博落回(Macleaya cordata)是罂粟属的一种传统中药, 因其富含具有抗菌功能的血根碱(SAN)和白屈菜红碱(CHE), 可以作为牲畜抗菌生长促进剂的安全来源植物。中国科学家以博落回为材料, 利用从头测序手段测定了首个罂粟属植物全基因组序列。研究人员通过组织特异性代谢谱及表达谱分析鉴定了博落回中16个参与血根碱和白屈菜红碱合成的候选基因, 并结合同源克隆及饲喂实验对其中的14个基因进行了体外功能验证。上述研究为进一步探索博落回中血根碱等苄基异奎宁类生物碱(BIAs)合成、调控及后续合成奠定了基础, 也为解析罂粟属其它植物的代谢途径提供了有力工具。

近年来, 由于营养价值高、果实可当水果食用且具有潜在的药用价值, 酸浆属(Physalis)植物在全球范围内受到了越来越多的关注。采用SSR分子标记技术对我国范围内主要分布的4种酸浆属植物的22份样品进行了亲缘关系研究, 结果表明, 20对SSR引物共扩增出118个位点, 其中107个(90.7%)为多态性位点; 平均种间遗传相似系数为0.501。UPGMA聚类和PCoA分析结果得出相似结论, 并且将供试酸浆属植物样品分为两大类。其中, 酸浆(P. alkekengi var. francheti)的所有样品与其它酸浆属植物的遗传距离最远, 单独聚为一类, 与前人的研究结果非常吻合。研究表明, SSR标记遗传信息丰富, 可以用于酸浆属植物的亲缘关系分析。研究结果为酸浆属种质资源保护提供了有效信息, 并且为酸浆属植物的分子辅助育种奠定了重要基础。

为阐明锁阳(Cynomorium songaricum)的遗传结构与遗传多样性, 以甘肃省河西走廊地区及青海省共18个居群的188个锁阳个体为研究对象, 利用现代分子生物学技术, 采用序列分析方法从核-质基因方面对遗传结构进行了分析。结果显示, 锁阳ITS序列总长度为687 bp, 含有7个变异位点, 定义9个单倍型, 整体单倍型多态性H_d=0.294 20, 核苷酸多样性π=0.000 49。在整个单倍型网络中介图中, 单倍型H1位于中心位置, 并在所有的居群中均有分布, 为核心的古老单倍型。分子方差分析结果显示, 锁阳种群变异主要来源于种群内。根据ITS序列得到的群体间遗传分化系数以及Mantel检验结果, 锁阳种群间的遗传距离与地理距离之间不存在相关性, 表明现存的锁阳居群是相对近期发生生境片段化的产物。中性检验结果表明, 锁阳拒绝中性进化, 群体历经扩张或者基因座位受到负选择作用, 其中性零假说不能被排除。该研究为锁阳的系统分类、资源鉴定以及保护措施的制定提供了分子证据。

通过探究水分调亏对河西地区膜下滴灌菘蓝(Isatis indigotica)各项生理指标、产量和水分利用的影响, 为菘蓝高效节水种植提供理论指导。于2016年在河西走廊中部张掖市民乐县益民灌溉试验站进行菘蓝水分调亏研究, 在保持苗期和肉质根成熟期充分灌溉的情况下, 在菘蓝营养生长期和肉质根生长期分别进行轻度、中度和重度的水分亏缺处理, 并测定各项光合生理指标、产量和水分利用率。结果表明, 营养生长期和肉质根生长期的中度与重度水分亏缺显著降低了菘蓝叶片净光合速率、叶面积指数、株高及主根长, 并且随水分亏缺程度加重降幅增大; 而轻度水分亏缺与对照组的差异不显著。营养生长期和肉质根生长期轻度水分亏缺处理的菘蓝产量与水分利用效率最高, 分别达到8 239.56 kg·hm^-2和24.11 kg·hm^-2·mm^-1; 其它水分亏缺处理组产量和水分利用效率均有所降低, 与对照组之间差异显著(P<0.05), 重度水分亏缺处理各项指标均最低。因此, 最优的菘蓝水分调控处理为营养生长期和肉质根生长期的轻度水分调亏, 能够降低菘蓝耗水量, 提高水分利用效率且其产量不会降低。

为提高山药离体繁殖的速度, 缩短繁殖周期, 以铁棍山药(Dioscorea opposita cv. ‘Tiegun’)带腋芽茎段为材料, 对类原球茎的诱导、增殖、分化与植株再生进行了研究。结果表明, 铁棍山药类原球茎诱导的最适培养基为MS+1.0 mg·L^-1 TDZ+30 g·L^-1蔗糖, 增殖的最适培养基为MS+9 mg·L^-1 6-BA+30 g·L^-1蔗糖, 分化的最适培养基为MS+2 mg·L^-1 KT+0.02 mg·L^-1 NAA+30 g·L^-1蔗糖, 最适生根培养基为1/4MS+0.05 mg·L^-1 NAA+1.0 mg·L^-1 PP333+15 g·L^-1蔗糖, 生根率达80%, 移栽成活率可达85%。类原球茎的诱导形成及植株再生体系的建立为怀山药种苗的快速繁殖提供了一条新途径。

建立了药用植物心叶淫羊藿(Epimedium brevicornum)生物碱的超声波-微波协同提取工艺, 探讨了提取机理, 分析了生物碱的化学组成及其对人宫颈癌HeLa细胞增殖的抑制作用。采用正交试验法优化得到了淫羊藿生物碱的超声波-微波协同提取工艺: 浸泡时间为40分钟, 超声波-微波协同作用18分钟, 微波功率250 J∙s^-1, 液固比为30 mL∙g^-1, 乙醇溶液浓度为70%。超声波-微波协同提取法的提取率可达16.146 mg∙g^-1, 显著高于超声波提取法、微波提取法和加热提取法。扫描电子显微镜观察结果表明, 超声波-微波协同作用可使淫羊藿叶片样品表面出现大量裂隙。激光粒度分析显示, 超声波-微波协同提取后, 中、低粒度范围的样品量明显增多, 而高粒度范围的样品量明显减少。薄层色谱和高效液相色谱分析结果表明, 淫羊藿生物碱含有木兰花碱, 不含小檗碱或含量很低。淫羊藿生物碱对HeLa细胞的增殖具有明显的抑制作用, 并且呈现出剂量依赖性。研究结果为药用植物淫羊藿资源的开发利用提供理论依据。

以新疆荒漠自然条件下生长的托里阿魏(Ferula krylovii)为材料, 用高灵敏度湿度等传感器配合特制叶室, 记录和模拟分析了整个大型复叶的蒸腾耗水和蒸腾调节的动力学特性, 并与光合仪和称重法测定的结果进行对比。结果显示, 用传感器配合特制叶室, 监测到植物在短时间(1-2分钟)内的快速蒸腾动态调节及其日变化特征和参数, 根据这些参数可以分析同等条件下温度、光照和湿度等因子对蒸腾作用影响的相关性, 从而更精确地分析自然和高湿度条件下叶片的蒸腾耗水动力学特性, 提供其它方法无法观测的气孔对湿度变化的快速调节细节。同时, 由于该方法能够测定大尺度样品, 减少了其它方法由于仅能测定叶片局部而造成的因选点位置不同导致的取样误差、因气体样品量小造成的系统误差以及小叶室夹可能造成的机械压力胁迫。该方法与其它传感器结合, 能够更全面地获取植物在不同环境条件下的蒸腾耗水调节机制的相关参数, 理论上也可以远程遥控和连续监测, 为分析植物对环境的适应能力及其机制提供更为详细的动态图景。

利用新型第三代高亮度同步辐射光源相衬成像技术, 可实现弱吸收(主要含碳、氢、氧和氮等元素)物质材料特征结构的无损三维鉴定。以具有极高药用价值的新疆地产药材——阿魏(Ferula)为研究对象, 采用同步辐射高分辨X射线相衬显微CT技术, 并结合相位恢复算法, 有效解析和评价了新疆阿魏(F. sinkiangensis)的三维特征结构, 极大提高了对药材类生物样品的显微结构和密度的分辨能力, 从而为新疆阿魏的特征分辨、品质鉴定和真伪识别提供了一种直观可靠的三维可视化新手段。

构树(Broussonetia papyrifera)属于桑科(Moraceae)构属(Broussonetia)多年生乔木, 是一种具有重要价值的多功能树种。构树叶可做蛋白饲料, 树皮是造纸的优质原料, 根、茎、叶、果实及种子均可入药。构树具有分布广和适应性强的特性, 其有性繁殖和无性繁殖迅速, 雌雄异株, 严格异交, 世代周期短, 后代种子数量大, 株型多样, 基因组紧凑, 易转化, 表型性状和遗传多样性丰富, 可以作为研究木质素和纤维素合成、黄酮类和氮代谢、异形叶形成、植物性别分化机制以及植物抗性和环境适应性进化等植物学领域重大关键问题的模式材料。该文重点阐述构树作为模式植物的主要依据, 简要介绍构树的研究进展, 并对今后构树的研究框架进行初步设计。

罗布麻(Apocynum venetum)是一种世界上稀有的野生植物。其叶可以入药, 也可以制保健茶。该文简介了罗布麻的发现、分布和植物学分类, 并对罗布麻种质资源多样性和耐盐性研究以及罗布麻的开发利用进行了详细综述。旨在为罗布麻耐盐机理、种质资源保护以及定向育种研究提供理论依据和参考, 并呼吁广大同行加强对罗布麻种质资源的保护工作。