生物量分配动态研究对了解作物产量形成机制具有重要意义.‘凤丹’是以杨山牡丹(Paeonia ostiiT.Hong et J.X.Zhang)为原种形成的新型木本油料作物,其产量形成机制尚不明确.本文采取破坏性取样策略,研究不同株龄‘凤丹’生物量分配的季节动态以及遮荫对产量的影响.结果显示,‘凤丹’生物量在果熟期达到最大值,总生物量随株龄增大而增加,但其增长速率趋势则相反.‘凤丹’根和茎的生物量分配在休眠期最大,而叶生物量分配最大值出现在果熟期;繁殖分配仅为3.24％～6.85％,但随株龄增大而增加(4年生果实生物量为(7.74±0.31)g/株,8年生果实生物量为(26.81±0.44)g/株).‘凤丹’单株年同化总量为161.21～232.34 9,种子收获指数为2.71％～6.87％,收获指数与株龄呈正相关(R2=0.8178).‘凤丹’营养生长和总生物量在遮荫条件下有所降低,但繁殖生物量和收获指数在30％遮阳处理中显著增加(种子增产3.66 g/株,产量提高389.36％).本研究表明‘凤丹’年周期内的源与库结构呈动态变化,株龄对‘凤丹’的生物量分配及产量有明显效应,适度遮荫可提高‘凤丹’的产量.

通过改良解磷菌固体分离培养基的分离培养,从‘凤丹’牡丹(Paeonia ostii'Fengdan')根际土壤中分离到3株具有解磷活性的菌株,编号分别为YF19、YF20和YF21.通过74 h的连续发酵培养考察了三株菌的解磷活性,其中YF20菌株的解磷活性最强,发酵48 h时,发酵上清液中有效磷含量达到最大值1.35 mg/L.综合形态特征观察、生化测定和16S rDNA分析结果,确定菌株YF20隶属于鞘鞍醇杆菌属,暂命名为Novosphingobium sp.YF20.生长特性研究表明,菌株YF20对6种碳源的同化能力由强到弱的顺序是:柠檬酸钠＞蔗糖＞淀粉＞乙酸钠＞葡萄糖＞乳糖;对6种氮源的同化能力由强到弱的顺序是:蛋白胨＞酵母膏＞硝酸钠＞氯化铵＞硝酸钾＞硫酸铵;最适生长温度为32～36℃,最适pH值范围是6.0～6.5.菌株YF20可作为油用牡丹专用菌肥开发的出发菌株.

以凤丹牡丹(Paeonia ostii)叶片为试验材料,采用 RACE和 RT-PCR方法,克隆得到凤丹牡丹硬脂酰-ACP去饱和酶基因 SA D的cDNA全长,命名为 PoSA D(GenBank登录号为KY038819).序列分析表明,该基因cDNA序列全长1559 bp,其中开放阅读框1197 bp,编码398个氨基酸,3′端非编码区长172 bp,5′端非编码区长123 bp.多序列比对结果表明,凤丹牡丹 PoSA D氨基酸序列含有2个保守结构域.系统发育分析结果显示,凤丹牡丹与蓖麻处于同一分支,其亲缘关系最近.TMHMM 和 TargetP 亚细胞定位分析得知,PoSAD 蛋白无跨膜区域,可能定位于叶绿体中发挥功能.组织特异性结果分析表明,PoSA D基因在凤丹牡丹的根、茎、叶、花瓣、雌蕊、雄蕊、种子中均有表达,且在花瓣中表达量最高,雌蕊中次之,在根中的表达量最低;不同时期种子中,60 d表达量最高, 80 d次之,10 d中表达量最低.

以牡丹品种‘玉面桃花’、‘清香白’和‘凤丹’切花为试验材料,测定室温对照(15～18℃保湿贮藏3d,RTS)、低温锻炼[(4±1)℃保湿贮藏3d,CAS]、冰温贮藏[(4±1)℃保湿贮藏3d,然后转入(-4±1)℃保湿贮藏3d,ITS]3种处理的牡丹切花花枝不同器官(花瓣、花药、子房、萼片、叶柄、叶片、茎杆)的过冷点(SCP)和冰点温度(FP),以及花瓣和叶片束缚水与渗透调节物质含量变化,明确低温锻炼对其切花抗冷能力的影响,为牡丹切花储运及销售过程中冰温贮藏温度控制提供参考依据.结果表明:经4℃低温锻炼3d的牡丹切花与室温对照相比,低温锻炼处理使3个牡丹切花不同组织的SCP和FP显著降低,但花瓣和叶片的束缚水、可溶性蛋白质、可溶性糖和脯氨酸含量均得到提高;冷锻炼后转入冰温贮藏处理进一步提高了牡丹切花花瓣和叶片的束缚水和可溶性蛋白质含量.研究发现,4℃低温锻炼显著提高了牡丹切花的抗冷性,使花枝能够更好地适应30～150 d长期贮藏的-3～-4 ℃冰温环境.

生物量分配研究是了解作物产量形成机制的基础.凤丹是以杨山牡丹(Paeonia ostii为原种形成的栽培类群,也是新型木本油料作物油用牡丹的主栽品种.该文通过比较凤丹主要产区6龄种群、以及安徽铜陵和上海地区的4、6、8龄种群的当年生果枝大小与生物量分配,探讨环境和株龄对小枝生长与繁殖的影响.结果表明,凤丹植株的果枝数量随株龄增大而上升,不同株龄植株的单个果枝大小和果枝内生物量分配没有明显差异,果枝水平上没有株龄效应,但整株水平上株龄效应明显;果枝大小及生物量各指标之间存在明显相关性,但相关性在种群间变化较大;不同种群的果枝大小及生物量分配差异明显,果枝生物量分配明显随纬度、降水和光辐射强度变化而变化;异速生长方程模拟显示,大部分种群的果枝繁殖与营养生物量或总生物量之间为等速生长关系(斜率=1),但种群间截距变化较大.这些结果表明栽培环境对凤丹果枝的生长与繁殖有显著效应.

牡丹是著名观赏花卉,有“花王”之称,主要为牡丹Paeonia suffruticosa的各种栽培品种.牡丹皮是著名的常用中药,有2 000多年的药用历史.目前,药用丹皮以安徽铜陵凤凰山所产为道地,习称“凤丹皮”,其种质为凤丹P.ostii.但是历版药典均规定药材牡丹皮来源于牡丹P.suffruticosa的干燥根皮.该文通过对观赏牡丹与药用牡丹的来源进行考证,表明观赏牡丹在历史上相继形成了西安、洛阳、彭城、亳州、菏泽等几个著名的栽培中心.而药用牡丹唐代以前主要以野生资源为主,宋代医家已经充分意识到栽培观赏牡丹与野生牡丹的药效差异,明确认为药用牡丹应选用野生的单瓣花类群,而栽培的观赏牡丹不宜入药.历代本草记载药用牡丹的产区并没有这些观赏牡丹的栽培中心.实地调查表明,道地药材凤丹皮及重庆的垫江牡丹都是单瓣花,与历代本草记载一致.因此,该文认为自古以来药用牡丹与观赏牡丹是并行发展的2个不同种质.建议《中国药典》收载凤丹P.ostii和牡丹P.suffruticosa的单瓣类型为中药牡丹皮的原植物.

以‘凤丹’牡丹的组培苗为材料,在含有0-5.0 mg/L硝酸银的基础培养基中进行培养后,通过测量总酚含量、单体酚种类及其含量的变化和相关基因的表达情况,确定不同浓度的硝酸银对抑制愈伤组织褐化的作用.结果表明,培养基中加入硝酸银能够抑制相关基因的表达,明显降低愈伤组织中多酚类物质的含量进而减轻植物组织褐变程度,其中2.0 mg/L的综合效果最好;硝酸银对组培苗褐变过程中产生影响的单体酚有绿原酸、芦丁、香豆酸、对香豆酸、表儿茶素、二氢槲皮素;硝酸银处理后的的愈伤组织中,转录因子MYB2、WD40-1、WD40-2与结构基因苯丙氨酸解氨酶(PAL)、黄烷酮醇还原酶(DFR)、查耳酮合酶(CHS)、查尔酮异构酶(CHI)、3-二氢黄酮羟化酶(F3H)、黄酮醇3'-羟化酶(F3'H)的表达量与褐变等级和总酚含量之间存在显著的相关性(P＜0.05).

为探究油用牡丹主要栽培种‘凤丹’的高效栽培模式,提高土地和光能利用效率,以‘凤丹’单作为对照,比较了‘凤丹’与木瓜、香椿、核桃等经济林木间作模式下的小气候,分析了4种模式下‘凤丹’的光合特性、净光合速率(Pn)与主要生理生态因子的关系以及叶绿素含量和荧光参数的差异.结果表明:6月,4种模式下的小气候具有显著差异;单作和与木瓜间作模式下的‘凤丹’Pn日变化曲线呈明显的双峰型,而与香椿和核桃间作的模式呈单峰型;与核桃间作模式下的Pm的日均值最高,而与木瓜间作模式下的最小;与木瓜间作模式下气孔导度(Cs)的日均值最低;与香椿间作模式下的Gs和蒸腾速率(Tr)日均值均最高,而该模式下的水分利用效率(WUE)最低.相关性分析及多元逐步回归分析表明,不同间作模式中影响‘凤丹’Pn的因子各不相同.同时,间作模式也不同程度地提高了‘凤丹’叶片叶绿素的含量、Fm、Fv/Fm、ΦPSⅡ、ETR、NPQ等.间作模式,尤其是与香椿和核桃间作模式,在保证油用牡丹正常的光合生产的同时,提高了土地和空间的利用效率,增加了单位土地上的生物产量,具有一定的推广价值.

采用不同温度(15,20,25℃)、赤霉素(GA3)不同浓度(0,100,200,300,400,500 mg·L-1)和不同处理时间(24,34,44h)处理‘凤丹’种子,获得‘凤丹’种子生根的最佳条件.结果表明:温度对‘凤丹’种子生根的影响最大,15℃的温度条件下,200 mg·L-1赤霉素处理24 h,是‘凤丹’种子生根的最佳条件.

为明确外源油菜素内酯(BR)对油用牡丹‘凤丹’(Paeonia ostii ‘Fengdan’)生理特性的影响,从而为油用牡丹丰产栽培提供理论依据,本研究以‘凤丹’为试验材料,在果实膨大期采用整株喷施法,以不同浓度(0、0.025、0.05、0.1和0.2 mg·L-1) BR溶液处理‘凤丹’植株,测定不同时期‘凤丹’叶片的生理指标.结果表明,随着生育进程的推进,‘凤丹’叶片的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)和叶绿素含量均呈下降趋势,超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性以及可溶性蛋白(SP)、可溶性糖(SS)、脯氨酸(Pro)和丙二醛(MDA)含量呈升高趋势.与对照相比,外源BR处理显著提高了‘凤丹’叶片的Pn、Gs和Tr,显著增加了叶绿素和渗透调节物质含量以及抗氧化酶活性,并降低了膜脂过氧化产物含量.在本试验条件下,喷施0.05 mg·L-1BR处理显著提高了叶片的抗氧化能力,最有利于提高‘凤丹’光合能力.