流式细胞术测定川贝母四种基源植物基因组大小

为揭示川贝母各基源植物间基因组大小与形态的内在差异和联系,本研究以已知基因组大小的银杏(8.92 Gb)作为内标,卷叶贝母、暗紫贝母、甘肃贝母、太白贝母的幼嫩叶片为材料,采用流式细胞术测定贝母属4种基源植物的基因组大小。结果表明,4种基源植物的基因组大小相近,其中,以卷叶贝母最小,为(29.73±0.34) Gb;甘肃贝母最大,为(31.80±0.06) Gb;暗紫贝母基因组大小为(31.46±0.36) Gb,太白贝母基因组大小为(31.68±0.17) Gb。本试验将为贝母属几种基源植物的基因组学研究、分子细胞遗传学、生物活性合成代谢通路的揭示以及种群进化研究提供基础数据参考。     

川续断传粉生物学特征研究

【目的】研究川续断的花粉活力、柱头可授性、访花昆虫和花粉粒的形态结构,确定其传粉生物学特征。【方法】以白色和紫色花药的川续断为试验材料,利用TTC法、I₂-KI法和过氧化物酶法测定花粉活力;采用联苯胺—过氧化氢法测定柱头可授性;人工记录和观察柱头的发育变化,统计访花昆虫的种类和数量;利用电子显微镜观察花粉粒的形态结构。【结果】川续断的花粉活力在开花当天最高,14:00花粉活力最大,之后花粉活力逐渐降低。开花第3天柱头开始具有可授性,第5～6天柱头可授性达到最大,说明川续断为雌雄异熟、雄性先熟类型。访花昆虫主要有蜂类、蝶类和蝇类等10余种昆虫,蜜蜂类为主要传粉者,访花高峰期出现在11:30—12:30和16:00。川续断花药为条状,花粉粒具有3个萌发孔,为近球形的等极花粉粒,属于大花粉粒,花粉表面布满刺状突起。【结论】研究结果可为川续断的良种繁育、杂交育种及高效栽培措施奠定理论基础。     

比较转录组分析云南黄连开花过程对低温的应答

为了研究云南黄连在开花过程中对低温的响应,本研究观测了云南黄连在不同温度条件下的开花率和开花过程中花朵内温度和环境温度的变化,并对早(6:00)、中(12:00)、晚(18:00) 3个时间段的云南黄连花朵进行转录组测序,比较云南黄连花朵3个时间段的基因表达差异。结果发现,云南黄连阳坡(>10℃)开花率显著高于阴坡(<5℃),早上时云南黄连花朵内温度是1.19℃,显著高于环境温度。在转录组分析结果中共得到了67 607 Unigenes差异表达分析确定,在早上和中午的花朵比较中共得到4 839个差异基因,中午和晚上的花朵比较中共得到2 287个差异基因。差异基因的KEGG和GO富集结果表明,温度越低云黄连花朵能量代谢过程越快,大量抗逆境基因高表达,提高云南黄连花朵的抗逆性,保证了云南黄连生殖生长的顺利进行。云南黄连是典型的高山耐寒濒危药用植物,通过云黄连开花过程中对低温的响应研究,揭示了云南黄连抗低温的分子机制,有利于云黄连的繁育,同时也为植物响应低温的热感应途径提供新的依据。     

川续断皂苷合成路径关键基因的挖掘与生物信息学分析

川续断有滋补肝肾、强健筋骨、续接折伤、止崩漏的作用,主要有效成分为齐墩果烷型的三萜皂苷。为了探究川续断三萜皂苷生物合成途径及其关键酶的功能,本研究利用转录组测序对川续断三萜皂苷合成路径中的关键酶基因进行挖掘,并对相应核苷酸序列、氨基酸序列以及蛋白质结构特征等进行生物信息学分析。结果获得了鲨烯环氧酶3条候选基因、β-香树素合成酶1条候选基因、催化合成齐墩果酸的细胞色素氧化酶P450 6条候选基因、催化合成常春藤皂苷元的细胞色素氧化酶P450 8条候选基因以及催化合成崴岩仙皂苷A的糖基转移酶12条候选基因。本研究结果为川续断三萜皂苷合成通路的完全解析、川续断皂苷的生物合成以及川续断遗传改良和分子育种提供分子依据。     

川白芷开花物候和繁育系统特征分析

为了探究川白芷[Angelica dahurica (Fisch. ex Hoffm.) Benth. et Hook.f.]的开花物候特征和繁育系统类型,本试验以川白芷为材料,测定不同时期花粉活力、花粉胚珠比和杂交指数,结合人工授粉试验,对其开花生物学特征进行综合研究。结果表明,川白芷群体开花物候期约30 d,复伞形花序花期14～16 d,单花花期6～9 d。花粉-胚珠比(P/O)为1 440.5,杂交指数OCI=4,结合人工授粉试验,表明川白芷自交、异交亲和,交配系统类型为兼性异交型,意大利蜜蜂(Apis mellifera ligustica)为主要传粉昆虫。本研究可为川白芷的杂交育种和产品开发提供理论依据。     

滇龙胆开花物候与交配系统研究

通过对滇龙胆的开花物候与交配系统进行观测,统计不同处理的结实率和结籽率,分析滇龙胆开花物候与交配系统等繁育特征。结果表明：滇龙胆花期在10月中旬至12月中旬,单花花期持续17~19 d,单个花序花期可持续33~37 d,单株水平花期可持续8周,群体水平开花期持续时间为60 d以上,具有雌雄异位和雌雄异熟特征。滇龙胆杂交指数（OCI）值为5,花粉-胚珠比（P/O）值集中于(582.8±441.2)~(140 5.8±550.8)之间,结合人工授粉套袋试验结果,证实滇龙胆的繁育系统类型为兼性异交型,部分自交亲和,需要传粉者,不存在无融合生殖。自然状态下结实率较高,通过人工补充授粉,可显著提高滇龙胆结实率。