该研究通过同源克隆技术克隆腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)、颗粒结合淀粉合酶(GBSS)和可溶性淀粉合酶(SSS)3类百合淀粉合成关键酶基因,分析这三类淀粉合成关键酶基因的表达变化,测定百合鳞茎膨大发育中淀粉含量变化.结果表明:(1)AGPase具有GlgC家族蛋白PLN02241蛋白结构特征及cl11394家族蛋白ADP Glucose PP与NTP transferase结构域,获登录号KP751443;GBSS与SSS具有cl10013家族蛋白Glyco transf 5,GT1 Glycogen synthase DULL1 like结构域,获登录号分别为KP751444、KP751445.(2)百合鳞茎形成与膨大发育过程中,淀粉含量呈现递增趋势,鳞茎盘开始分化茎杆时其淀粉含量最高,达到44.52％.鳞茎与叶片部位的三个淀粉合成相关酶基因表达量均逐渐增加;在鳞茎膨大后茎杆分化阶段,三个淀粉合成相关酶基因表达量达到最高,AGPase、GBSS、SSS在鳞片中的表达量分别为10.79,6.92和5.12,叶片中的表达量分别为6.79,5.22和4.41,鳞片中的表达量大幅度高于叶片;淀粉合成相关酶基因的表达量变化与淀粉含量、鳞茎的膨大发育成正相关.这为鳞茎的繁殖生产提供了可通过调节淀粉合成关键酶基因表达促进百合鳞茎膨大发育的思路.

石蒜(Lycoris radiata)鳞茎的自然膨大过程很慢,严重制约了其商业生产的发展,外施激素是调控石蒜鳞茎膨大的重要手段.本文利用外施细胞分裂素类似物氯吡脲(CPPU)、赤霉素(GA)合成抑制剂多效唑(PP333)以及GA的方式,探讨GA和细胞分裂素对石蒜鳞茎膨大的调控作用及其生理机制.研究发现外施CPPU和PP333后,内源玉米素核苷(ZR)和GA3含量分别升高和降低,鳞茎中碳水化合物的积累增强,并促进石蒜鳞茎的膨大.另外,外施GA3和PP333能够快速诱导淀粉合成关键酶腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)大小亚基基因LrAGPL1表达下调、LrAGPS1表达上调,而CPPU对淀粉合成相关基因的调控作用较为缓慢,但是CPPU能够快速上调石蒜鳞茎中细胞分裂标志因子CycD基因的表达.以上结果表明,GA3通过负调控石蒜鳞茎中AG-Pase的转录水平,抑制AGPase活性,从而减缓鳞茎中淀粉积累过程,最终抑制石蒜鳞茎的膨大,而外施GA3合成抑制剂能够解除这种抑制效应;细胞分裂素能够通过加快石蒜鳞茎中细胞分裂进程来加速鳞茎的膨大,而对淀粉合成酶相关基因的表达的调控可能是间接的.

以金黄花滇百合(Lilium bakerianum var.aureum)的鳞片为外植体,探讨不同部位外植体和不同配比的植物生长调节剂对愈伤组织诱导和植株再生的影响.研究结果表明,鳞片诱导愈伤组织和不定芽的最适培养基为MS+1.0 mg·L-16-BA+0.1 mg·L-1NAA+30 g·L-1蔗糖;不定芽增殖的最适培养基为MS+0.5 mg·L-16-BA+0.1 mg·L-1NAA+30 g·L-1蔗糖;不定芽诱导小鳞茎的最适培养基为MS+1.0 mg·L-1 NAA+30 g·L-1蔗糖;小鳞茎膨大生根的最适培养基为1/2MS+0.01 mg·L-1NAA+60 g·L-1蔗糖.该研究为金黄花滇百合种质资源保护和快速繁殖提供了技术支撑.

报道了发现于陕西省大巴山地区的山兰属植物新种——巴山山兰(Oreorchis bashanensis),该种与山兰(O.patens)接近,主要区别在于前者先花后叶,假鳞茎较大,叶2～3枚,叶片较大,花唇瓣爪长度占总长1/2,唇瓣侧裂片直立,褶片在唇盘中央膨大为橙红色龙骨状附属物,并突出于唇瓣之上;后者四季常绿,叶1～2枚,叶片较小,花唇瓣爪长度约为总长1/4,唇瓣侧裂片镰曲,唇盘纵褶片脊状,白色至浅黄色.凭证标本藏于陕西理工大学植物标本馆(HZTC).

以大蒜品种'二水早'(早熟)、'麻江红蒜'(中晚熟)和'徐州白'(晚熟)为材料,采用石蜡切片技术结合显微观察探讨气生鳞茎形成过程中植株茎尖和花序轴形态变化,并测定了'麻江红蒜'气生鳞茎形成过程中可溶性糖、蔗糖、淀粉和内源激素含量及相关基因表达变化,明确不同熟期各品种大蒜气生鳞茎形成进程和形态解剖学特征,以及碳水化合物和内源激素与大蒜气生鳞茎形成的关系,以探讨大蒜气生鳞茎分化的生理机制.结果 表明:(1)依据茎尖生长点和花序轴的形态解剖特征,将气生鳞茎形成进程划分为启动期、气生鳞茎原基分化期(包括保护叶原基、贮藏叶原基分化)、气生鳞茎膨大期和气生鳞茎成熟期等4个时期;3个品种气生鳞茎在相同发育时期的形态解剖学特征相同,但分化时间不同,其分化顺序与大蒜品种成熟期表现一致;当总苞叶叶尖露出叶鞘,花器官原基分化时,花序轴周围分生组织区域产生小突起,标志着气生鳞茎原基分化的开始;外层保护叶由白色转为紫色时气生鳞茎进入成熟期.(2)气生鳞茎开始膨大后,其可溶性糖和蔗糖含量均显著降低,淀粉含量显著升高;ZR含量在启动期显著升高;IAA和MeJA含量在气生鳞茎原基分化期维持在较高水平,但IAA含量随着气生鳞茎膨大显著降低,并在成熟期降至最低.(3)果聚糖代谢相关基因1 SST、1 FEH分别在膨大初期、膨大中期表达量显著升高;细胞壁转移酶基因CWI相对表达量在气生鳞茎原基分化期显著升高;蔗糖信号转导基因T6P和生长素信号转导的关键转录因子ARF1相对表达量均在气生鳞茎分化期显著升高;茉莉酸信号调控途径中的负调控因子JAZ相对表达量在大蒜气生鳞茎原基分化期和膨大初期均维持一个较低水平.研究认为,大量可溶性糖及ZR在茎尖积累,可以启动气生鳞茎原基分化,促进气生鳞茎形态发生;高浓度IAA和MeJA可促进气生鳞茎原基分化;气生鳞茎膨大消耗可溶性糖,且低浓度IAA有利于气生鳞茎膨大;成熟的气生鳞茎积累大量淀粉.

目的:针对兰州百合连作障碍造成的产量及品质下降等问题,研究生物炭不同施用量对兰州百合连作障碍缓解效应的影响,为兰州百合连作障碍的绿色调控技术研究提供依据.方法:采用完全随机区组田间试验,设4个生物炭施用水平:5000kg/hm2(B1)、10000 kg/hm2(B2)、15000 kg/hm2(B3)和20000 kg/hm2(B4),以不施用生物炭为对照(CK),研究了玉米秸秆生物炭不同施用量对连作兰州百合株高,叶、茎、鳞茎干物质积累量以及连作障碍缓解效应的影响.结果:在试验施用量范围,兰州百合株高随生物炭施用量的增大而提高;在全生育期(苗期,现蕾期,摘花期,鲜茎膨大期,枯萎期)B4处理平均株高较CK显著提高了8.7％,B2、B3处理株高总体与CK无显著差异.B3和B4处理对兰州百合叶、茎、鳞茎干物质积累较CK分别平均显著提高了12.3％、13.9％、17.9％和18.8％、24.1％、13.8％.B3处理叶干物质积累量在鳞茎膨大期和枯萎期、茎干物质积累量在摘花期至枯萎期均低于B4处理,但鳞茎干物质积累量在全生育期与B4处理无显著差异,甚至略高于B4处理.B3、B4在株高和干物质积累方面对兰州百合的连作障碍缓解效应值均大于0,B3处理对株高和叶、茎干物质积累的连作障碍缓解效应值低于B4处理,但对鳞茎干物质积累的连作障碍缓解效应值是B4处理的1.3倍.结论:15000 kg/hm2施用量可作为挖掘生物炭对兰州百合连作障碍缓解效应的参考标准.

目的:研究摘花对不同种源浙贝母在不同生长时期的不同部位中3种生物碱含量的影响.方法:采用超高效液相色谱-蒸发光散射(UPLC-ELSD)法,ACQUITY UPLC BEH C18色谱柱(2.1 mm×150 mm,1.7(μm);流动相0.02％三乙胺水溶液(A)和甲醇(B)梯度洗脱(0～2 min,45％A;2～5 min,45％～25％A;5～7 min,25％A;7～17 min,25％～10％A;17～20 min,10％A),流速0.20 mL·min-1,柱温35℃,样品室温度20℃,漂移管温度45℃;喷雾器参数40％,进样量为3μL,同时测定不同生长时期不同种源摘花处理及未摘花的浙贝母鳞茎、须根、茎和叶中贝母素甲、贝母素乙和贝母辛的含量.结果:摘花处理可以明显提高不同种源浙贝母的产量(P＜0.05);现蕾期种源为浙江宁波、浙江磐安和江苏南通的浙贝母摘花处理后鳞茎中生物碱含量较未摘花有明显提高(P＜0.05),种源为重庆奉节的浙贝母摘花与未摘花处理鳞茎中生物碱含量差异无统计学意义;花期种源为江苏南通的浙贝母摘花处理后鳞茎中生物碱含量明显高于未摘花处理(P＜0.05),种源为浙江磐安和重庆奉节的浙贝母摘花后鳞茎中生物碱含量明显低于未摘花处理(P＜0.05),种源为浙江宁波的浙贝母摘花与未摘花处理鳞茎中生物碱含量差异无统计学意义;鳞茎膨大期种源为浙江宁波和浙江磐安的浙贝母摘花处理后鳞茎中生物碱含量明显高于未摘花处理(P＜0.05),种源为江苏南通的浙贝母摘花后鳞茎中生物碱含量明显低于未摘花处理(P＜0.05),种源为重庆奉节的浙贝母摘花与未摘花处理鳞茎中生物碱含量差异无统计学意义;收获期除种源为浙江磐安的浙贝母摘花处理后鳞茎中生物碱含量明显高于未摘花处理外(P＜0.05),其余种源的浙贝母摘花后鳞茎中生物碱含量均明显低于未摘花处理(P＜0.05);各处理的不同种源浙贝母叶中生物碱含量在各生长时期均明显高于鳞茎(P＜0.05).结论:人工摘花处理可以提高浙贝母产量,摘花后多数浙贝母现蕾期鳞茎生物碱含量高于未摘花处理而收获期鳞茎生物碱含量低于未摘花处理,种源为浙江磐安的浙贝母摘花后产量及生物碱含量均明显提高,浙贝母地上部分具有潜在开发价值.

浙贝母生长发育过程中,鳞茎库源状态转变实现了植株自身营养分配,母鳞茎降解供给营养,新鳞茎积累生物量而膨大.在碳代谢中,母鳞茎降解产物在内源激素调控下流入新鳞茎及地上部分,鳞茎盘则作为"流",提供转运通道和临时贮藏场所.在生物碱代谢中,鳞茎盘作为运输部位,为生物碱合成酶促反应及中间产物运输提供场所,通过细胞器数量及活力调控生物碱代谢.通过查阅国内外相关文献,该文对鳞茎更新过程中形态变化、碳代谢"源-库"关系、生物碱及其相关基因表达、调控因素等方面进行综述.

为培育优质的卷丹新种质,以秋水仙素诱变材料JD-h-15于田间种植3年分析鉴定染色体倍性.对JD-h-15和卷丹植株形态、柱头与花粉育性、叶表皮与淀粉粒特征以及鳞茎有效成分等进行比较,结合ISSR标记分析JD-h-15的遗传变异.结果表明,诱变株系JD-h-15已由非整倍的嵌合体恢复为3倍体植株.JD-h-15的株高、叶间距和叶面积与卷丹相比明显增加,茎粗和单株叶片数减少,单株花期提前约14 d.JD-h-15鳞茎独头率为93.75％,显著高于卷丹独头率70.00％.不同时期柱头可授性试验表明,JD-h-15在花苞生长至50-60 mm时表现出高于对照的活性.JD-h-15的花粉有13.71％可正常萌发,而卷丹花粉不萌发,与JD-h-15自交授粉后子房膨大相符.微形态分析表明,JD-h-15的花粉粒大于卷丹对照,气孔大小和密度与对照无差异,而珠芽和鳞茎淀粉粒小于对照.JD-h-15鳞茎中可溶性糖、总黄酮和总皂苷含量比对照分别增加42.37％、67.54％和45.65％,而抗坏血酸、总酚和总生物碱分别减少22.86％、33.02％和50.41％.ISSR标记分析发现3年生JD-h-15和卷丹植株遗传稳定,JD-h-15相比卷丹发生遗传变异,变异率为21.30％.研究结果为卷丹遗传性状改良和秋水仙素诱变百合新种质提供重要参考.