干旱胁迫对肋果沙棘(Hippophae neurocarpa)试管苗叶片黄酮类化合物代谢的影响

为了探讨干旱胁迫对沙棘叶片黄酮类化合物代谢的影响,以肋果沙棘试管苗为材料,研究了不同浓度PEG-6000(0%,10%,20%,30%)对叶片类黄酮积累及其合成过程中相关酶PAL、C4H和4CL活性的影响.结果显示:(1)随干旱胁迫程度的增强,总黄酮、槲皮素、山奈酚和杨梅素含量均表现为先下降后上升的趋势,20%PEG-6000胁迫下其含量最低,比对照分别下降了20.36%,12.84%,47.81%,63.22%;在不同浓度PEG-6000胁迫下异鼠李素含量与对照相比均有升高,10%PEG-6000胁迫下其含量最高,比对照升高了79.99%.(2)干旱胁迫显著影响肋果沙棘试管苗叶片PAL、C4H和4CL的活性(P<0.05).随着胁迫程度的增加,PAL活性显著升高;C4H和4CL活性呈先升高后降低的趋势,在20%PEG-6000胁迫下达到最高.(3)杨梅素、槲皮素、山奈酚及总黄酮含量均与PAL、C4H和4CL活性负相关.尽管干旱胁迫促进了相关酶的活性,但肋果沙棘试管苗叶片中总黄酮含量并没有显著变化.

肋果沙棘(Hippophae neurocarpa S. W. Liu et T. N. He)自然种群的风媒传粉特征

野外调查了青藏高原特有植物肋果沙棘的花期物候、开花式样以及风媒传粉特征,对其花粉生活力、柱头可授性及单花花粉量进行了检测。结果表明,肋果沙棘有许多适应风媒传粉的特征：雌雄异株,花小,无花冠,先叶开放,雄花萼片纵裂形成对流的＂风洞＂,花粉近球形,单花花粉量大;雌花柱头细长捻状,伸出萼筒,授粉面大,密布乳突。花粉生活力可以持续16.5 d,柱头可授性为10-20d。肋果沙棘传粉多发生在昼夜温差大的5月中下旬,在多变的气候条件下,种群花期可持续约12-25d,但在晴朗的天气条件下具有爆发性的集中开花机制,是对恶劣条件的适应。重力玻片法检测表明,离花粉源15m左右远的地点花粉密度最大,135m仍能接收到花粉,夜间接收到的花粉数量也很可观,这些研究结果表明,该植物集中在有利的晴朗天气昼夜进行长距离的风媒散粉,能较好地适应青藏高原的复杂环境。

青藏高原特有植物肋果沙棘种子萌发对不同温度的响应

研究了青藏高原特有植物肋果沙棘（Hippophae neurocarpa）种子萌发对不同温度的响应.结果表明：肋果沙棘种子萌发温幅较宽,在15-35℃范围内均有较高的发芽率.肋果沙棘种子在温度为15℃和20℃时发芽率达90%以上,显著高于30℃和35℃处理的发芽率;生长结束时胚根及下胚轴长度（37.22±2.910,52.41±3.030mm）也大于30℃（33.32±1.313mm）和35℃（23.28±1.641mm）的长度,表明肋果沙棘种子在较低温度下萌发和生长情况较好.此外,肋果沙棘种子在各温度处理下,1-2d内开始萌发,4-7d完成萌发过程,具有迅速萌发的特性.较宽的萌发温幅、在较低温度下的高萌发率以及迅速萌发的特性保证了肋果沙棘能够在低温环境和较为短促的生长季节里顺利完成萌发过程,迅速占有生存资源与空间,这体现出该植物对青藏高原高寒环境的一种生存适应机制.

低温胁迫下肋果沙棘试管苗黄酮类化合物合成关键酶的活性

以青藏高原特有植物肋果沙棘试管苗为试材,研究了4℃低温胁迫（0~72h）对其叶片黄酮类化合物合成关键酶苯丙氨酸解氨酶（PAL）、肉桂酸4-羟基化酶（C4H）及4-香豆酸辅酶A连接酶（4CL）活性的影响。结果表明：短期的低温胁迫显著影响肋果沙棘试管苗叶片PAL、C4H和4CL的活性。胁迫初期,PAL和C4H活性波动较大,PAL活性在12h达到最高值,24h时活性最低,比对照降低了63.514%,之后其活性逐渐恢复;C4H活性在处理12h时降到最低,此后逐渐升高,72h时其活性是对照的447.2%;4CL活性在胁迫6h时达到最高值,比对照高出了36.285%,之后缓慢下降并最终低于对照。肋果沙棘试管苗叶片PAL、C4H和4CL以不同的方式对低温胁迫进行了响应,苯丙烷类代谢被激活,调控黄酮类等次生代谢物质的合成。

基于叶绿体DNA trnL-F序列研究肋果沙棘的谱系地理学

由于青藏高原的地理效应,第四纪冰期气候的反复变化应对现今该地区生物的地理分布及其居群遗传结构产生重大影响。肋果沙棘Hippophae neurocarpa是青藏高原地区的一个特有种,根据叶上的附属物(星状鳞毛或者鳞片状鳞毛)分为两个亚种:肋果沙棘亚种subsp.neurocarpa和密毛肋果沙棘亚种subsp.stellatopilosa。依据母系遗传的叶绿体DNA片段对该物种谱系地理学进行研究不仅能阐明该物种冰期避难所,而且对于理解两个亚种的母系分化也具有重要意义。共对两个亚种14居群的70个个体的trnL-F序列进行了测序,共发现8种单倍型,其中5种单倍型出现在肋果沙棘亚种中,4种出现在密毛肋果沙棘亚种中,两个亚种共享一种单倍型。种内谱系分化与两个亚种形态上的分化不一致。嵌套进化分支把8种单倍型分为三支:一支为肋果沙棘亚种,其他两支中两个亚种单倍型嵌套组成,且肋果沙棘亚种处于进化末端。我们的研究结果还表明肋果沙棘在冰期可能在高海拔地区存在多个避难所,并且存在来自避难所的邻域扩张。

二倍体杂交种棱果沙棘双向杂交起源及其母本主要来源于中国沙棘的分子证据

棱果沙棘为同域分布的中国沙棘和肋果沙棘同倍化自然杂交形成的。本文利用母系遗传的cpDNA trnS-G序列检测青海祁连棱果沙棘及其亲本中国沙棘和肋果沙棘同域分布的两个地区(拱北湾、八宝河滩)共93个个体的遗传关系。结果表明棱果沙棘及其亲本在拱北湾和八宝河滩分别有12个和7个单倍型,两地区的棱果沙棘都与其亲本共享单倍型,其中拱北湾棱果沙棘共36个个体中有28个与中国沙棘共享3个单倍型(H2,H4,H5),有2个个体与肋果沙棘共享单倍型(H11),八宝河滩的棱果沙棘共10个个体中有7个与中国沙棘共享一个单倍型(H4),3个与肋果沙棘共享单倍型(H7)。应用最大简约法(MP)分别对两地区的棱果沙棘及其亲本trnS-G序列构建的系统发育树中棱果沙棘的大部分个体都与中国沙棘聚在一起,另外,棱果沙棘4种特有单倍型(H3、H7、H8、H9)的6个个体在系统树上也与中国沙棘聚为一支。以上结果进一步证明了二倍体自然杂交种棱果沙棘为双向杂交起源,但其主要母本来源应为中国沙棘。

干旱胁迫下‘肋果沙棘’渗透调节物及保护酶活性变化的研究

以‘肋果沙棘’的盆栽苗为试验材料,研究了不同程度干旱胁迫处理对‘肋果沙棘’叶片渗透调节物以及保护酶活性的影响.结果表明:‘肋果沙棘’叶片中的可溶性糖含量在轻度和中度干旱胁迫下与CK相比无显著差异,而在重度干旱胁迫下其含量急剧上升;可溶性蛋白含量则呈现先升高后降低的趋势,脯氨酸和甜菜碱含量则随着干旱胁迫程度的加剧而逐渐升高;另外,干旱胁迫下‘肋果沙棘’保护酶活性的变化趋势为SOD酶和POD酶活性随着干旱胁迫程度的增强呈先升高后降低的趋势,而CAT酶活性则随着干旱胁迫加剧而增强.由此得出‘肋果沙棘’在受到干旱胁迫时通过渗透调节物和保护酶活性的调节,迅速做出生理响应,以维持细胞膜的稳定以及正常的生命活动,说明‘肋果沙棘’具有很强的抗旱保水能力.

棱果沙棘及其亲本cpDNA trnS-G片段的序列变异分析

对自然杂交种棱果沙棘(Hippophae goniocarpa)及其亲本中国沙棘(H.rhamnoides ssp.sinensis)和肋果沙棘(H.neurocarpa)的共6个个体的叶绿体基因组的trnS-G片段进行了序列测定.所测样品序列长度为646～654 bp,排序后为656 bp.所测序列共有51个变异位点,占整个序列长度的7.77%,其中有14个变异位点属于碱基的插入或缺失类型,37个变异位点属于碱基的替换类型,各占变异位点总数的27%、73%和序列总长度的2.13%、5.64%.分析序列结果表明,所测样品在trnS-G间隔区序列长度变化不大,但提供了较多的变异位点,并且碱基变换类型丰富,碱基变异位点来源于中国沙棘和肋果沙棘的种间序列的差异.棱果沙棘的2个个体分别与中国沙棘和肋果沙棘的其中1个个体的序列完全一致,说明在自然杂交种棱果沙棘的起源中,中国沙棘和肋果沙棘均可作为母本.

两种青海野生沙棘对干旱胁迫的响应及其抗旱性评价

以青海野生中国沙棘(Hippophae rhamnoides subsp.sinensis)和肋果沙棘(Hipphae neurocarpa)的盆栽苗为试验材料,研究不同程度的干旱胁迫处理对两种沙棘叶片生理生化指标的影响,并利用隶属函数法综合评价2种沙棘的抗旱性。结果表明,随着干旱胁迫程度的增加,两种沙棘的叶片相对含水量呈下降的趋势;膜透性、MDA含量、脯氨酸含量、甜菜碱含量及CAT酶活性呈增加的趋势;可溶性糖含量呈先降后升的趋势;可溶性蛋白质含量、SOD酶和POD酶活性呈先升后降的趋势。采用隶属函数法综合评价两种沙棘的抗旱性,结果表明中国沙棘的抗旱性高于肋果沙棘。

肋果沙棘北缘居群的遗传多样性与遗传结构

该研究利用SSR分子标记，对肋果沙棘（Hippophaeneurocarpa)分布区北缘青海祁连地区5个自然居群进行分析，旨在了解小地理尺度下肋果沙棘北缘居群的遗传多样性和片段化分布居群的遗传结构，为肋果沙棘居群的资源保护提供了依据。采用6对微卫星引物对107个样本UNA进行扩增，共检测到27个等位变异，变幅为2~9个，平均每个位点有4.67个，平均观测杂合度（Ho)和期望杂合度（He)分别为0.142和0.230，Shannon信息指数（/)的变幅介于0.280~0.567之间，平均值为0.374,说明肋果沙棘北缘居群的遗传多样性较为丰富。遗传分化系数=0.483,分子方差分析（AM0VA)表明肋果沙棘有48.33%的变异存在于居群间，51.67%存在于居群内。对5个居群之间的遗传距离与地理距离做Mental检验，结果表明遗传距离与地理距离相关性不显著，对基因流检测发现居群间的iVm为0.328,推测遗传漂变是居群分化的关键因素之一。Structure分析把5个居群分为2组。LPGMA聚类分析表明5个居群聚为2个分支，其中居群ARX为单独的一支，与主坐标分析的结果一致。基于分布区北缘青海祁连肋果沙棘自然居群的遗传结构分析，建议应尽可能多地保护不同的地方居群。

肋果沙棘贮存过程中精油的变化

本文用GC/MS/DS和GC/IR/DS联用的方法,分析了肋果沙棘鲜果和放置一年后果实精油的成分,并利用气相色谱测定了鲜果精油中各组分的含量。结果表明,鲜果和放置一年后果实精油成分差别较大,贮存果中出现了鲜果中没有的组分,而鲜果中原有的一些组分却消失了,如辛醛、庚酮-2等;试验发现了多种至今在有关沙棘精油文献中未见报道过的萜烯类和含硫化合物,如二硫甲醚、三硫甲醚、2,4-二甲基-1,3-二噁烷、柠檬烯、罗勒烯、松油烯、松油醇、里哪醇、榄香烯等20余种。这些成分有利于精油在香料和医药等方面的应用。

肋果沙棘幼苗对CO_2浓度升高的生理生态响应

通过测定CO2浓度倍增条件下肋果沙棘幼苗气体交换特征、水分利用效率、叶片性状和生长特性,研究青藏高原特有种肋果沙棘对大气CO2浓度升高的生理生态响应。结果表明:CO2浓度倍增可显著提高肋果沙棘幼苗的净光合速率、水分利用效率,促进幼苗营养器官(根、茎、叶)生物量和总生物量的积累,且肋果沙棘趋于向地上部分(尤其是茎)分配更多的干物质。CO2浓度倍增使肋果沙棘幼苗比叶面积、平均单叶面积、叶片氮含量分别降低27%,33%和41%,碳氮比增加73%,而叶片碳含量无显著影响。CO2浓度升高条件下肋果沙棘幼苗不仅通过增加光合能力、水分利用效率和生物量累积产生明显的"施肥效应",而且通过降低比叶面积、平均单叶面积和叶片氮含量表现出较强的下调适应能力,进而有利于其应对更为复杂的生存环境。

青海肋果沙棘和中国沙棘种子萌发特性比较研究

以青海祁连县湿地的肋果沙棘和互助、湟中县的中国沙棘种子为试材,研究自然状态、GA、砂积温和吸湿回干处理对沙棘种子萌发特性的影响。结果表明:互助和湟中县的中国沙棘的自然萌发率较高,祁连县湿地的肋果沙棘自然萌发率较低;肋果沙棘经砂积温处理60d后,种子的发芽率及发芽势有明显的提高;GA和吸湿回干处理不能显著提高肋果沙棘种子的发芽率;说明适当的积温处理会促进青海祁连湿地肋果沙棘种子的萌发。

祁连山区西藏沙棘和肋果沙棘的调查研究

青藏高原是中国沙棘的一个重要分布区。祁连山区位于青藏高原的东北部,是青海省沙棘分布最集中的地区。本区沙棘种质资源比较丰富,分布有大面积的中国沙棘(Hippophae rhamnoides Linn.subsp.sinensis Rousi),大量的西藏沙棘(H.thibetana Schlechtend.)和肋果沙棘(H.neurocarpa S.W.Liu et T.N.He)。西藏沙棘和肋果沙棘中国仅在青藏高原上有分布。

肋果沙棘籽总黄酮的两种不同提取方法比较

本文对超声波和回流法两种不同提取肋果沙棘籽总黄酮方法进行了探讨,以芦丁为对照品,采用分光光度法测定肋果沙棘籽总黄酮的质量百分含量.实验结果表明,回流提取和超声提取所得肋果沙棘籽中总黄酮含量分别为3.73%,4.60%.超声波提取方法较回流法提取率高且省时.

祁连山区西藏沙棘和肋果沙棘果实调查分析

祁连山区位于青藏高原的东北部,是青海省沙棘分布最集中的地区。本区沙棘种质资源比较丰富,除分布有中国沙棘,还有大量的西藏沙棘和肋果沙棘。本文通过调查和生化分析,研究了西藏沙棘和肋果沙棘果实的成熟期与生长情况、出汁率与出种率及其所含的多种生化成分。

肋果沙棘幼苗抗氧化酶系统及总黄酮对UV-B辐射增强的响应

该文以青藏高原特有木本植物肋果沙棘为材料,在62μW·cm-2的UV-B辐射强度下,分别测定处理了0~6 d幼苗叶片的氧化损伤程度、抗氧化系统酶活性和总黄酮含量及其抗氧化活性,以探究肋果沙棘对UV-B辐射的生理生态响应机制。结果表明:随UV-B辐射时间的增加,肋果沙棘幼苗过氧化氢含量(H 2 O 2)和膜脂过氧化产物(MDA)显著增加;抗氧化系统酶中过氧化氢酶(CAT)活性显著升高;过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性呈先降后升的趋势,且活性均显著低于对照,超氧化物歧化酶(SOD)活性无明显变化;总黄酮含量随辐射时间的积累显著增加,作为非酶抗氧化物质的总黄酮对1,1-二苯基-2-苦基肼(DPPH)的清除率与其含量变化具有显著正相关关系。综上结果表明,肋果沙棘幼苗在抵御该辐射产生的氧化损伤中,通过提高CAT活性及增加总黄酮含量来抵御辐射造成的氧化损伤。

肋果沙棘和西藏沙棘转录因子bHLH94基因对海拔适应性分化的研究

bHLH转录因子是植物体内的第二大类转录因子,在植物的生长发育、生理代谢及逆境应答过程中起着重要的作用。以肋果沙棘(Hippophae neurocarpa)和西藏沙棘(H. tibetana)为研究材料,通过转录组测序,筛选出受正选择作用的转录因子bHLH94基因,基于HnbHLH94、HtbHLH94基因序列和基因表达量分析,研究肋果沙棘和西藏沙棘bHLH94基因对海拔的响应机制。HnbHLH94和HtbHLH94基因分别编码338和335个氨基酸,Sanger法测序验证序列的正确性及二者DNA结合结构域之外的10个非同义突变位点,推测与该基因的适应性进化有关;qRT-PCR验证HnbHLH94基因表达量随海拔的升高而减小,HtbHLH94基因表达量随海拔的升高而增大,提示二者可能在干旱、冷冻及辐射等方面提供了对海拔适应的分子基础。综上,HnbHLH94和HtbHLH94基因在序列结构和表达量两个方面来响应海拔升高的生境条件。

西藏沙棘和肋果沙棘叶绿体基因组比较分析及系统发育研究

沙棘属(Hippophae)植物具有丰富的经济价值和生态价值,但对于沙棘属植物的分类和系统发育研究还存在不足和争论。本研究基于西藏沙棘(Hippophae tibetana)和肋果沙棘(Hippophae neurocarpa)的叶绿体基因组进行分析和研究,以探究沙棘属植物在系统发育和分类上的关系。组装后得到的西藏沙棘和肋果沙棘的叶绿体基因组大小分别为155810 bp和156316 bp,二者(G+C)含量相差仅0.02%;经注释后得到的西藏沙棘叶绿体基因组含有131个基因,肋果沙棘叶绿体基因组含有132个基因;二者分别含有246个和247个简单重复序列,41个和36个长重复序列。在对沙棘属叶绿体基因组进行分析后得出6个高可变区,可用于系统发育分析以及分子标记的开发。由系统发育结果可知,西藏沙棘单独为一支,肋果沙棘则与蒙古沙棘(Hippophae rhamnoides subsp.monglica)等沙棘属亚种聚为一支。本研究可为沙棘属植物的分类和系统发育研究奠定基础。