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干旱胁迫对兰州百合生长发育及品质特性的影响

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干旱胁迫对兰州百合生长发育及品质特性的影响

作者：沙晓蓉宁夏大学

学位级别：硕士

兰州百合(Lilium davidii ***)是一种多年生草本耐旱作物,作为药食同源的植物在中国被广泛应用。为筛选出提高兰州百合药食品质的最佳生育期及胁迫程度,本研究以兰州百合为试材,通过盆栽试验设置4个不同水分梯度处理,分别为对照(CK),每4... 详细信息

兰州百合(Lilium davidii ***)是一种多年生草本耐旱作物,作为药食同源的植物在中国被广泛应用。为筛选出提高兰州百合药食品质的最佳生育期及胁迫程度,本研究以兰州百合为试材,通过盆栽试验设置4个不同水分梯度处理,分别为对照(CK),每48 h正常浇水,土壤相对含水量为70%～75%、轻度胁迫(LS),土壤相对含水量为50%～55%、中度胁迫(MS),土壤相对含水量为40%～45%、重度胁迫(SS),土壤相对含水量为30%～35%。分别在幼苗期(定植后50天)、现蕾期(定植后65天)和开花期(定植后75天)对兰州百合进行为期30 d的干旱胁迫,分析兰州百合在不同生育期对干旱胁迫的适应能力,探明不同生育期干旱胁迫对百合生长、生理生化、营养成分积累及次生代谢物含量的影响,并对鳞茎营养成分及次生代谢物含量进行模糊隶属函数分析。具体结果如下:(1)与CK相比,干旱胁迫降低了植株株高、叶片数及茎粗。幼苗期、开花期在中度胁迫有利于植株基生根数的增加。开花期中度胁迫有利于植株茎生根数的增加。幼苗期干旱胁迫会减少兰州百合的鳞茎周径,且随胁迫程度加剧而逐渐降低,现蕾期胁迫后复水至采收期时,鳞茎周径均低于CK。开花期持续胁迫30 d后复水至采收期时,LS处理下鳞茎周径达到最大值为13.1 cm。(2)干旱胁迫下,幼苗期、现蕾期除胁迫30 d时,相对叶绿素含量均随胁迫程度不断加剧呈先升高后降低的变化趋势,开花期,除CK外,各处理相对叶绿素含量随胁迫时间延长而逐渐降低。不同生育期丙二醛(MDA)、脯氨酸(Pro)含量均在胁迫30 d时MS处理下达到最高。在相同胁迫时间下,过氧化物酶(POD)活性随胁迫不断加剧总体呈先升高后降低的趋势,幼苗期、现蕾期POD活性均在胁迫30 d时MS处理下含量达到最高,与CK相比,增幅分别为44.4%和41.1%。幼苗期,各处理超氧化物歧化酶(SOD)活性随胁迫时间延长逐渐升高,均在胁迫30 d时达到最大值,开花期,各处理SOD活性随胁迫时间延长呈先升高后降低的趋势。不同生育期可溶性蛋白(SP)含量整体在MS处理下含量高于其余处理。(3)适度干旱胁迫可增加兰州百合鳞茎营养成分积累。可溶性糖含量在现蕾期、开花期持续胁迫30 d后复水至采收期时LS处理下含量最高,SP、维生素C(VC)含量在幼苗期、现蕾期MS处理下含量最高,开花期在LS处理下含量最高。(4)在持续胁迫30 d后复水至采收期时,幼苗期、现蕾期MS处理促进总酚积累,开花期干旱胁迫抑制总酚积累。幼苗期总黄酮含量在持续胁迫30 d后复水至采收期时MS处理下促进积累,开花期总黄酮含量在LS处理下达到最高值。不同生育期黄烷醇含量均在复水至采收期时LS处理下最高。现蕾期、开花期皂甙含量在复水至采收期时LS处理下最高。现蕾期多糖含量在复水至采收期时LS处理下达到最高值。隶属函数综合评价可知,开花期持续胁迫30 d后复水至采收期LS处理下兰州百合品质最优,其次是幼苗期MS处理。研究发现,开花期LS处理下,采收期时兰州百合生长发育受干旱影响较小,利于鳞茎增大,且品质最优,可为百合在干旱地区的优质栽培提供参考。

关键词：干旱胁迫兰州百合生长发育次生代谢物隶属函数

钾对兰州百合鳞茎中多酚类物质积累代谢及其抗氧化活性的影响

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西北植物学报 2023年第5期43卷 781-793页

作者：马莹张萍杨英沙晓蓉卜虎柏靳磊宁夏大学农学院银川750021

为探究施钾对兰州百合鳞茎中多酚类物质的积累、抗氧化能力及差异代谢物的影响,该研究以兰州百合鳞茎为试材,通过固定氮素(N)和磷素(P)用量,设置不同钾(K)浓度处理,即K_(0)(不施肥)、K_(1)(447.6 mg·L^(-1))、K_(2)(671.4 mg·L^(-1))... 详细信息

为探究施钾对兰州百合鳞茎中多酚类物质的积累、抗氧化能力及差异代谢物的影响,该研究以兰州百合鳞茎为试材,通过固定氮素(N)和磷素(P)用量,设置不同钾(K)浓度处理,即K_(0)(不施肥)、K_(1)(447.6 mg·L^(-1))、K_(2)(671.4 mg·L^(-1))、K_(3)(895.2 mg·L^(-1)),采用福林-肖卡法、溴甲酚绿比色法、香草醛比色法、DPPH法、铜离子还原能力(CUPRAC)法测定不同K浓度处理下兰州百合鳞茎中多酚类物质含量及其抗氧化活性,并采用LC-MS法分析多酚类物质的差异代谢物,并进行差异代谢物筛选,功能注释及富集分析,为兰州百合的优质栽培提供理论依据。结果表明:(1)不同K浓度处理下兰州百合鳞茎中多酚类物质的含量及其抗氧化活性存在显著差异(P<0.05),与K_(0)相比,K_(1)、K_(2)、K_(3)均能促进鳞茎多酚类物质的积累及其抗氧化能力的提高,其中以K_(2)(671.4 mg·L^(-1))效果最佳。(2)相关性分析表明,兰州百合鳞茎多酚类物质含量与抗氧化活性指标呈极显著(P<0.01)相关关系,相关系数为0.451~0.959。(3)K_(0)、K_(2)浓度处理下兰州百合鳞茎中存在89种多酚类及相关化合物,其中52种相对含量显著上调,37种相对含量显著下调,且显著富集到黄酮类及苯丙类化合物生物合成的通路上。研究认为,兰州百合的最佳施钾量(671.4 mg·L^(-1))能有效促进鳞茎中多酚类物质的积累并提高其抗氧化能力。

关键词：兰州百合鳞茎多酚类物质抗氧化活性代谢组学

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干旱胁迫对兰州百合农艺性状及其鳞茎品质的影响

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首都师范大学学报(自然科学版) 2023年

作者：党昕沙晓蓉靳磊宁夏大学农学院

为研究干旱胁迫对植物农艺性状及其鳞茎品质的影响，本文以兰州百合（Lilium davidii var. unicolor）为研究对象，对比分析不同干旱胁迫条件下兰州百合的生长特性。在兰州百合的幼苗期、现蕾期和开花期开始胁迫实验，分别设置无胁迫组... 详细信息

为研究干旱胁迫对植物农艺性状及其鳞茎品质的影响，本文以兰州百合（Lilium davidii var. unicolor）为研究对象，对比分析不同干旱胁迫条件下兰州百合的生长特性。在兰州百合的幼苗期、现蕾期和开花期开始胁迫实验，分别设置无胁迫组、轻度胁迫组、中度胁迫组和重度胁迫组，各组土壤相对含水量分别为70.00%～75.00%、50.00%～55.00%、40.00%～45.00%和30.00%～35.00%，在胁迫第10、20、30 d及采收期分别测定兰州百合的农艺性状和活性物质含量，探究干旱胁迫对不同时期兰州百合农艺性状及其鳞茎品质的影响。结果表明干旱胁迫始于幼苗期时，兰州百合生长指标影响较大。与无胁迫组相比，轻度胁迫组在开花期兰州百合的株高、茎粗和叶片数分别降低了6.45%、6.31%和8.75%（t=-2.19、-0.45和-14.00，P＜0.05），中度胁迫组在开花期兰州百合的基生根数和茎生根数分别增加了25.00%、15.79%（t=2.00、6.00，P＜0.05）；轻度胁迫组在幼苗期和中度胁迫组在现蕾期兰州百合的叶绿素含量分别增长了11.66%、10.53%（t=2.83、2.86，P＜0.05）；轻度胁迫组在开花期兰州百合的鳞茎中总黄酮含量、皂甙含量、可溶性糖含量和可溶性蛋白的含量分别增长了20.87%、26.43%、16.96%、和13.43%（t=0.09、51.39、0.01和0.18，P＜0.05），轻度胁迫组在现蕾期的兰州百合采收期鳞茎中多糖含量增长了12.10%（t=60.68，P＜0.05）。因此在开花期轻度干旱胁迫最有利于兰州百合生长发育、提升兰州百合品质。

关键词：兰州百合干旱胁迫农艺性状品质

葡萄‘霞多丽’果实中黄烷-3-醇合成酶活性及其相关基因表达

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西北植物学报 2022年第2期42卷 263-271页

作者：沙晓蓉张萍王云霞卜虎柏马莹靳磊宁夏大学农学院银川750000

为探究酿酒葡萄果实中黄烷-3-醇积累规律与合成相关酶、关键基因表达的关系,该研究以贺兰山东麓主栽酿酒白葡萄品种‘霞多丽’为材料,采用比色法、高效液相色谱(HPLC)和荧光定量PCR技术,分析葡萄果实发育过程中黄烷-3-醇单体物质的积累... 详细信息

为探究酿酒葡萄果实中黄烷-3-醇积累规律与合成相关酶、关键基因表达的关系,该研究以贺兰山东麓主栽酿酒白葡萄品种‘霞多丽’为材料,采用比色法、高效液相色谱(HPLC)和荧光定量PCR技术,分析葡萄果实发育过程中黄烷-3-醇单体物质的积累规律及其生物合成过程中相关酶活性、相关基因表达模式的变化。结果表明:(1)在‘霞多丽’果实整个发育期,黄烷-3-醇主要单体物质没食子儿茶素(GC)、表儿茶素没食子酸酯(ECG)含量远高于儿茶素(CAT)、表儿茶素(EC)含量,且ECG、EC含量均随果实发育期进程呈先升后降变化趋势,并于花后50 d(7月13日)达最大值,分别为47.69和42.73 mg/g,而GC、CAT的含量则呈先降低后升高,后随果实成熟逐渐降低的变化趋势。(2)葡萄果实中黄烷-3-醇生物合成相关酶PAL和ANS活性随果实发育期进程呈先升高后降低的变化趋势,F3H、F3′H、CHI活性均在花后20 d(6月13)出现峰值,而后活性迅速降低,而DFR活性呈先升高后降低,并于花后50 d(7月13)再次升高,后随果实成熟逐渐降低。(3)黄烷-3-醇生物合成相关结构基因PAL、ANS的表达水平随果实发育期进程呈先上调后下调的趋势,与ECG、EC含量变化趋势一致,F3′H、F3H、CHI的表达水平却呈先下调后上调的趋势,DFR的表达水平先上调而后下调,并随果实成熟再次上调。(4)相关性分析表明,F3H、F3′H和ANS酶活性与GC含量呈显著正相关关系;F3H、F3′H基因表达与GC、CAT的含量呈正相关关系,ANS、PAL基因表达与ECG、GC的含量呈正相关关系。研究发现,黄烷-3-醇生物合成相关酶和相关基因表达影响了葡萄果实中黄烷-3-醇类化合物含量的积累,从而进一步影响葡萄酒的感官品质。

关键词：霞多丽合成酶活性黄烷-3-醇 qRT-PCR 基因表达

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