石斛栽培技术管理论文

2022-04-18

摘要:目的采用IlluminaHiSeq4000测序技术获得三叶青转录组数据,为三叶青分子生物学研究提供重要分子信息。方法以三叶青根和茎叶为材料,进行转录组测序,对测试数据进行基因功能注释、代谢途径及微卫星等的生物信息学分析。今天小编给大家找来了《石斛栽培技术管理论文(精选3篇)》,欢迎大家借鉴与参考,希望对大家有所帮助!

石斛栽培技术管理论文 篇1:

林技推广的“特战员”

临安区是“中国竹子之乡”,以雷竹笋为代表的竹笋产业历来是临安林业产业的头把交椅。因出笋早、笋期长、产量高、笋质佳,还有减肥、保健、美容等功效,深受长三角地区消费者喜爱,被誉为“江南第一笋”。在临安农村地区,有很多勤劳致富的带头人,这些带头人在不断充实提升自己的同时,也没有忘记发挥传帮带的作用,把自己的技术无私传授给需要的人,邵观夫就是这样一位典型。每年春天,邵观夫凭借卖雷笋每天就能有上千元的收入,因此被当地人亲切地称为“临安第一笋王”。

邵观夫从事雷竹栽培行业27年,一直秉承着将科技知识与生产实践紧密结合的理念。在其研究之下,临安太湖源镇横徐村当地的雷竹产业创造出亩产3000公斤、产值5.6万元的纪录,竹林连续覆盖13年不退化,是雷竹生态高效栽培的佼佼者。另外,邵观夫还带头组建以本村林农为社员的临安区秧田弄竹笋专业合作社,社员人均竹笋年收入突破10万元。从2004年起,邵观夫给竹农培训共50余次,授训人员达2500人次,2010年起进村入户开展技术服务60余次,服务竹农3000多人次。

2012年初,太湖源镇横徐村村民楼其良因打山核桃摔伤,加上妻子管理不当,家里20多亩竹林全部面临着退化的困境。邵观夫得知情况后,主动上门为夫妻二人提供雷竹管理方面的技术指导,而且一直帮到了现在。这样尽全力帮助林农的事例数不胜数。这么多年来,邵观夫都积极参加临安竹笋专业合作社的所有活动,同时还将自己的经营经验毫无保留地传授给社员们,带领社员通过科技加勤劳实现致富梦,不管是本村还是外地的林农,一旦遇上技术难题,都会第一时间来找他。

正是因为邵观夫孜孜不倦的辛勤劳作,他的事迹得到政府的高度认可,被授予“浙江省优秀林业科技示范户”“浙江省雷竹乡土专家”“临安市农民技术带头人”等称号。即使取得了如此多的荣誉,邵观夫依然谦虚地做着自己的本职工作,只要村民有需要,他立刻出现在第一线,绝无怨言。

2012年10月,刘彩凤发挥从事10余年竹笋业生产的示范带动作用,联合67户竹笋大户发起组建杭州绿丰竹笋专业合作社,并注册了“醉乡春”商标,形成品牌规模效应,如今联系周边笋农150户,竹笋栽培面积2000余亩,年产值达300余万元。2014年12月,刘彩凤在瓶窑镇西安寺村、塘埠村,径山镇西山村,黄湖镇青山村等重点早竹笋产区设立合作社科技示范基地4处,面积620亩,示范农户36户。通过这些示范基地,加强与笋农的联系,服务竹笋农户超2000户,服务农户的早竹笋栽培面积超过1万亩,形成了竹笋生产经营技术与规模效益。近几年来,刘彩凤获得“市三八红旗手”“区项目优秀推广员”“区科技兴林示范户”等荣誉称号,合作社被评为杭州市劳动模范集体。

从事竹笋业生产16年来,刘彩凤一直致力于推广实践早竹笋培育技术,团结竹笋从业人员,发挥示范带动作用,成为余杭区竹笋专业合作社典型。如实践推广“覆盖出笋种竹留养技术”,引进“施石灰、配方肥、生物肥”等新技术,实现了衰退早竹林的治理与恢复,参与总结并形成了“余杭区早竹林衰退预防与治理技术规程”“余杭区早竹林覆盖出笋种竹留养技术要点模式图”。几年来组织社员参加专题培训、同业交流、技术研讨等50多场次。

刘彩凤还以“先富带后富”“大户带小户”的形式,履行合作社的社会责任。在她的带领下,合作社集聚了20多名农民高级技师、农民技师、农民助理技师,这些人都是业内的行家和农民土专家,发挥了骨干和核心的作用,帮助身边“规模小、技术弱、效益低”的农户总计200多户,提高技术能力,推进精细管理,使广大小农户通过提高自身科学素质,实现科学劳动,获得新的经济效益,累计帮扶笋农户500户以上,帮扶对象的经济效益增长15%以上。除技术和信息上帮扶笋农外,刘彩凤还作为区妇联巾帼志愿者“爱心姐姐”的一员,参加妇联的统一组织,参与“姐妹帮扶”“捐资帮扶”等活动,开展结对帮扶。

奉化区溪口镇有雷竹种植面积4万余亩,是浙江省雷笋的主要产区,可以说虞如坤是这片雷笋产区中的佼佼者。虞如坤对雷竹种植有着执着的感情,既是雷竹覆盖栽培技术的最早实践者之一,又是该技术成果的传播者,为提高雷笋的经济效益作出了重大贡献。早在上世纪80年代中期,他就采用稻草、木屑、竹叶等各种覆盖材料进行试验,从而使雷笋达到了“春笋冬出”的效果,不但使雷笋的品质得到提升,而且价格一路上扬。1993年,他在10亩雷竹园里采用毛竹大棚进行覆盖试验,开创了雷竹覆盖先河,当年为他带来了30多万元的收入。此后采用砻糠作为覆盖材料,一直沿用至今,在关键技术上不断加以改进,积累了丰富的经验,只要在竹林中稍加观察,他就知道整片竹林长势的优劣,根据笋壳色泽的深浅,就能准确判断出覆盖层的温度。

2006年,溪口镇实施“雷竹夏秋季出笋技术研究与推广”国家级星火计划,虞如坤既是实施户,也是农业创新小组成员,在他的带领下,试验获得成功,将产笋期从冬季再一次提早到秋季,亩产量2000—2300公斤,每亩净收入突破2万元。虞如坤憑借长期的生产实践和丰富的技术经验,使“雷竹覆盖栽培”形成了一套完整的技术体系。同时在他的示范带动下,该项技术在全镇广大笋农中得到了广泛推广。雷竹覆盖栽培技术的普遍应用,取得了显著的经济效益,同原来的大地雷笋相比,每亩可增产1000—1500公斤,亩产值增加3.3万元左右,净收入约2万元,以全镇每年1万亩覆盖面积计算,年总产值可达3.5亿元,雷笋产业也成为了当地农业主导产业和农户家庭的主要经济收入来源,他个人家庭经营的雷竹、水蜜桃面积达130亩,年收入70万元。因此笋农们亲昵地称雷竹为“摇钱竹”“致富竹”。

在虞如坤的带领下,合作社社员的竹笋种植面积1.4万多亩,集体种植面积300余亩,带动周边农户2000余户,辐射竹园面积2万余亩。同时开展“农超对接”,年均销售额2000万元左右。虞如坤还抓住电商机遇,开办了天猫溪口旗舰店,上线半年销售额达60余万元。

近年来,虞如坤对农业技术的钻研从未止步,如开展“雷竹林地土壤改良”“退化竹林复壮技术”“毛竹砻糠覆盖早出高产”“新型覆盖材料应用”等技术试验,都取得了显著成效,为当地农户的雷笋生产作出了巨大的贡献。

宁海县作为香榧生产的新兴产区,榧农经营意识普遍落后。胡冬益在香榧育苗、生产管理和加工炒制等领域,投入了大量的精力、财力,并通过实践和摸索成为远近闻名的乡土专家。胡冬益通过与浙江农林大学合作,引进细榧、珍珠榧等3个优良品种、30余个优株接穗,繁育良种壮苗,并结合实际发明申请了“一种香榧双削面高低位的贴枝接技术”专利。每年育苗10万株,得到县内外香榧种植户的一致好评,苗木缓苗期短、适应性强,苗木品种优良,基地造林林相整齐。

最近几年香榧干果价格喜人,周边山区农户积极种植香榧,但是由于在香榧种植技术与管理方面存在不足,他们总是碰到各种问题。胡冬益热心助人,榧农一个电话,他就亲临现场或耐心解答,深受农户的欢迎,被亲切地称为“胡老师”。胡冬益本人经营的香榧基地,年年丰收,在最近几年的极端气候下,香榧主产区减产明显,而他的香榧产量每年持续增长,经济效益明显。胡冬益通过经营香榧产业带动了周边榧农共同致富,共带动农户1000余户,年生产香榧鲜果5万公斤,产值达150万元。

意识到更多农户的主要问题是对香榧知识与管理技术的缺乏,胡冬益自己购买了各种香榧种植书刊,结合自身20多年来积累的种植技术管理经验,整理出便于当地村民理解与操作的“选、栽、施、修”一整套“独门秘籍”,免费分享给有需要的村民。2012—2014年之间,借助合作社形式共开展技术培训11次,受训人数达380人次,开展农业知识讲座4次,创办宣传专栏2个,发放各类图书资料700余份,组织农民基地嫁接技术操作培训11次,无偿地把管理方法分享给大家。

农业靠科技,创新靠人才,只有用科学技术武装的农民,才享受得到科学技术结出的硕果。一直以来,胡冬益积极投身科技创新事业,带领社员向着科技创新的道路不断前行。在香榧产品加工与管理领域,始终把创“冬益”品牌作为树立企业形象、提高企业知名度的重点工作来抓,不断提高产品质量以满足不同市场的新需求。为了提高产品的品质,合作社曾多次派学员去浙江农林大学学习培训,并参加了对农业生态环境污染的研究,对所属的香榧基地及相关联的香榧经营户进行了施肥、用药等工作的指导,为创建有机农产品创造条件。对产品的加工流水作业各环节逐一进行了安全卫生规范,所生产的产品深受消费者的欢迎,并连续两年获得森博会金奖。

自1999年起,金传高开始尝试人工试种铁皮石斛,取得首次人工基质试种成功;在人工基质大面积种植时,他又开始探索林下活树附生种植,成为乐清林下经济产业发展的主要方向;最近他又成功完成岩壁附生种植试验,在他的石斛谷里,随处可见岩石附生铁皮石斛,五月开花美景令人神往。经过多年的不断探索,他已成为全省民间乡土铁皮石斛栽培创新能手。

作为世代相传的石斛世家继承人,金传高对石斛有着特殊的兴趣和敏感。他年幼时跟随父亲学习枫斗加工技术,并随父辈走进深山老林,于人迹罕至的崖缝间或树干处采拔野生铁皮石斛,长期观察石斛习性。在生产过程中,金传高意识到传统的家庭作坊模式已不能满足市场需求。他聘请专业的农业技术人员、管理人员,邀请浙江农林大学、浙江省亚热带作物研究所等研究团队建立长期稳固的合作,不断研发育苗新技术,驯化培育新品种,推广栽培新技术,成功组建了铁皮石斛组培工厂,彻底解决了铁皮石斛种苗培育瓶颈。

为有效降低生产成本,提高产品质量及市场销量,金传高在大棚种植的基础上,深入探索铁皮石斛栽培新模式,先后开始尝试林下活树附生种植和岩壁附生种植试验,让棚内的石斛在完全自然的仿生环境下生长。他主持的活树附生种植和岩壁附生种植试验先后取得成功,成活率均达85%以上,从而大幅提高了林地资源利用率,节省了大量的耕地资源。石斛在自然环境下生长所产生的虫害比棚内生长产生的虫害少,不必使用农药、化肥,产品更安全,品质更优良。这种铁皮石斛栽培新模式成为全省最具潜力的林下“一亩山万元钱”科技推广创新模式,他的林下铁皮石斛种植基地也成为全省的示范基地。

2015年国家级铁皮石斛生物产业基地验收时,亚洲兰花学会主席罗毅波为他的示范基地题写了“石斛谷”。“石斛谷”得到了省林业厅的高度赞赏,被确定为铁皮石斛特色小镇,金传高又承担起铁皮石斛特色小镇的建设,往更高方向迈进,从林下仿生种植向一二三产业融合发展,从现有生态种植模式向集生态种植、枫斗加工、石斛文化、森林养生休闲于一体的开发石斛全产业链新模式——培育石斛休闲谷发展。2016年他利用1/4的大棚栽培成本创造出同等产量、更高产值的成绩,确立了当前石斛行业最新型的种植模式——高鼻子模式。

在自己发家致富的同时,金传高主动带领和支持当地农户共同致富,带动农村劳动力就业500人次,辐射农户种植规模达2000亩,带动当地石斛产业的发展,为更多农户提供了新的增收渠道。2007年,金传高被选为“浙江省农村科技示范户”;2009年被评为“先进生产者”“溫州市十佳乡土人才”;2017年,参与完成的“雁荡山铁皮石斛产业化关键技术研究与应用”获浙江省科技兴林一等奖。另外还获新型实用性专利7项,参与了雁荡山铁皮石斛地方系列标准的制定。

1985年,15岁的罗祖华在温州工艺美术厂里跟老师学石雕。在完成学业返回家乡泰顺的路上,从小爱好竹子的他面对漫山遍野的竹林突发奇想,何不就地取材,用毛竹来施展雕技,尝试进行竹雕?从石雕转向竹雕,罗祖华耗费了不少工夫。他先从竹雕字开始,为了能雕好每一个笔画,他专门临摹名家书法作品,在毛竹片上反复雕刻,前后费时三年多,毛竹片浪费了无数,手上尽是雕刻刀留下的累累伤痕。有付出才会有收获。几年前,罗祖华历时三年创作完成了竹雕作品《五百罗汉》。这件长达22米、高35厘米的竹雕作品,包含560个人物、100多个怪兽,花费了360片竹片。凭借这部作品,罗祖华曾在2009年中国木(竹)雕展上获得了“金雕手”的称号。

为了将现代毛竹产业与畲乡文化结合,罗祖华投资500多万元在竹里乡建立集培训展示于一体的“竹里馆”,真正建立“工厂+基地+农户”经营模式,形成1个产业有1个龙头企业带动、1个龙头企业有1个基地支撑。并于当年引进激光雕刻设备,大力发展科技生产力,实现技术突破,创新竹雕工艺。同时,他还将自己的手艺毫无保留地传授给村里的竹雕爱好者,帮着村民拓展致富道路。

2010年,罗祖华利用自身技能联合茶石村23户村民,成立了泰顺石角坑毛竹种植专业合作社,统一经营管理,年终统一分红,让当地村民首次尝到了竹资源带来的“甜头”。为了打消村民们“投资有风险”的疑虑,建立合作社之初,罗祖华让大家“以地入股”,流转了1500亩优质竹园。同时,他还带领其他社员投入资金,实施毛竹低改,建立毛竹示范林基地,促进毛竹产业链延伸,惠及竹农310户,竹林面积3000多亩。

山上做文章、文化创特色、生态促发展、旅游兴畲乡。经济日渐转好的茶石村看到了发展的希望,也坚定了发展的信心。在县里和乡里的支持下,罗祖华决心将土地大规模流转集中起来,筑牢绿色生态这棵“梧桐树”,招引技术、资金力量雄厚的现代农业发展企业这只“金凤凰”,最终实现当地经济的腾飞。此外,茶石村也搭上了县里科技特派员创业孵化园的快车,积极运用科技特派员这个契机,科技兴农,创建无公害农产品基地3个,建成标注农田3000多亩。同时,罗祖华还带领当地村民继续发展葡萄、猕猴桃等果蔬经济作物标准化种植,让全村人的生活变得富足。

1999年春天,孙士明连同山背村几位村民,一起去临安学习早园笋种植技术。学成之后他先在自家的毛竹园里开始试验,第一年完全按照种植早园笋的方法来培育毛竹笋,然而产量并不高,投入的钱白白打了水漂。但是孙士明并没有气馁,第二年他按照之前的方法进行试验,可惜效果仍不理想。第三年,孙士明改进了覆盖技术,这次他的毛竹园竟然在春节前就开始出笋,而且笋个大、味美、产量高。这一年,孙士明的2.3亩毛竹园打响了名声,卖笋收益可观,慕名上门求购的客户也越来越多。

几千年以来,毛竹每年都是在清明时节的20天时间里产笋,但是由于毛竹笋并没有早园笋的卖相和质感,常常出现货多价贱的情况。而孙士明种的毛竹笋不仅肉多,而且没有一般笋的涩味,因此笋的售价虽高,却仍然供不应求。

孙士明创新的毛竹笋用林高产高效覆盖技术,引起了林业部门的关注。浙江大学、省林科院等专家也多次开展实地研究。经有关机构检测分析,采用覆盖技术的毛竹林生长出的竹笋中,游离氨基酸、含水率和钾、钙、铁等对人体有益的微量元素的含量,比不使用覆盖技术的毛竹林要高出许多,而总糖量和重金属等含量,比不使用覆盖技术的毛竹林要低。

这项春笋冬出毛竹笋覆盖技术,此技术现在已比较成熟和完善,在全省乃至全国都处于领先水平,得到了省、市、区有关林业专家的充分肯定,并在全省推广应用。孙士明从2013年开始承包200亩竹林,每年覆盖40亩,取得了良好的经济效益。该项技术的推广,极大地推动了吴兴区竹产业发展,增加了农民收入。

孙士明还组建了寒冬春笋专业合作社,带动周边竹农应用毛竹笋覆盖技术,全区每年应用该项技术的示范户50户,平均每亩毛竹笋用林增加收入1万元左右。他还把该项技术传授给宁波、台州等地区,甚至安徽等省,为农业增收、农民增效作出了极大贡献。先后获得“全国绿色小康户”“湖州市林业局十佳林业科技示范户”“市级农村科技示范户”“湖州农民专家”等称号,并获得省林业厅“毛竹覆盖重要科技示范奖”。

自1994年以来,方永根一直专心从事杜鹃花的新品种选育和推广,其中“红阳”“宝玉”“仙鹤”等35个新品种杜鹃花获得国家植物新品种保护授权,拥有杜鹃花品种和植物新品种权为全国最多,育种研究和推广成果处于国内领先水平,并且成为全国有史以来进行观赏植物新品种权成功转让的第一人。他先后建立起了一个面积达65亩的杜鹃花种质资源圃,一个120亩的杜鹃花科普展示观赏园以及一个规模在全国最大的700亩杜鹃花生产基地。仅仅在2016年就繁殖杜鹃花优良新品种达600万株,栽培杜鹃花总数1300多万株;2016年销售杜鹃花400多万株,杜鹃花销售额1000多万元,利润420万元。近5年来为全国园林工程和广大花农提供了300多个杜鹃花新优品种1200多万株。

方永根通过建立杜鹃花科普宣传示范基地,每年培训指导各地花农和客户1500多人,并且亲自编撰杜鹃花科普宣传画册,已经累计发放3000多本。还建立了目前国内内容最丰富的杜鹃花科普推广网站,每年网站浏览量达10万多人次,为全国的杜鹃花产业和国内园林绿化产业提升作出了积极的贡献。

通过建立杜鹃花科普宣传示范基地并开展科普交流,方永根不断向大众宣传杜鹃花的文化内涵、种质资源、园林应用、栽培知识、育种知识等相关科普内容,让大家重新认识杜鹃花、热爱杜鹃花,提高人民素养,改善人居环境。通过立体的科普宣传,大大提高了宣传效果,通过推广,辐射带动本地农民积极种植杜鹃花等花卉苗木。

在方永根的带领下,金华市永根杜鹃花培育有限公司先后主持完成国家星火计划、国家科技成果转化项目、浙江省级杜鹃花精品园、省重大育种专项、金华市科技项目和成果转化项目,公司先后获得全国性的杜鹃花奖项40多项,并获得多项荣誉称号。

由于方永根在杜鹃花产业领域成绩显著,他先后获得了“全国绿化奖章”“杜鹃花栽培技能大师”“浙江省农村科技示范户”“浙江省科技星火帶头人”“金华市十佳科普人”“金华市首届十大农村杰出青年”“婺城区拔尖人才”等荣誉称号。还获得了省科技兴林三等奖1项、市科技进步一等奖1项、市科技进步三等奖2项,发表论文5篇。可以说,方永根是目前浙江省花卉育种协作组不可缺少的骨干成员。2015年4月,方永根受邀参加在德国举办的国际无性繁殖育种者会议,2016年被《杜鹃花》(美籍华人专家沈荫椿著)编录为国际著名杜鹃花育种名人录16人之一,杜鹃花育种成绩被国际认可,美丽的杜鹃花从此走出国门,走向世界。

对于林下药菌,叶传盛刚开始也只是个门外汉。他以前是做电子产品检测的,经常出差,曾经到过安徽亳州、河北安国等地,这些地方的药材市场远近闻名。后来逛庆元市场的时候,发现有些药材在老家也很常见,他就萌生了回家种植药材的想法。他开始到县内、县外中药材种植基地学习、取经,向农林专家请教中药材知识。2001年,通过实地考察,他发现庆元县竹口镇竹中村的气候环境很适合种植中药材,于是,叶传盛用18万元积蓄承包了该村170亩山地,开始种植中药材山茱萸和吴茱萸。

2013年,叶传盛成立了庆元县亿康农林科技有限公司,并在庆元县屏都新区南侧创建了林下药菌高效立体复合经营基地,现建有林下多花黄精、林下铁皮石斛、林下三叶青、林下八角金盆、林下七叶一枝花、林下竹荪等共550亩。创业至今,叶传盛已历经15年,林下药菌种植从当初的170亩,发展到现在的550亩;从开始的2种药材,增加到如今的10多种中药材;从什么都不懂的门外汉,成为如今经验丰富的“土专家”。

在叶传盛的积极申报和带动下,合作社先后与丽水市林科院、浙江农林大学林业与生物技术学院等高校院所合作,针对庆元县许多锥栗林管理粗放、效益普遍低下以及种植经营处于“两难”状况等问题,先后承担了中央财政林业科技推广项目“浙南林药复合经营技术集成推广示范”和“浙南林菌复合经营技术集成推广示范”、省级现代园区项目“黄精示范基地基础设施提升”、县科技重大项目“锥栗林菌药高效复合经营模式创新与示范”和“黄精人工驯化栽培技术研究”等五个大项目的实施,开展锥栗林下中药材、食用菌种植模式研究、技术示范推广和产品开发等工作。同时开展锥栗、黄精、竹荪等标准化生产技术的培训与推广,三年来先后举办技术培训8次,受训人数510人次,开展科普讲座9场次,听课达635人次,开展科技活动53次累计112天,发放科普资料3160余份,受益群众1043人次。他的努力也得到了肯定,基地被评为“2014—2015年国家林下经济示范基地”,2015年被推荐评选为省级科普示范基地。

石斛栽培技术管理论文 篇2:

三叶青根与茎叶转录组和差异性表达分析

摘要:目的 采用Illumina HiSeq 4000测序技术获得三叶青转录组数据,为三叶青分子生物学研究提供重要分子信息。方法 以三叶青根和茎叶为材料,进行转录组测序,对测试数据进行基因功能注释、代谢途径及微卫星等的生物信息学分析。结果 共获得24.13 Gb Clean Data,拼接组装得到84 433条Unigene,与7个基因数据库进行比对,最终获得47 766个有注释信息的Unigene。在GO数据库中注释27 790条,其根和茎叶的差异表达基因数目为4989个,其中上调为3511个,下调为1478个;COG数据库得到16 152条三叶青Unigene的同源序列,共分为25个类别;在KEGG数据库有14 511条Unigene获得对应的Ko编号,可分为130个信号代谢分支,其中核糖体合成途径的Unigene数量最多,有1042条,而异黄酮的生物合成途径只有1条Unigene。结论 对三叶青转录组进行拼接、组装和功能注释得到大量转录本信息,为三叶青分子生物学研究提供基因组数据库资源。

关键词:三叶青;转录组;基因;表达差异

DOI:10.3969/j.issn.1005-5304.2018.07.018

三葉青为葡萄科三叶崖爬藤Tetrastigma hemsleyanum Diels et Gilg.全草,是我国特有的珍稀中草药,具有较好的抗炎[1]、抗肿瘤[2-4]等功效,被誉为“植物抗生素”。三叶青的主要活性成分是黄酮和有机酸类化合物。目前对三叶青的研究主要集中在良种选育、栽培技术管理和活性成分的提取分离,及以细胞和实验动物为基础的药理实验上,而从分子基因层面上对不同药用部位的药效差异及次生代谢合成通路的研究较少。

随着基因分析技术的发展,利用转录组学可以有效揭示细胞的生理活动规律,探讨生物代谢的机理。转录组是指某一物种或者特定细胞在一个特定的时间段或特定的环境条件下产生的所有转录物的集合。利用转录组技术可以了解基因的功能和结构,揭示器官及细胞在特定生物学过程中的机制。近年有较多学者采用转录组技术进行植物的遗传学研究,如石斛[5]、山茱萸[6]、紫草[7]、黄芪[8]等。由于环境破坏及无度采挖,群体结构衰退日趋明显,野生资源日趋濒危,因此种质资源保护迫在眉睫。利用分子生物学手段对三叶青的遗传背景进行研究,可为三叶青遗传多样性和分子标记等提供信息基础。

本研究利用高通量测序技术对三叶青根和茎叶进行转录组测序,利用生物学技术和软件构建转录组数据库,分析不同部位间的差异表达基因,并对组装后的测序数据进行功能注释分类、功能聚类及代谢通路挖掘,旨在通过三叶青转录组数据的分析,为三叶青的品质鉴定及遗传资源评价等提供标记和序列信息,有助于进一步有效发掘和鉴定三叶青次生代谢产物合成及其调控相关基因,进而了解其有效成分的生物合成途径及其调控机制。

1 仪器与试药

Illumina HiSeq 4000测序仪(美国Illumina公司)。植物总RNA提取试剂盒和逆转录试剂盒(批号2016-0924),生工生物工程(上海)股份有限公司。三叶青药材取自福建省闽侯县白沙种植基地,分为根和茎叶2个部位,采集后迅速用锡箔纸包好,放于干冰中保存备用。样品经福建省医学科学研究院刘洪旭副研究员鉴定为葡萄科植物三叶崖爬藤Tetrastigma hemsleyanum Diels et Gilg.。

2 方法

2.1 转录组数据的组装

提取样品总RNA,通过Nanodrop测量RNA纯度得到A260/A280为1.88,采用Agilent 2100 bioanalyzer(美国Agilent公司)检测RNA样品完整性,记录电泳图,得到清晰的18 S峰值。反转录为cDNA后,构建三叶青转录组数据库。采用Illumina HiSeq 4000测序仪进行测序,对得到的reads进行数据除杂和冗余处理,去除其中的接头序列及低质量Reads,获得高质量序列数据(Clean Data),采用Trinity2.4.0软件进行序列组装,得到Unigene数据库。

2.2 转录组功能预测

使用BLAST(2004版)软件将最终得到的Unigene序列与NR、Swiss-Prot、GO、COG、KOG、PFAM、eggNOG4.5、KEGG数据库比对分析,确定对应核苷酸和蛋白质的注释信息。利用Blast2GO软件(2015年)获得Unigene的功能注释和分类。利用富集因子(enrichment factor)分析Pathway的富集程度,并利用Fisher精确检验方法计算富集显著性。

2.3 差异表达基因的筛选

使用EBSeq对Unigene数据库进行差异表达分析,获得两样品之间的差异表达基因集。利用Benjamini-Hochberg方法对原有假设检验得到的显著性P值(P-value)进行校正,并最终采用校正后的P值(false discovery rate,FDR)作为差异表达基因筛选的关键指标,FDR<0.01且差异倍数(fold change,FC)≥2作为筛选标准。

3 结果与分析

3.1 测序结果与组装

经测序,得到24.13 Gb Clean Data,GC含量不低于47.13%,各样品Q30碱基百分比均不小于94.18%,各项指标均符合转录组测序要求。用Trinity软件对样品数据进行序列组装,共得到84 433条Unigene,N50为1180 bp,其长度集中于200~2000 bp,在200~300 bp长度区间的数量占总Unigene序列的42.26%(35 684条),在300~500 bp长度区间的数量占总Unigene序列的20.88%(17 632条),大于2000 bp长度区间的数量占总Unigene序列的6.64%(5607条)。

3.2 Unigene功能注释

利用BLAST软件将Unigene序列分别与8个数据库进行比对分析,最终获得47 766个有注释信息的Unigene。其中NR数据库注释到的Unigene数量最多,其次是eggNOG数据库,KEGG数据库注释到的数量最少。结果见表1。

3.3 三叶青根和茎叶基因本体GO注释差异基因分析及聚类

利用GO数据库对注释到的27 790条Unigene进行比对分析,结果将其分成细胞组分(20 750条)、生物过程(5012条)、分子功能(46 570条)3个基本功能本体,并划分为47个组别。以FDR<0.01且FC≥2作为筛选标准,三叶青根与茎叶的差异表达基因数目为4989个,其中上调为3511个,下调为1478个。对这些差异基因在不同组织内的表达量做聚类分析,三叶青根和茎叶组织的基因呈现显著的差异特征。根据功能和表达量对基因进行聚类,共聚为7大簇。第一簇共有1008个基因,GO功能注释主要与分生组织的生长和微管的结合相关,这一类基因主要在茎叶中高表达。第二簇共有878个基因,GO功能注释主要与天冬氨酰酯酶活性、果胶酯酶活性、转录因子等相关,这一类基因主要在根中高表达。第三簇共有1255个基因,GO功能注释主要与一些酶的活性、电子传递、离子结合等相关,这一类基因主要在根中高表达。第四簇共有914个基因,GO功能注释主要與抗坏血酸氧化酶活性、木脂素降解过程、对苯二酚氧化还原酶活性、植物细胞次生壁生物合成类型、木聚糖生物合成过程等相关,这一类基因主要在茎叶中高表达。第五簇共有3118个基因,GO功能注释主要与光合作用功能相关,这一类基因主要在茎叶中高表达。第六簇共有1251个基因,GO功能注释主要与氧化还原、氮的利用等功能相关,这一类基因主要在茎叶中高表达。最后一簇包含421个基因,GO功能注释主要与萜烯合酶活性、转移酶活性、过氧化物酶等作用相关,主要在根中高表达。

3.4 三叶青根和茎叶中差异表达基因的COG注释

利用COG数据库对基因产物进行直系同源分类,共得到16 152条三叶青Unigene的同源序列,共分为25个类别。其中与生物过程相关的Unigene最多,有6526条,占40.41%,包括复制、重组和修饰(1125条,6.97%),转录(563条,3.48%)和信号传导(396条,2.45%);与功能预测类别相关的Unigene基因有2541條,占15.73%;此外,与代谢相关的Unigene基因数量为1548条,占总Unigene数量的9.58%。将三叶青根和茎叶中差异表达的基因比对到COG数据库进行注释,结果见图1。

3.5 三叶青根和茎叶中差异表达基因的生物学代谢KEGG分析

根据KEGG数据库的注释信息进一步将三叶青Unigene进行pathway注释,其中有14 511条Unigene获得对应的Ko编号,大于2%注释基因比例的10条代谢途径见表2。利用KEGG数据库对三叶青非冗余Unigene的pathway进行富集性分析,5个代谢通路又可分为130个信号代谢分支。其中核糖体合成途径的Unigene数量最多,有1042条;而异黄酮的生物合成途径只有1条Unigene,数量最少。

4 讨论

高通量转录组测序可以高通量测定cDNA序列,揭示特定细胞或组织中表达的全部基因,成为中草药生物学研究中的重要手段。三叶青微观方面的研究较少,可供参考的遗传背景较少,严重影响三叶青各种生物学性状分子机理的研究,利用转录组测序技术可获得大量的转录本信息,对解决三叶青基因进化、遗传育种及生态等诸多方面的问题具有重要意义。本课题选用闽侯县白沙基地的三叶青进行转录测序,并对原始序列数据(Raw Data)进行数据过滤、拼接,共获得24.13 Gb Clean Data,且GC含量不低于47.13%,各样品Q30碱基百分比均不小于94.18%,各项指标均符合转录组分析的要求。用Trinity软件对样品数据进行序列组装,共得到84 433条Unigene,N50为1180 bp,其长度集中在200~300 bp区间的数量占总Unigene序列的42.26%(35 684条)。利用BLAST软件将Unigene序列分别与NR、Swiss-Prot、GO、COG、KOG、PFAM、eggNOG4.5、KEGG数据库进行比对分析,然后统计在各数据库中注释到的Unigene数目,最终获得47 766个有注释信息的Unigene,占全部Unigene的56.57%。其中NR数据库注释到的Unigene数量最多(44 769条,占53.02%),KEGG数据库注释到的数量最少(14 511条,17.19%)。利用GO数据库注释得到27 790条Unigene,可分成细胞组分、生物过程、分子功能3个基本功能本体,并划分为47个组别。利用COG数据库进行对比分析,共得到16 152条三叶青Unigene的同源序列,共分为25个类别,其中与生物过程相关的Unigene最多。根据KEGG数据库的注释信息进一步将三叶青Unigene进行pathway注释,其中有14 511条Unigene获得对应的Ko编号,5个代谢通路又可分为130个信号代谢分支。

本研究首次利用Illumina HiSeq高通量测序技术对三叶青cDNA文库进行测序,建立了三叶青的转录组数据库,并对获得的转录本信息进行序列组装、功能注释和分类,以及代谢通路分析,为三叶青生物学研究提供了宝贵的基因数据库资源。

参考文献:

[1] LIU D, CAO G, HAN L, et al. Flavonoids from Radix Tetrastigmae inhibit TLR4/MD-2 mediated JNK and NF-κB pathway with anti- inflammatory properties[J]. Cytokine,2016,84:29-36.

[2] QINGLIN L, XIN W, ZHONG L, et al. A study on the anti-tumor mechanism of total flavonoids from Radix Tetrastigmae against additional cell line based on COX-2-mediated Wnt/β-catenin signaling pathway[J]. Oncotarget,2017,8(33):54304-54319.

[3] LIU D D, CAO G, HAN L K, et al. Flavonoids from Radix Tetrastigmae improve LPS-induced acute lung injury via the TLR4/MD-2-mediated pathway[J]. Mol Med Rep,2016,14(2):1733-1741.

[4] FENG Z, HAO W, LIN X, et al. Antitumor activity of total flavonoids from Tetrastigma hemsleyanum Diels et Gilg is associated with the inhibition of regulatory T cells in mice[J]. Onco Targets Ther,2014,7:947-956.

[5] 李清,李标,郭顺星.金钗石斛转录组SSR位点信息分析[J].中国中药杂志,2017,42(1):63-69.

[6] 朱畇昊,董诚明,郑晓珂,等.基于转录组测序的山茱萸次生代谢生物合成相关基因的挖掘[J].中国中药杂志,2017,42(2):213-219.

[7] 谢腾,王升,黄蕾,等.基于转录组的新疆紫草ERF转录因子家族生物信息学分析[J].中国中药杂志,2014,39(24):4732-4739.

[8] 常越,闫嵩,刘振鹏,等.膜荚黄芪的转录组测序质量评估及其SSR位点信息分析的研究[J].中国中药杂志,2016,41(8):1430-1434.

(收稿日期:2017-12-28)

(修回日期:2018-01-16;编辑:陈静)

作者:刘洪旭 邓思珊 马丽红 杨兴全 林文津 徐小妹

石斛栽培技术管理论文 篇3:

云南省林下中药材产业发展对策

云南省地处中国西南边陲,土壤、植被类型丰富,自然条件复杂多样且地区差异明显,具有众多生物种类生存和繁衍的条件,为林业产业发展提供了众多开发利用资源,也为大力发展林下中药材种植奠定了坚实的基础。本文结合云南省实际情况,对林下中药材产业发展提出建议。

一、云南省林下中药材产业发展情况

2010 年,云南省基本完成了集体林权制度主体改革明晰产权的工作,随着配套制度改革工作的深入推进,林下中药材种植的资源优势逐步发展起来。云南省拥有丰富的药材资源,是我国中药资源最丰富的地区之一,也是我国中药材的道地产区和主产区之一。在云南省省委、省政府重点打造云药产业发展战略的指导下,中药现代化科技产业(云南)基地建设不断推进,初步建立了文山三七、昭通天麻、楚雄民族药道地药材、滇西北高山药材、西双版纳南药为主的5 大中药材种植基地,为发展林药产业提供了条件。据初步统计,2011 年全省石斛种植面积达1763. 4 hm2。昭通市种植林下天麻,2010 年种植面积达 1343. 3 hm2,产值 2005 万元。其他还有滇重楼、珠子参、续断、岩白菜、猪苓、半夏、黄山药、黄草乌、大黄等都已开始林下规模种植。

二、存在的问题

(一)野生药材的基础研究不足,品种选育和栽培管理技术滞后。

云南省的野生药材资源丰富,部分药材已经具有了很长的栽培历史,并形成了一定的栽培技术和栽培规模,如三七、石斛等。但对于大多数野生药用植物而言,仍然仅限于简单的采挖利用状态,对这些药材的生物生态学习性、林下栽培管理技术等基础研究十分缺乏。药材优良品种的选育和生产未受到应有的重视,药农所种药材多取自野生引种栽培,在林下药材种植及繁育等方面尚未有统一的种植及采集标准。药材的栽培管理尤其是野生生境下的管理技术经验不足,当前也主要是靠农民自身有限的经验种植管理,整体上还处于盲目状态。

(二)缺乏产业带动和技术支持,发展面临瓶颈问题。

山区农民多分散居住,用于发展药材的土地不像平原上能够集约经营,因此,为药材生产的组织、管理、采收、加工都带来不便。调查中发现,在现有林下药材(如重楼、三七)种植模式中,农户大多数沿用传统的种植方式,模式比较单一,难以形成规模,而如果要自行研发,则风险过高,成本较大,一般的企业、农户根本承受不起。因此地方政府尤其是乡镇基层政府应在促进山区发展药材种植中发挥积极作用,同时取得科研部门的技术指导,否则,林药发展受到制约。

(三) 缺乏龙头带动,总体规模不大。

经过几年的发展,虽然林下中药材种植取得了一定成功,但在很多地方仍未得到普及,参与人员少,实际生产面积小,经济效益所占比重少的现状暂时不能迅速改变,整体处于初级阶段。其中,大多数林下中药材种植的经营地区,没有当地的龙头企业的带动,生产地区分布零散,无法形成产业化经营,不能拥有强大的市场竞争力,严重制约林下中药材种植的整体发展。

(四)只顾眼前利益不顾长远利益,部分资源面临枯竭。

由于多年来滥采滥挖,致使我国的部分自然药材资源面临枯竭,同时,也严重破坏了药材生存的自然环境,另一方面,随着森林生态系统的破坏、气候变暖、干旱等自然环境的恶化,也不同程度地影响了药材的产量、品质和分布。药材资源的减少刺激了价格的暴涨,利益的驱动又加剧资源采挖,同时人工栽培等替代措施的滞后无法弥补野生资源的巨大损失,所以在发展中药产业时,要正确认识和对待药材市场的这种互为因果、恶性循环的趋势。野生药材资源枯竭问题已是急待解决的大事。

三、云南省中药材产业发展对策

(一)构建并完善创新支撑体系。

整合现有中药材研发技术力量,引导和扶持中药材种植加工龙头企业建立和完善技术中心,鼓励企业、科研机构、高校和个人申请植物新品种、专利、商标等知识产权,支撑中药材产业发展。技术上可以依托中国科学院昆明植物研究所、云南农业大学、云南省农科院药用植物研究所等中药材研究机构,加强与国内外相关研发机构的交流与合作,培养、引进一批高端人才、学术技术带头人、技术创新人才、创业人才和创新团队,为构建云南中药材科技支撑体系提供创新型人才。

(二)加强基础研究,保护和利用资源,促进药材生产经营的科学化。

以全省中药资源现状为基础,通过科研经费和力量的投入,开展加强野生药材资源保护管理的调研,摸清现有药用植物资源,制定中药资源保护名录;保存、扩大种质资源数量,提高种源质量,开展30 种重点保护和发展的珍稀濒危特色中药资源评价、保护及繁育技术研究,制定野生药材采集规范,建立繁育示范基地;为深层次开发打下物质基础,保护中药资源,促进中药资源的可持续利用。在优质种植资源基础上,研究适宜林下发展的药材品种,培育良种及其栽培管理。同时,加强对农民的技术指导,经常开展技术交流,通过培训、指导、交流、参观学习等方式提高群众发展药材种植的技术含量。提倡使用优种壮苗,栽植要做到“适地适药”,并且技术管理严格按操作规程进行,适时适量采收,在种植及加工利用过程中不添加有毒有害物质。

(三)壮大龙头企业,扶持带动农户。

按照“扶优扶强”的原则,整合各类农业、林业产业资金(如现代农业、林业科技推广等),集中力量,引进和培育一批辐射带动作用强的龙头企业,大力推广“龙头企业+专业合作组织+中药材基地+农户”运作模式,以龙头企业为主体,采取市场化运作方式,努力营造企业带大户、大户带小户,千家万户共同参与的发展局面。对具备发展潜力、符合贷款条件的成长性企业,金融机构可根据企业实际情况,在防范风险的前提下给于重点支持,培育和扶持一批林下经济产业化中药材种植企业。

(四)培养市场意识,搞好药材生产经营的市场化。

要大力鼓励农民在林下种植药材,积极培养农民的市场意识,使药材生产与市场变化紧密联系,避免生产与销售的脱节。同时,政府部门要帮助药农建立农业专业合作社,推广种植经验,交流市场信息,把分散种植的药农连接为一体,增强市场竞争力。

主要参考文献:

1.张存龙, 王润芳. 我国野生药材资源开发与保护[J]. 中药研究与信息, 2002, (9): 28—30.

2.林淑芳, 郭兰萍, 黄璐琦 等. 野生药我国野生药材资源管理制度的分析及建议[J]. 中国中药杂志, 2009, (15): 1879—1886.

3.刘熙万, 李小龙. 林改的生态富民效益及后续完善[J]. 中国林业, 2010,(4): 49.

4.国务院办公厅关于加快林下经济发展的意见. 国办发(2012)42号

(作者单位:云南省财政厅农业处 云南农业大学)

责任编辑:洪峰

作者:胡云峰 杨生超 刘涛

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