2013, 33(2):215-222. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2013.02.0215
摘要:利用RACE技术从抗逆模式植物盐芥中克隆获得了1个DREB(dehydration responsive element binding)类转录因子基因,命名为ThDREB2B(NCBI登录号EF653377)。结果表明:(1)ThDREB2B基因cDNA全长1 486 bp,包含1个954 bp的开放阅读框,编码316个氨基酸;推测编码的蛋白质分子量约36.0 kD,等电点为4.81,第76~135位氨基酸构成1个AP2结构域。(2)系统进化分析表明,ThDREB2B属于DREB亚家族的A-2亚组,与拟南芥AtDREB2B基因遗传距离最近。(3)半定量RT-PCR检测显示,ThDREB2B基因在正常生长条件下低丰度表达,在低温、干旱或高盐胁迫下上调表达。(4)酵母单杂交结果表明,ThDREB2B蛋白能与DRE元件特异结合,但转录激活能力弱。推测ThDREB2B蛋白可能需要翻译后修饰以获得转录激活功能。
2013, 33(2):223-228. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2013.02.0223
摘要:SGT1(suppressor of the G2 allele of skp1)是多种植物抗病基因介导的抗病信号途径中的重要元件。该研究利用RT-PCR和RACE方法克隆出甘薯近缘野生种三浅裂野牵牛的SGT1基因,命名为ItSGT1。该基因含有一个长度为1 087 bp的开放阅读框,编码361个氨基酸,分子量约为40.1 kD,等电点为5.05。Blast及多序列比对分析表明,该基因与其他植物中的SGT1具有较高的相似性,且具有SGTl蛋白典型的功能域结构,即TPR区、VR1区、CS区、VR2区和SGS区。Southern杂交结果显示,SGT1基因在三浅裂野牵牛基因组中是多拷贝基因。组织特异性表达分析表明,ItSGT1基因在三浅裂野牵牛的根、茎和叶中均有表达。
2013, 33(2):229-234. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2013.02.0229
摘要:利用RT-PCR和RACE技术,从珍稀濒危药用植物铁皮石斛(Dendrobium officinale)中分离到一个类唾液酸转移酶(sialyltransferase-like proteins,STLP)基因,命名为DoSTLP1(GenBank注册号KC178574)。序列分析结果表明,DoSTLP1基因全长cDNA为1 340 bp,编码1条由367个氨基酸组成的肽链,分子量41.66 kD,等电点8.64;DoSTLP1蛋白具有唾液酸转移酶和糖基转移酶29家族的保守结构域(分别为1~357,87~346位氨基酸)、信号肽(1~27)和跨膜结构域(3~25,285~311)。多序列比对和系统进化结果显示,DoSTLP1与多种植物的STLPs基因有较高的相似性(44.7%~53.7%),而且与水稻、玉米等单子叶植物STLPs基因的亲缘关系较近。实时定量PCR分析显示,DoSTLP1基因在铁皮石斛根、茎、叶器官中为组成型表达,其转录本在石斛根中的相对表达量较高,为叶中的2.857倍,茎和叶中的表达量无显著差异。该研究为进一步解析该基因在铁皮石斛生长发育过程中的生物学功能奠定基础。
2013, 33(2):235-239. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2013.02.0235
摘要:根据美国NCBI数据库中快速碱化因子(RALF)类基因序列的已知信息,克隆了油菜的快速碱化因子基因RALFbn,对其核酸序列及预测蛋白进行了生物信息学分析,并在油菜多种组织内观测其表达情况。结果表明:(1)经克隆获得油菜RALFbn基因的cDNA序列全长为510 bp,无内含子,编码79个氨基酸。(2)生物信息学分析发现,油菜RALFbn蛋白具有RALF类蛋白保守的“YIXY”区和4个保守的半胱氨酸残基,并且含有N豆蔻酰化位点、酪氨酸激酶Ⅱ磷酸化位点、蛋白激酶C磷酸化位点、和酪氨酸激酶磷酸化位点等多个生物活性位点,说明该蛋白在油菜中潜在的生理调节能力较为活跃。(3)RT-PCR检测RALFbn基因在油菜生殖器官中的表达结果发现,RALFbn主要在油菜雄蕊中表达,而在雌蕊、花瓣和萼片中没有表达。提示RALFbn基因极可能与油菜雄蕊中花粉的发育相关。
苏 军 , 钟 晨 , 丁 伟 , 周 葱 , 张 宇 , 贾 兵 , 朱立武
2013, 33(2):240-246. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2013.02.0240
摘要:以‘砀山酥梨’为材料,采用酶联免疫分析法(ELISA),测定叶片中内源IAA的含量。依据已构建的缺铁叶片SSH文库中生长素抑制蛋白(ARP)基因片段的序列信息,应用RACE技术克隆其cDNA全长,通过实时荧光定量(qRT-PCR)技术,分析ARP基因的相对表达量。结果表明:(1)ARP基因cDNA全长为707 bp,其中开放阅读框为351 bp,编码116个氨基酸,推测的蛋白质分子量为12.82 kD;该蛋白可能定位于微体,属于非分泌型、非跨膜蛋白类,并具有ARP基因家族的保守结构域。(2)在不同程度缺铁叶片中ARP基因的表达量存在差异,随着缺铁程度的增加,表达量显著升高,同时叶片中内源IAA含量逐渐降低。据此推测,ARP基因可能负反馈调节缺铁黄化叶片中IAA的水平,从而调控叶片的生长发育。
2013, 33(2):247-253. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2013.02.0247
摘要:该试验就石斛兰转化ACS(1-氨基环丙烷-1-羧酸合成酶)反义基因的不同筛选方法和筛选处理对抗性原球茎筛选的影响,以及石斛兰转基因植株的再生与鉴定进行研究。结果表明:(1)石斛兰原球茎经带有gus报告基因和ACS反义基因的农杆菌LBA4404侵染共培养5 d后除菌,采用逐渐提高选择压浓度的延迟筛选,并在低选择压浓度下切割而高选择压浓度下不切割的处理方式为抗性原球茎的最佳筛选途径,抗性原球茎获得率可达14.97%。(2)抗性原球茎繁殖时应逐渐降低选择压浓度,且在低选择压浓度下进行切割处理,繁殖倍数达到1.15倍,且原球茎生长势好。(3)抗性原球茎在1/2 MS+0.5 mg/L 6-BA培养基中的分化率达到73.85%;107株无根小苗培养于1/2 MS+1.0 mg/L NAA+50.0 mg/L Km(卡那霉素)+100.0 mg/L Cef(头孢霉素)培养基中进行生根培养,共获得了13株具有卡那霉素抗性的转化植株,转化效率达到12.15%。(4)转化植株经报告基因产物GUS组织化学检测和gus的PCR检测,证实带ACS反义基因的T-DNA已整合进石斛兰基因组中,且转基因植株在形态上与未转基因植株无明显差别,3株转基因植株移栽2个月后均已成活。
2013, 33(2):254-260. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2013.02.0254
摘要:以鹅掌楸属植物北美鹅掌楸的悬浮细胞和组培苗叶片为材料,对北美鹅掌楸原生质体分离、纯化与培养条件进行研究。结果表明:叶片和悬浮细胞用含有0.1% 2-吗啉乙磺酸(MES)和0.6 mol/L甘露醇的Cell Protoplast Wash(60M-CPW)溶液25 ℃预处理1 h效果最好;悬浮细胞最佳酶解液为60M-CPW+1%纤维素酶+1%半纤维素酶+0.2%果胶酶Y-23+0.1% MES,每克材料25 ℃酶解6 h有效原生质体产量可以达到3×106个;叶片最佳酶解液为60M-CPW+2%纤维素酶+1%半纤维素酶+0.2%果胶酶Y-23+0.1% MES,每克材料25 ℃酶解10 h有效原生质体产量可以达到11×106个;悬浮细胞原生质体易于培养,在KM8p+1.0 mg/L 2,4-D+0.5 mg/L 6-BA培养基中培养25 d可形成肉眼可见的愈伤组织。
2013, 33(2):261-265. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2013.02.0261
摘要:以甜瓜抗病资源PI511890和感病自交系‘白皮脆’及其F1、BC1P1、BC1P2、F2群体为材料,苗期接种蔓枯病菌(Didymella bryoniae)进行遗传分析。结果表明:(1)对甜瓜苗期蔓枯病菌接种鉴定结果显示,抗源PI511890的抗病基因Gsb-3由显性单基因控制。(2)利用集团分离分析及ISSR分析技术,引物ISSR-100扩增出的多态性条带与Gsb-3表现连锁关系,该多态性片段大小为900 bp。(3)统计ISSR-100在182个F2单株上的多态性,并用JoinMap 4.0软件分析结果显示,ISSR-100与Gsb-3遗传连锁距离为8.3 cM,定名为ISSR-100900。研究认为,ISSR-100900可作为甜瓜抗蔓枯病分子育种的备选分子标记。
2013, 33(2):266-271. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2013.02.0266
摘要:选择内蒙古27个样地采集的10种棘豆属植物54个单株,提取样品的基因组DNA,对其叶绿体trnL-F序列进行扩增、测序,所得序列利用ClustalX软件进行对位排列,并用MEGA5.0软件采用最大似然法构建系统发育树,以探讨棘豆属的种间关系与系统进化。结果显示:(1)10种棘豆属trnL-F的变异位点54个,信息位点46个,种间碱基差异百分率为1.9%,GC含量变化范围在30.69%~31.50%之间。(2)棘豆属与黄芪属各为一支,自展支持率达99%,支持棘豆属植物为单系起源。(3)系统树中小花棘豆的样本自成一支,为相对独立进化;多叶棘豆、砂珍棘豆和黄毛棘豆的样本相互混杂,表明亲缘关系很近,从而支持《内蒙古植物志》将三者归入真棘豆亚属轮叶棘豆组的观点。(4)刺叶柄棘豆的样本不同样地形成2个分支,对其亚属水平上的分类需进一步探讨。(5)缘毛棘豆与阴山棘豆的样本聚成一支,支持将二者归入矮生棘豆组。研究表明,trnL-F序列可为棘豆属下种间系统发育关系研究提供分子证据。
宋 杰 , 李世峰 , 刘丽娜 , 李树发 , 解玮佳 , 关文灵
2013, 33(2):272-279. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2013.02.0272
摘要:为揭示云南含笑天然居群表型变异程度和变异规律,以云南昆明地区天然分布的云南含笑为研究对象,调查了6个居群180个单株的14个表型性状,采用巢式方差分析、变异系数、相关分析、Shannon-Weaver多样性指数分析和聚类分析等方法,分析了居群间和居群内表型多样性。结果表明:(1)云南含笑表型性状在居群间和居群内存在极其丰富的多样性,14个表型性状平均表型分化系数(24.38%)小于居群内变异(75.62%),居群内变异是表型变异的主要来源;14个表型性状的变异系数(CV)在16.20%~60.11%之间,表明云南含笑居群内表型性状离散程度较高。(2)对云南含笑各居群的Shannon-Weaver指数分析表明,云南含笑各居群具有丰富的多样性,总体表型多样性指数为1.772。(3)利用居群间欧氏距离进行的UPGMA 聚类分析结果表明,云南含笑6个天然居群可以聚为3 类,而且表型性状并没有严格依地理距离而聚类。
何 丽 , 孙万仓 , 曾秀存 , 武军艳 , 方 彦 , 刘自刚 , 赵彩霞 , 史鹏辉
2013, 33(2):280-286. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2013.02.0280
摘要:以白菜型冬油菜‘陇油7号’、‘陇油9号’(AA,2n=20),芥菜型油菜‘冬芥’(AABB,2n=36),甘蓝型油菜‘vision’(AACC,2n=38),种间杂种‘陇油7号’ב冬芥’、‘陇油9号’בvision’为试材,对其叶片气孔保卫细胞周长及叶绿体数目进行统计分析,探讨一种快速鉴定油菜种间杂种的简易方法,并用SSR标记法对气孔保卫细胞周长及叶绿体分界法可靠性进行进一步验证。结果显示:(1)油菜亲本及种间杂种气孔保卫细胞周长在不同叶片间变异程度接近,而同一叶片的气孔保卫细胞周长下部位变异程度较小。(2)不同类型油菜亲本及其种间杂种叶片气孔保卫细胞周长和叶绿体数存在明显的分界线,具体判定分界值为:周长<58.90 μm为白菜型油菜、周长58.90~75.83 μm为种间杂种F1、周长>75.83 μm为甘蓝型或芥菜型油菜;叶绿体数10~12个为白菜型油菜、14~16个左右为杂种F1、18~19左右为甘蓝型或芥菜型油菜。(3)随机选择经叶片气孔保卫细胞周长和叶绿体数分界特征值鉴定的油菜种间杂种单株40个,用SSR分子标记法对鉴定结果显示,有37个单株具有杂交种带型为真杂种,两种方法鉴定油菜真杂种的吻合率达97.5%。研究表明,白菜型、甘蓝型、芥菜型油菜及其种间杂种的叶片气孔保卫细胞周长及叶绿体存在特定的分界线值,据此可以方便有效地鉴定油菜种间杂种,即当植株气孔同时满足保卫细胞周长在 58.90~75.83 μm、叶绿体数在14~16个左右时,则可判定其为真杂种。
2013, 33(2):287-294. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2013.02.0287
摘要:对云南泸西栽培灯盏花群体进行调查,发现了灯盏花雄性不育种质个体,其出现频率约为1.06×10-4。对所发现的灯盏花不育株形态特征及其花药发育过程进行了观察,并对花粉活力进行鉴定。结果显示:(1)灯盏花不育株根、茎、叶形态与正常可育植株基本相似,管状花小,花丝短,花药瘦小,无花粉粒散出或花粉无活力。(2)灯盏花在其花药发育的小孢子母细胞时期、四分体时期、小孢子时期和单核早期,由于绒毡层细胞液泡化、提前解体,不能为小孢子或花粉发育提供所需物质,导致小孢子母细胞和四分体解体,产生无花粉的花药;或小孢子和单核花粉胞内降解,形成不同形状和外壁纹饰的败育花粉。研究认为,灯盏花花药绒毡层异常是其花粉败育的主要原因。
2013, 33(2):295-300. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2013.02.0295
摘要:通过普通细胞学和基因组原位杂交(GISH)研究提莫菲维小麦(Triticum timopheevi)与光稃野燕麦(Avena fatua L.var.glabrata Pat)远缘杂交后代花粉母细胞染色体减数分裂行为。结果表明,该F3株系花粉母细胞的减数分裂指数为87.46,表现出一定的遗传不稳定性。GISH分析发现该F3株系中期I细胞中有4对红色杂交信号,且游离的单价体上各有1个杂交信号;后期Ⅰ、后期Ⅱ和末期Ⅱ出现落后染色体、染色体桥、微核等现象,分别占观察数的10.58%、1.92%和12.36%,这些异常现象可能是由于光稃野燕麦遗传物质干扰了小麦同源染色体或部分同源染色体的正常配对造成的。
2013, 33(2):301-305. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2013.02.0301
摘要:采用光镜观察,对中华刺蕨和长耳刺蕨配子体发育进行了观察研究。结果表明:中华刺蕨和长耳刺蕨的孢子和配子体发育特征相似,孢子均两侧对称,单裂缝,孢子萌发方式为书带蕨型;配子体经丝状体、片状体发育为心形原叶体,毛状体多产生于幼原叶体生长点两侧边缘,为多细胞棒状,原叶体发育方式为槲蕨型;幼原叶体阶段即可产生精子器,而颈卵器只产生于大型心形原叶体生长点下方,性器官发育类型为薄囊蕨型,卵受精后发育成孢子体。该研究结果支持秦仁昌将刺蕨属和实蕨属独立为实蕨科的观点。
2013, 33(2):306-312. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2013.02.0306
摘要:以百合属(Lilium)4个组13种野生百合为试验材料,配置80个杂交组合,分析中国野生百合自交、组内及组间杂交的亲和性。采用延迟授粉和切割柱头两种授粉方式和胚拯救技术,以克服受精前、后的障碍,提高育种效率。结果显示:百合自交亲和性存在一定差异,大花卷丹(L.leichtlinii)和兰州百合(L.davidi ‘unicdor cotton’)自交不亲和;卷瓣组组内杂交在所配置的杂交组合中,仅有3个组合[垂花百合(L.cernuum)×细叶百合(L.pumilum)、兰州百合×垂花百合以及兰州百合×大花卷丹]通过延迟授粉获得杂交胚,并通过组培获得杂交苗;卷瓣组与钟花组组间杂交亲和性较好。研究表明,对于大多数的杂交组合,延迟授粉比切割柱头对克服受精前障碍有效;而对于绝大多数的自交和杂交组合,组培能有效克服受精后障碍,并获得子一代苗。
2013, 33(2):313-316. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2013.02.0313
摘要:选择具异型世代交替的福建人工栽培的红毛菜为研究材料,对红毛菜丝状体世代的丝状藻丝及孢子囊枝等阶段进行了较系统的核分裂观察研究,探讨红毛菜核分裂特征。结果显示:红毛菜营养藻丝和孢子囊枝细胞均为二倍体细胞,2n=8,其核分裂显示为有丝分裂的过程;同时,丝状体阶段细胞核分裂至前期末均会出现同源染色体配对现象,显示有丝分裂同源染色体配对行为是红毛菜丝状体核分裂的一个重要特征。
2013, 33(2):317-321. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2013.02.0317
摘要:于2011年7月23日至8月24日,对草莓品种‘红颜’进行低温(夜温为17~20 ℃变温)、短日照(黑暗时间为16 h)处理,从处理之始到花序现蕾,约每3~5 d取样1次,实体解剖镜下解离草莓顶芽,材料均用FAA固定,临界点干燥,扫描电镜观察,以确定保护地栽培草莓的花芽开始分化始期,为生产中草莓尽早适期定植提供依据。根据扫描观察的微形态特征,将草莓花芽分化的全过程分为花芽未分化期、花芽分化始期、生殖顶端膨大期、花序分化期、顶花花萼与花瓣形成期、雄蕊形成期和雌蕊形成期共7个时期。花芽未分化期,顶芽一直处于营养生长阶段;花芽分化始期,草莓顶芽逐步由尖锐、狭窄的营养顶端向平坦、宽大的生殖顶端发育;生殖顶端膨大期,生殖顶端隆起而膨大;花序分化期,顶花序逐步分化出顶花原基和侧花原基;顶花花萼、花瓣形成期,花萼(包括副萼)、花瓣原基相继分化完成;雄蕊形成期,两轮雄蕊原基相继分化形成;雌蕊形成期,大量雌蕊原基逐步隆起,心皮原基逐步卷合、完成花芽分化。研究认为,草莓的定植期以生殖顶端充分膨大期为宜,即低温短日照处理15~20 d后即可定植大田。
庄明浩 , 李迎春 , 郭子武 , 杨清平 , 顾李俭 , 陈双林 , 邓宗付
2013, 33(2):322-328. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2013.02.0322
摘要:以盆栽一年生毛竹为材料,利用开顶式气室模拟大气O3和CO2浓度升高情景,分析毛竹叶片细胞膜脂过氧化、抗氧化酶(SOD、CAT、POD和APX)活性和渗透调节物质(可溶性糖和可溶性蛋白)含量的响应规律,为气候变化背景下的竹林适应性管理提供理论支撑。结果表明:(1) 短期(30 d)高浓度O3(92~106 nL·L-1)胁迫能刺激毛竹叶片抗氧化酶活性和渗透调节物质含量显著提高,清除活性氧能力增强,并未出现细胞膜脂过氧化现象,即毛竹对短期高浓度O3具有较强的适应性;但长期(90 d)O3胁迫条件下,毛竹叶片抗氧化酶活性显著降低,叶片细胞膜脂过氧化程度加剧,膜结构破坏,发生严重的氧化伤害。(2)短期高浓度CO2(685~730 μmol·mol-1)处理总体上对毛竹叶片细胞膜脂过氧化和抗氧化酶系统活性影响并不明显;而长期高浓度CO2处理能一定程度上增强毛竹的抗氧化能力和渗透调节功能,减轻氧化损伤,体现了对毛竹的保护效应。(3)高浓度O3和CO2复合作用下,相对于单一高浓度O3胁迫,毛竹叶片能够维持较高的抗氧化酶活性和渗透调节物质含量,有效地调节活性氧产生与清除间的平衡,细胞膜脂过氧化程度变化不明显,说明高浓度CO2可在一定程度上缓解高浓度O3对毛竹所造成的生理伤害。
2013, 33(2):329-335. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2013.02.0329
摘要:以4个抗寒性不同的油菜品种的根为材料,于低温试验箱内连续降温处理(4 ℃/24 h,0 ℃/24 h,-3 ℃/24 h,-6 ℃/24 h,-9 ℃/24 h,-15 ℃/24 h,-21 ℃/24 h),检测其抗氧化酶(POD、CAT)活性,并结合POD同工酶电泳和冷冻前后幼苗的形态变化特征,探讨油菜根部抗氧化酶活性变化与细胞冰冻状态间的相关性以及油菜根的抗冻机理。结果显示:(1)弱抗寒性油菜品种(‘临油7号’和Vision)在低温冷冻后,叶面出现大量水渍,之后叶片萎缩直至焦枯,根部出现水渍后软化直至干枯死亡;强抗寒性品种(‘陇油6号’和‘陇油8号’)在冷冻后不产生水渍或水渍极少,其根在冻后损伤也较轻微。(2)在连续冷冻条件下,弱抗寒性油菜根部POD和CAT活性在降温初期有较大幅度的变化,之后就保持恒定,说明根部细胞已完全结冰;而强抗寒性油菜根部POD和CAT活性在降温初期变化较小,后期持续大幅增加,表明根部细胞仍保持溶液状态;POD同工酶分析也反映出类似的变化规律。研究表明,低温下冬油菜根部抗氧化酶活性变化和细胞冰冻状态之间存在相关性;细胞结冰通常会给植物造成致死性伤害,强抗寒油菜品种能安全越冬的关键就是能通过某种机制避免细胞内结冰,其结冰温度越低,抗寒性越强。
王 琳 , 陈 奇 , 武孔焕 , 郭传龙 , 赵秀玲 , 陈丽梅 , 李昆志
2013, 33(2):336-342. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2013.02.0336
摘要:以铝敏感型黑豆(简称SB)幼苗为实验材料,在水培条件下进行不同浓度过氧化氢(H2O2)和AlCl3处理,考察其生长和相关生理指标变化,探讨H2O2预处理缓解黑豆铝毒害的生理以及分子机理。结果显示:(1)黑豆幼苗根的相对生长量在0.1和1.0 μmol·L-1 H2O2处理下始终得到显著促进,并以后者效果更好,而在10.0和100.0 μmol·L-1 H2O2处理下先表现促进后受到显著抑制。(2)经过1.0 μmol·L-1 H2O2预处理的SB幼苗在不同程度Al3+胁迫(50~400 μmol·L-1) 3周后,其叶片和根中总蛋白含量分别显著增加了16.7%~41.2%和10.0%~25.0%,MDA含量减少了近50%;而其同期的SOD和POD活性显著增加。(3)H2O2预处理可诱导SB根和叶中的SOD基因(Mg/Fe-SOD和Mn-SOD)的表达水平明显提高。研究表明,低浓度H2O2能显著促进铝胁迫下铝敏感型黑豆幼苗生长,且主要是通过增加植株抗氧化酶活性和相关基因表达水平来提高其对铝胁迫的抗性。
2013, 33(2):343-351. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2013.02.0343
摘要:采用盆栽试验,以‘蠡玉18’玉米单交种为供试材料,设置充分供水(CK)、轻度水分胁迫(LS)、中度水分胁迫(MS)和重度水分胁迫(SS)4个水分处理水平,研究了水分胁迫对春播玉米苗期保护酶活性和生长的影响,以探讨土壤水分胁迫对玉米苗期生长发育及其生理过程的影响机制。结果表明:(1)随着水分胁迫程度的加剧,玉米幼苗的生物量显著下降,根冠比、根系活力和脯氨酸含量增加,且水分胁迫对玉米幼苗地上部生物量的抑制作用更大;可溶性蛋白含量差异不明显,MDA含量波动变化。(2)随着水分胁迫时间的延长,根冠比、根系活力和植株脯氨酸含量先升高后降低,可溶性蛋白含量呈先下降后升高的趋势;玉米幼苗叶片和根系MDA积累波动变化,而叶片MDA含量始终高于根系。(3)在水分胁迫初期,玉米叶片中CAT活性较SOD、POD响应更敏感;玉米苗期根系在中度水分胁迫下主要依赖CAT来降低氧化危害,而在重度水分胁迫下前期主要依赖CAT、后期通过CAT和POD的共同作用来降低氧化伤害;水分胁迫条件下,叶片和根系POD同步降低氧化伤害,而SOD和CAT在叶片和根系间存在互补作用。研究表明,在不同程度的水分胁迫条件下,玉米幼苗的生长受到一定程度的抑制,但其能够通过调节自身的保护酶活性和渗透调节物质含量来减轻干旱伤害,维持植株的正常生理代谢功能。
2013, 33(2):352-356. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2013.02.0352
摘要:为进一步阐明盐生植物白刺耐盐性与多胺的关系,通过水培试验研究了叶面喷施亚精胺(Spd)对不同浓度NaCl胁迫下西伯利亚白刺幼苗叶片丙二醛(MDA)和超氧阴离子(O-·2)产生速率,以及抗氧化物酶系统和根系活力的影响。结果表明:叶面喷施0.1 mmol·L-1 Spd 5 d后,可显著提高100和200 mmol·L-1 NaCl胁迫下白刺幼苗叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)的活性以及根系活力,降低了叶片MDA含量和O-·2的产生速率;而在0、50、300 mmol·L-1 NaCl处理下,外施Spd对白刺幼苗叶片上述指标无显著影响。研究结果证实,在100~200 mmol·L-1 NaCl胁迫范围内,外施亚精胺可能通过增强体内保护酶活性来显著降低活性氧水平,有效减轻盐胁迫对盐生植物白刺幼苗造成的过氧化伤害,从而增强白刺对盐环境的适应性。
朱金方 , 陆兆华 , 夏江宝 , 陈 曦 , 张 萌 , 刘京涛
2013, 33(2):357-363. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2013.02.0357
摘要:以2年生柽柳幼苗为试验材料,采用盆栽模拟试验研究不同盐分和干旱胁迫对其叶片中渗透调节物质的影响,以探讨柽柳幼苗对盐旱交叉胁迫的适应性。结果表明:(1)随盐旱胁迫的不断加剧,幼苗叶片中可溶性糖含量呈先升高后降低的趋势,且中度和重度盐旱胁迫下均显著高于对照(CK)。(2)幼苗叶片中脯氨酸含量在不同盐旱胁迫下均呈逐渐上升趋势,但在重度盐分和中度、重度干旱交叉胁迫下显著高于CK。(3)幼苗叶片中Na+、Cl-含量在不同干旱胁迫下,随盐胁迫的加剧呈不同的变化规律,盐旱胁迫的各个处理水平下均显著高于CK,而K+、Ca2+、SO42-含量在轻度和重度干旱胁迫下随盐胁迫增强不断降低。(4)在中度盐旱胁迫下,K+、Ca2+含量与CK无明显差异。研究表明,柽柳幼苗中渗透调节物质在其抗旱耐盐性方面具有积极的调节作用;柽柳幼苗在盐旱胁迫下表现出一定的交叉适应性,适度的干旱胁迫能增强柽柳幼苗对盐分胁迫的耐受能力。
2013, 33(2):364-370. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2013.02.0364
摘要:以栓皮栎一年生盆栽苗为实验材料,采用称重控水的方法,设置不同土壤水分胁迫梯度,系统分析其幼苗在不同干旱胁迫条件下的生理生化响应特征,以探索栓皮栎耐旱特性。结果显示:(1)栓皮栎幼苗叶片中3种保护酶(SOD、POD、CAT)活性在对照(CK,土壤相对含水量19.5%~21.5%)条件下保持稳定,而中度干旱(T2,9.5%~11.5%)和重度干旱(T3,5.5%~7.5%)条件下,随着胁迫时间的延长呈先增高后降低的趋势,且变化的幅度在不同胁迫强度下存在差异。(2)在整个干旱胁迫过程中,各胁迫处理叶片丙二醛(MDA)含量均呈上升趋势,不同胁迫强度的变化幅度不同;叶片中的可溶性蛋白含量和根系活力随着干旱胁迫程度的增强呈先增高后降低的趋势。(3)栓皮栎幼苗叶片的脯氨酸含量随着干旱胁迫时间的延长表现出先增加后降低的趋势;叶片叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素含量以及叶绿素a/b值均呈逐渐降低的趋势。研究表明,栓皮栎幼苗在短期和轻度干旱胁迫下通过提高自身的保护酶活性、增加可溶性蛋白和脯氨酸含量、提高根系活力等来抵御干旱环境的伤害,从而表现出较强的耐旱特性;而在重度干旱胁迫条件下,栓皮栎幼苗自我调节能力丧失,体内代谢紊乱,导致保护酶活性、可溶性蛋白、脯氨酸含量和根系活力等下降,从而受到干旱伤害。
2013, 33(2):371-377. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2013.02.0371
摘要:采用4种浓度的NaCl 溶液(50、100、150、200 mmol/L)处理二穗短柄草和拟南芥(对照)幼苗,测定不同浓度盐胁迫下2种植物幼苗的生长指标和离子分布,以探讨二穗短柄草在盐胁迫下主要阳离子平衡机制。结果表明:(1)盐胁迫显著抑制二穗短柄草根叶的生物量积累。(2)根冠比数据显示,在盐胁迫条件下二穗短柄草能够更好地维系地下部分的生物量积累。(3)在4种浓度盐胁迫下,二穗短柄草叶中Na+含量低于根系,而且K+、Cl-含量和K+/Na+比值始终高于根系,说明在二穗短柄草中Na+从地下到地上的转运受到抑制,但对Cl-的转运缺乏有效的调控。(4)回归分析发现,盐胁迫下二穗短柄草和拟南芥根部Na+与K+含量变化呈正相关关系,而在叶部则不相关,说明二穗短柄草和拟南芥Na+与K+在根部具有相同的离子通道,而在叶部却具有各自独立的转运途径。
2013, 33(2):378-386. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2013.02.0378
摘要:以3个遗传背景不同的烤烟品种(‘K326’、‘云烟87’、‘中烟103’)为材料,研究不同海拔(500、900、1 300 m)地区烤烟叶片的光合气体交换与叶绿素荧光参数的日变化特征,为烟草种植区划分和区域适宜烤烟品种配置提供理论依据。结果显示:(1)各品种烤烟叶片的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和水分利用率(WUE)的日均值与海拔呈正相关关系,而其胞间CO2浓度(Ci)和蒸腾速率(Tr)的日均值与海拔高度呈负相关关系。(2)各品种叶片Pn、Ci、Gs及Tr的日变化在高海拔(1 300 m)地区呈“单峰”曲线变化,没有明显的光合“午休”现象;而在较低海拔(500 m和900 m)地区呈不对称“双峰”曲线变化,在晴天中午时段叶片光合受到明显抑制。(3)3个烤烟品种叶片的PSⅡ原初光能转换效率(Fv/Fm)和PSⅡ潜在活性(Fv/F0)随着海拔的升高而提高。(4)各品种的日光合总量(∑Pn)均呈现随海拔升高而增加的趋势,且‘云烟87’的日光合总量显著高于其他两个品种;各品种的日蒸腾总量(∑Tr)均以海拔900 m最高,海拔1 300 m最低。研究表明,海拔因素是影响和制约烤烟叶片光合特性及光合生产能力的关键因素,在品种布局时必须考虑其在不同海拔地区的光合特性。
2013, 33(2):387-393. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2013.02.0387
摘要:为了解不同植被类型对土壤微生物生物量和土壤酶活性的影响,以黄土高原纸坊沟流域的9种植物为研究对象,选取撂荒地为参照,分析了各类植被植物根际土土壤微生物生物量、土壤酶活性及其与土壤理化因子的相关性。结果显示:(1)与撂荒地相比,经过植被恢复后,乔木和灌木植被下土壤肥力、微生物生物量和土壤酶活性均有所提高,而草本植被下土壤的碱解氮含量、微生物生物量磷、脲酶活性和过氧化氢酶活性却有所降低。(2)不同植被类型土壤微生物生物量碳和氮、蔗糖酶和碱性磷酸酶活性符合灌木>乔木>草本的规律;土壤微生物生物量磷、脲酶和过氧化氢酶活性符合乔木>灌木>草本的规律。(3)土壤微生物生物量碳、氮、磷与土壤有机质、全氮及全磷含量呈极显著正相关;4种土壤酶活性与土壤有机质、全氮及碱解氮含量呈极显著正相关。研究表明,黄土高原纸坊沟流域土壤微生物生物量和土壤酶活性受植被类型及土壤养分等因素的共同影响,且人工灌木植被对土壤的恢复作用高于乔木和草本植被。
2013, 33(2):394-400. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2013.02.0394
摘要:根据5a、15a、21a、32a、60a生的5个不同林龄的15块1 000 m2样地(3次重复)调查资料,利用21株不同年龄和径阶的马尾松样木数据,建立以胸径(D)为单变量的生物量回归方程。采用样木回归分析法(乔木层)和样方收获法(灌木层、草本层、地上凋落物)获取不同林龄马尾松人工林的生物量,并分析了其组成、分配特征及不同林龄生物量的变化趋势。结果表明:(1)林分的总生物量随林龄而增加,5a、15a、21a、32a和60a生马尾松人工林生物量分别为15.03、125.93、183.51、191.53、405.31 Mg/hm2,其中活体植物占75.01%~94.19%,地上凋落物占0.86%~24.99%。(2)层次分配方面乔木层占绝对优势,占90.20%~98.35%,且随林龄的增加而增大,其次为地上凋落物,占0.86%~24.99%;草本层和灌木层生物量较小,分别占0.47%~34.85%和0.32%~27.00%,均随林龄的增加呈递减趋势。(3)乔木层器官分配以干所占比例最高,占49.93%~83.10%,且随林龄而增加;根相对比较稳定,占6.97%~12.82%;枝、叶分别占11.75%~14.83%、1.33%~23.65%,均随林龄增大而下降。灌木层器官分配除幼龄林为根>枝>叶,其余的均呈枝>根>叶的趋势。草本层中龄林和近熟林生物量地下>地上,其他林龄生物量地上>地下。(4)各林龄凋落物生物量在3.48~6.68 Mg/hm2,规律性不强。(5)马尾松人工林乔木层各器官及林分生物量具有良好的优化增长模型,其32a生林分生物量高于同林龄的楠木人工林,低于热带雨林,是一种速生丰产、固碳潜力大的优良造林树种。
2013, 33(2):401-406. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2013.02.0401
摘要:对紫叶小檗根、茎、叶和果实中分离纯化得到的28株内生真菌进行液体培养,培养物烘干研磨后用丙酮浸提,测定各提取物对5种供试植物病原真菌的抑菌活性,对抗菌谱较广的菌株进行分子鉴定,并分别测定其胞内、胞外代谢产物的抑菌活性。结果显示:(1)紫叶小檗25株内生真菌中有5株菌(R3、S4、L6、F2、F6)的抗菌谱较广,其中,茎中的内生菌S4抑菌活性最强,对5种植物病原真菌的抑菌活性均大于90%,对马铃薯干腐病菌的抑菌率最高达93.06%。(2)经鉴定S4为子囊菌门的Paraphaeosphaeria属真菌。(3)S4菌丝体丙酮提取液对马铃薯干腐病菌的抑菌率随其浓度(加入体积)的增加而增大,呈正相关线性关系(y=15.334x+14.618,r=0.99) ,而S4发酵液对马铃薯干腐病菌的抑菌率随其浓度(加入体积)的增加而减小,呈负相关线性关系(y=-20.196x+64.984,r=0.99),即在较高浓度时促进病原菌生长。研究表明,紫叶小檗内生真菌S4菌株的抑菌活性成分主要为胞内代谢产物。
2013, 33(2):407-410. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2013.02.0407
摘要:以蕨类植物胚胎和幼孢子体根为实验材料,以根尖和孢子母细胞为对照,进行细胞学观察方法的比较研究。结果显示:(1)野外材料的根尖仅在春季分裂期约1个月时间内存在分裂相,根尖个体数目较少(每植株根尖数目<20条),根尖细胞内含有较坚硬的黏性物质,利用单株根尖进行压片,成功率低于40%;而从野外采回培养时根尖生长极为缓慢且较难成活,因而影响实验效果。(2)野外材料的孢子母细胞仅在孢子囊形成期约1周时间内存在分裂相,因此极大地限制了细胞学观察研究。(3)以胚胎和幼孢子体根为材料进行实验,单位面积(d=15 cm培养皿)内幼孢子体根尖或胚胎的数量多于300个,分裂期细胞比例高,且细胞间基本不含黏性物质,进行细胞学研究时较少受到季节和实验时间的限制;利用单株根尖或胚胎进行压片,成功率高于80%。因此,利用蕨类植物的胚胎和幼孢子体根进行细胞学研究能有效地提高蕨类植物细胞学观察实验的成功率。
2013, 33(2):411-414. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2013.02.0411
摘要:对四川省黑水县达古冰川苔藓植物的调查采集和标本鉴定过程中,发现了密叶黑藓(Andreaea densifolia)的一个新的地理分布记录。该文对密叶黑藓的形态特征进行了详细记录与拍照,并对以往描述和绘图进行了比较分析,丰富了密叶黑藓的研究资料,对研究中国黑藓属植物具有重要的意义。
2013, 33(2):415-421. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2013.02.0415
摘要:RNA编辑是一种发生在转录后核苷酸特异位点的加工修饰现象,包括核苷酸的插入、删除和改变。高等植物中RNA编辑主要发生在线粒体与叶绿体中,具有重要的生物学功能,其机制仍在探索中。而PPR蛋白作为RNA编辑的反式作用因子,成为近几年来分子生物学的研究热点。该文就PPR蛋白、RNA编辑及PPR蛋白参与RNA编辑的机制等进行了综述。
2013, 33(2):422-428. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2013.02.0422
摘要:矮牵牛花色素苷生物合成过程中至少有12种酶参与,除了AAT、AMT之外的大多数相关合成酶结构基因已经被克隆,调节基因An2、An4及酶活性调节基因difF也先后从矮牵牛中分离出来。多种花色基因如DFR、F3′5′H、CHS、CHI、CHR、Lc等转化矮牵牛都能影响花色,外源CHS导入还会引起雄性不育。该文主要对近年来国内外有关矮牵牛花色相关基因的分离、应用及外源基因转入三方面的研究进展进行综述,并对矮牵牛花色基因工程研究的应用前景进行了讨论。







