硝酸银对刺梨愈伤组织酚类物质含量及相关酶活性的影响

抑制刺梨愈伤组织的褐化是刺梨再生体系成功建立的前提。以“贵农1号”“贵农2号”“贵农5号”“贵农7号”刺梨叶片愈伤组织为试材,研究在培养基中添加不同浓度(0.1、0.2、0.3、0.4、0.5 g/L)硝酸银(AgNO3)对愈伤组织褐化的影响,比较不同基因型的褐化程度,并对愈伤组织总酚含量、过氧化物酶(POD)及多酚氧化酶(PPO)活性进行动态分析。结果表明,培养30 d,在不同浓度AgNO3处理中各基因型刺梨叶片愈伤组织的褐化率均是以0.4 g/L处理最低;在不同基因型中“贵农5号”的褐化率最低,0.4 g/L AgNO3处理下仅为1.29%。在培养10、20和30 d时,随AgNO3浓度的增加,叶片愈伤组织总酚含量及多酚氧化酶活性均表现为先降后升,过氧化物酶活性则表现为先升后降。添加0.4 g/L AgNO3培养20时,叶片愈伤组织的总酚含量和多酚氧化酶活性最低,过氧化物酶活性最高,分别为139.32 mg/L、17.76 U/g和49.00 U/g,褐化程度最轻。刺梨叶片愈伤组织总酚含量、多酚氧化酶活性与褐化率呈极显著正相关,过氧化物酶活性与褐化率呈极显著负相关。试验确定了AgNO3抑制刺梨叶片愈伤组织褐化的最佳浓度为0.4 g/L,并通过相关指标进行了验证,为刺梨离体再生体系的建立奠定了基础。

刺梨种子的顽拗性和休眠特性

探究刺梨(Rosa roxburghii Tratt.)种子的顽拗性和休眠特性,为刺梨种子的保存和解析刺梨在自然条件下的种群繁衍、扩散提供科学依据。采用在3℃和-3℃低温下保湿贮藏后定时播种的方法,以不进行低温保湿贮藏为对照,分别测定不同失水率的和未失水的刺梨种子在不同低温下保湿贮藏80 d后的萌芽率,并对在3℃下保湿贮藏不同时间的未失水刺梨种子的发芽率、发芽势进行测定,同时测定未失水种子在3℃下保湿贮藏过程中的赤霉素(GA_(1+3))、玉米素核苷(ZR)、生长素(IAA)和脱落酸(ABA)的含量变化。结果表明:刺梨种子不耐失水,也不耐0℃以下的低温,对失水和0℃以下的低温反应敏感。失水或在-3℃下贮藏会丧失刺梨种子的生命力。在3℃条件下对未失水的刺梨种子进行低温保湿贮藏,能够保持种子的生命力并解除种子的休眠,在此过程中,刺梨种子中的ABA含量不断降低,GA_(1+3)、ZR和IAA含量不断升高,GA_(1+3)、ZR和IAA与ABA的含量比值不断增大。未失水的刺梨种子发芽率与种子中的GA_(1+3)、ZR和IAA含量呈极显著正相关,与ABA的含量呈极显著负相关,与GA_(1+3)、ZR、IAA与ABA的含量比值呈极显著的正相关。刺梨种子具有顽拗性和生理休眠特性。未失水的刺梨种子在3℃下保湿贮藏35 d,生理休眠才开始逐渐解除,完全解除休眠至少需要低温保湿贮藏80 d以上时间,即3℃的低温累积量至少要达到1920 h。种子的顽拗性限制了野生刺梨种群的繁衍和扩散。

刺梨叶片愈伤组织诱导及抗褐化研究

为进一步优化刺梨叶片愈伤组织诱导条件,本试验以‘贵农1号’、‘贵农2号’、‘贵农5号’、‘贵农7号’4个不同基因型刺梨叶片为试材,采用组织培养法研究预处理、取样时间、植物生长调节剂、抗褐化剂对叶片愈伤组织诱导及降低褐化率的影响。结果表明:100 mg/LVc浸泡12 h后,可显著提高4个基因型叶片愈伤组织诱导率,降低其褐化率,其中‘贵农1号’诱导率最高为97.44%;春季是不同基因型叶片最佳取材时间,3月份叶片愈伤组织诱导率均达到最高值且褐化率最低;适合‘贵农1号’和‘贵农2号’叶片愈伤组织诱导的植物生长调节剂组合为1.0 mg/L6-BA+0.5 mg/LNAA,而‘贵农5号’和‘贵农7号’叶片愈伤组织诱导最适宜的植物生长调节剂组合为1.0 mg/L6-BA+1.0 mg/LNAA+1.0 mg/LTDZ;3种抗褐化剂对4种基因型刺梨叶片愈伤组织增殖培养的效果大小为AgNO_(3)>柠檬酸>PVP;添加柠檬酸或AgNO_(3)可明显降低刺梨叶片愈伤组织褐化率,其中以2.0 g/L柠檬酸或0.4 g/LAgNO_(3)最为适宜,4个基因型叶片愈伤组织褐化率均达到最低值。该试验获得了4种基因型愈伤组织诱导的最适宜生长调节剂组合,降低了褐化率,为后续离体再生体系的建立奠定了基础。

不同加工工艺下刺梨叶茶品质研究与评价

为提高刺梨资源的综合利用率,以刺梨一芽二叶嫩梢为原料,参考白茶、绿茶、红茶、乌龙茶的加工工艺制作刺梨叶茶,比较其感官品质和内含成分的差异,并通过主成分分析法对刺梨叶茶品质进行综合评价。结果表明,不同加工工艺下,刺梨叶茶感官品质和内含物质含量差异较大。刺梨叶茶的最适工艺为白茶复式萎凋工艺(White tea combined withering,WTc),即日光萎凋20 min→室内自然萎凋1 h→日光萎凋30 min→室内自然萎凋1 h→日光萎凋1 h→室内自然萎凋40 h→100℃烘5 min→摊凉→65℃烘至足干。在此工艺下,刺梨叶茶具有持久的果香和甜香,滋味较浓,且总酚、黄酮、游离氨基酸、水浸出物等内含物质含量最高。

刺梨果实发育过程中糖和黄酮的积累及其与光照强度变化的相关性

【目的】研究不同光照强度对刺梨(Rosa roxburghii Tratt.)果实发育过程中糖和总黄酮的积累规律及其对光照强度变化的生理关联性,为刺梨果实的品质调控提供科学依据。【方法】以4年生的‘贵农5号’刺梨结果树为材料,以自然光照强度为对照,设置光照强度减弱20%、40%、60%的3个处理(分别用R0(CK)、R20、R40、R60表示),分析测定不同发育时期刺梨果实中可溶性糖和总黄酮的积累量、相关合成代谢酶活性及其与光照强度变化的相互关系。【结果】在刺梨果实生长发育过程中,糖和总黄酮类物质不断积累,但不同发育时期的积累量有明显差异。在果实缓慢生长期之后,果实中的糖分开始快速积累,到成熟期可溶性总糖和蔗糖的积累量达到最高,其中蔗糖的积累量占可溶性总糖的36.97%。刺梨果实中葡萄糖和果糖的积累量至快速膨大期达到最大,但仅占果实成熟期可溶性总糖最大积累量的10.50%和18.18%。刺梨果实属于蔗糖积累型。刺梨果实中的总黄酮从幼果期开始就快速积累,一直持续到果实快速膨大期,之后总黄酮的积累量增加不明显。刺梨果实发育过程中,不同光照强度下的果实中糖和总黄酮的积累量差异显著,光照强度减弱不利于果实中糖和总黄酮的积累。蔗糖合成酶(SS)、蔗糖磷酸合成酶(SPS)、转化酶(IVR)和丙氨酸解氨酶(PAL)、肉桂酸-4-羟基化酶(C4H)、4-香豆酸辅酶A连接酶(4CL)、查尔酮合成酶(CHS)分别是影响果实中糖和黄酮类物质合成代谢的关键酶,光照强度变化与刺梨果实中糖、总黄酮的积累量以及相关合成代谢酶的活性变化密切关联。光照强度减弱会明显抑制SS、SPS、IVR、PAL、C4H、4CL、CHS的活性。在刺梨果实整个发育过程中,SS和SPS对光照强度减弱的反应敏感。刺梨果实中糖与总黄酮的积累量呈极显著正相关,果实中糖和总黄酮的积累量以及SS、SPS、IVR、PAL、C4H、4CL、CHS的活性均与光照强度变化呈显著或极显著正相关。【结论】刺梨果实为蔗糖积累型,果实缓慢生长期之后,果实中的糖分开始快速积累,果实中总黄酮的积累量从幼果期开始迅速增长,一直持续到快速膨大期。光照强度减弱不利于刺梨果实中糖和黄酮类物质的积累。生产中可以通过改善光照条件,增加刺梨果实中糖和黄酮类物质的含量,提高刺梨果实的品质。

春梢叶损失对刺梨生长和果实产量与品质的影响机理分析

2017年以3年生的‘贵农5号’刺梨(Rosa roxburghii Tratt.)为材料,于5月初开花期前采用人工摘叶的方法,对试验树当年春梢进行失叶率20%、40%、60%和80%处理,以不摘叶的植株为对照(CK),研究失叶后3年中不同失叶率处理对刺梨新梢生长、叶片营养元素含量、果实产量及品质的影响机理,分析摘叶后30 d内的失叶春梢中内源激素含量,存留叶的净光合速率(P_(n))和蒸腾速率(T_(r)),失叶当年刺梨果实中影响维生素C和黄酮合成积累的关键酶(GalLDH、MDHAR、DHAR、AAO、APX和PAL、C4H、4CL、CHS)的活性,探究失叶对刺梨生长和果实产量、品质及其相关生理特性的影响机理,为刺梨合理采叶量的确定和因灾失叶的损失评估提供理论依据。结果表明:(1)刺梨春梢失叶后会促进当年夏梢萌发,增加夏梢数量,抑制当年秋梢和翌年、第3年的新梢生长。(2)在摘叶后的30 d内,失叶春梢中IAA和ABA含量迅速降低,GA^(1+3)和ZR含量迅速增加,内源激素的变化对当年夏梢的萌发具有协同促进作用。(3)在摘叶后15 d内,春梢存留叶的P_(n)迅速增强,之后迅速减弱,失叶春梢存留叶在短期内具有明显的光合作用补偿反应,但难以长期持续。(4)春梢失叶率超过20%后,会导致刺梨植株的养分损失,尤其是叶中的N、P、K、Mg元素的损失极为严重,导致树势衰弱,新梢的正常生长受到抑制。(5)在刺梨果实维生素C和类黄酮物质合成积累的关键时期,果实中GalLDH、PAL、C4H、4CL、CHS的活性均随失叶率的增大而明显减弱,果实中的维生素C和类黄酮物质的含量也随之明显减少。研究发现,春梢失叶率过大会明显降低刺梨叶中的养分含量和果实的产量及品质,且这种不利影响可持续多年;在春季对果叶兼用的刺梨嫩叶进行采收利用时,采叶量应控制在20%内。

外源草酸对钙质黄壤营养环境和刺梨苗生长及生理特性的影响

为探究外源草酸改善喀斯特地区石灰土营养环境和刺梨( Rosa roxburghii Tratt.)苗生长及生理特性的作用,以钙质黄壤和‘贵农5号’刺梨实生苗为材料,设置每kg土壤分别施入外源草酸5 mg、 25 mg和45 mg的3个处理的盆栽试验,研究了外源草酸的不同施用量对钙质黄壤有效养分含量、微生物种群结构、养分酶活性和对刺梨苗生长及相关生理特性的影响。结果显示:随外源草酸施入量的增大,钙质黄壤的pH值和交换性Ca、Mg的含量和放线菌的数量明显降低,有效N、P、K、Fe、Mn、Zn、Cu、B的含量明显增大,细菌、真菌和固氮菌、解磷菌解钾菌的数量明显增多,脲酶(Urase)、硝酸还原酶、Fe^ 3+铁还原酶和蔗糖酶的活性明显增强。在上述处理中,25 mg ·kg ^-1 草酸处理的钙质黄壤中碱性磷酸酶、蛋白酶和淀粉酶的活性最强,有效Fe、Zn、B的含量最高。另外结果还显示:施用外源草酸能够改善刺梨苗根系形态,降低Ca、Mg的吸收,对增强N、P、K、Fe,Mn,Cu,Zn和B的吸收和促进生长有明显的作用。25 mg ·kg^-1 草酸处理的植株生长高度、基径、生物量、根冠比值、根系总表面积、总体积、总根尖数都最大,N、P、K、Fe和Cu的吸收量最多,根系活力、Fe ^3+还原酶、谷氨酰胺合成酶和分泌性碱性磷酸酶的活性最强,与对照和其他处理的差异均达到显著水平(P<0.05)。根中硝酸还原酶和碱性磷酸酶的活性随外源草酸的施入量增加而增强。本研究表明,施入适量的外源草酸能够明显改善钙质黄壤的营养生态环境,对促进刺梨苗吸收N、P、K、Fe,Mn,Cu,Zn和B等营养元素和生长具有明显的作用,研究结果可为喀斯特地区钙质黄壤上刺梨栽培的养分及生长调控提供科学依据。

刺梨花瓣的营养及保健成分与利用价值

为了研究刺梨花瓣的营养、保健及利用价值,同时为刺梨花的开发利用提供科学依据,以贵州安龙、龙里、贵定3个地区栽培的“贵农5号”刺梨花瓣为材料,分析测定其中主要营养及保健成分的含量,对刺梨花瓣的营养保健及利用价值进行评价。结果表明:在每100g干花瓣中含有维生素C 622.62mg,维生素E 28.62mg,维生素B10.16mg,维生素B_(2)0.12mg,维生素B120.07mg,可溶性总糖22.71g,粗蛋白7.80g,总膳食纤维33.65g,总酚3181.17mg,总黄酮200.06mg,花青素179.97mg。刺梨花瓣中Fe、Zn含量分别达120.33、68.86mg/kg。刺梨干花瓣中的蛋白质氨基酸共有18种,其中必需氨基酸9种;游离氨基酸共15种,其中必需氨基酸7种。刺梨花瓣的维生素C含量是玫瑰的10.9倍,槐花的4.98倍,金针菜的14.9倍,维生素E含量是金针菜的2.19倍。按照标准模式进行评价,刺梨花瓣的蛋白质与膳食纤维品质较优。刺梨花瓣中的营养及保健成分丰富,营养价值高,可用于开发营养食品和保健食品。

核桃/刺梨复合种植对刺梨生长、果实产量、品质和土壤性质的影响

核桃和刺梨是西南山区栽培的2种重要乔灌果树,二者在该区域存在复合种植。本研究以贵州地区具有代表性的核桃(‘黔核7号’)/刺梨(‘贵农5号’)复合种植模式为对象,研究了复合种植7年时刺梨的生长、产量、果实品质、光合作用及土壤肥力等情况。结果表明:与单一种植模式相比,复合种植中刺梨叶片光合色素含量和光合速率显著降低;刺梨长势和产量显著下降,其中产量下降高达77.7%;刺梨的果实品质有所提升,果实中抗坏血酸(Vc)、总酚、糖类物质以及钾、钙、镁、铁、锰、锌等含量显著提高,其中果实Vc和锰含量分别提高34.1%和64.1%。复合种植刺梨土壤中全氮、有效态氮和有效态钾含量分别提高45.8%、34.8%和67.8%;土壤微生物数量和功能菌数量也明显增多,其中细菌和真菌的增幅均达36.0%以上,钾细菌和固氮菌分别提高71.3%和124.8%;土壤有机质、碳氮比、全磷、全钾及有效态矿质养分(磷、钙、镁、铁、锰、铜、锌)含量下降;除土壤脲酶和过氧化氢酶活性提高外,其余土壤酶(蔗糖酶、纤维素酶、蛋白酶、磷酸酶)活性都显著降低。综上,在核桃/刺梨复合种植林中,随着核桃植株的不断生长,其对刺梨存在明显的遮阴和土壤肥力竞争,从而影响了刺梨产量,但对刺梨果实品质存在一定的改善作用。

刺梨RrCCoAOMT基因家族的鉴定与生物信息学分析

咖啡酰辅酶A氧甲基转移酶(caffroyl-CoA O-methyltransferase,CCoAOMT)是一类S-腺苷-L-甲硫氨酸(SAM)甲基转移酶,本研究采用生物信息学方法,旨在鉴定和注释刺梨中CCoAOMT家族基因的全基因组序列,分析RrCCoAOMT基因的分布,同时分析RrCCoAOMT基因结构与其启动子顺式调控元件。结果表明,刺梨中预测具有3个CCoAOMT基因,氨基酸的长度范围为180~245,分子量范围为20496.53~27815.17 kD,等电点为4.70~6.14。蛋白质二级结构预测结果表明RrCCoAOMT家族蛋白主要以α-螺旋和不规则卷曲为主。本研究对CDS上游2 kb启动子区域的顺式元件分析表明,光是影响该家族功能的重要因素。亚细胞定位预测表明RrCCoAOMT家族蛋白主要定位于细胞质中,其中仅CCoAOMT01定位到细胞骨架上,预测其与木质素的合成最相关。RT-qPCR结果表明:经遮阴处理后,CCoAOMT01的基因表达量逐渐下降,而外源Ca^(2+)处理则上调CCoAOMT01的表达;经ETH及SA处理后,CCoAOMT01的基因表达量表达模式为先下降,后上升。以上结果为进一步研究刺梨CCoAOMT参与木质素合成机制提供了理论参考。