辣韭矢竹的出笋及幼竹生长节律

Study on shooting and growth rhythm of Pseudosasa japonica var. tsutsumiana resulted that shooting period was from March 3 to May 5, and shoot quantity accorded with partial normal distribution.Adult bamboo reached 70.19%. The height growth could be divided into initial, ascending, boosting and terminal stage.Daily increment of height growth was 1～2 cm at the initial stage(about 11 d), 2～3 cm at the ascending one(12 d), more than 3 cm at the boosting one(19 d). The maximum was 4.45 cm at boosting stage. By the terminal stage (4 d), the height growth decreased obviously and stopped rapidly at last. Height growth process of young bamboo accorded with the Logistic Equation. But the height growth was influenced by the underground temperature of 10 cm and 15 cm, as well as average daily temperature and the humidity, especially the underground temperature of 10 cm and 15 cm which had positive correlation with the daily increment of height growth.

日本花叶矢竹组织培养与叶色变异研究

花叶矢竹是矢竹的一个栽培变种。该文以花叶矢竹的侧芽生长点为外植体,研究了单独添加不同质量浓度的6-苄基腺嘌呤(N-6-Benzyladenine,6-BA)、噻二唑苯基脲(Thidiazuron,TDZ)和玉米素(zeatin,ZT),BA与ZT相互组合,MS培养基与添加激素的培养基交替培养对花叶矢竹试管苗增殖生长及叶色变异的情况,结果表明:单独添加BA时促进试管苗侧芽增殖,新芽乳白色,叶片绿色条纹,而添加ZT的试管苗伸长生长良好;当BA与ZT相互作用时,以3 mg.L-1BA和3 mg.L-1ZT组合时芽增殖系数较大,且新苗生长良好;交替培养有利于新芽生长,且保持花叶特性。

三种观赏竹抗旱生理指标的研究及其综合评价

可控条件下研究了三种观赏竹铺地竹、平安竹、小佛肚竹在干旱胁迫下的生理指标变化,即叶片叶绿素、SOD、M DA、质膜透性的含量的变化。根据这些生理生化指标进行了抗旱性综合评价,结果为:平安竹>小佛肚竹>铺地竹。这一结果与三种观赏竹的实际表现是一致的。

平安竹抗旱生理指标的测定

将平安竹在可控条件下进行干旱胁迫试验,结果表明,平安竹对干旱胁迫不太敏感,在干旱胁迫处理20 d后,除叶片卷曲外,整个竹株仍保持绿色。干旱胁迫对平安竹叶片叶绿素、SOD、MDA、质膜透性含量的影响表现为:随着干旱胁迫时间的延长,MDA含量与质膜透性呈升高趋势,而叶绿素含量与SOD含量呈先增后降的趋势。

不同叶色矢竹叶片反射光谱及光化学特性

【目的】通过解析矢竹Pseudosasa japonica不同叶色叶片反射光谱特性、光系统Ⅱ(PSⅡ)和光系统Ⅰ(PSⅠ)特性之间的差异,探索不同叶色竹种光合能力差异,从生理角度分析矢竹叶色变异特性并为进一步探究叶色变异机制奠定基础。【方法】取生长健壮的矢竹叶片(GL)、花叶矢竹P.japonica f.akebonosuji复绿叶片(AL)、花叶矢竹条纹叶片[(SL)包括白色部分(SA)和绿色部分(SG)]、曙筋矢竹P.japonica f.akebono(VL)4种不同叶色叶片为材料,测定光合色素质量分数、叶绿素归一化指数(ChlNDI)、光化学植被指数(PRI)、快速荧光动力学参数及820 nm相对吸收值。【结果】叶片叶绿素质量分数从大到小依次为GL、SL、VL、AL;不同叶色矢竹叶片的叶绿素归一化指数、光化学植被指数变化趋势一致,从大到小依次均为GL、SG、VL、SA、AL;4个色叶的光系统Ⅰ最大氧化还原能力从大到小依次为GL、VL、SG、AL;花叶矢竹复绿叶、条纹绿叶和曙筋矢竹都具有叶绿素荧光曲线动力学活性,但光系统Ⅱ反应中心开放降低程度与矢竹差异显著(P<0.05),能量用于电子传递份额变小;缺乏叶绿素使得单位反应中心吸收的光能不断增加,可能是因为它需要更多的反应中心来应对其较低的转化效率,但最大光化学效率(F_(v)/F_(m))和叶片性能指数(PI_(ABS))都逐渐降低,可能是光系统Ⅱ反应中心发生可逆失活,能吸收光能但不能推动电子传递。【结论】叶色变异导致矢竹叶片光合色素质量分数存在差异,进而影响叶绿素归一化指数和光化学反射指数特征参数,叶绿素缺乏会影响光系统Ⅱ活性反应中心发生可逆性失活。花叶矢竹条纹叶片反应中心较少,但仍具有较好的光系统Ⅱ活性和叶绿素水平,维持较好的光合能力,这可能与其独特的花叶性状有关。

137Cs-γ射线辐照矢竹类组培苗生物学效应

利用137Cs-γ射线辐照矢竹的3个变型(曙矢竹、花叶矢竹和辣韭矢竹)组培苗,系统研究组培苗辐照诱变的生物学效应。结果表明:5~10Gy的辐照显著促进曙矢竹和花叶矢竹侧芽的增殖与伸长,但只能显著促进辣韭矢竹根系生长,20Gy及以上辐照剂量显著抑制3个变型试管苗生长;辐照剂量与死亡率呈显著正相关,花叶矢竹半致死剂量28.8Gy,而2个绿叶类型的矢竹变型均大于40Gy;辐照后3个竹种叶片表型变化不同,其中曙矢竹辐照后叶片呈现绿色、白色、白绿相间条纹,白叶组织类囊体膜破损,atpB、petA等7个叶绿体基因转录水平相对于绿叶下调。因此,不同竹种辐照后生物学效应存在差异,辐照可为提高竹子笋芽分化率与观赏竹新品种创制提供新途径。

同时蒸馏萃取-气相色谱/质谱法测定矢竹叶中的挥发性组分

采用同时蒸馏萃取法(Simultaneous Distillation and Extraction,SDE)提取人工圈养大熊猫取食矢竹叶中的挥发性组分,然后经气相色谱/质谱联用技术(Gas Chromatography/Mass Spectrometry,GC/MS)对其进行分离、鉴定。实验共分离出了42种组分,利用Nist数据库鉴定了其中31种,占矢竹叶挥发性组分总峰面积(总离子流图)的93.69%。其中主要成分为棕榈酸(44.00%)、亚油酸(24.40%)、(E)-2-己烯醛(4.10%)、苯并呋喃(2.48%)、十一烷酸(1.65%)、十三烷酸(1.27%)、叶绿醇(0.97%)、异植醇(0.96%)、(E)-2-己烯醇(0.85%)、a-紫罗兰酮(0.70%)、苯甲醇(0.60%)、苯乙醛(0.50%)。

花叶矢竹叶绿体psbD基因的克隆与功能分析

植物叶绿体光系统Ⅱ是植物进行光能转化、水的裂解和释放氧气的重要蛋白复合物,psb D基因编码光系统Ⅱ(PSⅡ)作用中心蛋白D2,D2和D1构成的异源二聚体上结合着与电子传递有关的大部分辅助因子和色素分子。以花叶矢竹Pseudosasa japonica f.akebonosuji为材料,提取总DNA,聚合酶链式反应(PCR)扩增psb D基因全长序列(Pj-psb D)。序列分析表明:其开放阅读框(ORF)为1 059 bp,编码352个氨基酸,相对分子质量为39.59 k D,等电点为5.34,有6个跨膜结构,有别于高等植物中psb D蛋白普遍存在的5个跨膜区。psb D还具备有多个与光合作用有关的结构域和功能位点。本实验用荧光定量PCR技术检测了花叶矢竹叶片3个不同生长阶段和3种叶色中psb D基因的表达量。分析表明:在花叶矢竹叶片生长发育时期,为了满足叶片生长发育和叶绿体的形成的需要,psb D基因表达量逐步提高。研究还发现:psb D在白叶中的表达量显著高于绿叶,这可能与植物的光保护机制有关,降低强光对白色和部分白叶的光合系统的损伤。

花叶矢竹psaA基因克隆及功能分析

光系统I(PS I)主要分布在类囊体膜的非垛叠部分,由反应中心复合体和捕光复合体I(LHC I)等亚单位组成。PS I反应中心复合体的功能是将电子从PC传递给铁氧还蛋白,psa A所编码的蛋白Psa A是复合体重要组成部分。研究基于psa A高保守性,扩增出psa A全长序列,获得其编码区2516bp。对该序列及其推导出的氨基酸序列结构进行分析,将之与其他禾本科植物的psa A氨基酸序列进行同源性比较,并构建出基于psa A的系统进化树。通过定量RT-PCR调查了psa A基因在花叶矢竹叶色变异过程中表达丰度变化,分析其在花叶矢竹叶片发育过程中的作用,为进一步探讨花叶矢竹叶色变异的分子机理奠定一定的基础。

花叶矢竹组培苗生根壮苗技术研究

花叶矢竹是一种珍稀观赏竹,以花叶矢竹愈伤组织脱分化的无根试管苗为试验材料,研究NAA、IBA、6-BA、TDZ以及激素组合对花叶矢竹不定根诱导和壮苗生长的影响。结果表明:NAA对花叶矢竹不定根诱导有主导作用,效果优于单独添加IBA、远优于组合添加NAA、IBA、6-BA。NAA浓度0.5~2.0 mg·L^(-1)时50 d生根率均可达100%,其中浓度0.5 mg·L^(-1)芽苗生根最快,长势最好,15 d生根率已达80%,30 d生根率达100%,平均生根数6.95条,平均根长0.995 cm。NAA浓度0.2~0.5 mg·L^(-1)时,壮苗效果好,且增殖系数可达8.5,平均新芽长可达1.595 cm。添加活性炭、6-BA、TDZ对生根和竹苗生长有抑制作用。

植物生长延缓剂对越冬期辣韭矢竹组培苗生长的影响

植物生长延缓剂能够抑制植物细胞生长,使植株长得粗壮,根系发达,从而增强植物的抗逆性。试验研究了不同浓度的植物生长延缓剂矮壮素(CCC)和多效唑(PP_(333))对越冬期辣韭矢竹组培苗生长的影响。结果表明:经CCC和PP_(333)处理后的苗木,植株高生长明显降低,而分枝率和分蘖率显著增加;对植株叶绿素荧光参数的影响表现为,PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、非光化学猝灭系数(NPQ)和电子传递速率(ETR)均显著上升,光化学量子效率(ΦPSII)和光化学猝灭系数(qP)均显著下降,表明竹苗接受和传递光电子的能力增强,光合潜力上升,光机构得到保护,受低温伤害减轻,植株抗寒性增强。比较不同浓度CCC和PP_(333)的处理效果显示,800 mg/L的PP_(333)和3 000 mg/L的CCC处理的植株均有较好的抗寒能力。综合来看,3 000 mg/L的CCC对辣韭矢竹苗在寒冷条件下的保护最全面。

花叶矢竹转录组中的转座子表达分析

以花叶矢竹Pseudosasa japonica f.akebonosuji 10种不同颜色和不同发育阶段的叶片转录组数据为基础,调查了花叶矢竹中转座子的种类、数量以及选择性表达特性。结果表明:花叶矢竹转录组中转座子类型丰富、数量繁多,其中RNA转座子明显多于DNA转座子,转座子LTR/Copia类型数量最多。绿叶的5个发育阶段中,转座子主要在第5发育阶段高表达,表明这些转座子可能参与了花叶矢竹叶片成熟过程。而在白叶5个发育阶段中,转座子主要在第1发育阶段高表达;对绿叶和白叶5个相对应的发育阶段分析表明,白叶中高表达的转座子多于绿叶,表明这些转座子可能参与了花叶矢竹叶色变异过程,也可能是逆境胁迫导致转座子转座激活。

矢竹地下茎转录组测序及节间生长相关基因表达分析

【目的】揭示竹子地下茎生长发育的分子机制。【方法】利用高通量转录组测序对矢竹含不同发育阶段节的地下茎转录组图谱进行了分析研究,并利用qRT-PCR对节间生长相关基因进行表达模式分析。【结果】共获得了11 976条平均长度为1 008 bp的单基因簇(unigenes)。NCBI注释显示,63.8%的单基因簇具有注释结果,其中16 254条unigenes被注释到137个KEGG(京都基因与基因组百科全书)代谢通路中。Map Man分析共获得了1 864个转录因子及603个激素代谢及信号转导相关单基因簇。在功能基因方面,共获得564个与细胞壁构建相关的代谢基因,其中92个与木质素合成相关。此外,对9个与赤霉素、细胞壁合成及细胞骨架组织相关的基因,通过实时荧光定量PCR,分析了它们在节间不同发育阶段的表达模式。结果显示:细胞壁、细胞骨架下游功能相关基因在矢竹地下茎节间快速生长阶段表达最高;而赤霉素合成及信号传导相关基因则在节间伸长起始阶段最高。【结论】矢竹地下茎生长发育受到从各类激素、转录因子到其下游功能基因等组成的复杂分子网络的协同调控。

平安竹纤维形态变异特征及其成因分析

【目的】阐明矢竹矮秆稳定变异体——平安竹纤维形态学特征并初步阐释其变异机制。【方法】利用石蜡切片及数量统计学方法进行显微观测与数据分析;qRT-PCR分析基因相对表达量;UPLC/GC-MS法测定赤霉素含量。【结果】平安竹竹秆不同部位纤维长度、长宽比及壁腔比显著小于矢竹;但其宽度与腔径值显著大于矢竹;而其不同部位纤维壁厚值虽小于矢竹,但差异不显著。平安竹地下茎纤维在长度、长宽比、壁厚及壁腔比上显著小于矢竹,但其宽度与腔径值则显著大于矢竹。形态解剖学分析显示,平安竹地下茎纤维细胞形态变异出现于节间活跃生长阶段。赤霉素及细胞壁与细胞骨架相关基因表达量分析结果表明,赤霉素信号途径在平安竹节间生长起始阶段即受到抑制;而其细胞壁与细胞骨架相关下游功能基因则在其伸长早期与活跃阶段显著低于矢竹;赤霉素含量分析也证实各赤霉素含量早在平安竹节间伸长起始阶段就低于矢竹。【结论】赤霉素信号途径受抑导致其下游细胞壁与细胞骨架组织相关基因下调是最终导致平安竹纤维细胞生长异常的原因之一。

平安竹叶片缩小的细胞学观察

【目的】解析平安竹叶片缩小的细胞学机制。【方法】对平安竹叶片的石蜡切片进行细胞学结构观察,用Gilies方程精确描述叶片外轮廓。【结果】平安竹叶片在长度、宽度、厚度及数目上显著小于其原种矢竹;但数学建模结果表明平安竹叶片形态与矢竹相似,均可以用Gilies方程精确描述;进一步解剖学观察发现,平安竹叶片多数细胞外观形态与矢竹类似,但泡状细胞形态极不规则;量化分析发现其叶表皮细胞在长与宽上均与矢竹类似,但细胞数目明显减少;纤维细胞相比于矢竹既短且宽。【结论】细胞数目变少及细胞变小是平安竹叶片缩小的细胞学原因。

不同叶色矢竹叶绿体结构和光系统特性差异

以矢竹(Pseudosasa japonica)、花叶矢竹(P.japonica f.akebonosuji)和曙筋矢竹(P.japonica f.akebono)为研究对象,借助叶绿体超微结构和荧光动力学曲线的变化揭示不同叶色矢竹的光系统活性及光合特性差异。结果表明:3个竹种的光合色素含量差异明显,除花叶矢竹条纹叶白色部分叶绿体内无完整类囊体片层结构外,花叶矢竹绿条纹和曙筋矢竹的基粒数明显少于矢竹,叶绿体发育成熟度不一致;OJIP曲线及参数表明,花叶矢竹条纹绿叶和曙筋矢竹光系统II(PSII)反应中心开放降低程度低于矢竹,捕获能量用于电子传递的份额变小,PSII活性变弱;而曙筋矢竹叶片P700至初级电子受体(QA)的电子传递链氧化还原平衡偏向于还原侧,推测其光系统I(PSI)反应中心P700至PSII QA电子传递链受损。因此,PSII活性变化导致叶绿体发育不成熟,可能是引起矢竹类叶色差异的直接原因。