本文關(guān)鍵詞：丹參種質(zhì)資源及其遺傳多樣性研究

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【摘要】：丹參來源于唇形科鼠尾草屬多年生草本植物丹參(Salvia miltiorrhiza Bunge)的干燥根及根莖,是我國傳統(tǒng)大宗藥材之一,在中國和其他一些亞洲國家均有分布。其性微寒,味苦,具有活血調(diào)經(jīng),祛瘀止痛,涼血止痛,養(yǎng)血安神等功效。丹參的主要有效成分為二萜醌類和酚酸類,常用于治療心腦血管等疾病。作為傳統(tǒng)中藥,丹參在我國栽培與應(yīng)用歷史悠久,然而對于丹參種質(zhì)資源庫的構(gòu)建及不同來源種質(zhì)間的遺傳多樣性研究并不多,尤其是航天誘變丹參種質(zhì)的遺傳多樣性關(guān)系尚無相關(guān)報道。基于此,本論文以航天誘變第二、三代(SP2、SP3代)、不同形態(tài)和我國主要分布區(qū)野生居群的丹參種質(zhì)材料為研究對象,探討了航天誘變對SP2代丹參種質(zhì)根產(chǎn)量和有效成分變異的影響;構(gòu)建了含有133份丹參種質(zhì)材料的種質(zhì)資源庫,其中包括62份航天誘變SP3代丹參種質(zhì)、53份不同形態(tài)丹參種質(zhì)、6份栽培丹參種質(zhì)、6份野生丹參種質(zhì)和6份地面對照丹參種質(zhì);利用生物學(xué)性狀、生理生化、分子標(biāo)記、有效成分和抗氧化活性等指標(biāo)對丹參種質(zhì)資源進(jìn)行了系統(tǒng)的遺傳多樣性研究與評價;同時運(yùn)用兩種單引物擴(kuò)增分子標(biāo)記技術(shù)闡明了9個野生丹參居群的遺傳多樣性和遺傳結(jié)構(gòu),為丹參種質(zhì)資源的收集、種質(zhì)資源庫的構(gòu)建及優(yōu)良種質(zhì)的篩選提出建議,為丹參藥材的可持續(xù)利用與發(fā)展奠定理論基礎(chǔ)。主要研究結(jié)果如下:1.航天誘變對SP2代丹參種質(zhì)根產(chǎn)量和有效成分變異的影響研究與評價。對28個SP2代丹參株系根產(chǎn)量(鮮重和干重)的分析表明,二者變異幅度極大,與地面對照丹參種質(zhì)(CK)相比,其鮮重和干重的變化范圍分別為38-194%和42-203%。對SP2代丹參種質(zhì)根11個有效成分的分析表明,丹參酮類成分平均含量變化范圍分別為:0.32-1.04 mg g-1(丹參酮I),0.47-2.39 mg g-1(丹參酮ⅡA),0.25-1.60 mg g-1(隱丹參酮),0.53-1.67 mg g-1(二氫丹參酮I);酚酸類成分中,除丹酚酸B既有升高又有降低外,其余6個有效成分:丹參素、丹酚酸A、丹酚酸B、咖啡酸、迷迭香酸、阿魏酸和肉桂酸的平均含量均高于CK。主成分分析可較好的將SP2代丹參種質(zhì)和CK區(qū)分開來。上述結(jié)果說明,航天誘變對SP2代丹參種質(zhì)根產(chǎn)量和有效成分含量影響顯著。2.丹參種質(zhì)資源庫的構(gòu)建及其生物學(xué)性狀變異研究。在前期研究基礎(chǔ)上,以62份SP3代丹參種質(zhì)和53份不同形態(tài)丹參種質(zhì)為核心,結(jié)合6份栽培丹參種質(zhì)、6份野生丹參種質(zhì)和6份地面對照丹參種質(zhì),構(gòu)建了共有133份種質(zhì)材料的丹參種質(zhì)資源庫。利用11個質(zhì)量性狀和20個數(shù)量性狀對丹參種質(zhì)資源地上部分生物學(xué)性狀變異進(jìn)行了分析,發(fā)現(xiàn)31個生物學(xué)性狀變異豐富,多樣性程度較高,多樣性指數(shù)變化范圍為2.87-4.88,其中質(zhì)量性狀的變異因素主要來源于葉色、葉緣形態(tài)、葉被絨毛、莖色和花色等性狀;數(shù)量性狀的變異因素主要來源于株高、分枝數(shù)、花輪數(shù)、花寬和花長等性狀。聚類分析結(jié)果表明,栽培丹參和地面對照丹參親緣關(guān)系較近,可聚在一起,其它丹參種質(zhì)較為分散。3.丹參種質(zhì)資源相關(guān)酶活及同工酶譜研究。對133份丹參種質(zhì)資源過氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)和過氧化氫酶(CAT)酶活的分析表明,SOD活性變異幅度最小,變異系數(shù)為12.4%;CAT活性變異幅度最大,變異系數(shù)達(dá)到45.3%。多樣性分析表明,三者的多樣性豐富,多樣性指數(shù)均在4.5以上。利用聚丙稀酰胺凝膠電泳技術(shù)對丹參種質(zhì)資源的5種同工酶(POD、CAT、酯酶-EST、蘋果酸脫氫酶-MDH、谷氨酸脫氫酶-GDH)進(jìn)行了研究,共檢測到30個同工酶位點(diǎn),多態(tài)性位點(diǎn)數(shù)為25,多態(tài)性百分比為83.33%�；�5個同工酶標(biāo)記的譜帶數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類,可將丹參種質(zhì)資源聚為7類。由此可見,本研究收集的丹參種質(zhì)資源在酶活和同工酶譜表達(dá)上存在變異。4.丹參種質(zhì)資源分子標(biāo)記研究。利用ISSR和SRAP標(biāo)記從DNA水平上對丹參種質(zhì)資源進(jìn)行了遺傳多樣性研究與評價,13個ISSR和6對SRAP引物分別擴(kuò)增得到190條和251條帶,平均多態(tài)性條帶數(shù)為13.6條和41.6條,多態(tài)性百分比為94.5%和92.3%,表明收集的丹參種質(zhì)資源遺傳多樣性豐富。基于ISSR、SRAP和ISSR+SRAP的聚類分析結(jié)果顯示,三者聚類結(jié)果類似,所有材料聚為兩類,其中第I類含有115份丹參種質(zhì)(S1-S115),在遺傳相似性系數(shù)一定時,第I類中的53份不同形態(tài)丹參種質(zhì)(S1-S53)和62份航天誘變SP3代丹參種質(zhì)(S54-S115)各自聚為一類;第II類中的栽培丹參種質(zhì)(C1-C6)和地面對照丹參種質(zhì)(CK1-CK6)距離最近,隨后和野生丹參種質(zhì)(W1-W6)聚為一類。在遺傳相似性系數(shù)一定時,所有材料可相互區(qū)分開來。5.丹參種質(zhì)資源有效成分研究。利用高效液相色譜(HPLC)對丹參種質(zhì)資源地上部分和根的有效成分進(jìn)行了分析,結(jié)果表明丹參種質(zhì)資源地上部分酚酸類成分含量豐富,不同種質(zhì)間存在較大差異,變異系數(shù)范圍為15.8(肉桂酸)-47.9%(迷迭香酸);根中酚酸類成分和丹參酮類成分含量豐富,不同種質(zhì)間差異顯著,變異系數(shù)范圍為24.7(丹參素)-67.1%(隱丹參酮)。說明有效成分在丹參種質(zhì)資源間存在差異,此種差異是影響丹參藥材品質(zhì)的主要因素,可為進(jìn)一步篩選丹參優(yōu)良種質(zhì)提供依據(jù)。6.丹參種質(zhì)資源抗氧化活性評價研究。為了系統(tǒng)揭示丹參種質(zhì)資源的抗氧化活性差異,以133份丹參種質(zhì)資源地上部分和根為研究材料,對其總酚、總黃酮含量進(jìn)行了測定,隨后利用DPPH、ABTS、FRAP和CUPRAC法對其抗氧化活性進(jìn)行了系統(tǒng)研究與評價。結(jié)果表明,丹參種質(zhì)資源地上部分和根中總酚、總黃酮含量較高,具有極強(qiáng)的抗氧化活性,不同種質(zhì)間變異較大,變異系數(shù)范圍為24.1-40.0%。說明丹參種質(zhì)資源地上部分和根均具有極強(qiáng)的抗氧化活性,抗氧化活性因種質(zhì)不同而存在差異。7.丹參不同野生居群的遺傳多樣性研究。利用兩種單引物擴(kuò)增分子標(biāo)記技術(shù)ISSR和SCo T對我國丹參主要分布區(qū)的9個野生居群進(jìn)行了遺傳多樣性和群體結(jié)構(gòu)分析。13個ISSR引物和20個SCo T引物分別擴(kuò)增出182條和276條帶,多態(tài)性百分比為85.14%和90.11%,表明野生丹參種質(zhì)資源的遺傳多樣性豐富。根據(jù)遺傳多樣性分化系數(shù)GST可知,野生丹參種質(zhì)資源在居群間和居群內(nèi)均存在顯著的遺傳變異。綜合兩種標(biāo)記進(jìn)行遺傳多樣性分析,9個居群中山西運(yùn)城居群的遺傳多樣性最高,山東日照居群最低。聚類分析結(jié)果表明,山西運(yùn)城和陜西商洛居群的親緣關(guān)系最近,而瑞金和其它8個居群的親緣關(guān)系較遠(yuǎn)。經(jīng)Mantel檢驗(yàn)表明,丹參不同野生居群間的遺傳距離和地理距離之間不存在相關(guān)性。個ISSR引物和20個SCo T引物分別擴(kuò)增出182條和276條帶,多態(tài)性百分比為85.14%和90.11%,表明野生丹參種質(zhì)資源的遺傳多樣性豐富。根據(jù)遺傳多樣性分化系數(shù)GST可知,野生丹參種質(zhì)資源在居群間和居群內(nèi)均存在顯著的遺傳變異。綜合兩種標(biāo)記進(jìn)行遺傳多樣性分析,9個居群中山西運(yùn)城居群的遺傳多樣性最高,山東日照居群最低。聚類分析結(jié)果表明,山西運(yùn)城和陜西商洛居群的親緣關(guān)系最近,而瑞金和其它8個居群的親緣關(guān)系較遠(yuǎn)。經(jīng)Mantel檢驗(yàn)表明,丹參不同野生居群間的遺傳距離和地理距離之間不存在相關(guān)性。8.經(jīng)過系統(tǒng)研究與評價,本文收集的丹參種質(zhì)資源遺傳多樣性豐富,所選評價指標(biāo)能夠有效區(qū)分種源差異。栽培丹參、野生丹參及地面對照丹參三個較穩(wěn)定群體內(nèi)的種質(zhì)材料在生物學(xué)性狀、生理生化水平、分子標(biāo)記、有效成分和抗氧化活性方面均表達(dá)出一定程度的穩(wěn)定性,而不同形態(tài)和航天誘變SP3代丹參種質(zhì)變異幅度較大�；诜肿訕�(biāo)記和有效成分的聚類分析結(jié)果比較發(fā)現(xiàn)二者間存在較大的相似性,推測丹參種質(zhì)資源的有效成分與遺傳相關(guān)�；谏飳W(xué)性狀和其它指標(biāo)間的相關(guān)性分析結(jié)果表明,丹參的生物學(xué)性狀和其生理活性、有效成分及抗氧化活性間存在相關(guān)性,可為丹參優(yōu)良品種選育提供理論依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：丹參 種質(zhì)資源 航天誘變 遺傳多樣性 分子標(biāo)記
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：S567.53
【目錄】：

• 第一章 文獻(xiàn)綜述18-38
• 1.1 丹參的本草考證18-21
• 1.1.1 藥用歷史與命名18
• 1.1.2 資源分布18-19
• 1.1.3 丹參植物形態(tài)特征與鑒別19-20
• 1.1.4 丹參的功效與應(yīng)用20-21
• 1.2 丹參化學(xué)成分研究進(jìn)展21-23
• 1.2.1 脂溶性成分22
• 1.2.2 水溶性成分22-23
• 1.3 丹參藥理作用研究進(jìn)展23-27
• 1.3.1 對血液循環(huán)的影響23-24
• 1.3.2 改善微循環(huán)24
• 1.3.3 對心臟的影響24-25
• 1.3.4 抑制中樞神經(jīng)系統(tǒng)，，保護(hù)大腦局部缺血25
• 1.3.5 對消化系統(tǒng)的影響25-26
• 1.3.6 抗炎及對免疫系統(tǒng)的作用26
• 1.3.7 抗腫瘤作用26
• 1.3.8 其它作用26-27
• 1.4 種質(zhì)資源庫的構(gòu)建與評價27-32
• 1.4.1 自然變異27-28
• 1.4.2 航天誘變28-32
• 1.5 藥用植物遺傳多樣性研究32-35
• 1.5.1 形態(tài)學(xué)標(biāo)記32-33
• 1.5.2 同工酶標(biāo)記33-34
• 1.5.3 次生代謝成分標(biāo)記34
• 1.5.4 分子標(biāo)記34-35
• 1.6 本研究目的和意義35-36
• 1.7 本研究的創(chuàng)新點(diǎn)36-37
• 1.8 本研究的技術(shù)路線37-38
• 1.8.1 丹參種質(zhì)資源庫的構(gòu)建37
• 1.8.2 丹參種質(zhì)資源遺傳多樣性研究37-38
• 第二章 航天誘變對SP2代丹參種質(zhì)根產(chǎn)量和有效成分含量的影響研究38-50
• 2.1 引言38
• 2.2 材料、試劑與儀器38-39
• 2.2.1 材料和航天處理38-39
• 2.2.2 種植條件39
• 2.2.3 供試材料39
• 2.2.4 主要試劑39
• 2.2.5 主要儀器39
• 2.3 實(shí)驗(yàn)方法39-40
• 2.3.1 根產(chǎn)量分析39
• 2.3.2 有效成分分析39-40
• 2.3.3 數(shù)據(jù)處理40
• 2.4 結(jié)果與分析40-47
• 2.4.1 精密度實(shí)驗(yàn)40-41
• 2.4.2 重現(xiàn)性實(shí)驗(yàn)41
• 2.4.3 穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)41
• 2.4.4 回收率實(shí)驗(yàn)41
• 2.4.5 標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制41-42
• 2.4.6 SP2代丹參根產(chǎn)量分析42-43
• 2.4.7 SP2代丹參根有效成分分析43-45
• 2.4.8 主成分分析45-46
• 2.4.9 相關(guān)性分析46-47
• 2.5 討論47-50
• 2.5.1 航天誘變對SP2代丹參根產(chǎn)量影響顯著47-48
• 2.5.2 航天誘變對SP2代丹參有效成分影響顯著48
• 2.5.3 主成分分析48-49
• 2.5.4 相關(guān)性分析49-50
• 第三章 丹參種質(zhì)資源生物學(xué)性狀遺傳多樣性研究50-67
• 3.1 引言50
• 3.2 材料與儀器50-51
• 3.2.1 丹參種質(zhì)資源收集50-51
• 3.2.2 丹參種質(zhì)資源庫材料的確定與種植51
• 3.2.3 試驗(yàn)地概況51
• 3.3 實(shí)驗(yàn)方法51-53
• 3.3.1 質(zhì)量性狀研究51
• 3.3.2 數(shù)量性狀研究51-53
• 3.3.3 數(shù)據(jù)處理53
• 3.4 結(jié)果與分析53-65
• 3.4.1 丹參種質(zhì)資源庫的構(gòu)建53
• 3.4.2 丹參種質(zhì)資源生物學(xué)性狀分析53-55
• 3.4.3 主成分分析55-59
• 3.4.4 相關(guān)性分析59-60
• 3.4.5 聚類分析60-65
• 3.5 討論65-67
• 3.5.1 丹參種質(zhì)資源地上部分生物學(xué)性狀變異65
• 3.5.2 丹參種質(zhì)資源地上部分生物學(xué)性狀相關(guān)性65
• 3.5.3 丹參種質(zhì)資源地上部分生物學(xué)性狀多樣性及聚類分析65-67
• 第四章 丹參種質(zhì)資源相關(guān)酶活及同工酶遺傳多樣性研究67-81
• 4.1 引言67
• 4.2 材料、試劑與儀器67-69
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)材料67
• 4.2.2 主要儀器67-68
• 4.2.3 主要試劑68
• 4.2.4 貯備液68-69
• 4.3 實(shí)驗(yàn)方法69-72
• 4.3.1 POD、SOD和CAT酶活測定69-70
• 4.3.2 同工酶譜研究70-72
• 4.3.3 數(shù)據(jù)處理72
• 4.4 結(jié)果與分析72-79
• 4.4.1 丹參種質(zhì)資源相關(guān)酶活性研究72-74
• 4.4.2 丹參種質(zhì)資源同工酶譜研究74-76
• 4.4.3 同工酶標(biāo)記遺傳多樣性分析76-77
• 4.4.4 聚類分析77-79
• 4.5 討論79-81
• 4.5.1 POD、SOD和CAT活性研究79
• 4.5.2 同工酶譜研究79
• 4.5.3 丹參種質(zhì)資源遺傳多樣性與聚類分析79-81
• 第五章 基于ISSR和SRAP分子標(biāo)記技術(shù)的丹參種質(zhì)資源遺傳多樣性研究81-94
• 5.1 引言81-82
• 5.2 材料、試劑與儀器82
• 5.2.1 材料82
• 5.2.2 主要儀器設(shè)備82
• 5.2.3 主要實(shí)驗(yàn)試劑82
• 5.3 實(shí)驗(yàn)方法82-84
• 5.3.1 丹參基因組DNA的提取82
• 5.3.2 丹參基因組DNA的檢測82-83
• 5.3.3 ISSR和SRAP標(biāo)記分析方法83-84
• 5.3.4 數(shù)據(jù)處理84
• 5.4 結(jié)果與分析84-92
• 5.4.1 丹參種質(zhì)資源的ISSR分析84-85
• 5.4.2 丹參種質(zhì)資源的SRAP分析85-86
• 5.4.3 丹參種質(zhì)資源遺傳多樣性分析86-87
• 5.4.4 聚類分析87-92
• 5.5 討論92-94
• 5.5.1 ISSR與SRAP的比較92
• 5.5.2 種內(nèi)的遺傳變異92
• 5.5.3 遺傳多樣性分析92-94
• 第六章 丹參種質(zhì)資源有效成分研究94-113
• 6.1 引言94
• 6.2 材料、儀器與試劑94
• 6.2.1 材料94
• 6.2.2 主要試劑94
• 6.3 實(shí)驗(yàn)方法94-95
• 6.3.1 樣品制備94
• 6.3.2 HPLC分析94-95
• 6.3.3 數(shù)據(jù)處理95
• 6.4 結(jié)果與分析95-110
• 6.4.1 丹參種質(zhì)資源地上部分酚酸類成分研究95-98
• 6.4.2 丹參種質(zhì)資源根酚酸類成分研究98-99
• 6.4.3 丹參種質(zhì)資源根丹參酮類成分研究99-103
• 6.4.4 主成分分析103-106
• 6.4.5 相關(guān)性分析106-108
• 6.4.6 聚類分析108-110
• 6.5 討論110-113
• 6.5.1 丹參種質(zhì)資源地上部分酚酸類成分研究110-111
• 6.5.2 丹參種質(zhì)資源根酚酸類和丹參酮類成分研究111
• 6.5.3 丹參種質(zhì)資源聚類分析111-113
• 第七章 丹參種質(zhì)資源抗氧化活性研究113-136
• 7.1 引言113
• 7.2 材料、試劑與儀器113-114
• 7.2.1 材料113
• 7.2.2 主要試劑113
• 7.2.3 主要儀器113-114
• 7.3 實(shí)驗(yàn)方法114-116
• 7.3.1 供試液制備114
• 7.3.2 總酚含量測定114
• 7.3.3 總黃酮含量測定114-115
• 7.3.4 抗氧化活性研究115-116
• 7.3.5 數(shù)據(jù)處理116
• 7.4 結(jié)果與分析116-133
• 7.4.1 丹參種質(zhì)資源總酚含量測定116-117
• 7.4.2 丹參種質(zhì)資源總黃酮含量測定117-118
• 7.4.3 丹參種質(zhì)資源地上部分抗氧化活性研究118-125
• 7.4.4 丹參種質(zhì)資源根抗氧化活性研究125-129
• 7.4.5 主成分分析129
• 7.4.6 相關(guān)性分析129-131
• 7.4.7 聚類分析131-133
• 7.5 討論133-136
• 7.5.1 丹參種質(zhì)資源地上部分和根的總酚、總黃酮研究133
• 7.5.2 丹參種質(zhì)資源地上部分和根的抗氧化活性研究133-134
• 7.5.3 相關(guān)性分析134
• 7.5.4 聚類分析134-136
• 第八章 基于兩種SPAR分子標(biāo)記技術(shù)的丹參野生種質(zhì)資源遺傳多樣性分析136-155
• 8.1 引言136
• 8.2 材料、試劑與儀器136-138
• 8.2.1 材料136-137
• 8.2.2 主要儀器設(shè)備137
• 8.2.3 主要實(shí)驗(yàn)試劑137-138
• 8.3 實(shí)驗(yàn)方法138-139
• 8.3.1 丹參基因組DNA的提取138
• 8.3.2 丹參基因組DNA的檢測138
• 8.3.3 ScoT、ISSR分子標(biāo)記分析方法138
• 8.3.4 數(shù)據(jù)處理138-139
• 8.4 結(jié)果與分析139-152
• 8.4.1 SCoT分析139-140
• 8.4.2 ISSR分析140-141
• 8.4.3 ISSR+SCoT分析141-142
• 8.4.4 遺傳多樣性分析142-145
• 8.4.5 遺傳相似系數(shù)和遺傳距離計算145-146
• 8.4.6 聚類分析146-152
• 8.5 討論152-155
• 8.5.1 SCoT與ISSR引物擴(kuò)增結(jié)果比較152-153
• 8.5.2 各野生居群遺傳多樣性比較153
• 8.5.3 聚類分析153-155
• 第九章 總討論與結(jié)論155-163
• 9.1 總討論155-160
• 9.1.1 航天誘變對SP2代丹參種質(zhì)的影響155-156
• 9.1.2 丹參種質(zhì)資源庫的構(gòu)建156
• 9.1.3 丹參種質(zhì)資源遺傳多樣性分析156-158
• 9.1.4 丹參種質(zhì)資源生物學(xué)性狀與有效成分等相關(guān)性及通徑分析158-160
• 9.1.5 丹參種質(zhì)資源改良和保護(hù)策略160
• 9.2 總結(jié)論160-163
• 參考文獻(xiàn)163-182
• 附錄1縮寫表182-183
• 附錄2丹參種質(zhì)資源照片183-186
• 致謝186-187
• 作者簡介187

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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本文編號：689910