不同组织及干旱胁迫下黄薇内参基因的筛选与验证

【目的】为黄薇Heimia myrtifolia不同组织及不同干旱胁迫下基因表达分析筛选最适内参基因。【方法】选取黄薇盛花期的根、茎、叶、花,以及5种不同干旱处理的叶片作为实验材料,借助RT-qPCR技术对黄薇转录组数据筛选的9个候选内参基因进行分析,并利用软件geNorm、BestKeeper、NormFinder和RefFinder综合评价候选基因的表达稳定性。最后选取2个与胁迫相关的基因CSLD和SOD,对所选内参基因进行验证。【结果】geNorm、BestKeeper和NormFinder分析得出的候选内参基因排序存在一定差异。利用RefFinder对上述3个软件的结果综合分析得出:在不同组织中,最稳定的内参基因为GAPDH,最不稳定的内参基因为TUA;在干旱胁迫中,最稳定的内参基因为GAPDH,最不稳定的内参基因为TUB。在全部样本中,最稳定的内参基因为GAPDH,最不稳定的内参基因为18S RNA。对不同组织和干旱胁迫下的CSLD和SOD基因表达模式进行验证表明:上述2个基因与筛选所得内参基因的表达量和变化趋势均较为一致。【结论】在不同组织和干旱处理后,GAPDH是最适合黄薇基因表达的内参基因。图4表4参33。

干旱胁迫对黄薇光合特性和若干生理生化指标的影响

为探究黄薇(Heimia myrtifolia)对干旱胁迫的适应能力,以黄薇一年生扦插苗为试验材料,设置5个水分处理(CK、T1、T2、T3、T4,土壤相对含水量分别保持在65%~75%、45%~60%、30%~45%、15%~30%、5%~15%),采用盆栽试验连续处理20 d,研究黄薇部分生理生化指标、光合作用和气孔变化对干旱胁迫的响应。结果表明:随着干旱程度的加深,黄薇叶片的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度显著(P<0.05)下降,胞间二氧化碳浓度先降后升,类胡萝卜素、叶绿素和叶绿素a、b含量呈上升趋势,叶片下表皮气孔随着土壤水分散失而关闭,气孔形态结构也发生适应性的变化;丙二醛含量持续增高,过氧化氢酶活性和过氧化物酶活性先上升后下降,超氧化物歧化酶在T1~T2处理下保持较高活性,在T3处理下降至CK水平;脯氨酸含量先下降后上升,可溶性糖含量显著(P<0.05)增加。综上,黄薇对轻中度干旱具有良好的适应性,但不能承受长时间的重度干旱。研究结果可为后续黄薇的引种驯化和培育应用提供理论依据。

紫薇属及近缘属13种植物基因组大小测定

为探究千屈菜科紫薇属(Lagerstroemia L.)、黄薇属(Heimia Link)及千屈菜属(Lythrum L.)之间的亲缘关系,本研究利用流式细胞术以二倍体白菜(Brassica rapa Rupr.)和黄瓜(Cucumis sativus L.)为内标对紫薇属8种2品种、黄薇属2种和千屈菜属1种进行了基因组大小测定,利用染色体压片技术获得2种黄薇属植物和千屈菜的染色体核型参数。结果表明,10份紫薇属植物的基因组大小在341.00±2.00~370.00±8.89 Mbp之间;黄薇(Heimia myrtifolia Cham. et Schlechtend.)和柳叶黄薇(H. salicifolia Link)基因组分别为414.67±5.77 Mbp和420.00±7.00 Mbp,染色体数目均为16,核型公式分别为2n=16=6sm+8m+2st和2n=16=2sm+14m;千屈菜(Lythrum salicaria L.)的基因组为1294.00±30.32 Mbp,染色体数目为54,核型公式为2n=54=31sm+15m+8st。本研究首次报道了千屈菜科13种植物的基因组大小,以及2种黄薇属植物和千屈菜的核型,研究结果为千屈菜科植物基因组学和遗传进化研究奠定了基础。

高温干旱胁迫对黄薇抗氧化防御系统的影响

黄薇Heimia myrtifolia是具有较高价值的引种植物,但对其引种后的适应性研究仍较缺乏。为了探究黄薇对高温干旱及协同胁迫的响应,采用人工模拟自然状态下干旱(对照、轻度干旱、中度干旱和重度干旱),高温(30,36和42℃)及高温干旱协同胁迫对黄薇叶片抗氧化防御系统的影响。结果显示:干旱胁迫下,过氧化物酶(POD)活性和丙二醛(MDA)质量摩尔浓度显著增加(P<0.05),脂膜过氧化程度加深,抗坏血酸-谷胱甘肽(AsA-GSH)循环相关酶活性和相关还原物质均呈先上升后下降趋势,在中度胁迫下达到顶峰,与对照相比均显著增加(P<0.05)。高温胁迫下,抗氧化酶效率和AsA-GSH循环效率均有提高。高温干旱协同胁迫下,黄薇受到的伤害明显大于单一胁迫,超氧化物歧化酶(SOD)和POD显著上升(P<0.05)并于中度胁迫时达到顶峰,MDA质量摩尔浓度显著增加(P<0.05),AsA-GSH循环效率均有提高但在中度胁迫下开始下降,脂膜过氧化随着胁迫加深显著加剧,重度胁迫下已无法维持正常生长。黄薇在高温干旱胁迫下可以通过调节抗氧化酶系统和AsA-GSH循环共同清除氧化物质,提高抗胁迫能力,维持正常生长发育。

黄薇花粉活力及柱头可授性

[目的] 研究不同条件下,黄薇Heimia myrtifolia的花粉萌发及花粉管生长情况。 [方法] 以黄薇为材料,采用花粉离体萌发法研究不同温度、蔗糖质量浓度和硼酸质量浓度对黄薇花粉萌发及花粉管生长的影响;用联苯胺-过氧化氢法测定柱头可授性,研究不同质量浓度萘乙酸、赤霉素、6-苄基腺嘌呤对黄薇柱头可授性的影响,并对黄薇花粉与柱头进行电镜扫描观察。 [结果] ① 不同温度、蔗糖质量浓度、硼酸质量浓度对黄薇花粉的萌发生长影响差异明显,培养黄薇花粉适宜温度为35℃,蔗糖适宜质量浓度为50.0~150.0 g·L-1,硼酸适宜质量浓度为0.5~1.0 g·L-1;②黄薇柱头可授性受时间影响,在开花6~8 h柱头可授性最强;③不同植物生长调节剂对黄薇柱头可授性影响差异明显,提高黄薇柱头可授性最适质量浓度为萘乙酸10.0 mg·L-1、赤霉素200.0~400.0 mg·L-1、6-苄基腺嘌呤20.0 mg·L-1;④黄薇柱头直径为425.78~546.93 μm,花粉极轴长为23.15~26.74 μm,赤道轴长为18.02~20.03 μm,属小型花粉。 [结论] 黄薇人工授粉的最佳时期在开花后6~8 h,结合一定质量浓度的植物生长调节剂,可以有效提高结实率。

紫薇属与黄薇属植物花瓣类黄酮组成及含量分析

为明确紫薇属(Lagerstroemia)和黄薇属(Heimia)的花色成分,探讨属间远缘杂交获得黄色花紫薇的可能性,以8个紫薇属种和品种与2种黄薇属植物的花瓣为材料,利用英国皇家园艺学会比色卡测量花色表型参数,采用超高效液相色谱—电喷雾电离—串联质谱(UPLC–ESI–MS/MS)技术对花瓣中类黄酮代谢物进行了定性和定量分析。8个紫薇属种和品种的花色分为红色、紫色与白色3个色系,共检测到158种类黄酮代谢物;2种黄薇属植物花色均为黄色系,共检测到138种类黄酮代谢物。黄薇属花瓣中芹菜素–4-O–鼠李糖苷、芹菜素–O–葡萄糖–O–鼠李糖、木犀草素、木犀草素–7-O–芸香糖苷(黄酮类)、山奈酚–3-O–葡萄糖苷–7-O–鼠李糖苷、山奈酚–3-O–洋槐糖苷、山奈酚–3-O–芸香糖苷、山奈酚–3-O–葡萄糖苷、山奈酚–7-O–葡萄糖苷(黄酮醇类)的相对含量远高于紫薇属,推测是黄薇属植物花瓣呈黄色的主要色素。而紫薇属花瓣中共有的相对含量较低的类黄酮代谢物有32种,其红色系和紫色系花瓣中主要呈色色素为花青素苷,白色系花瓣中黄酮与黄酮醇类代谢物主要以木犀草素与槲皮素为苷元。类黄酮代谢途径的中间产物或最终物质积累量不同,是导致紫薇属与黄薇属植物花色差异的主要原因。