青荚叶的形态学观察及其几个基因的初步研究
青荚叶（Helwingia japonica）是冬青目(Aquifoliales)青荚叶科（Helwingiaceae）青荚叶属（Helwingia）的一种雌雄异株的灌木。目前已知的青荚叶属中大约有8种，其中中国有5种，分别是:青荚叶(H.japonica);中华青荚叶（H.chinensis）;峨眉青荚叶（H.omeiensis）;浙江青荚叶（H.zhejiangensis）和西域青荚叶(Hhimalaica)。青荚叶属植株全株可以入药，它可以抗氧化，抗癌，并具有清热解毒、活血消肿等多种功效。除了它丰富的药用价值，青荚叶属植物的花和果实都生长在叶片之上，外形奇特优美。本研究通过石蜡切片的方法，对中华青荚叶和其变种钝齿青荚叶的形态学进行了观察，并且通过分析测序得到的青荚叶转录组数据，对青荚叶可能的新基因进行了初步探究。具体研究结果如下:
(1)通过石蜡切片方法观察到，中华青荚叶（H.chinensis）雄花具有三枚蝶形花药，由内到外依次是绒毡层、中层和表皮。从中华青荚叶雌花的纵切片中则可以看出，花朵开放后柱头分叉，为开放型花柱。其整个子房近卵圆形，子房壁内部围合空间为卵圆形的子房室，从纵面可以清楚的看到每个子房被完全分隔开。胚珠纵切面也呈卵形，胚珠珠被很厚，珠心呈椭圆形，胚珠借其珠柄着生于胎座上。
(2)观察钝齿青荚叶（H.chinensis var.crenata）的顶芽，在生长锥的上方有一个缺口，通过肋状形成层的存在判断缺口上方的组织也可能为一个生长锥，这个结构的存在可能与青荚叶属植物的叶上开花现象有关。通过对比光皮梾（Swidawilsoniana）的顶芽，光皮梾的顶芽两侧具有明显的腋芽原基，而钝齿青荚叶的顶芽不具备这个结构。对比钝齿青荚叶的侧芽和光皮梾的侧芽，钝齿青荚叶没有明显的肋状形成层，并且，在钝齿青荚叶侧芽也没有发现腋芽原基。
(3)观察钝齿青荚叶（H.chinensis var.crenata）的幼叶，可以看到两层维管束，其中叶表一侧的发育完全，而叶背一侧的未发育完全。观察幼叶和生长在幼叶之上的花蕾，可以清楚的看到两侧维管束的存在和正在萌发的花蕾。观察钝齿青荚叶的成熟叶片基部横切片，两层维管组织十分明显，叶背面一侧的维管束发育完全，产生了明显的木质部，形成层和韧皮部，叶片项部只有一层维管束。钝齿青荚叶茎节处只有一层维管组织。我们猜测，青荚叶的叶上开花现象，可能是由于花柄和叶柄合生造成的。
(4)通过对青荚叶转录组中“non-blastable”基因的聚类分析，选择其中五个基因进行扩增。以青荚叶gDNA为模板构建了pMOG22-Hj101315、pMOG22-Hj10076和pMOG22-Hj20587超量表达载体，以青荚叶cDNA为模板构建了pCAMBIA2300s-Hj40642和pCAMBIA2300s-Hj98105超量表达载体。其中，pMOG22-Hj101315、pMOG22-Hj10076和pMOG22-Hj20587转入农杆菌GV3101中，pCAMBIA2300s-Hj40642和pCAMBIA2300s-Hj98105超量表达载体转入农杆菌EHA105中。
(6)将构建成功的超量表达载体pMOG22-Hj101315和pMOG22-Hj10076转入早花烟草(PMV-PmCFT转化的烟草)。pMOG22-Hj101315下地12个株系，全部成活，其中66.7％为阳性植株。pMOG22-Hj10076下地17个株系，16棵成活，其中87.5％为阳性植株。
本研究对青荚叶属植物进行了形态学观察，通过对其维管组织的观察，基本确定青荚叶属植物的叶上开花现象源于叶柄与花柄的融合，这个研究结果为其进一步的系统研究增加理论基础。同时，对于青荚叶的转录组测序工作丰富了青荚叶属的基因组数据，对青荚叶几个基因的初步研究，也为未来进一步的研究铺设道路。
青荚叶;落叶灌木;药用价值;形态学;维管组织;基因表达
华中农业大学
硕士
林学
宁国贵
2013
中文
S793.01
63
2013-12-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）