高山红景天主要分布在延边长白山区,是特殊适应原样保健植物,由于其长期处在恶劣的环境条件,种子发芽率低,自然繁殖困难,且人工驯化栽培也因其苗期发病率高而受到严重影响。因此组织和细胞培养快速繁殖技术、细胞水平次生代谢产物生产技术等成了人们关注的热点。申请者在研究中发现高山红景天雌雄株在组织培养特性以及有效成分含量上具有明显的差异,如果把不同性别的这些特点应用到组织培养快速繁殖或单性育种、单性栽培上,将对高山红景天的进一步开发利用具有突破性的意义。本项目主要研究长白山野生高山红景天和高寒山区栽培的高山红景天性别类型及其生物学、生态学特性和单性组织培养技术,同时对高山红景天不同性别植株的不同器官和不同外植体诱导的愈伤组织以及再生植株的不同器官进行有效成分含量的比较测定,并利用同工酶和AFLP分析找出早期鉴别不同性别的特异性标记,为高山红景天的研究以及植物性别分化的生物学研究提供科学依据。
高山红景天(Rhodiola sachlinensis A.Bor)是景天科景天属的多年生草本植物,是一种保健药用植物,其药理作用可与人参相媲美,甚至应用范围更广。高山红景天是性别表现较复杂的植物,有雌株、雄株和两性株,本课题经3年的试验,比较研究了高山红景天不同性别植株在形态、花器结构、组织培养、有效成分、分子标记等方面的特点,结果表明高山红景天不同性别植株在诸多方面表现出不同的特点。高山红景天不同性别在植株形态上表现出一定的差异,尤其在花器结构上单性花和两性花在花药数目、心皮数目等变异方向上表现不同;高山红景天不同性别植株诱导率一般情况下雄株高于雌株,而且对不同激素的反应也有所不同,再分化时24℃、较短的光长有利于雄株愈伤组织分化;高山红景天不同性别植株有效成分含量差异明显,雄株红景天甙含量明显高于雌株,不同无机元素含量在不同性别植株中的表现有所不同,Mg、Fe、Na、P含量雄株高于雌株或两性株,而Ca含量雌株明显高于雄株和两性株;同工酶分析(过氧化物酶)和分子标记(RAPD)方法都能鉴定高山红景天雌雄株。