百子莲的研究进展

概述了百子莲的种质资源及分类、生理特性、分子生物学研究以及在园林应用方面取得的进展,并对百子莲的研究发展趋势提出了相关的建议。     

不同地区与栽培环境百子莲种子形态与发芽比较

比较不同地区(上海、四川成都、四川汉源)以及同一地区(上海地区)不同栽培环境(全光照、荫棚、塑料大棚、玻璃温室)种植采收的早花百子莲(Agapanthus praecox)种子形态、千粒重以及发芽情况等,结果表明:四川成都、汉源地区采收的百子莲种子总种长、种胚长、种胚厚、千粒重显著大于上海地区采收种子(P0.01),且种子发芽率也较高;在上海地区,全光照与荫棚条件比玻璃温室、塑料大棚生长的百子莲种子总种长、翅长、种胚长、种胚厚与种子千粒重大,发芽率高,且差异显著(P0.01),表明露地全光照与荫棚栽培环境百子莲结实种子发育更饱满、种子质量更好。本研究对于国内百子莲繁育栽培具有一定指导意义。     

百子莲组培技术

选用百子莲的三个品种JKI、蓝河、飞燕的子房为外植体,通过6-BA和2,4-D的激素配比来诱导愈伤组织和芽,JKI相对于其它两个品种诱导率更高,为45.6%。增殖配方MS+6-BA3mg/L+NAA0.1mg/L对JKI芽数的增殖具有较高的促进作用,不定芽初期的增殖率为5.1,经过5次继代后,增殖率趋于稳定,能达到8.6。但5代以后6-BA高浓度的会导致芽苗的玻璃化现象。百子莲生根培养用1/2MS培养基,生根率最高可达100%。2-3芽/株的丛生苗的炼苗成活率最高可达98%。     

百子莲压花干燥工艺研究

以开放度一致的百子莲(Agapanthus praecox)花朵为材料,采用简易干燥、微波干燥、熨压干燥和烘箱干燥4种方法,筛选适合百子莲花朵干燥压制的最佳方法。结果表明,微波干燥法速度最快,其次为熨压干燥法,烘箱干燥法和简易干燥法较慢。综合干花品质和干燥时间,百子莲花瓣最佳干燥处理方法为微波干燥,每次40 s,干燥5次。     

航天诱变百子莲种子对其SP1代的影响

本实验研究了4个百子莲品种种子经航天诱变后其种子生命力和SPI代生长情况的变化。结果表明,航天诱变对百子莲种子的发芽率和出苗率有明显提高,除DB大花品种其发芽率与出苗率受空间条件抑制为0外;而对其SP1代生长情况的影响不很明显,其中BB的株高呈显著增高,DB早花的叶长、冠幅显著减小。     

南非百子莲工程苗的培育

使用百子莲组培苗,采用大田种植或大棚营养钵栽培的方法培育百子莲工程用苗,培育1年即可开花作工程苗使用,缩短了实生苗4年以上才能开花的漫长等待过程。笔者介绍了南非百子莲工程苗的相关培育技术,以供参考。     

百子莲4个品种的核型分析

采用常规压片法对百子莲属(Agapanthus)中的4个品种A.praecox ssp.orientalis‘ Big Blue’、A.comptonii ssp.longitubus、A.praecor ssp.orientalis、A.praecox ssp.minimus ‘Storms River’进行了染色体...     

pH对百子莲体胚诱导期生理特性的影响

合适的培养基pH可维持离体培养所需的酸碱环境,保证细胞的正常生理代谢。为了优化百子莲体胚诱导期培养基pH,并初步揭示不同pH对百子莲内源激素、碳源代谢、氧化胁迫等生理特性的影响,以百子莲小花梗为外植体诱导的胚性愈伤组织为试材,研究梯度pH(5.6、5.8、6.0、6.2)对幼胚(YSE)、成熟胚(MSE)诱导的影响,用酶联免疫法(ELISA)测定不同pH处理下YSE、MSE生理特性的差异,并将pH、体胚数量、生理指标进行相关性分析。结果表明,YSE、MSE阶段较佳的培养基pH分别为6.0和6.2。YSE诱导阶段,内源IAA含量与YSE数量呈极显著(P<0.01)正相关,而GA₁含量与YSE数量呈显著(P<0.05)负相关。MSE阶段,pH与MSE数量、IAA氧化酶活性、蔗糖含量呈显著(P<0.05)正相关,IAA氧化酶活性与MSE数量呈极显著(P<0.01)正相关,GA₄含量、蔗糖含量与MSE数量均具有较强的相关性。H₂O₂与YSE数量呈负相关,与MSE数量呈正相关,POD活...     

百子莲无土栽培营养液配方的研究

为提高百子莲的生产效率和花朵品质,降低百子莲的生产成本,促进百子莲的推广应用。本研究以两年生百子莲组培苗为材料,以无土基质配比组合(玉米秸秆∶百子莲腐叶∶炉渣=1∶2∶1)为栽培基质。试验营养液是在改良Hoagland营养液配方基础上,分别从浓度、铁盐含量和pH三个因素的三水平入手,按正交组合方法进行设计。从各营养液对百子莲形态及生理等指标的影响进行对比分析。结果表明:pH 6.5的0.5倍浓度添加1.2倍铁盐含量的无土基质栽培百子莲植株生长健壮,干物质积累迅速,抗外界胁迫能力强,是百子莲无土基质栽培的最佳的营养液处理配方。     

太空搭载对百子莲SP_1代生长特性的影响

利用太空搭载百子莲DBH、BB、DB早花、DB大花4个品种的种子,通过盆栽试验观测其SP1代搭载效应。结果表明,搭载后DBH、DB早花的出苗率极显著提高,BB的出苗率显著提高,而DB大花的出苗率受空间条件抑制为0;BB的株高显著增高,DB早花的叶长、叶最大宽度、冠幅显著减小;BB、DBH分蘖数增加而DB早花减少,BB、DBH、DB早花的叶片、茎干、根鲜重均大于地面对照,但干重均低于地面对照。     

遮光处理对大花百子莲叶片结构特征和光合特性的影响

在全光照、30%、60%和80%遮光条件下,对引种植物大花百子莲叶片结构特征和光合特性进行了研究.结果表明:遮光处理后,大花百子莲叶面积随遮光率增加而逐渐增加,叶片厚度和比叶重则随遮光率增加而逐渐减小.气孔器长度随遮光率增加有逐渐变大的趋势,而气孔密度的变化趋势却相反.同时,4种光强条件下,叶绿素含量随着遮光程度的提高不断增加,叶绿素a/b值有小幅下降,说明大花百子莲叶片能够适应隐蔽环境并逐渐向阴性植物特征转变;大花百子莲光饱和点均低于1000μmol·m-2·s-1,光补偿点均低于20 μmol·m-2·s-1,这一结果与耐荫性植物的一般指标一致,表明大花百子莲在有限的光照条件下能最大可能地利用低光量子密度进行光合作用.     

植物生长延缓剂对百子莲开花的影响

采用不同浓度的多效唑（PP333）,矮壮素（CCC）和比久（B9）处理盆栽百子莲。结果表明：PP333处理浓度为1000mg/L时,推迟始花期9d,浓度为200mg/L时,延长花期持续时间近6d;施用20000mg/L的B9推迟始花期3d,延长花期持续时间2d;施用2000mg/L的CCC提前始花期3d,缩短花期持续时间2d,花径缩小12.26%,植株全部开花;3种延缓剂均使百子莲最高净花率下降,花葶增粗,PP333与CCC处理使花葶矮化。     

断根处理对百子莲(Agapanthus praecox ssp.orientalis)开花的影响

对百子莲4年生苗进行未断根、1/3断根、1/2断根和2/3断根4个处理,观察百子莲开花进程和品质的变化,并研究断根对其花芽分化前期可溶性糖、淀粉、可溶性蛋白含量的影响.结果表明,3个断根处理的现蕾期分别提前5、7 d和1 d;初花期分别提前5、7 d和2 d;平均花期分别延长5、6 d和3 d;开花率分别提高15%、15%和-35%;平均花葶高度分别增加了25.6、32.2 cm和13.4 cm.3个断根处理的可溶性糖、淀粉、可溶性蛋白含量都有不同程度的增加,且3个处理之间存在一定差异,其中1/2断根最佳,1/3断根次之.表明适当断根可以有效提高百子莲体内营养物质的积累,从而有利于百子莲花期提前和开花品质的提高.     

百子莲胚性愈伤组织玻璃化法超低温保存体系建立及遗传稳定性分析

采用单因素随机区组试验及多因素、多水平正交试验方案建立了百子莲胚性愈伤组织(embryogenic callus,ECs)玻璃化法超低温保存体系。将由花梗诱导的胚性愈伤组织接种至预培养基(MS+0.5mol/L蔗糖+1%琼脂)上,在4℃下预培养2d后,在室温下加入装载液(MS+0.4mol/L蔗糖+2mol/L丙三醇+10mmol/L KNO3)处理60min;利用改良后的PVS 2玻璃化溶液(MS+0.4mol/L蔗糖+30%丙三醇+15%乙二醇+15%DMSO)在0℃下处理40min,将含有ECs的冻存管投入液氮中冻存1h;在40℃水浴中快速解冻90s;用洗涤液(MS+1.2mol/L蔗糖+10mmol/L KNO3)处理30min,每10min换1次新鲜的洗涤液;洗涤后,接种到胚性愈伤组织增殖培养基上恢复培养24h后,相对成活率分别达56.9%(TTC法)和43.3%(Evans blue法)。恢复培养55d的百子莲胚性愈伤组织经过AFLP多态性检测后未发现基因组变异,证明该方法可用于百子莲种质资源的超低温保存。     

百子莲赤霉素受体基因ApGID1全长的克隆及功能分析

为揭示赤霉素(gibberellin,GA)对根茎类花卉百子莲(Agapanthus praecox ssp.orientalis)生长发育的调控机制,利用cDNA末端快速扩增(rapid amplification of cDNA ends,RACE)方法获得百子莲GA受体基因GIBBERELLIN INSENSITIVE DWARF1(GID1)全长cDNA,命名为ApGID1。该基因cDNA全长为1 629bp,其中5’非编码区(untranslated region,UTR)372bp,3’端UTR 213bp;编码区全长为1 044bp,共编码347个氨基酸;结构预测显示,ApGID1蛋白由8条β-折叠和7个α-螺旋组成袋状结构域,能够与GA分子结合。推导的ApGID1蛋白氨基酸序列与陆地棉(Gossypium hisutum)具有较高的同源性,可达71.8%。系统进化表明,百子莲与单子叶植物小麦(Triticum aestivum)、大麦(Hordeum vulgare)和玉米(Zea mays)聚为一类,与双子叶植物进化关系较远。ApGID1基因在根、茎和花药中表达量高。亚细胞定位显示ApGID1是核蛋白,是GA信号通路的重要组成部分。拟南芥(Arabidopsis thaliana)中过表达ApGID1可促进开花和株高建成。     

百子莲2个ARF基因与2个Aux/IAA基因的全长克隆与序列分析

采用不同浓度外源生长素类调节物质毒莠定(PIC)对百子莲(Agapanthus praecox ssp. orientalis)进行继代培养,并对其胚性愈伤组织进行比较转录组学研究,获得了百子莲生长素信号转导途径中的2个ARF和2个Aux/IAA家族基因,推测其为体胚发生过程中生长素信号传导途径相关的重要调控因子。采用RACE技术获得ApARF1、ApARF2、ApAux/IAA2与ApAux/IAA3的cDNA全长,分别为2 343、2 888、1 034和821 bp,开放阅读框(ORF)长度分别为1 770、2 349、480和549 bp,分别编码589、782、159和182个氨基酸残基。生物学分析表明,ApARF1与ApARF2蛋白均具有ARF家族的典型结构,ApAux/IAA2蛋白结构域Ⅳ不完整,ApAux/IAA3结构域Ⅱ部分缺失,但仍具有Aux/IAA蛋白的典型功能。转基因实验表明,ApAux/IAA过表达植株表现出生长延缓及发育受阻的表型,ApARF过表达植株表现出生长促进、花期提前的表型,验证了百子莲ApARF和ApAux/IAA家族蛋白对植物生长发育的调控作用。     

百子莲生长素受体基因TIR1的全长cDNA克隆及功能分析

采用cDNA末端快速扩增(rapid amplification of cDNA ends,RACE)方法获得百子莲生长素受体TIR1基因cDNA全长序列,对该序列进行生物信息学分析的结果显示,TIR1基因的mRNA序列全长为2 235bp;5’非编码区296bp,3’非编码区172bp;该基因的ORF全长为1 764bp,编码一个含有588个氨基酸的蛋白。百子莲TIR1推导蛋白序列与葡萄(Vitis vinifera)、二穗短柄草(Brachypodium distachyon)、高粱(Sorghum bicolor),玉米(Zea mays)等植物均具有较高的同源性,同源性最高的是葡萄,可达78%。系统进化树表明,百子莲与葡萄距离最近。由α-螺旋,随机卷曲和延伸链组成一个磁状结构,为亲水蛋白,疏水性值为-0.092,在百子莲体细胞胚胎发生过程中,实时荧光定量PCR结果表明TIR1基因表达量在愈伤组织中含量最低,在胚性愈伤组织和体细胞胚胎中含量均有所升高,而在体胚幼苗中表达量最高,表明该基因介导的生长素信号在体细胞胚胎发生过程中发挥着非常重要的作用。     

百子莲(Agapanthuspraecoxssp.orientalis)开花生理特征的研究

以百子莲为材料,研究了从营养生长到生殖生长整个过程中茎尖和叶片中的核酸、可溶性蛋白、淀粉、可溶性糖及淀粉酶含量的变化。结果表明：各项生理指标均在生理转变期和盛花期有显著的提高。在整个发育过程中,RNA含量和RNA/DNA比值在叶片中呈双峰曲线变化,在茎尖中呈单峰曲线变化;叶片中淀粉含量呈先上升后下降的趋势,茎尖中的淀粉含量从花芽分化开始一直持续下降到盛花期又显著上升;叶片中可溶性糖含量从花芽分化期一直保持较低水平,茎尖中可溶性糖含量在花芽分化前显著升高,随后下降,到花芽分化期与发育期又明显升高。叶片中淀粉含量、可溶性糖含量及淀粉酶活性始终低于茎尖。     

百子莲的盆栽矮化研究

[目的]为更好地调控植物生长提供一定的理论依据。[方法]采用不同浓度的多效唑（PP333）和矮壮素（CCC））处理盆栽百子莲,研究2种物质对盆栽百子莲的矮化效果。[结果]浓度500和1 000 mg/L的矮壮素和多效唑对2和4年生的百子莲植株都有很好的矮化作用,但是高浓度的多效唑会使植株产生药害。浓度500和1 000 mg/L的矮壮素对2年生植株花葶的矮化和增粗都有很好的效果,浓度500和1 000 mg/L的多效唑会使2年生植株产生药害,无法开花。浓度500 mg/L的矮壮素对4年生植株的花葶矮化和增粗效果最好。[结论]低浓度的矮壮素和多效唑有利于百子莲的盆栽矮化。