美人蕉黄条病毒扬州、长沙分离物全基因组的测定与序列分析

【目的】解析我国美人蕉黄条病毒(Canna yellow streak virus,CaYSV)的全基因组序列及遗传进化地位,为指导病害防控提供科学指导。【方法】通过反转录-聚合酶链式反应(Reverse transcription-polymerase chain reaction,RT-PCR)技术和快速扩增cDNA末端(Rapid amplification of cDNA ends,RACE)技术从江苏扬州和湖南长沙采集到的美人蕉病样中,扩增获得CaYSV全基因组序列,并利用MegAlign、Mega11和RDP5软件对全基因组序列分别进行核苷酸一致率分析、系统进化分析和重组分析。【结果】除poly(A)外,扬州分离物和长沙分离物全基因序列均为9501 nt,开放阅读框(Open reading fragment,ORF)均为9123 nt,编码3040个氨基酸组成的多聚蛋白。序列分析表明,CaYSV扬州分离物和长沙分离物与已报道的CaYSV分离物全基因组核苷酸序列一致率分别为93.9%~99.4%和94.0%~99.5%。根据外壳蛋白(Coat protein,CP)氨基酸序列构建系统进化树,CaYSV可以分为A和B 2个大组,其中A组又分为3个亚组。重组分析表明,CaYSV扬州和长沙分离物中均存在1个重组事件。【结论】CaYSV存在于我国江苏扬州和湖南长沙的美人蕉上。根据CaYSV的CP蛋白氨基酸构建系统进化树,扬州分离物和长沙分离物聚类到A1亚组,与泰国分离物K2、PHC478及俄罗斯分离物KS等亲缘关系较近。

生物滞留池中6种植物的氮磷吸收动力学特征

为了筛选出对氮、磷等营养物具有高效吸收性能的生物滞留池植物,通过营养物耗竭法研究了翠芦莉、美人蕉、黄菖蒲、再力花、鸢尾和雨久花6种常见植物对硝态氮(NO-3-N)、氨氮、溶解性总磷(TSP)的吸收动力学特征。结果表明,48 h水力停留时间内6种受试植物对NO-3-N的去除率在12.89%~53.58%,对氨氮的去除率在36.38%~88.25%,6种植物对氨氮亲和力和吸收效果高于NO-3-N;对TSP的亲和力和吸收效果较好,去除率最高可达80%。考虑雨水中污染物的去除效果,NO-3-N含量较高时,宜选用黄菖蒲,低、中浓度NO-3-N含量宜选用鸢尾;氨氮含量较低时,宜选用翠芦莉,中、高浓度氨氮含量宜选用黄菖蒲;低浓度TSP宜选用翠芦莉,中、高浓度TSP宜选用雨久花。

外源有机酸对美人蕉耐性和Cr吸收、迁移的影响

采用营养液培养试验,研究外源有机酸(柠檬酸、草酸和酒石酸)对Cr污染水体中美人蕉(Canna indicaL.)的耐性、对Cr的吸收和迁移能力的影响。结果表明,各有机酸均不同程度地增强了美人蕉的耐性,促进Cr吸收和向地上部迁移。不同有机酸和同种有机酸不同浓度(4,8,16 mmol/L)的影响效果不尽相同。就耐性特征而言,16 mmol/L的草酸能够明显提高美人蕉生物量和促进根系生长,其影响效果要大于柠檬酸和酒石酸;就Cr吸收和迁移特性而言,影响大小为柠檬酸>酒石酸>草酸,尤以16 mmol/L的柠檬酸效果最为显著,而酒石酸和草酸分别在8 mmol/L,16 mmol/L时最利于Cr的吸收和迁移。因此,在本试验条件下16 mmol/L的柠檬酸较适合Cr污染水体的植物修复。

美人蕉属品种分类研究

针对目前美人蕉属品种分类系统繁多、分类标准各异、不利于国际交流的现状,根据《国际栽培植物命名法规》(ICNCP)建立美人蕉属品种分类新系统。首先根据花冠、瓣化雄蕊和叶片的形态特征划分种系,再按株高划分品种群,最后根据叶色、花色、花型、花径等的差异划分品种。照此系统从品种起源、种系形态特征和品种群的园林应用特点等方面对收集的66份国内外美人蕉种质进行分类。结果表明,这些种质被分为5种、6品种群及66个品种。

美人蕉河岸带处理受污染河水的中试研究

利用中试规模的美人蕉河岸带处理受污染河水,并与无植物空白带的处理效果进行对比。结果表明,美人蕉河岸带在夏、秋季改善河水水质的效果好于冬、春季。在夏季美人蕉河岸带对COD、NH4+-N、TP和浊度的去除率分别为45.29%、68.06%、77.78%、99.23%,在冬季对河水水质也有一定程度的改善。美人蕉河岸带可以稳定河水的温度及降低河水早晚温差,起到了改善局部水环境的作用。美人蕉河岸带与空白带的对比试验结果表明,植物在去除污染物、改善局部水环境方面起着重要作用。

苗药芭蕉根及其易混淆品的紫外谱线组法鉴别研究

目的建立苗药芭蕉根与其易混淆品香蕉根、美人蕉根的紫外光谱鉴别方法。方法采用紫外分光光度计研究苗药芭蕉根、香蕉根和美人蕉根的水、无水乙醇、氯仿和石油醚(60～90℃)4种溶剂的浸泡液的紫外吸收图谱,采用紫外谱线组的吸收峰数及峰位置对其结构特征进行分析鉴别。结果苗药芭蕉根与香蕉根和美人蕉根的紫外谱线组的最大吸收峰数及峰位置有差异。结论该法简便、准确、灵敏,可为苗药芭蕉根与香蕉根和美人蕉根鉴别提供参考。

水生美人蕉组培快繁技术研究

以水生美人蕉带有芽苞的根茎为外植体进行组培快繁技术研究,结果表明:MS+BA1.0～4.0mg/L+NAA0.2mg/L培养基能较好地诱导分化出不定芽;MS+BA6.0～8.0mg/L+NAA0.2mg/L培养基增殖效果最好;在MS不加激素和MS+NAA0.2mg/L培养基上进行生根培养都有不同程度的根分化。株高6～8cm出瓶用苔藓炼苗,成活率达95%以上。

不同浓度汞对3种水生植物光合特性的影响

采用液培法研究不同浓度的HgCl_2(0,1.0,2.5,5.0,10.0,20.0,40.0,80.0 mg·LL^(-1))对水慈姑等3种水生植物幼苗光合特性的影响。结果显示:随着营养液中HgCl_2浓度的升高,水慈姑Chl、P_n、G_s、C_i和T_r也随着增加。Chl和P_n在1.0 mg·L-1(HgCl_2)时达最大值,G_s、C_i和T_r在2.5 mg·L^(-1)时达最大值,但随着HgCl_2浓度进一步增大,上述指标均持续下降。随着营养液中HgCl_2浓度的增加,大花美人蕉和水生鸢尾的Chl、P_n、G_s、Ci和T_r持续下降。结果表明,大花美人蕉、水生鸢尾对溶液中HgCl_2胁迫敏感,水慈姑在低浓度的HgCl_2胁迫下钝感,较高浓度的HgCl_2胁迫下敏感。该研究结果可以为探究3种水生植物适应HgCl_2胁迫的机制提供一定的理论依据。

美人蕉种子硬实与萌芽条件的研究

美人蕉种子硬实率高达94.7%,用常规方法来处理美人蕉种子,其发芽率极低.而采用98%的浓硫酸对美人蕉的种子进行处理,其发芽率得到了极大的提高.其中,用98%浓硫酸处理种子120 min的效果最好,其萌发率达到了100%,且种子发芽时间也大大缩短.

美人蕉叶挥发油的GC-MS分析

目的:采用水蒸气蒸馏法提取美人蕉叶的挥发油。方法:运用气质谱联用(GC-MS)技术研究海南美人蕉叶的挥发油化学成分。并采用峰面积归一化法确定各成分的相对百分含量。结果:共鉴定出45种成分,占总离子流出峰面积的25.38%。美人蕉叶挥发油主要有1,1-二乙氧基乙烷(5.56%),二甲基氰膦(4.53%)和邻苯二甲酸单(2-乙基己基)酯(3.61%)。结论:该研究为美人蕉的进一步开发和利用提供基础研究数据。

美人蕉和菖蒲人工湿地植物组合对高浓度畜禽废水的处理效果研究

选用美人蕉和菖蒲作为供试植物组合应用于人工湿地中。在自然条件下,通过模拟人工湿地,采用序批式进水方式,研究美人蕉＋菖蒲人工湿地对高浓度畜禽废水的处理效果。结果表明,在畜禽废水进水浓度CODcr、TP和NH3-N分别为1 176~2 365mg/L,22~71mg/L,99~180mg/L,美人蕉＋菖蒲人工湿地去除率分别达到了54%~86%,66%~87%和45%~78%。随着进水次数的增多,该人工湿地对畜禽废水中的CODcr、TP和NH3-N去除率呈递减趋势,第一次进水去除率分别为88%,87%和73%;第二次进水去除率分别为80%,62%和78%;第三次进水去除率76%,66%和68%;第四次进水去除率分别为77%,72%和45%。与其他湿地植物在处理高畜禽废水的效果相比,美人蕉＋菖蒲的湿地植物组合表现良好。

不同浓度汞对3种水生植物根系构型的影响

采用液培法研究不同浓度的HgCl_2(0,1.0,2.5,5.0,10.0,20.0,40.0,80.0 mg·L-1)对水慈姑等3种水生植物幼苗根系构型的影响。结果显示:随着营养液中HgCl_2浓度的升高,水慈姑和大花美人蕉根系总长呈先增加后降低的趋势,在2.5 mg·L-1(HgCl_2)时达最大值;水生鸢尾根系总长则随着HgCl_2浓度的增加呈持续下降;水慈姑的根系总体积、根系总表面积和根系直径随着营养液中HgCl_2浓度的升高呈先增加后下降的趋势,且均在2.5 mg·L^(-1)(HgCl_2)时达最大值,而大花美人蕉和水生鸢尾的则持续减小。由此可见,大花美人蕉、水生鸢尾对溶液中HgCl_2胁迫敏感,水慈姑在低浓度的HgCl_2胁迫下钝感,在较高浓度的HgCl_2胁迫下敏感。

美人蕉花的止血作用研究

目的:探讨美人蕉花的止血作用。方法:采用随机分组法,分别测定美人蕉花低剂量组、高剂量组、阳性对照组、生理盐水组小鼠的出血时间、凝血时间及腹腔毛细血管通透性。结果:美人蕉花能明显缩短小鼠出凝血时间,降低小鼠腹腔毛细血管通透性,其结果具有统计学意义(P<0.05)。结论:美人蕉花具有止血作用。

2种美人蕉属植物对夏末秋初光温变化的生理响应

【目的】研究在夏末秋初光温变化较大条件下美人蕉属植物的生理响应,为初秋美人蕉属植物的生产管理提供依据。【方法】2010-09-13-10-11,以2种美人蕉属植物"黄花美人蕉"和"兴芋-2"为试材,测定在夏末秋初光温变化较大条件下,其叶片含水量、干物质含量、叶绿素含量、相对电导率、丙二醛和蛋白质含量及3种保护酶(SOD、CAT、POD)活性的动态变化规律。【结果】夏秋之交,美人蕉属植物上部叶片的相对含水量变化较小,下部叶片的水分利用率降低,出现水分亏缺;随着季节的变化,2种植物叶片的含水量逐步降低,干物质含量不断增加;而叶绿素总量、叶绿素a和叶绿素b含量均呈现不断下降的趋势。2010-09-13-10-11,反映细胞膜透性的叶片相对电导率和丙二醛含量均不断上升,且10-11的上升幅度更大;可溶性蛋白质含量不断升高;上部叶片中的SOD、CAT、POD活性也逐步增大,并于10-11达到高峰,但下部叶片的3种酶活性却表现出先升高后降低的变化趋势。【结论】夏秋之交,美人蕉属植物上部叶片活性氧代谢平衡,叶片衰老迹象不明显;而下部叶片活性氧代谢失衡,叶片明显衰老,因此对美人蕉属植物应进行控水和摘除部分老叶以延缓叶片衰老。

农村生活污水净化试验研究——以广州市岑村河为例

针对农村生活污水处理难、基建投资成本高、技术复杂等问题,以广州市岑村河污水为例,开展了农村生活污水排放期间种植皇竹草(Pennisetum sinese Roxb)和美人蕉(Canna indica L.)处理污水的静态试验。结果表明,与不种植植物的对照相比,种植皇竹草和美人蕉处理的总氮(TN)、总磷(TP)的去除率分别提高了43.01、41.70和61.62、60.44个百分点,且种植皇竹草对污水的净化效果优于种植美人蕉,皇竹草对污水中化学需氧量(COD)、总磷、氨氮、总氮的去除率分别为79.86%、99.83%、98.86%、98.14%,而美人蕉则分别为57.51%、98.65%、98.18%、96.83%。

辐照提高人工湿地美人蕉抗寒性及其越冬效果研究

植物是人工湿地的重要组成部分,但大多数湿地植物在低温环境下不能生存,微生物活性受到抑制,导致人工湿地低温应用受到限制。研究将辐照育种的手段应用于湿地植物,以提高其抗寒性。研究采用25、45、60和80 Gy的γ射线对美人蕉(Canna indica L.)种子进行辐照,剂量率为6 Gy/min,待幼苗长出后进行阶段性降温培养,并评价各组抗寒性。结果表明:在低温下,辐照幼苗的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性均高于对照组。对照组丙二醛(MDA)在低温下大量积累,且含量显著高于辐照组。在低温条件下,幼苗脯氨酸、可溶性糖、蛋白质含量高于对照组。辐照组抗寒性得分高于对照组, 45Gy组得分最高。随后将最佳辐照处理的美人蕉种植于人工湿地,对其冬季净化效果进行评估,评价指标包括:总磷(TP)、总氮(TN)、化学需氧量(COD)。结果发现, 45 Gy辐照组人工湿地的冬季TP去除率显著高于对照组(P<0.05)。由此可见,辐照处理能够有效提高美人蕉的抗寒性,并提高人工湿地冬季净化效果。

植物对氮、磷去除效果及克藻效应的研究

于夏季,在实验室和莫愁湖现场,开展了苦草和美人蕉对氮、磷去除效果及克藻效应的研究,结果表明,无论是在现场还是实验室,苦草和美人蕉对总氮、总磷都有明显的去除效果,且随着时间的增加,去除率也随之增大。在实验与现场条件,美人蕉与苦草对总氮和总磷的去除率之间没有显著差异。苦草和美人蕉都对蛋白核小球藻和铜绿微囊藻两种藻类表现出显著的抑制作用,但在实验与现场条件下,美人蕉和苦草对两种藻类的抑制效应存在着显著差异,而对于藻种则二者均表现出一定的选择性抑制作用。

外源脱落酸对湿地植物美人蕉抗寒性的影响

低温时植物枯萎导致人工湿地运行效率降低,研究将脱落酸应用于湿地植物,以期提高其抗寒性。采用0、5、10、15、20和25 mg/L的脱落酸(ABA)对美人蕉(Canna indica L.)幼苗叶面进行喷施并进行阶段性降温培养,评价各组在0℃时的抗寒性,筛选出最适ABA处理浓度。结果表明:在低温条件下,经过适宜浓度外源脱落酸预处理组的丙二醛(MDA)、相对电导率显著性低于对照组;脯氨酸、可溶性糖和蛋白质含量显著高于对照组,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性也有所提高。综合以上指标,认为15 mg/L脱落酸处理为最佳。随后将其应用于人工湿地,对其冬季净化效果进行评估。结果发现,15 mg/L脱落酸预处理可使人工湿地的冬季TP、TN和COD去除率显著高于对照组(P<0.05)。由此可见,一定浓度的脱落酸预处理能够有效提高美人蕉的抗寒性,并提高人工湿地冬季净化效果。

遮阴处理对美人蕉光合特性的影响

以1年生美人蕉为试验材料,在美人蕉生长中期采用黑色遮阳网对其进行不同程度的遮阴处理,测定不同遮阴水平下美人蕉叶绿素含量和光合作用指标。结果表明,与对照相比,各遮阴处理均提高了美人蕉叶片叶绿素含量,增长强弱表现为处理C>处理A>处理B>CK,且与叶绿素a含量相比,叶绿素b含量增长更快,所得Chla/Chlb值较小,且均低于对照;遮阴处理使美人蕉日净光合速率由全光照处理下的“双峰曲线形”变为“单峰形”,且30%遮阴处理的美人蕉日净光合速率高于对照,而50%和70%遮阴处理的美人蕉净光合速率明显低于对照;遮阴处理下,美人蕉叶片的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、水分利用率的变化规律基本一致;而胞间CO2浓度的变化则与净光合速率变化规律相反,表现为处理A>处理B>处理C>CK。

美人蕉不同生长期生物量分配格局与重金属累积、分配特征

为了探讨美人蕉不同生长期对土壤重金属的生态适应,通过盆栽试验探究了幼苗期、花蕾期、盛花期美人蕉植株的根系和地上部分的生物量及其累积重金属含量的特征与差异.结果表明,随美人蕉龄的增长,美人蕉整株生物量增长速度先快后慢,地上部分生长速度远高于根系,植株生物量分配格局逐渐向地上转移;美人蕉各生长期对As、Pb、Zn、Mg、Cd和Mn等重金属的富集能力各异,在幼苗期、花蕾期和盛花期对As、Pb、Zn、Mg的蓄积均为典型的根部积累型;对Cd和Mn的蓄积在幼苗期为根部积累型,在花蕾期和盛花期为地上积累型;美人蕉地上部分和根系累积的Cd、Pb、As含量分别高达11.096—25.692 mg·kg-1和13.503—20.923、9.206—24.57 mg·kg-1和51.126—161.783、0.914—1.447 mg·kg-1和1.228—7.254 mg·kg-1.美人蕉能修复复合重金属污染土壤.