增强UV-B辐射对高山植物歪头菜生长及内源激素变化的影响

以青藏高原野生豆科牧草歪头菜(Vicia unijuga A.Br.)为材料,模拟甘南夏季晴朗无云天空平流层臭氧衰减9%的UV-B辐射强度(6.4kJ/m2),分析增强UV-B辐射条件下植株内源激素水平和全氮含量随时间变化及其与生长特性的关系。结果显示:(1)来自高寒地区野生歪头菜在增强UV-B辐射的最初阶段(10d左右)会产生对紫外胁迫的应激性响应,其内源生长激素吲哚乙酸(IAA)、玉米素(ZT)、赤霉素类(GAs)和6-苄氨基嘌呤(6-BA)含量水平以及全氮含量均明显高于对照,生长指标也相应升高。(2)随着处理时间延长,歪头菜内源生长激素含量开始迅速降低,并于处理后30d时降至最低,处理后40d时全氮含量也显著低于对照;同时,随着生长激素和全氮含量降低,植株生长也受到强烈抑制。(3)在处理后40d时歪头菜内源ABA才被检测到,说明细胞膜伤害发生的时间相对较晚。研究表明,来自高寒环境的植物种歪头菜经历长期自然选择和适应,形成了对强UV-B辐射的应激响应机制,使辐射伤害延迟,内源激素含量变化与该应激响应有密切关系。

高寒地区歪头菜营养品质动态变化及其评价

优质豆科牧草选育和栽培对于高寒地区畜牧业发展具有重要意义,歪头菜是高寒地区极具饲用价值的豆科牧草,对其进行产量和营养品质动态变化研究,有利于高品质饲草的生产和利用。在高山草原地区通过田间试验,研究了歪头菜在不同生长时期(分枝期、现蕾期、初花期、盛花期)刈割时,干草产量和粗蛋白(CP)、可溶性糖(WSC)、灰分(ASH)含量和矿物元素含量的动态变化。结果表明,歪头菜草产量随着生长逐渐增加,而CP、WSC含量在生长初期较高,生长后期(盛花期)CP含量降低,而WSC含量达到最高。ASH含量在整个生长过程中呈单峰曲线变化特征,但各矿物元素含量的变化规律不尽相同。从饲用角度看,各刈割期的CP含量均达到美国一等饲草标准,其中,盛花期干草产量和WSC含量最高,营养元素中,除Ca和Cu外,能够基本满足高寒地区家畜对P、K、Na、Mg、Mn和Zn元素的营养需求。进一步利用灰色关联度分析和权重赋值法对上述指标进行综合评价,发现盛花期综合评价值最高,因此建议歪头菜在高山草原地区的最佳利用时期为盛花期。

不同温度下PEG-6000渗透胁迫对歪头菜种子发芽的影响

以歪头菜(Vicia unijuga)为研究材料,在恒温培养箱控制的不同温度(15,20和25℃)下,设置聚乙二醇(PEG-6000)浓度梯度分别为0、–0.2、–0.4、–0.6、–0.8和–1.0 MPa的6个渗透胁迫处理,研究不同温度下PEG-6000渗透胁迫对歪头菜种子发芽和生长的影响。结果表明:1)20℃条件下,歪头菜种子的发芽参数(发芽率、发芽速率、发芽指数、活力指数)和生长指标(胚芽长和胚根长)显著高于15和25℃(P <0.05)。2)渗透胁迫抑制歪头菜种子发芽和幼苗生长,通过适当的增温可以缓解渗透胁迫对种子发芽和幼苗生长的不利影响。在较低水势下(–0.6～–1.0 MPa),20℃条件下,种子发芽速率、活力指数、胚芽长和胚根长均显著高于15℃(P <0.05);25℃条件下,发芽率、发芽速率、发芽指数和活力指数均显著低于15℃(P <0.05)。3)基于水势模型的分析表明,歪头菜种子的基础水势值(Ψb)的变化随温度的升高呈先升后降的趋势;20°C条件下种子发芽的Ψb最低,为–1.27 MPa,表明该温度下,种子在相对干旱环境条件下更易于发芽。

野生花卉歪头菜种子萌发特性研究

以野生花卉歪头菜(ViciaunijugaA.)的种子为试验材料,对其萌发特性进行了研究,以期为引种栽培提供理论依据。结果表明:歪头菜的种子长约5mm,扁圆形,灰绿色或黑褐色,千粒重为21 310g,属于中小粒种子;其种子的休眠是由硬实性引起的,属于强迫休眠,破除休眠可采用浓硫酸处理,以酸蚀30min效果最好,发芽率、发芽势、发芽指数最高,分别为93%、72%、19 85;其最适发芽温度为20～30℃;光照对其种子萌发有一定的抑制作用。

氮磷肥对歪头菜产量和品质的影响

研究了不同氮(0、50、75、100kg·hm-2)、磷(0、70、140、210kg.hm-2)施肥水平对歪头菜(Vicia unijuga)产量和品质的影响。结果表明,不同氮、磷施用量均可提高歪头菜干草产量和品质。在单施氮肥75kg·hm-2或磷肥140kg·hm-2时,干草产量最高,分别为3 048kg·hm-2和2 752kg·hm-2,分别高于对照49.88%和35.32%;其铜、锰和锌元素含量也均显著高于对照。单施氮肥50kg.hm-2或磷肥70kg.hm-2,歪头菜可溶性糖和粗蛋白含量均最高。在施用氮肥50kg.hm-2时,歪头菜可溶性糖和粗蛋白含量分别高于对照11.01%和23.53%。过量施氮肥和磷肥都会降低歪头菜产量和品质。

甘南地区歪头菜的选择性败育及结实格局

歪头菜是甘南地区极具利用价值的饲用植物,可为家畜提供丰富的蛋白质,因此加强种子生产是歪头菜在该地区种植推广的基础。本实验着眼于歪头菜生殖过程中的选择性败育,研究了歪头菜花期不同阶段和花序不同位置果实和种子的结实格局,得出以下结果:1)2龄植株盛花期花序上结荚率最高(41.6%),5龄植株初花期花序上结荚率最高(28.8%),两者均为末花期花序上结荚率最低,且所结荚果内种子数为0。2)2龄和5龄植株均为花序中部结荚率最高,分别为43.9%和41.6%,但上、中、下部位荚果内的种子数无显著(P>0.05)差异。3)荚果内靠近柱头端和靠近小花柄端的胚珠败育的可能性更大,荚果中部(从柱头端算起第2,3,4,5位置)的胚珠形成种子时更易出现交替败育的趋势。4)每序结荚数随着每序单花数的增加呈现先增加后减少的趋势,当每序单花数为20朵时,每序结荚数达到最大8个。由上述结果推测,选择性败育引起的歪头菜果实和种子的结实分配格局可能是资源限制的原因,也可能是植物对特殊生境的一种繁殖策略,然而这一结果影响了歪头菜的实际种子产量。

甘南地区歪头菜生殖分配对生殖产量的影响

采用现存生殖分配(Standing Reproduction Allocation)的方法研究甘南地区歪头菜(Vicia unijuga)生物量生殖分配。结果表明,不同生长年限植株在整个生长季中,各构件生物量占总生物量的比例随着季节变化表现为营养分配比重不断减少,生殖分配比重不断增加,但营养生物量分配比例占绝对优势,而在蕾期和花期用于有性生殖的生物量(蕾、花生物量)分配比例仅在10%左右;多年生歪头菜种群幼龄时期植株生殖生物量分配仍然随着生长年限的增加而增加,但生殖产量的生物量分配却表现出2年龄>5年龄>4年龄;2年龄植株蕾-花生物量转换比例和花-荚生物量转换比例分别为1∶1.17和1∶1.36,5年龄植株的分别为1∶0.94和1∶1.31,说明2年龄植株比5年龄植株有较高的生殖利用率,而5年龄植株落花、落荚现象明显。以上结果揭示出,植株对有性繁殖的小比例投资以及生殖转换中产生的生殖损失可能是导致该地区歪头菜种群有性繁殖体种子产量低的重要原因,而影响这一原因的因素可能是生长季过程中的环境干扰和养分竞争等问题。

十个歪头菜居群遗传多样性分析

采用ISSR分子标记对10个歪头菜自然居群的104个样本进行遗传多样性分析,筛选的10条ISSR引物共扩增出115个位点,其中多态性位点110个。在物种水平上多态性比率（PPB）为95.65%,在居群内多态位点比率为24.35%~49.70%。POPGENE分析结果显示,物种水平上Nei’s基因多样性（H）为0.2632,Shannon’s遗传多样性信息指数（I）为0.4046,基因流（Nm）为0.4553,基因分化度（Gst）为0.5283,AMOVA分析居群间遗传分化程度为50.51%。研究表明,10个采样点的歪头菜在物种水平上具有较高的遗传多样性,但在居群之间已经出现了一定程度的遗传分化,且居群间的遗传分化程度高于居群内的分化程度。同时,证明了环境压力大小对于遗传多样性的高低具有选择作用,环境压力小的烟台和环境压力大的合作地区具有较高的遗传多样性,但环境压力介于二者之间的地区遗传多样性水平相对较低。本研究结果不仅对于了解歪头菜遗传进化和其生长地的环境的关系具有重要的参考价值,对合理利用歪头菜遗传资源及育种还具有非常重要的作用。

利用SMART技术构建歪头菜叶片全长cDNA文库

以歪头菜（Vicia unijuga）为研究材料, 用Trizol试剂提取歪头菜叶片组织总RNA, 用SMART TM cDNA Library Construction Kit构建cDNA文库。经测定, 初级文库滴度达到2.3×10^6 pfu·mL^-1, 扩增后文库总滴度为6.2×109 pfu·mL^-1, 重组率为92.7%。从扩增后的文库随机挑取16个噬菌斑进行PCR扩增鉴定, 结果显示, 插入片段大多分布在500～2 500 bp。用PCR法从该文库中扩增出了以往用RACE法克隆出的歪头菜木质素合成相关基因CAD 3′端全序列。通过各项指标验证成功构建了歪头菜叶片全长cDNA文库。

歪头菜黄酮类化学成分研究

目的研究歪头菜全草中的黄酮类化学成分。方法采用硅胶柱色谱,葡聚糖凝胶柱色谱以及半制备HPLC等方法分离纯化,根据MS和NMR数据鉴定化合物的结构。结果从歪头菜中分离得到8个化合物,分别鉴定为山柰酚(1),槲皮素(2),异鼠李素-3-O-α-L-鼠李糖苷(3),槲皮素-3-O-α-L-鼠李糖苷(4),槲皮素-7-O-α-L-鼠李糖苷(5),萹蓄苷(6),杨梅苷(7),金丝桃苷(8)。结论化合物1~7为首次从该植物中分离得到。

歪头菜染色体核型研究

就产于甘肃甘南草原的豆科牧草歪头菜染色体的数目、核型进行了系统分析研究．其染色体数２ｎ＝１２，分别由５对亚中着丝点染色体和１对亚端着丝点构成．

野生花卉歪头菜播种繁育技术研究

采集野生花卉歪头菜种子,进行不同种子发芽处理及播种育苗基质对比试验。结果表明:野生花卉歪头菜种子播种育苗时采用初始温度为50℃的温水浸泡24h,用流水冲洗干净后晾干,播种在进口基质中发芽率最高,可达到83.37%。

甘南野生歪头菜的种植技术

选择甘南野生歪头菜种子作生产用种,介绍了歪头菜生长习性、种植技术、田间管理与加工、利用技术,为栽培驯化、大田生产提高草产量提供依据,拓宽草业链条,提升牧草增值的饲用前景,激活草业经济。

野豌豆属蒙药药用植物的rDNA-ITS序列分析

目的 比较研究野豌豆属中入蒙药的8种药用植物山野豌豆Vicia drnoena、北野豌豆V.ramuliflora、广布野豌豆V.cracca、多茎野豌豆V.multicaulis、黑龙江野豌豆V.amurensis、东方野豌豆V.japonica、大叶野豌豆V.pseudorobus和歪头菜V.unijuga的rDNA-ITS序列差异性及其规律,寻找8种植物药之间的分子鉴别方法 。方法 从野豌豆属蒙药材中提取总DNA,用PCR法扩增ITS,运用Clustal X、MEGA等软件比较和分析ITS的序列特征。结果 野豌豆属入蒙药的8种药用植物ITS序列长度为598-611bp,具变异位点40个,其中信息位点33个,特异性鉴别位点29个。序列已提交至NCBI数据库,登录号为JQ309787-JQ309794,KJ417905-KJ417931。其中5种野豌豆的ITS序列为国际首次获得,分别为黑龙江野豌豆（JQ309789）、东方野豌豆（JQ309792）、多茎野豌豆（JQ309791）、大叶野豌豆（JQ309788）和北野豌豆（JQ309793）。结论 ITS序列对野豌豆属入蒙药的8种药用植物具有较好的分辨性,为野豌豆属蒙药药用植物分子鉴别提供了参考。