灌木铁线莲(毛茛科)花器官的发生与发育

用扫描电子显微镜(SEM)对铁线莲属(Clematis L.)植物灌木铁线莲(C.fruticosa Turcz.)花的形态发生和发育过程进行了观察。灌木铁线莲花原基形成后,4枚萼片以交互对生的方式首先发生,呈轮状排列。最早的4枚雄蕊原基在4枚萼片交接的位置上近螺旋状发生,此后,随着雄蕊原基的向心发生和数目不断增多,其发生的螺旋状序列逐渐明显。雄蕊原基发生后,在花原基顶端,心皮原基沿着雄蕊原基的发生序列呈螺旋状发生。本文结果支持在原始被子植物花中螺旋状排列和轮状排列同时存在的观点。此外,本文也进一步证实了花萼与苞片的同源性。

灌木铁线莲繁育系统特征及其花下垂现象的适应性意义

该研究对兰州市北山地区自然居群下的灌木铁线莲(Clematis fruticosa Turcz.)的繁育系统特征进行了实验分析,并通过对其花朵进行人工上举处理,研究了花朝向改变(花朵上举)后访花昆虫、花粉数量和质量变化以及结籽率和种子特征的变化,以此反证花朵下垂的适应性意义。结果表明:(1)自然状态下,灌木铁线莲的P/O值为9579.5,属于专性异花授粉;套袋实验结果显示,灌木铁线莲自交亲和,兼具异交和自交的混合交配系统,但不存在无融合生殖现象。(2)灌木铁线莲的主要传粉者为东亚无垫蜂(Amegill aparhypate)和中华蜜蜂(Apis cerana);人工上举处理改变花朝向后,两种传粉昆虫的访花频率和单花停留时间与自然条件下没有发生变化,但因雨水冲刷造成其花粉数量显著下降,且阳光直射使花粉活力显著下降,说明花朝向改变会降低其雄性适合度。(3)花朝向改变后,灌木铁线莲结籽率显著下降,种子宿存花柱长度降低,但并没有影响种子大小和千粒重,说明花朝向改变降低了雌性适合度,并影响到灌木铁线莲种子传播。研究结果证实,灌木铁线莲花期花朵下垂现象对有效传粉昆虫影响不大,但可以显著提高植物雄性适合度和雌性适合度,并作为一种有效的适应策略保障了其繁殖成功。

内蒙古大青山灌木铁线莲根围丛枝菌根真菌群落季节动态研究

采用Illumina MiSeq测序技术研究了内蒙古大青山干旱阳坡灌木铁线莲(Clematis fruticosa)根围丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)群落的季节动态,并利用冗余分析(redundancy analysis,RDA)和Mantel test分析了土壤和植被因子与AMF之间的关系,为进一步探索灌木铁线莲-AMF共生体对不同季节环境变化的响应提供理论依据。结果表明:(1)灌木铁线莲根围AMF孢子密度不存在显著的季节性差异,根系侵染率和丛枝丰度从春季至秋季呈下降趋势。(2)3个季节共检测出163个AMF OTUs(operational taxonomic units),春季、夏季、秋季分别为116OTUs、76OTUs和70OTUs。(3)夏季和秋季的AMF丰富度(实测OTUs数和Chao1指数)以及多样性(Shannon-Wiener指数和Invsimpson指数)显著低于春季,但夏、秋季间无显著异。(4)主成分分析和PERMANOVA分析表明,夏季和秋季的AMF群落组成与春季存在显著差异,而AMF群落组成在夏季与秋季间差异不显著。(5)RDA分析表明,采样季节、植被盖度、植物多样性、土壤含水量和土壤有机质对AMF ShannonWiener指数、Invsimpson指数、Chao1指数和实测OTUs数均产生显著影响;Mantel test分析发现,采样季节是影响AMF群落组成和菌根侵染率的主导因子,但对孢子密度无显著影响,而土壤有机质是影响孢子密度的主导因子。

芹叶铁线莲挥发物质气相色谱-质谱研究

[目的]研究芹叶铁线莲地上部分挥发油的化学成分。[方法]芹叶铁线莲地上部分经水蒸气蒸馏得挥发油,运用GC-MS技术,结合计算机检索对具体化学成分进行分析和鉴定,用峰面积归一法计算各个组分相对含量。[结果]分离鉴定了49个化合物,占挥发油总量的88.54%。其中,含量在3.00%以上的组分有苯甲醛(18.20%)、苯乙醇(3.63%)、4-乙烯基-2-甲氧基酚(4.77%)、石竹烯(11.63%)和大=牛儿烯D(7.55%)。[结论]为芹叶铁线莲的进一步开发利用提供参考。

灌木铁线莲对水分胁迫的生理响应

以灌木铁线莲为试材,采用盆栽方法,研究测定了水分亏缺对灌木铁线莲体内过氧化物酶(POD)活性、脯氨酸(Pro)含量、丙二醛(MDA)含量、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、叶绿素含量及植株冠幅增量的影响。结果表明:随着土壤相对含水量(RWC)下降,MDA含量、POD活性与Pro含量表现为显著升高,净光合速率与蒸腾速率显著降低,冠幅面积净增量显著减小,MDA、POD、Pro与RWC呈显著负相关,其中Pro对RWC下降变化最敏感。叶绿素a+b含量对RWC下降变化最不敏感。

2种灌木铁线莲种子生物学特性的研究

研究了野生灌木铁线莲（Clematis fruticosa）和灰叶铁线莲（Clematis tomentella）种子的千粒重、含水量、种子形态及种子萌发特性。试验结果表明,在设定的温度范围15~30℃内,种子萌发率有明显不同。灌木铁线莲、灰叶铁线莲种子发芽历程长,始发芽时间晚,在20℃条件下发芽率均达到最高,分别为86.7%、89.3%。光照对2种铁线莲种子的最终发芽率影响不大,但却显著降低了发芽势,黑暗条件更有利于2种野生铁线莲种子的萌发。

蒙药细叶铁线莲化学成分研究

目的：研究蒙药细叶铁线莲体外抗肿瘤活性成分。方法：采用活性追踪分离技术,利用正、反相柱色谱、Sephadex LH-20和制备高效液相等方法对细叶铁线莲的醇提物进行分离纯化;运用1D,2D-NMR、MS等波谱分析法和对照文献鉴定化合物结构;采用CCK-8细胞染色法检测单体化合物对五种人体实体瘤细胞系生长抑制作用。结果：从细叶铁线莲中分离得到8个单体化合物,分别鉴定为：香草酸（1）、原儿茶酸（2）、（＋）-松脂醇二葡萄糖苷（3）、（＋）-松脂素-4＇-O-β-D-吡喃葡萄糖苷（4）、（＋）-丁香脂素-4＇-O-β-D-吡喃葡萄糖苷（5）、7,9,9＇-三羟基-3,3＇-二甲氧基-8-O-4＇-新木脂素-4-O-β-D-吡喃葡萄糖苷（6）、正丁基-β-D-吡喃果糖苷（7）、正丁基-β-D-呋喃果糖苷（8）。化合物2、8显示对所测试的部分细胞系有较强的细胞毒活性。结论：所有化合物均为首次从该植物中分离得到,化合物3、6～8为首次从铁线莲属植物中分离得到,化合物6、8为首次从毛茛科中分离得到;化合物2、8可能为细叶铁线莲破痞祛滞有效成分。

大青山灌木铁线莲根际AMF多样性及季节动态研究

为了研究灌木铁线莲AMF多样性及其季节性变化规律,2014年从大青山干旱阳坡地采集了灌木铁线莲根际土壤及细根。通过形态学的方法从3个不同月份的土壤中分离鉴定AMF孢子。从不同季节30份根际土样中分离出了无梗囊霉属(Acaulospora)、Rhizophgus、类球囊霉属(Paraglomus)、盾巨孢囊霉属(Scutellospora)、球囊霉属(Glomus)、多孢囊霉属(Diversispora)、Ambispora、内养囊霉属(Entrophospora)、管柄囊霉属(Funneliformis)、Claroideoglomus、Septoglomus等11个属的51种AMF孢子。由实验结果得出AMF孢子密度在3个月份分别是:5月305.65、7月446.33、10月355.45,3个月份间有显著的差异性(P<0.05)。种的丰度和多样性指数在3个不同月份也有明显的差异。研究结果表明:大青山灌木铁线莲根际土壤中有丰富的AMF,而且AMF种类按7月>10月>5月的规律变化,这对筛选优良、适应当地气候的AMF种类以及利用AMF资源促进灌木铁线莲生长等方面提供了基础数据。

接种丛枝菌根真菌对模拟大气氮沉降下灌木铁线莲根系形态及养分承载的影响

为了解菌根化处理的灌木铁线莲(Clematis fruticosa)苗木根系形态及养分承载对氮沉降的应激响应,以1年生盆栽灌木铁线莲为对象,分别采用单接种和混合接种,即:单接种根内根孢囊霉(Rhizophagus intraradices,以下简称+R),单接种摩西斗管囊霉(Funneliformis mosseae,以下简称+F);混合接菌(上述2菌种菌剂按体积1∶1混合,以下简称+RF)的菌根苗。以非菌根苗(未接菌,以下简称-M)为对照。氮沉降处理设置4个梯度(不施氮(0N,0 g·m^(-2)·a^(-1))、低氮(LN,3 g·m^(-2)·a^(-1))、中氮(MN,6 g·m^(-2)·a^(-1))、高氮(HN,9 g·m^(-2)·a^(-1))),1年后测定各处理细根形态(直径≤0.5 mm的总根长、总表面积、总体积、根尖数量)、菌根侵染率、土壤孢子密度及根、茎、叶各器官的养分(碳、氮、磷)含量等指标。①在+R和+RF处理下,LN处理的苗木菌根侵染率和孢子密度达到最大,且LN处理的苗木菌根侵染率显著高于HN处理;而+F处理的苗木菌根侵染率随氮沉降递增无显著差异。②0N处理下,+F和+R处理的灌木铁线莲苗木细根(直径≤0.5 mm)的总根长、总表面积、总体积和根尖数量均显著高于-M处理。然而,+F和+R处理的灌木铁线莲苗木上述根系形态指标随着氮沉降量的增加均呈下降的趋势。③+F和+R处理下,苗木养分承载量随氮沉降量增加呈增加的趋势。氮沉降处理下,接菌处理的苗木碳、氮、磷养分含量显著高于-M处理,其中+F处理下苗木碳氮磷养分含量最高。④直径≤0.5 mm细根形态指标与养分含量指标均呈正相关关系。综上,接菌处理可改变灌木铁线莲苗木细根形态对氮沉降的响应规律,接种摩西斗管囊霉有效增强苗木对氮沉降的适应能力,提高了高氮沉降处理下苗木的养分承载量。

接种丛枝菌根真菌和氮沉降处理对灌木铁线莲根际微生态环境的影响

以单接种根内根孢囊霉(Rhizophagus intraradices)、单接种摩西斗管囊霉(Funneliformis mosseae)、按照1∶1混合接种根内根孢囊霉与摩西斗管囊霉的盆栽灌木铁线莲(Clematis fruticosa)菌根苗和非菌根苗(不接菌处理)为研究对象,设置对照(不施氮)、低氮(3 g·m^(-2)·a^(-1))、中氮(6 g·m^(-2)·a^(-1))、高氮(9 g·m^(-2)·a^(-1))4个氮添加处理;4种接菌处理,结合4种氮沉降处理,共16种处理组合。在接菌处理的苗木菌根侵染率达到60%以上(未接菌处理苗木菌根侵染率为0)后进行氮沉降控制试验,依据研究地生长季降雨量计算各次氮施入量,每隔14 d定量施入氮溶液150 mL·盆^(-1),共施氮10次,采用喷洒方法将氮均匀施入育苗盆中。测定各处理的灌木铁线莲苗木菌根侵染率、根际土壤养分特征及球囊霉素相关土壤蛋白等指标,采用最小显著差异法分析接菌和氮沉降处理对上述各指标的影响;采用偏最小二乘路径模型分析不同处理对土壤速效养分的影响。结果表明:(1)在单接种根内根孢囊霉、按照1∶1混合接种根内根孢囊霉与摩西斗管囊霉处理时,低氮处理的苗木菌根侵染率和孢子密度达到最大,高氮处理的苗木菌根侵染率较低氮处理显著降低;而单接种摩西斗管囊霉处理的苗木菌根侵染率,随氮沉降递增无显著差异。(2)氮沉降处理,显著影响非菌根苗、单接种根内根孢囊霉和按照1∶1混合接种根内根孢囊霉与摩西斗管囊霉处理的苗木根际土壤易提取球囊霉素相关土壤蛋白质量分数;而单接种摩西斗管囊霉处理的苗木,根际土壤易提取球囊霉素相关土壤蛋白随着氮沉降递增无显著变化。(3)对照(不施氮)处理时,单接种根内根孢囊霉和单接种摩西斗管囊霉处理的苗木,根际土壤有机质质量分数、碱解氮质量分数、有效磷质量分数、速效钾质量分数、pH均低于非菌根苗;高氮处理时,单接种摩西斗管囊霉处理的苗木,上述根际土壤指标均最低。(4)偏最小二乘路径模型分析表明,接菌处理对土壤速效养分质量分数的影响高于氮沉降处理。综合研究结果表明,接菌后形成的菌根共生体可有效调控氮沉降对灌木铁线莲苗木根际土壤微生态环境的影响,且摩西斗管囊霉对外源氮的耐受能力强于根内根孢囊霉。

灌木铁线莲多倍体诱导与鉴定

采用秋水仙素棉球处理法和琼脂处理法对灌木铁线莲进行诱变处理,以探究秋水仙素诱导灌木铁线莲多倍体的最佳条件和鉴定方法,成功获得了同源四倍体新种质(2n=4x=32)。研究结果表明,对于灌木铁线莲的秋水仙素诱变处理,棉球处理法要优于琼脂处理法。棉球处理法以0.2%~0.3%浓度的秋水仙素下处理48~72 h的诱变效果较好,琼脂处理法在0.2%浓度下处理96 h的变异率最高,为20%。琼脂处理可通过延长处理时间增强诱变效果。秋水仙素处理过的植株生长发育较为缓慢、株高降低,叶面积、叶片气孔变大。在对嵌合体不同倍性细胞含量的分析中,采用图像分析技术对气孔鉴定法进行创新,获得的嵌合率与流式细胞仪的鉴定结果呈极强相关性,推测此方式在多倍体鉴定中具有应用价值。

不同温度及光照对灌木铁线莲种子萌发生理生化特性的影响

为了研究不同温度及光照条件对灌木铁线莲（Clematis fruticosa Turcz.）种子萌发生理生化特性的影响,测定了不同温度（恒温15,20,25℃及15-35℃变温）条件及15-35℃光照（1 250 lx,8 h）或黑暗处理下灌木铁线莲种子萌发过程中的萌发指标及生理生化指标的变化情况。结果表明：变温15-35℃条件下,种子的发芽率、发芽势、活力指数、发芽指数、过氧化物酶（POD）活性和超氧化物歧化酶（SOD）活性最好,丙二醛（MDA）含量最低,起始萌发时间最短。说明变温15-35℃为灌木铁线莲种子萌发的最适温度条件。

氮沉降和接种菌根真菌对灌木铁线莲非结构性碳水化合物及根际土壤酶活性的影响

【目的】通过研究氮沉降和接种菌根真菌处理对植物根际土壤酶活性和非结构性碳水化合物含量的影响,探讨全球氮沉降变化背景下植物根际微生态环境及植物生长的应对策略。【方法】以1年生盆栽灌木铁线莲单一接菌(根内根孢囊霉,编号+R;摩西斗管囊霉,编号+F)、混合接菌(根内根孢囊霉和摩西斗管囊霉体积比1∶1的混合菌剂,编号+RF)的菌根苗和非菌根苗(未接菌,编号-M)为研究对象,设置4个氮沉降处理试验,即不施氮[CK,0 g/(m^(2)·a)]、低氮[LN,3 g/(m^(2)·a)]、中氮[MN,6 g/(m^(2)·a)]、高氮[HN,9 g/(m^(2)·a)],测定1年生灌木铁线莲苗木非结构性碳水化合物(NSC)[可溶性糖(SS)、淀粉(ST)],以及根际土壤酶[β-1,4葡萄糖苷酶(BG)、亮氨酸氨基肽酶(LAP)、β-1,4-N-乙酰-氨基葡糖苷酶(NAG)、酸性磷酸酶(ACP)和碱性磷酸酶(ALP)]等指标。基于单因素方差分析、双因素交互作用分析和相关性分析方法,在氮沉降量增加的背景下,研究不同接菌处理对苗木根际土壤碳、氮、磷相关酶活性及苗木各器官内非结构性碳水化合物分配的影响,从而探讨接菌处理下各指标对不同氮沉降水平的响应差异。【结果】(1)除BG活性外,氮沉降、接种菌根真菌及二者交互作用显著影响灌木铁线莲根际土中氮、磷相关酶活性。HN处理下,接种菌根真菌显著降低苗木根际土壤NAG活性。-M处理下,与磷相关的根际土壤ACP和ALP活性在HN条件下显著增加。+R和+F处理下,ALP均在HN处理达到最大。(2)氮沉降、接种菌根真菌及二者交互作用显著影响灌木铁线莲苗木非结构性碳水化合物。氮沉降处理下,各接菌处理苗木SS、ST和NSC含量高于未接菌处理苗木的,且在+F处理苗木的SS、ST和NSC含量均达到最大。(3)在LN、MN和HN处理下,-M处理苗木的各器官NSC含量大小顺序为茎<根<叶,而接菌处理苗木的各部位的大小顺序为根<茎<叶。HN处理下,+F处理苗木根内ST和NSC含量达到最大值,茎和叶内SS和NSC含量均达到最大值。(4)氮沉降和接种菌根真菌处理下,SS、ST、NSC含量与土壤氮相关的NAG活性显著负相关,而与磷和碳相关的酶显著正相关;其中苗木非结构性碳水化合物与磷相关土壤酶ALP活性的相关性系数最高,与碳相关土壤酶BG活性相关性系数最低。【结论】氮沉降和接种菌根真菌处理对灌木铁线莲苗木根际土壤氮、磷相关酶活性的影响高于对根际土壤碳相关酶活的影响,氮沉降处理显著增强菌根苗根际土壤磷酸酶活性。氮沉降背景下,接菌处理提高了苗木非结构性碳水化合物含量,其中接种摩西斗管囊霉的效果最为显著,且明显增加了高氮环境中苗木对根中非结构性碳的分配。