铁皮石斛人工栽培模式

进入新世纪以来,铁皮石斛人工栽培产业取得了突破性的进展.文章系统阐释了铁皮石斛设施仿生栽培、活树附生原生态栽培、林下原生态栽培、盆栽等系列栽培模式的技术要点和注意事项,为铁皮石斛产业发展与提升提供参考.     

基于UPLC-MS/MS代谢组学技术分析不同栽培模式下铁皮石斛类黄酮化合物差异性

目的 研究不同栽培模式下铁皮石斛Dendrobium officinale中类黄酮化合物积累的差异,为铁皮石斛种植方式创新提供依据.方法 运用超高效液相色谱串联质谱(UPLC-MS/MS)广泛靶向技术对3种栽培模式(大棚栽培、林下活树附生和岩壁附生栽培)下的铁皮石斛类黄酮物质进行检测,使用主成分分析(principal...     

不同栽培模式铁皮石斛可培养内生真菌菌群结构、多样性及分布规律

目的 研究不同栽培模式下,铁皮石斛Dendrobium officinale可培养内生真菌的菌群结构、多样性差异及分布规律。方法 采用形态学和分子生物学技术,对3种栽培模式(石壁附生、断木附生、大棚种植)铁皮石斛内生真菌进行分离、纯化与鉴定,分析其菌群结构与分布规律。结果 共分离得到内生真菌2023株,划分为152个形态型,经分子鉴定后确定为29个分类单元,归属到真菌界2个门3个纲11个目15个科18个属;不同栽培模式铁皮石斛内生真菌菌群结构和多样性存在差异,其中刺盘孢属Colletotrichum、拟盘多毛孢属Pestalotiopsis、耙齿菌属Irpex、隔孢伏革菌属Peniophora为3种栽培模式共有属;石壁附生铁皮石斛内生真菌多样性最高,断木附生次之,大棚种植最低。茎鲜质量、生物量与叶点霉属Phyllosticta sp.、刺盘孢属Colletotrichum sp.、镰刀菌属Fusarium sp.、隔孢伏革菌属Peniophora sp.之间存在显著正相关,与Hypoxylon sp.之间存在显著负相关。结论 丰富了铁皮石斛内生真菌资源,为内生真菌次生代谢产物及其活性研...     

栽培环境对铁皮石斛生长与代谢成分的影响

为明确栽培环境对铁皮石斛的生长及代谢成分的影响,对铁皮石斛C13品系在岩壁附生、梨树附生和设施盆栽3种栽培环境下进行形态特征、显微结构、多糖和浸出物含量的观察与分析。结果表明,生长环境显著地影响铁皮石斛的生长,在农艺性状上,岩壁附生和梨树附生的铁皮石斛叶片稀少、颜色由绿变紫红、伸展角度减小,茎秆多呈紫色、较粗壮,茎长分别为3.4,4.0 cm,普遍比设施盆栽(7.5 cm)短,且根系特别发达;在显微结构上,野外生长的铁皮石斛与设施栽培比均表现出叶片增厚、上表皮厚度增加、下表皮表皮毛丛生、气孔小而密,根被细胞、外皮层、内皮层的细胞壁均偏厚,且根被、外皮层、内皮层、髓部的细胞小且排列紧密,但栽培环境没有产生特异性的组织结构,主要是结构参数大小和数量的变化,说明铁皮石斛具有很好的环境适应能力;此外,生长环境显著地影响铁皮石斛多糖和醇溶性浸出物等代谢成分的积累,岩壁附生铁皮石斛多糖和醇溶性浸出物含量最高,质量分数分别达37.34%,11.66%,梨树附生次之,质量分数分别为33.90%,9.62%,均高于设施盆栽;通过HPLC分析,岩壁附生铁皮石斛中醇溶性浸出物成分比另外2种栽培模式更加复杂,说岩壁附生栽培环境更有利于铁皮石斛次生代谢产物的合成和积累。     

铁皮石斛附生树种对多糖含量的影响

为了揭示附生树种对铁皮石斛多糖含量的影响,通过采集野外与设施地不同树种上附生的铁皮石斛,并用苯酚-硫酸法测定铁皮石斛多糖含量。结果表明,不同附生树种铁皮石斛多糖含量差异极显著,但多糖含量与附生树种树皮形态、树皮中的营养相关性不显著,而与附生树种上铁皮石斛接受的光强有关。树种通过对光照调控的生物特性对其附生的铁皮石斛多糖含量产生的影响。     

铁皮石斛悬崖附生栽培技术研究

以铁皮石斛设施栽培投入大、药材功效不如野生等问题为导向,通过水分调控、崖壁坡度选择,研究悬崖附生铁皮石斛生长情况、农艺性状、产量、多糖及醇溶性浸出物含量.结果表明,将铁皮石斛附生于85 ～ 90°悬崖表面,在生长季节喷水1 ～2 h·d-1的条件下,即使在裸露的环境中,不用基质,不施肥料也能够较好的生长,获得较高的产量,其形态与悬崖上野生铁皮石斛无异;多糖与醇溶性浸出物含量显著高于设施基质栽培,并与萌蘖生理年龄密切相关,逆境有利于铁皮石斛多糖与醇溶性浸出物等功效成分的积累.     

铁皮石斛种子接菌共生萌发抑制差减杂交文库的构建及序列分析

 目的 研究铁皮石斛（Dendrobium officinale）种子接菌共生萌发差异基因表达谱特征。方法 采用抑制差减杂交（SSH）技术,分别以接菌及未接菌培养5周的铁皮石斛种子cDNA作为检测子与驱赶子,构建铁皮石斛种子接菌共生萌发抑制性消减cDNA文库。结果 对部分克隆产物测序,经GenBank中BLASTx同源比较后,进行基因功能注释,得到100个具有植物同源性的表达序列标签（EST）,主要涉及细胞与染色体结构、RNA合成、信号转导、能量与代谢、蛋白质合成与降解及细胞防御等。随机挑选5个目标基因,实时荧光定量PCR分析发现这5个基因在共生萌发的种子中均上调表达。结论 铁皮石斛种子接菌共生萌发涉及多种途径相关基因表达调控,本实验为兰科植物种子萌发分子机制研究奠定基础。     

铁皮石斛种质和附生立木对其内生真菌菌群的影响

为探讨铁皮石斛种质、附生立木对其内生真菌物种多样性及分布状况的影响。该研究分别从不同附生立木和不同种质铁皮石斛的根、茎、叶中分离到内生真菌3 835株,根据菌株的培养特征及5.8S和ITS区片段序列相似性比较和系统发育分析,将其鉴定为152个分类单位,归属到2个门5个纲21个目35个科60个属。结果表明,立体栽培铁皮石斛内生真菌具有极为丰富的物种多样性,内生真菌的优势类群在临安和义乌两地的分布存在较大差异,存在具有地理特异性的优势类群,Arthrinium,Coniochaeta,Fusarium,Neofusicoccum,Zopfiella仅为临安潘山的优势属,Alternaria,Bjerkandera,Cercophora,Nigrospora,Trichoderma仅为义乌上溪的优势属;种质、附生立木对铁皮石斛内生真菌丰富度及多样性无显著影响,而组织类型对其有显著影响(P0.05);种质、附生立木对菌种组成和分布的影响小于组织类型,大部分菌种具有组织特异性;不同种质、附生立木铁皮石斛内生真菌优势类群相对频率均存在一定的差异,具有种质、附生立木特有的菌种,这可能与种质遗传背景、附生立木上微环境差异导致铁皮石斛生长性状、化学成分等差异有关。研究结果为立体栽培模式下铁皮石斛与内生真菌的相互关系研究提供基础。     

霍山石斛GDP-甘露糖焦磷酸化酶基因克隆及表达分析

为明确GDP-甘露糖焦磷酸化酶(GMPP)基因的功能及其在石斛多糖生物合成中的表达调控机制,该研究以霍山石斛为原材料,克隆GMPP基因且对该c DNA序列进行分析,利用qPCR技术检测霍山产地3种石斛(霍山石斛、铁皮石斛、铜皮石斛)中GMPP基因的表达情况。结果显示霍山石斛GMPP基因c DNA序列长1 867 bp,包含1 245 bp的开放阅读框(ORF),编码415个氨基酸;序列分析表明霍山石斛GMPP与铁皮石斛、黄花石斛相似性高达99%;进化树分析该基因与铁皮石斛、黄花石斛等植物的GMPP亲缘关系较近; qPCR结果显示GMPP基因在霍山石斛茎中表达量最高,其次是叶,然后是花,根中表达量最低,且在霍山产3种石斛中霍山石斛的相对表达量最高,铁皮石斛的表达量最低。该研究发现霍山石斛GMPP基因表达水平与其茎、叶、花、根中多糖含量呈高度相关性,对进一步研究霍山石斛多糖生物合成机制将起到积极的促进作用。     

喀斯特地区树栽与棚栽铁皮石斛中多糖重金属含量比较

目的 分析贵州喀斯特地区仿野生活树附生栽培与大棚栽培铁皮石斛中多糖、5种重金属［铅（Pb）、镉（Cd）、砷（As）、铜（Cu）、汞（Hg）］含量差异及相关性。探讨国内主产区铁皮石斛中4种重金属（Pb、Cd、As、Cu）的分布特征,为铁皮石斛品质评价及食用安全性提供参考。方法 采用苯酚-硫酸法测定铁皮石斛中多糖含量;采用电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）测定Pb、Cd、As、Cu含量;采用原子荧光光谱法测定Hg含量。查阅国内近10年有关ICP-MS测定铁皮石斛中4种重金属含量的文献报道,对文献中4种重金属含量数据进行整理、分析和归纳。采用SPSS 26.0对数据进行相关性和差异性统计分析。结果 研究区内树栽和棚栽铁皮石斛中多糖质量分数均大于25%,棚栽铁皮石斛中多糖含量显著高于树栽铁皮石斛;棚栽铁皮石斛中Cu含量与多糖含量呈显著正相关;树栽铁皮石斛中Cd含量高于棚栽铁皮石斛。研究区内铁皮石斛中5种重金属及全国主产区铁皮石斛中4种重金属平均含量均在安全限量范围内。结论 活树附生栽培与大棚栽培铁皮石斛中多糖和Cd含量差异有统计学意义。重金属对铁皮石斛的污染风险较低。     

石斛与铁皮石斛关系的本草考证

该文通过历代"本草"有关"石斛"基原、产地与质量和性状描述的考证,根据"石斛生六安、温台为上""味甘,平……""股短""细实"或"中实"等稳定的产地分布与性状描述,认为历代"本草"所指的优质"石斛"主要指石斛属的"铁皮石斛Dendrobium catenatum(D.officinale)"与"霍山石斛D.houshanense"。针对铁皮石斛曾使用的D.candidum,D.officinale,D.catenatum 3个拉丁学名,通过名实考证,其学名应为D.catenatum,D.officinale为其后出同名,考虑到D.officinale已被广泛使用并约定成俗,建议将其作为保留名,并以"铁皮石斛"作为中文的通用名称。     

不同产地菘蓝ISSR分析与鉴定

目的应用ISSR-PCR标记技术探讨不同产地菘蓝的遗传多样性,为其种质鉴定及育种提供参考。方法对采自全国不同地区的菘蓝及其变异类型的23份样本进行ISSR-PCR分析,采用NTSYS-pc软件计算Jaccard遗传相似系数,按非加权配对算术平均法(UPGMA)建立所研究类群的系统聚类图。结果 10条引物共扩增出109个条带,其中多态性条带为88条,占总扩增条带数的80.7%,菘蓝种质具有较丰富的遗传多样性。从聚类分析图可以看出,所研究样本聚为3支,第1支包括绝大多数样本,第2支为一被毛变异类型,第3支相距最远,从相似度0.62处即被分开,表明为一独立类群。结论 ISSR标记可以为菘蓝的种质资源鉴定、遗传关系分析及栽培育种提供分子生物学依据。     

三七遗传改良的研究进展

三七Panax notoginseng作为传统名贵中药材,市场需求量大,人工种植是保障三七原料供给的主要措施之一。但三七在种植过程中对生态环境要求苛刻,面临着生长分布区域狭窄、连作障碍严重等诸多问题,加之三七良种对三七种植产业贡献率较低,三七品种化制度尚未建立。因此,从三七种质资源收集与鉴定、新品种选育、三七重要性状及关键基因挖掘、分子标记开发、组学技术应用等方面对三七遗传改良工作进行整理,为今后三七的新品种选育工作提供参考。     

蚬壳花椒ZdICL基因的克隆表达以及种子萌发过程中表达量变化

目的克隆表达蚬壳花椒种子萌发过程中油脂代谢关键调控基因,研究该基因在蚬壳花椒种子外源激素赤霉素(GA)促萌发下调控蚬壳花椒种子人工萌发分子机制。方法根据蚬壳花椒转录组测序结果,筛选克隆油脂代谢关键基因,并利用原核表达体系表达纯化目的蛋白,对其编码产物进行生物信息学分析和预测。种子萌发实验分为清水对照组与GA促萌发实验组,设定0、6、12、24、48 h为萌发取样点,相对荧光定量分析该基因表达量变化。结果通过克隆该基因片段及序列分析,确定该基因编码异柠檬酸裂解酶(ICL),将其命名为ZdICL。该基因开放阅读框全长为1 728 bp,编码产物包含575个氨基酸。构建原核表达载体pET-28a-ZdICL,并在大肠杆菌BL21(DE3)中获得高效表达,对该基因编码产物的氨基酸序列进行聚类分析表明,其与甜橙同源性最高,而与模式生物拟南芥同源性最低。在种子萌发过程中其表达量在GA促萌发过程中第48小时前逐步降低,到第48小时表达量升高,与外源激素GA对种子萌发过程中脂肪动员代谢调控相吻合。结论通过对ZdICL基因进行克隆表达以及表达量分析,初步认为蚬壳花椒种子自然繁育率低下的原因之一可能是自身内源激素GA含量不足,导致ICL活性不足,无法有效保护种子抵御氧化损伤,致死种现象较多,同时为探索该基因在蚬壳花椒种子萌发过程中的调控功能奠定基础。     

基于转录组测序研究不同海拔生境神农香菊的基因表达差异＊

目的 比较神农香菊不同海拔生境的主要生态环境因子差异和基因表达谱差异，研究神农香菊适应不同海拔生境的分子机制。方法 利用WheatA获得海拔相关的主要生态因子如温度和降水等并进行差异统计分析，利用转录组测序获得黄龙堰与宋洛两个不同海拔生境的神农香菊样本的基因表达谱，并基于GO、KEGG等数据库进行基因注释、功能富集分析，获取样本间的差异基因及其关联的代谢通路。结果 光照和温度是影响神农香菊生长发育的最重要的生态因子。不同海拔种植点样本的差异表达基因主要富集到植物激素信号转导、萜类、苯丙素类、不饱和脂肪酸类等次生代谢生物合成途径。其中，参与萜类生物合成途径的相关基因在不同海拔种植样本间显著上调或下调表达。结论 神农香菊可能通过调控萜类关键表达基因如DXS、DXR、HMGCS等的表达适应生境变化。研究结果为深入研究神农香菊不同海拔适应机制及新品种培育提供数据支撑。     

四川野生铁皮石斛株丛时空格局的动态演化

目的 阐释自然环境下野生铁皮石斛株丛时空格局及生活史特征,为铁皮石斛原地保护、回归保育和仿野生栽培提供参考。方法 以四川省石棉县收集的114丛野生株丛为研究材料,比较不同等级株丛生长情况差异,并对可明确辨别丛龄的74个实生小株丛合轴生长及花序柄（或花序柄痕）残留情况进行观察,探讨野生铁皮石斛株丛时空格局及生活史特征。结果 野生铁皮石斛假鳞茎茎节数、茎长、株丛根数、根长和根粗随假鳞茎数量增加而增加,但茎粗无明显变化规律;实生小株丛的第一年茎（种子萌发茎）和第二年茎（分蘖茎）生长缓慢、短小,完成由种子到种子的生活史周期约需4年或更长;高位腋芽较少,高芽繁殖并非该野生铁皮石斛居群的主要繁殖方式,其通过合轴生长的分蘖繁殖扩大株丛并实施有性繁殖,株丛生长到一定阶段开始衰退。结论 四川省石棉县有野生铁皮石斛分布。株丛调查表明,野生铁皮石斛主要通过种子萌发的实生苗及分蘖繁殖实现种群更新。建议利用铁皮石斛果实里种子数量大的优势积极开展原生境播种和回归保育,对川产石斛资源发掘（含文化挖掘）、保护及可持续利用进行了探讨。     

主产区远志种质资源遗传多样性的ISSR分析

目的对主产区远志种质资源进行遗传多样性研究。方法利用ISSR分子标记分析来自于主产区陕西、山西和河北3个省的10个居群的远志种质资源的遗传多样性。结果 12条ISSR引物扩增出276条带,其中有271条为多态性条带,聚类分析结果表明,地理来源相同的野生居群和栽培居群先行聚合。野生和栽培远志居群的遗传变异主要发生在居群间,栽培居群的遗传多样性略低于野生居群,二者均不符合距离隔离模型。结论聚类分析结果与栽培居群多为就地取材的事实相符。造成远志这种遗传变异型式的原因在于其本身的繁殖生物学特性以及当前的粗放栽培模式。     

基于高通量测序的不同生态环境东方泽泻块茎转录组分析

目的 探索不同生态环境对东方泽泻生理活动及其药效成分原萜烷型三萜生物合成调控的分子基础。方法 通过Illumina HiSeq测序平台获取种植于福建和四川的东方泽泻块茎转录组数据并进行功能注释,基于|log₂FC|>0.58（FC为差异倍数）、P<0.05的筛选条件获得差异表达基因。结果 转录组测序共获得50 652条unigenes,有22 689条unigenes注释到京都基因与基因组百科全书（KEGG）、NR、SwissProt、COG、基因本体（GO）和Pfam数据库。从福建和四川2种环境生长的东方泽泻之间筛选到3878条差异表达基因,其中2082条在福建东方泽泻中上调表达,1796条在四川东方泽泻中上调表达,差异基因主要参与植物防御反应、光合作用、淀粉和蔗糖代谢、萜类生物合成等生理活动,包括5个原萜烷型三萜生物合成通路上的关键酶基因。此外,东方泽泻移栽四川后,与三萜生物合成相关的转录因子和细胞色素P450（CYP450）基因表达也发生了显著变化。结论 利用高通量测序技术和生物信息分析获得了不同生态环境下东方泽泻转录组信息特征,为阐明生态环境对东方泽泻原萜烷型三萜生物合成的调控机制提供参考。     

广金钱草化学诱变植株表型及SRAP遗传差异

目的:选育优良广金钱草品种(系)。方法:采用迭氮钠(NaN_3),甲基磺酸乙酯(EMS)和秋水仙素最佳剂量对广金钱草种子进行诱变处理,初步筛选出13株表型变异的广金钱草植株,对广金钱草变异植株及对照基因组DNA进行相关序列扩增多态性(SRAP)分析。结果:广金钱草在株高、地茎、分枝状况等方面发生大量变异;10对SRAP引物扩增出多态性条带3 285个,平均每对引物扩增出328.5条带,多态性比例平均为96.45%,广金钱草化学诱变植株遗传相似系数范围0.326~0.476,遗传相似系数较低,表明经化学诱变剂处理后广金钱草在基因组水平上存在真实的遗传差异;相似性差异程度大小顺序为V-13V-7V-6V-11V-10V-12V-9V-8V-4V-5V-3V-2V-1,表明NaN_3在分子水平上对广金钱草的影响比EMS和秋水仙素小;化学诱变处理后广金钱草变异程度高于不同种源地的变异,进一步表明人工诱变育种可以缩短育种年限,提高突变率。结论:该研究揭示了广金钱草化学诱变株表型特异性和遗传多样性,筛选了一些特异资源,为高产优质广金钱草新品种(系)的选育提供重要的科学依据。