长鞭红景天的生长参数都是随基径级增大而总体呈现出增大的趋势。研究结果可为进一步探讨长鞭红景天种群生存机制提供基础。

高效液相色谱法测定长鞭红景天中红景天苷和酪醇含量

本文建立了高效液相色谱法快速测定长鞭红景天中红景天苷和酪醇含量的方法。色谱柱AgilentRP-C18(3.9×50mm,3.5μm);流动相为水-甲醇(80:20);流速为1ml/min;检测波长276nm。红景天苷和酪醇在1.5～30μg和0.8～16μg范围内线性关系良好(r=0.9999),平均回收率分别为98.5%和98.2%。实验3min即可完成测定,方法简便,快速,结果可靠,可用于优良单株的快速筛选。

5种植物水浸液对西藏长鞭红景天种子萌发的化感作用

为了探明长鞭红景天(Rhodiola fastigiata)在西藏色季拉山地区种群面积缩小、数量减少的原因,研究了长鞭红景天群落内急尖长苞冷杉(Abies georgeivar.smithii)、硬叶柳(Salixsclerophylla)、锦丝藓(Actinothuidiumhookeri)、雪层杜鹃(Rhododendron nivale)及自身的水浸提液对其种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明:长鞭红景天自身的水浸提液对其种子的萌发有一定的促进作用,其他4种植物的茎叶水浸提液对长鞭红景天幼苗芽和根的伸长生长的抑制作用达显著程度,当相对质量浓度≥0.02 g.mL-1时,急尖长苞冷杉和硬叶柳对长鞭红景天种子的萌发率和发芽速率的抑制作用均达显著程度,并随质量浓度的增加抑制作用更为明显,说明长鞭红景天伴生种的茎叶水浸提液的化感物质对其有性繁殖有一定的抑制作用,同时也降低了长鞭红景天与同一生境中其他物种的竞争力。

色季拉山长鞭红景天资源及开发利用

对西藏色季拉山的长鞭红景天资源进行了调查及评价,并对其开发价值进行了分析,认为应对长鞭红景天进行组织培养、人工栽培、资源保护并合理开采,使这一资源得到持续利用。

长鞭红景天化学成分研究

从高山植物长鞭红景天(Rhodiola fastigita S.H.Fu)的根茎中得到七种结晶,经红外光谱、质谱和核磁共振及化学方法鉴定为β-谷甾醇(β-sitosterol)、胡萝卜甙(daucosterol)、没食子酸乙酯(gallic acid ethyl ester)、没食子酸(gallic acid)、酪醇(p-tyrosol)、β-谷甾醇-3-β-D-半乳糖甙(β-sitosterol-3-β-D-galactoside)和草质素-8-阿拉伯糖甙(herbacetin-8-arabinoside),其中胡萝卜甙、β-谷甾醇-3-β-D-半乳糖甙和没食子酸乙酯是首次从红景天属得到的。

长鞭红景天生物量基本特性研究

长鞭红景天Rhodiola fastigiata是著名的珍稀药用植物之一。对西藏色季拉山区4个不同生境中的长鞭红景天的生物量调查分析结果表明:环境条件对长鞭红景天各构件的平均含水率影响较大,但对各构件平均含水率占株平均含水率的比例影响不大;总体上植株各构件的平均含水率所占的比例大小顺序是:花茎及叶>地下部分>主轴及侧枝,地上部分、地下部分及植株整株三者的含水率相接近,无显著差异。长鞭红景天地上部分与地下部分鲜质量比为6.65、干质量比为7.57,平均生物量为5.7213g·株-1,资源量为93.8244kg·hm-2。主轴及侧枝、地上部分和植株的生物量随花茎环数变化呈现出相似规律,总体上呈"S"形,用Logistic方程拟合,都达到了显著水平(P<0.01);三者环境容纳量分别为12.7497,13.2269和15.5345,相应瞬时增长率为0.2779,0.3386和0.3169。花茎及叶和地下部分的生物量随花茎环数变化呈现出的规律,用多项式拟合较显著。基径与各部分生物量关系用幂函数来拟合时,除花茎及叶和地下部分的相关系数较低外,其他三者相关系数都在0.8以上。

色季拉山长鞭红景天根际微生物初步研究

为了分析色季拉山长鞭红景天与其生境土壤微生物相互作用关系及根际微生物对其生长的影响,对所选样地中长鞭红景天根际土壤及对照土样中的细菌、放线菌和真菌进行分离、计数,并对优势菌进行初步鉴定。结果表明:长鞭红景天1g根际土壤中含有1.5×106～2.5×108个细菌、2.3×104～1.4×105个放线菌、1.4×103～1.3×105个真菌。长鞭红景天根际微生物的根际效应非常显著,细菌、放线菌、真菌的根际效应最高分别为67.6、42.4、105.3,其根际土壤优势菌的多样性高于非根际土壤,且其根际微生物中存在多种植物根际促生菌。研究表明,长鞭红景天根际微生物显著的根际效应及根际促生菌的存在,有助于长鞭红景天对高原环境的适应。

长鞭红景天化学成分的研究

长鞭红景天化学成分的研究彭江南，葛永潮，李晓晖（军事医学科学院放射医学研究所，北京１００８５０）红景天是滋补强壮药物，目前正引起人们极大的兴趣，现已有一些产品上市。我们曾对数种红景天的化学成分进行过研究［１～４］。长鞭红景天（Ｒｈｏｄｉｏｌａｆａｓｔ...

高寒植物长鞭红景天种群生态位研究

基于西藏色季拉山区高寒植物长鞭红景天分布的6个典型群落样地调查,采用定量分析的方法,研究了长鞭红景天所在群落中主要19种草本植物种群的生态位宽度、生态位相似比例和生态位重叠。结果表明:①分别用Shannon-weiner和Levins指数测得的主要草本种群的生态位宽度结果基本一致,长鞭红景天、中亚早熟禾、双花堇菜等种的生态位宽度值较高,分布在多种群落类型中,生态适应能力较强;②长鞭红景天与其他主要种群的生态位相似比例值为0.2000~0.7000,主要与生态位宽度值较大的种相似性比例值较大,与生态位宽度值较小的种相似性比例值较小;③长鞭红景天所在群落的生境地分异较大,各群落可利用的资源位较多,故长鞭红景天与大多数种群的生态位重叠较高,但相互间不存在较为剧烈的竞争。

长鞭红景天主轴生长特性与年龄判定

长鞭红景天是国家第二批确定的二级保护植物,处于近危状态。在西藏色季拉山区不同海拔带设置样地,观测长鞭红景天花茎环的形成过程,用游标卡尺(IP54型)测量长鞭红景天植株不同年的轴向生长量和径生长量;分析其主轴生长特性,进行年龄判定,结果表明:长鞭红景天每年在主轴上形成一个花茎环结构,并且轴向生长量和径生长量在年际间均无显著差异,但随海拔升高,轴向生长量和径生长量均呈下降趋势。根据长鞭红景天主轴的生长特性,结合主轴的长度则可以判定其年龄,为进一步研究长鞭红景天种群结构及动态奠定基础。

长鞭红景天悬浮培养细胞的玻璃化法超低温保存研究

对长鞭红景天悬浮培养细胞的玻璃化法超低温保存进行了初步研究.结果表明,预培养、预处理、脱水处理及冻后处理对长鞭红景天悬浮培养细胞存活率均有重要影响,方差分析结果均显示差异显著.长鞭红景天悬浮培养细胞过程中最佳培养条件是:在含5%二甲基亚砜(DMSO)的MS培养基上预培养1 h,室温下80%PVS2预处理40 min,然后用100%PVS2于0℃处理50 min,投入液氮(LN)保存1 h后在40℃水浴中迅速化冻,再用1.2 mol/L蔗糖培养液洗涤3次,每次10 min,洗涤后的悬浮培养细胞用氯化三苯四氮唑(TTC)法检测,其存活率可达72.70%.

外源油菜素内酯对栽培长鞭红景天幼苗耐低温能力的影响

以长鞭红景天幼苗为试材,喷施不同浓度外源油菜素内酯(brassinosteroids,BR),研究了低温条件下(0℃)BR对长鞭红景天幼苗过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)3种抗氧化酶活性、可溶性蛋白质含量以及膜伤害的影响,以期为外源BR在栽培长鞭红景天耐低温方面的应用提供参考。结果表明:在0℃低温胁迫条件下,不同浓度的外源BR总体上均使红景天幼苗叶片CAT、POD、SOD活性不同程度升高,使叶片可溶性蛋白质含量不同程度升高,使膜表面电位降低,叶绿体膜Ca2+-ATP酶、Mg2+-ATP酶活性不同程度增强。试验表明,低温胁迫下外源BR通过提高抗氧化酶活性、抗氧化物质含量及渗透调节物质含量,减少了膜脂过氧化产物MDA的产生,降低膜电位,叶绿体膜Ca2+-ATP酶、Mg2+-ATP酶活性的增强,减轻细胞膜的损伤提高了长鞭红景天幼苗耐低温胁迫的能力。

西藏色季拉山长鞭红景天种群动态及其保护

长鞭红景天是国家二级保护植物,目前处于近危状态。基于样地-样方调查资料,对长鞭红景天种群年龄结构进行动态量化分析,编制种群静态生命表,绘制种群死亡率曲线、消失率曲线、存活曲线以及生存函数曲线,并运用时间序列模型分析种群数量动态。结果表明,长鞭红景天种群年龄结构总体上呈金字塔型,种群数量变化动态指数Vpi和Vpi均大于零,表明种群属稳定增长型。长鞭红景天种群各龄级个体数量随龄级增长呈逐渐下降趋势,Ⅱ龄级至Ⅴ龄级死亡率较高、达90.29%,整个过程平均死亡率为29.96%,种群存活曲线属Deevey-Ⅱ型B3亚型,种群死亡率与消失率随龄级增长的变化趋势基本保持一致,呈"M"型曲线。生存函数分析表明,长鞭红景天种群前期(Ⅳ龄级前)快速下降,中期(Ⅳ—Ⅵ龄级)相对平稳,后期(Ⅵ龄级后)进入生理衰退期。时间序列预测发现,长鞭红景天种群幼龄个体数量较丰富,未来Ⅱ,Ⅴ和Ⅷ个龄级时间后种群各龄级个体数均有不同幅度的增长。建议保护和改善长鞭红景天种群生存的原生境条件,适当人工辅助散播,建立培育基地及基因库、实施迁地保护,加强病虫害监测。

长鞭红景天的研究概况

红景天(RhodiolaL.)是继人参(Panax ginseng)、刺五加(Acanthopanax senticosus)之后,发现的第三种具有"适应原样"的药用植物,对于该属植物的研究多集中于化学成分和药理学方面。在文中,对长鞭红景天(Rhodiolafastigiata)的分类、分子鉴定、生物学、组织及细胞培养、化学成分和毒理学等研究方面进行了归纳分析,为进一步研究长鞭红景天的种群生态学、生存机制及资源开发利用等奠定基础,最后结合在西藏色季拉山对红景天的调查情况,对在研究与利用过程中存在的问题进行了分析讨论。

色季拉山长鞭红景天种群生境特征

采用野外样地调查与监测法对西藏色季拉山长鞭红景天种群的生境进行研究分析发现,长鞭红景天种群生境主要为4个类型:急尖长苞冷杉林、方枝柏林、硬叶柳灌丛和鳞腺杜鹃灌丛。4个生境中,硬叶柳灌丛内有41种植物,急尖长苞冷杉林内有33种植物,方枝柏林内有29种植物,鳞腺杜鹃灌丛内仅有17种植物。不同生境群落中长鞭红景天种群数量特征各异,重要值排序为鳞腺杜鹃灌丛>方枝柏林>急尖长苞冷杉林>硬叶柳灌丛。4个生境群落中月平均气温排序为急尖长苞冷杉林>硬叶柳灌丛>方枝柏林>鳞腺杜鹃灌丛,平均湿度排序为鳞腺杜鹃灌丛>方枝柏林>硬叶柳灌丛>急尖长苞冷杉林,光照强度排序是急尖长苞冷杉林>硬叶柳灌丛>鳞腺杜鹃灌丛>方枝柏林。不同生境土壤温度排序为硬叶柳灌丛>方枝柏林>急尖长苞冷杉林>鳞腺杜鹃灌丛,而土壤湿度排序为硬叶柳灌丛>方枝柏林>鳞腺杜鹃灌丛>急尖长苞冷杉林。不同生境群落中空气温度、湿度、光照强度,土壤温度、湿度等存在较大差异,对长鞭红景天种群也有相应的影响,结合数据特征来看,鳞腺杜鹃灌丛是其最适生境。

GC-MS分析四川产长鞭红景天挥发油的化学成分

目的分析四川川西高原产长鞭红景天根和根茎中挥发油的化学成分。方法采用水蒸气蒸馏法提取挥发油并用GC-MS分析。结果用GC-MS法从长鞭红景天挥发油中检出了42个成分,鉴定了其中32个,占挥发油总量的95.91%,含量较高的化学成分为棕榈酸(35.90%)、亚油酸(23.10%)、肉豆蔻酸(7.24%)、二十三烷(4.66%)、二十五烷(4.42%)、6,10,14-三甲基十五烷酮(1.32%)、十五烷酸(1.42%)、十七烷酸(1.65%)、S-(2-氨基乙基)酯-硫代硫酸(1.34%)、二十一烷(1.98%)、二十四烷(1.15%)、十八醇(1.62%)和二十七烷(1.68%)。结论所做分析可为长鞭红景天野生药用植物资源的开发利用提供理论依据。