基于MaxEnt和ArcGIS预测华重楼潜在分布及适宜性评价

目的:为明确华重楼在中国的潜在分布区和适宜性,为开展华重楼野生抚育、种植区划和规范化化栽培提供指导。方法:采用最大熵模型(MaxEnt)和地理信息系统(ArcGIS 10.2.2),预测华重楼在我国的潜在适生区及其适生等级。结果:华重楼潜在分布主要位于华东、华中、华南和西南部分地区,华重楼主要适生省为贵州、湖北、江西、四川、重庆、福建、浙江、安徽、湖南、广东(适生指数0.6)。刀切法测试表明,最干季平均温度(41.7%)、7月降雨量(23.7%)、年均温(15.8%),是影响华重楼潜在分布的最主要3个环境因子。结论:华重楼最适宜生长在年温差小降雨量少的平原或山区,最干季度温度范围5.93~11.68℃,年均温14.67~20.11℃,7月份降雨量184~237 mm的是华重楼最适宜生长的生态位参数。     

基于Biomod2组合模型的中国野生芍药Paeonia lactiflora适宜生境分布

芍药Paeonia lactiflora是我国重要的药用资源,为了加强对芍药的野生资源保护和适宜性引种栽培,该研究基于野生芍药在中国的98个分布信息和20个当前环境因子数据,利用Biomod2平台和ArcGIS空间分析方法,分析了当前气候条件下野生芍药的潜在适宜生境分布区,依据环境因子相关性和重要性筛选出影响野生芍药潜在适宜生境的主要环境因子。继而基于BCC-CSM2-MR全球气候模型,预测在SSP1-2.6、SSP2-4.5、SSP3-7.0、SSP5-8.5气候情景下,未来2021—2100年野生芍药的潜在适宜生境分布范围及中心变化。结果表明:通过集成表现较好的GBM、GLM、MaxEnt、RF模型所形成的组合模型,其TSS和AUC分别为0.85、0.95,较单一模型都有显著提高,可有效提高模型精度。20个环境因子中,年均温、昼夜温差月均值、温度的季节性、最暖季平均温、最湿月降雨量、降雨的季节性、最干季降雨量和海拔是影响适宜区分布的主要因子。目前野生芍药潜在适宜区分布在内蒙古、黑龙江、吉林、辽宁、河北、北京、陕西、山西、山东、甘肃、新疆、西藏、宁夏等省份,集中于内蒙古东北部、黑龙江中部、吉林北部。在未来气候情景下,野生芍药高适宜区持续缩减,潜在适宜生境主要呈现不同程度的丧失情况,但在SSP5-8.5条件下,到2061—2100年阶段,野生芍药低适宜区在中国西部的新疆、西藏、青海等省份的高原和山地地区出现部分新增。野生芍药分布中心呈现先向东北后向西南迁移的趋势,总适宜区分布范围相对稳定,保持在高纬度地带。该研究确定了野生芍药的潜在适宜生境分布变化,对未来加强生境保护与规范种植生产具有重要意义。     

气候变化下骆驼刺潜在地理分布区预测

骆驼刺Alhagi sparsifolia,豆科草本植物,是我国传统维药。预测气候变化对该物种分布范围的影响对于其保护和资源可持续利用具有重要意义。该文基于骆驼刺在中国的42个地理分布点和19个环境因子图层,采用MaxEnt模型分析了骆驼刺在我国的潜在地理分布,并基于该模型预测IPCC AR5发布的2050年及2070年的RCP2.6,RCP8.5气候情景下骆驼刺的潜在分布范围。结果表明:最冷季平均温(bio11)、年平均温(bio1)、最冷季平均降雨量(bio19)、年均降雨量(bio12)、最湿月降雨量(bio13)、最湿季平均温(bio8)、年温的变化范围(bio7)是影响骆驼刺分布的主导环境因子;在当前气候条件下,骆驼刺的适宜生境占我国总面积的7.85%,集中分布在新疆大部,甘肃北部及中部,内蒙古西部,宁夏北部。由模型预测可知:2050—2070年,RCP2.6,RCP8.5气候情境下,骆驼刺适宜生境总体呈减少的趋势。     

黄花蒿空间分布及全球潜在气候适宜区

目的:研究全球黄花蒿空间分布模式和潜在气候适宜区。方法:基于物种多样性信息数据库和气候数据库,通过因子分析等方法研究世界范围内黄花蒿空间分布格局和气候特征,并通过Arc GIS平台分析黄花蒿全球潜在适宜区。结果:黄花蒿主要分布在3个经度带:北美洲、欧洲及亚洲的90.55°W~77.14°W,2.03°E~11.75°E及98.27°E~111.05°E;纬度主要范围为29.15°N~51.36°N。80%黄花蒿分布区域内高程范围为22.00~491.00 m,年降水量范围为492.30~1 366.70 mm,年均温范围为8.10~17.27℃。黄花蒿95%~100%气候相似性区域位于以赤道为中心轴,30°S和30°N附近地区。结论:纬度与黄花蒿分布有密切关系,影响黄花蒿分布的气候因子主要是年降水量、最湿季降水量和最暖季降水量以及最暖月最高温、最暖季平均温和最湿季平均温。黄花蒿潜在气候适宜区包括北美洲东部、欧洲西部及亚洲东部。     

影响苍术挥发油组分的气候主导因子及气候适宜性区划研究

目的：筛选影响苍术Atractylodes lancea挥发油组分的气候主导因子,并实现苍术挥发油形成的气候适宜性区划,探索将GIS用于中药区划的技术和方法。方法：典型相关结合逐步回归得到气候因子与苍术挥发油的相关模型并确定影响苍术质量的气候主导因子；使用Surfer 7.0软件对30年间（1971～2000）影响苍术挥发油的气候主导因子的均值进行空间插值,使用ARCGIS软件的空间分析功能进行区划研究。结果：得到了气候因子与苍术挥发油中6个主要组分的相关模型,及苍术挥发油的气候适宜性区划图,发现10月份的气象条件对苍术挥发油组分的影响最大,温度及其与降雨的交互作用是影响苍术挥发油组分的气候主导因子。结论：苍术挥发油组分形成的气候适宜区与生长发育的气候适宜区不同。GIS技术用于中药区划研究有良好前景。     

影响滇重楼产量和品质诸因素的研究进展

滇重楼具有较强的生物活性,又是一些著名中成药和新药的主要原料之一。从分布、气候等生态因子,以及人工栽培、管理技术、加工炮制、寄生菌等因素对滇重楼产量和品质影响研究进展进行了综述,为实现滇重楼人工大量栽培产业化提供理论依据,并就滇重楼生产中存在的问题及未来研究方向予以展望。     

气候变化下罗布麻潜在地理分布区预测

罗布麻为夹竹桃科多年生草本植物,其叶可以入药,茎秆作为重要的纺织品原材料,预测气候变化对该物种分布范围的影响及其保护该资源的可持续利用具有重要意义。该文利用罗布麻的44个地理分布点和19个环境因子图层,采用MaxEnt模型分析了罗布麻在我国的潜在地理分布,并基于该模型预测政府间气候变化专门委员会(IPCC AR5)发布的BCC_CSM1.1气候模式下2050年及2070年的RCP2.6,RCP8.5气候情景下罗布麻的潜在地理分布范围。结果表明:最冷月低温(bio6)、年平均温(bio1)、最冷季平均降雨量(bio19)、最湿季平均温(bio8)是影响罗布麻分布的主导环境因子;在当前气候条件下,罗布麻的适宜生境占我国总面积的11.94%,集中分布在新疆中部,甘肃北部,内蒙古南部,宁夏北部,陕西北部及中部,山西南部,河南北部及中部,河北中部及南部,山东,天津,辽宁南部及北京的部分区域。由模型预测可知:2050—2070年,RCP2.6,RCP8.5气候情景下,罗布麻适宜生境都有所减少。     

滇重楼根际微生物分布与甾体皂苷含量的相关性

观察了滇重楼栽培中根际土壤细菌、真菌、放线菌和3类促生细菌数量的变化规律,探讨了根际土壤微生物数量与滇重楼品质的关系。结果表明,滇重楼植物根际土壤微生物资源丰富,不同产地滇重楼根际土壤细菌、真菌、放线菌、解钾细菌、解无机磷细菌和解有机磷细菌数量具有显著性差异(P<0.05),根际土壤微生物数量的分布规律是:细菌数量>放线菌数量>真菌数量。随着种植年限的增加,真菌与解钾细菌数量呈逐年增加,细菌、放线菌、解无机磷细菌与解有机磷细菌数量呈逐年减小的变化趋势,土壤微生物类型由"细菌型"向"真菌型"过渡。不同产地滇重楼根茎的药用品质具有生境依赖性,种植年限的增加造成滇重楼药用品质下降作用明显。由此可见,种植年限增加会引起土壤微生态区系的变化,降低了滇重楼对营养物质的吸收利用,进而造成滇重楼药用品质下降。     

全球气候变化对丹参潜在适宜区分布影响

目的 通过对气候变化下丹参潜在适宜生境的研究,为其规范化种植及资源可持续利用提供依据。方法 利用最大熵模型对不同气候情景下丹参全球潜在适宜区分布及其影响因子进行分析预测。结果 最冷季平均温度和最暖季降水量是影响丹参分布的关键因子。当最冷季平均温度<-10.0℃时,丹参存在概率<30.0%;最暖季降水量>328.6 mm,其存在概率≥60.0%。当前丹参潜在适宜区以中国为主,罗马尼亚东北部、乌克兰西南部、俄罗斯西南部和东南部亦有分布。在3种具有代表性的未来气候情景（SSP126、SSP245、SSP585）下,丹参潜在适宜生境仍以中国中部和东部地区为主,总适宜生境面积增加并呈北部扩张、南部收缩的北移趋势。结论 丹参分布受气候变化影响较大,未来丹参潜在适宜区有北移趋势。本研究为丹参栽培地区的选择和条件的设定提供参考依据,可避免非适宜区盲目引种、扩种,有利于提高丹参的产量和品质,同时对其野生资源的保护及蕴藏量的估算有重要意义。     

基于空间分析的昭通天麻生态适宜性区划研究

利用最大信息熵模型(Maxent)与地理信息系统(Arc GIS),综合气候、地形、土壤、植被等相关生态因子,对昭通天麻的潜在分布区域进行了生态适宜性等级划分。结果表明,昭通天麻的最适生区(适宜系数0.6)主要集中分布在云南昭通(镇雄、彝良和大关,总面积2 872 km2)和贵州毕节(赫章、毕节和威宁,总面积1 251 km2)境内。影响昭通天麻分布的主要环境因素为海拔、11月平均降雨量、10月份降雨量、植被类型、3月平均降雨量、4月平均降雨量、土壤类型、等温性、6月平均降雨量等。昭通天麻最适区环境参数为海拔1 450~2 200 m,年平均气温为11~13.0℃,最冷月(1月)平均气温2.8~4.0℃,最热月(7月)平均气温18.0~20.4℃,年均降雨量在900 mm左右,土壤为黄壤、黄棕壤,酸性或微酸性的砂壤土。研究结果可为昭通天麻的生产区划和仿野生栽培的选址工作提供科学依据。     

滇重楼根茎品质与根际土壤因子的相关性分析

目的 探明野生与移栽滇重楼Paris polyphylla var.yunnanensis根际土壤中基本养分、土壤酶活性与根茎品质的关系,筛选影响滇重楼活性成分的主导土壤因子,为滇重楼合理施肥提供参考依据。方法 以采自云贵川33个样点的滇重楼为材料,测定了其根茎品质指标以及生长土壤基本养分含量和土壤酶活性;分析了根茎品质指标与土壤因子的相关性,并采用逐步回归分析方法筛选出影响滇重楼根茎品质的主要土壤因子。结果 滇重楼野生品和移栽品在总皂苷、总多糖、总黄酮含量上具有一定的差异,药材品质具有一定的地域性。所有滇重楼根际土壤样品的酸碱度适中,基本养分充足、含量丰富,土壤酶活性高,适宜于滇重楼的生长发育,野生地土壤肥力质量优于移栽地。野生滇重楼根茎总皂苷与多酚氧化酶活性呈现出极显著正相关,总黄酮与pH值、脲酶活性呈极显著负相关关系。移栽滇重楼根茎总皂苷与速效钾含量呈现出显著负相关,总黄酮与蔗糖酶活性呈显著正相关关系,总多糖与碱性磷酸酶活性呈显著正相关。结论 滇重楼品质主要受到土壤因子综合影响,在滇重楼野外就地保护或人工栽培过程中,注意根据实际情况增减土壤各养分的含量及其比例关系。     

AM真菌对滇重楼光合参数及生理指标的影响

通过室温盆栽接种试验与室内分析相结合的方法,观察灭菌土壤条件下接种28种丛枝菌根(AM)真菌对滇重楼光合参数和生理生化指标的影响。结果表明,滇重楼与AM真菌形成了良好的共生关系。AM真菌诱导处理后,不同AM真菌对滇重楼叶片的光合参数和生理生化指标的影响有所差异,AM真菌的施用能够提高滇重楼叶肉细胞的光合作用强度,提高滇重楼叶片可溶性蛋白和可溶性糖含量及保护酶活性,增强了滇重楼抗不利环境的能力,促进了滇重楼的生长,而滇重楼与AM真菌之间存在一定的相互选择性。从综合接种效应来看,瑚状盾巨囊霉Racocetra coralloidea、美丽盾巨孢囊霉Scutellospora calospora、近明球囊霉Claroideoglomus claroideum、透明盾巨孢囊霉S. pellucida和明球囊霉Rhizophagus clarus是最适宜滇重楼大田栽培时推广应用的优良备选菌株。     

接种不同AM真菌对滇重楼菌根侵染率和入药品质的影响

通过室温盆栽接种试验与室内分析相结合的方法,观察灭菌土壤条件下接种28种丛枝菌根(AM)真菌对药用植物滇重楼根系AM真菌侵染能力和入药质量的影响。结果显示,与对照组(CK)相比,接种外源AM真菌对滇重楼根系AM真菌的孢子密度、侵染率、侵染强度具有调控(增减)作用,增强根内菌丝的琥珀酸脱氢酶(SDH)和碱性磷酸酶(ALP)活性,从而提高滇重楼菌根生活力。AM真菌诱导子处理后,不同AM真菌对滇重楼根茎中不同甾体皂苷的影响有所差异,AM真菌的施用能够提高滇重楼的药用品质,但在实验期间未造成滇重楼甾体皂苷质量的变异。实验结果表明,滇重楼与AM真菌之间的共生关系具有一定的相互选择性,近明球囊霉Claroideoglomus claroideum和瑚状盾巨囊霉Racocetra coralloidea是最适宜滇重楼大田栽培时推广应用的优良接种菌剂。     

中药重楼全球产地生态适宜性分析

在野外调查和数据收集的基础上,结合药用植物全球产地生态适宜性分析系统(geographic information system for global medicinal plants,GMPGIS),对中药重楼全球产地生态适宜性区域进行分析和评价。以重楼药材基原物种云南重楼Paris polyphylla var.yunnanensis和七叶一枝花P.polyphylla var.chinensis道地产区、主产区与野生分布区的采样点为依据,选取最冷季平均气温、最热季平均气温、年平均气温、年均降水量、年均相对湿度、年均日照强度和土壤类型7个生态指标作为主要参考因子,经过生态相似性比对分析得出云南重楼与七叶一枝花在全球范围内的生态适宜性产区和潜在种植区。结果表明云南重楼和七叶一枝花的最大生态相似度区域相似,在全球范围内主要分布在中国、巴西、美国、赞比亚、刚果、缅甸、坦桑尼亚、墨西哥、安哥拉及玻利维亚等19个国家。其中,中国的最大生态适宜性产区主要包括云南、四川、广西、湖南、湖北、广东、贵州、江西、福建和安徽等16个省区。该研究表明GMPGIS可以较好地应用于中药材引种及生产区划,研究结果可为重楼药材的资源保护和可持续利用提供参考依据。     

丛枝菌根真菌对滇重楼内源激素的影响

目的初步探索接种不同外源性丛枝菌根(AM)真菌对滇重楼Paris polyphylla var.yunnanensis幼苗内源激素水平变化规律。方法以灭菌土壤为生长基质,于室温盆栽条件下对滇重楼新鲜种子与28种AM真菌共培养后采样,采用HPLC测定和比较分析各处理组滇重楼根茎和须根内源激素玉米素核苷(ZR)、赤霉素(GA)、吲哚乙酸(IAA)和脱落酸(ABA)的量。结果接种外源性AM真菌能提高滇重楼幼苗菌根侵染率和成苗率,AM真菌对滇重楼幼苗根茎和须根中ZR、GA、IAA、ABA 4种激素量的变化表现出不同的规律,但具有偏好性。与对照组相比,整体上接种AM真菌处理组根茎中ZR、GA量呈现增长的趋势,IAA量变化规律不明显,而ABA量呈现减少的趋势,接种AM真菌处理组根茎中ABA/ZR、ABA/GA、ABA/IAA值呈现减少的趋势,但须根与根茎的变化趋势相反。结论 AM真菌能促进滇重楼幼苗的存活率,且不同AM真菌菌株影响滇重楼内源激素量。     

基于形态和红外光谱分析的云南重楼及近似种的快速鉴别

目的基于形态和红外光谱法建立云南重楼及近似种的鉴别方法,并进一步分析其亲缘关系,为资源开发利用提供依据。方法对云南重楼及其近似种进行了原植物形态比较,并对光谱数据进行自动基线校正、自动平滑、纵坐标归一化、二阶求导等预处理,采用主成分分析(principalcomponentanalysis,PCA)、偏最小二乘判别分析(partialleastsquares discriminantanalysis,PLS-DA)及系统聚类分析(hierarchicalclusteranalysis,HCA)分析光谱数据。结果云南重楼与近似种在植株大小、叶片、叶脉、萼片、花瓣、花亭和雄蕊等形态特征上存在典型的鉴别特征,可为其提供形态鉴别依据。6种重楼的二阶导数在3 000～2 000 cm-1和指纹区1 800～500 cm-1波段内差异明显,HCA和PLS-DA均能较好地区分云南重楼及近似种,可为其提供红外光谱鉴别证据。HCA结果表明云南重楼、七叶一枝花、狭叶重楼、矮重楼和多叶重楼亲缘关系较近。结论傅里叶变换红外光谱(FTIR)结合原植物形态鉴定能够快速鉴别云南重楼及其近似种,为指导重楼栽培、临床应用和资源开发提供科学依据。     

不同生长年限滇重楼的生物量分配与异速生长研究

目的 比较不同产地和生长年限栽培滇重楼Paris polyphylla var. yunnanensis生物量和性状差异,并对植株生物量积累和生长发育规律进行异速生长分析。方法 使用Pearson相关分析研究滇重楼根茎生物量与采集地经纬度、气候因子间的相关性;单因素方差分析（One-Way ANOVA）与独立样本T检验用于样品间植物性状的差异显著性比较;利用标准化主轴回归分析（standardized major axisregression）对滇重楼的生物量积累和生长发育规律进行异速生长研究。结果 研究表明12个不同产地的5年生滇重楼根茎生物量平均值在1.19～19.73 g,不同产地之间具有显著差异（P<0.05）,但该差异与产地经纬度、年均温度、年均降水量之间不存在显著相关性（P>0.05）。滇重楼植株的根茎生物量均随生长年限增加而增加,种植5年后根茎生物量一直呈现快速积累趋势。相同生长年限植株中,云南省元阳县样品根茎生物量显著高于姚安县样品（P<0.05）,并且数值具有更高的变化范围。滇重楼植株的总生物量、株高、叶生物量、叶长、叶宽、叶面积均随生长年限增加而增...     

基于生物量和活性成分的滇重楼幼苗优良菌根真菌筛选

目的以菌根生活力、根茎生物量和活性成分为指标,筛选适宜滇重楼幼苗生长发育的优良丛枝菌根(arbuscular mycorrhizal,AM)真菌。方法以灭菌土壤为生长基质,采用室温盆栽试验,研究接种28种外源性AM真菌对滇重楼幼苗菌根生活力、根茎生物量和重楼皂苷产量(单株幼苗所含的重楼皂苷量、重楼皂苷含量与幼苗生物量的乘积)、根茎重楼皂苷与核苷含量的影响。结果接种的28种AM真菌与滇重楼幼苗均形成了共生体系并且发育良好,并能提高滇重楼幼苗菌根生活力,但具有偏好性。大多数AM真菌处理组能提高滇重楼根茎生物量,促进了滇重楼幼苗重楼皂苷和重楼核苷的积累,表现为重楼皂苷含量和产量的提高。菌根形成对滇重楼幼苗次生代谢的影响还表现在重楼皂苷和重楼核苷的器官分配上,菌根化滇重楼幼苗须根中4种重楼皂苷总量具有高于根茎的趋势,而根茎中9种核苷总量明显高于须根。结论本研究中不同AM菌株的表现,对进一步提高滇重楼幼苗生物量和品质的菌株筛选具有重要的借鉴作用,巨大巨孢囊霉Gigasporagigantea、美丽盾巨孢囊霉Scutellospora calospora、沾屑多孢囊霉Diversispora spurca、异配盾孢囊霉Dentiscutata heterogama、沙荒球囊霉Septoglomus deserticola、薄壁两性囊霉Ambispora leptoticha可望能作为培育滇重楼菌根化苗的理想菌株。     

基于SSR分子标记的滇重楼遗传多样性研究

目的研究滇重楼Paris polyphylla var.yunnanensis自然居群的遗传多样性,为滇重楼资源的保护和合理利用提供数据。方法采用SSR分子标记对滇重楼5个不同居群共115份样品进行遗传多样性分析。结果筛选出8对可用SSR引物,多态位点百分率(PPB)为100%,多态信息量(PIC)为0.745 6。在居群水平和物种水平上,观测等位基因数(N_a)分别为8.425 0和17.750 0,有效等位基因数(N_e)分别为4.960 9和7.500 7,观测杂合度(H_o)分别为0.295 5和0.294 8,期望杂合度(H_e)分别为0.654 8和0.774 4,Shannon’s信息指数(I)分别为1.520 1和2.038 6。遗传分化系数(F_(st))为0.172 8,基因流(N_m)为1.196 6。利用UPGMA聚类分析,将5个居群分为2类。结论滇重楼遗传多样性水平较高,居群内和居群间具有一定的遗传分化。对保护和发展滇重楼资源提出若干措施,为滇重楼的保护和科学可持续利用提供参考。     

滇重楼丛枝菌根的研究

目的:研究滇重楼根部丛枝菌根真菌(AMF)侵染情况及根际土中AMF孢子的种类与数量.方法:采用Phillips和Hayman染色法挑选滇重楼丛枝菌根.同时,采用Gendemann的湿筛倾析法获得AMF孢子,进行形态学鉴定.结果:丛枝菌根真菌能侵染滇重楼根系并形成典型的丛枝菌根(AM),侵染率在35.3%～98.6%,且侵染强度较强.从滇重楼根际采集的10个土样中共分离出24种AMF,Acaulospora属11种,Glomus属7种,Gigaspora属3种,Scutellospora属3种,分别是附柄无梗囊霉、双网无梗囊霉、凹坑无梗囊霉、孔窝无梗囊霉、浅窝无梗囊霉、光壁无梗囊霉、柯氏无梗囊霉、多果无梗囊霉、波兰无梗囊霉、瑞氏无梗囊霉、细凹无梗囊霉、白色球囊霉、双型球囊霉、沙荒球囊霉、草莓球囊霉、纯黄球囊霉、微丛球囊霉、凹坑球囊霉、微白巨孢囊霉、珠状巨孢囊霉、分支巨孢囊霉、美丽盾巨孢囊霉、透明盾巨孢囊霉、吉尔莫盾巨孢囊霉.其中,双网无梗囊霉是滇重楼的优势种.结论:AMF是滇重楼丰产栽培中的一种潜在应用价值的生物资源.