2015, 35(7):1283-1288. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2015.07.1283 CSTR:
摘要:为研究盐胁迫下植物甘油醛-3-磷酸脱氢酶(GAPDH)的作用机制,该研究利用RACE技术,从藜科盐生植物盐穗木中克隆获得1 381 bp GAPDH基因(HcGAPDH)全长cDNA序列,其开放阅读框(ORF)编码314氨基酸。序列分析表明,HcGAPDH属于胞质GAPDH家族成员。实时定量PCR结果显示,HcGAPDH的转录水平受盐胁迫和ABA上调。通过荧光共聚焦显微技术,检测到绿色荧光蛋白标记的HcGAPDH在正常情况下定位于细胞质中,盐胁迫可促使其从细胞质转移至细胞核中,此过程与细胞内碳水化合物代谢的信号途径不具有相关性。研究表明,HcGAPDH通过细胞质和细胞核之间的信号传导在植物盐胁迫中发挥一定作用,为进一步揭示盐穗木耐盐分子机制奠定了一定基础。
2015, 35(7):1289-1296. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2015.07.1289 CSTR:
摘要:以贵州省野生鸭儿芹为研究对象,用RT-PCR克隆获得与木质素合成有关的羟基肉桂酸转移酶基因(CjHCT),并分析CjHCT基因对不同温度的响应,探索人工栽培鸭儿芹的适宜温度。结果表明:(1)CjHCT基因开放阅读框长度为1 290 bp,编码429个氨基酸;蛋白质分子质量为47.58 kD,等电点为6.67;进化树分析表明,CjHCT与茄科植物的HCT亲缘关系最近。(2)荧光定量PCR分析显示,CjHCT基因在贵州鸭儿芹根、叶柄、叶及花不同组织中的表达具有组织特异性,且在根中CjHCT基因的表达量最高,而在叶中表达量最低,花与叶中该基因表达量相近。(3)对鸭儿芹生长过程中主要面临的4种不同温度(10 ℃、18 ℃、30 ℃和38 ℃)分别处理0、0.5、1、2、4、8、12、24 h,荧光定量PCR检测显示,CjHCT基因的表达量(以0 h处理作为对照,表达量为1)在高温(30 ℃和38 ℃)处理下于0.5 h 时最高,其中30 ℃处理的CjHCT基因表达量高于38 ℃处理;在低温(10 ℃和18 ℃)下鸭儿芹CjHCT基因表达量于12 h时最高,其中10 ℃处理0.5 h时CjHCT基因较对照表现为下调;高温(30 ℃和38 ℃)下CjHCT基因表达量峰值比低温(10 ℃和18 ℃)下表达量峰值高,而且峰值出现的时间也较早。该实验意义在于初步研究发现低温栽培鸭儿芹能抑制CjHCT基因的表达,为人工栽培鸭儿芹温度调控提供了参考。
贾彩红,王卓,李建平,刘菊华,苗红霞,张建斌,金志强,徐碧玉
2015, 35(7):1297-1304. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2015.07.1297 CSTR:
摘要:该研究采用RACE技术从香蕉中克隆了4条乙醇脱氢酶基因——MaADH1(GenBank No.KM253748)、MaADH2(GenBank No.KM253749)、MaADH3(GenBank No.KM253750)、MaADH4(GenBank No.KM253753),且在核苷酸水平上4条基因与2A基因组中的乙醇脱氢酶同源性较高;遗传进化树分析显示,MaADH2、MaADH3和MaADH4属于乙醇脱氢酶第I类,而MaADH1不属于第I类,也不属于第Ⅲ类。半定量RT-PCR分析显示,4条基因在不同器官中的表达量不同;不同激素、不同非生物胁迫以及生物胁迫处理后4条基因的表达显示,MaADH2受ABA、乙烯、茉莉酸、水杨酸、干旱和涝害诱导表达,最大表达量分别为 19.14、 428.19、 68.21、 61.79、53.73和108.43;MaADH3受盐胁迫诱导表达,最大表达量为220.27;MaADH1和MaADH4在不同处理后的表达量变化不明显。研究表明,在香蕉中MaADH2可以作为ABA、乙烯、茉莉酸、水杨酸、干旱和涝害的标记基因,MaADH3可以作为盐害的标记基因。
王卓 , 徐碧玉 , 贾彩红 , 李健平 , 刘菊华 , 张建斌 , 苗红霞 , 金志强
2015, 35(7):1305-1310. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2015.07.1305 CSTR:
摘要:肉桂醇脱氢酶(CAD)在木质素合成过程中起关键作用。通过RACE(rapid-amplification of cDNA ends)方法从香蕉根系cDNA均一化全长文库中获得一个肉桂醇脱氢酶基因,命名为MaCAD1(GenBank登录号为KF582533)。MaCAD1是香蕉MYB基因编码框全长cDNA,包含一个1 077 bp的最大开放阅读框(ORF),编码358个氨基酸。蛋白质序列同源比对发现,其含有完整的醇脱氧酶的典型保守结构域,属于典型的CAD蛋白。系统进化树比对分析表明,MaCAD1与水稻OsCAD6(CAD39907)的亲缘关系较近。组织特异性研究表明MaCAD1基因组成型表达于香蕉各个组织。在耐病和感病品种中,MaCAD1均上调表达,但在耐病品种中MaCAD1在所有时间点相对于对照增加的倍数均高于感病品种,表明MaCAD1基因在香蕉的抗病性中起着重要作用,MaCAD1可以作为一个新的响应枯萎病侵染的标记基因。
2015, 35(7):1311-1316. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2015.07.1311 CSTR:
摘要:植物激素油菜素内酯(Brassinosteroid,BR)具有提高植物抗旱性的作用,该研究探讨干旱胁迫下外源喷施BR对棉花干旱胁迫响应基因表达的影响。采用PCR方法从棉花‘新陆早17号’幼苗克隆获得1个干旱胁迫响应转录因子基因,命名为GhBES1/BZR1(GenBank登录号KP272000)。序列分析表明GhBES1/BZR1基因开放阅读框为960 bp,编码319个氨基酸,理论分子量为34.3 kD,理论等电点为8.95。保守结构域分析显示,该基因编码的蛋白具有一个DUF822保守结构域。利用2.5% PEG-6000对棉花‘新陆早17号’幼苗进行干旱胁迫处理24 h,再分别喷施水、BR和Z(BR抑制剂),qRT-PCR分析结果表明,PEG-6000干旱胁迫下用BR处理3 h后,GhBES1/BZR1基因表达量明显提高,当BR处理6和12 h时,GhBES1/BZR1基因的表达量较3 h时明显下降。研究认为,在干旱胁迫下对棉花喷洒BR,GhBES1/BZR1基因能够快速表达以响应干旱胁迫,外源喷施BR有助于提高棉花的抗旱能力。
2015, 35(7):1317-1325. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2015.07.1317 CSTR:
摘要:以葡萄品种‘魏可’(可育)及其自交后代单株‘魏可实生-3’和‘魏可实生-12’以及品种‘钟山红’(雄性不育)为材料,对花器官特征、花粉萌发率、花粉粒形态以及小孢子发育过程的细胞学特征进行观察,并对绒毡层发育相关基因(DYT1、TDF1和MYB4)的表达进行分析,以初步鉴定葡萄半不育单株的不育特征,揭示花粉败育与基因调控的关系。结果显示:(1) ‘魏可实生-3’和‘魏可实生-12’ 的花粉萌发率均在10%左右,属于半不育花粉;其雄蕊主要特征为花丝卷曲,花丝短于花柱,花药内花粉量少,花药中既有正常长球形花粉粒也有异常近球形花粉粒。(2)‘魏可实生-3’、‘魏可实生-12’没有明显的药室壁结构,小孢子母细胞稀少、疏松;‘魏可实生-3’双核期绒毡层未完全降解,绒毡层细胞中的营养物质滞留没有及时供应小孢子的发育,致后期部分小孢子败育;‘魏可实生-12’绒毡层细胞在单核早期就大部分降解而导致营养供应异常,使部分小孢子败育。(3)在减数分裂期,‘魏可’的绒毡层发育相关基因DYT1和TDF1的表达均最高,MYB4最低,‘钟山红’的3个基因的表达与‘魏可’相反,‘魏可实生-3’和‘魏可实生-12’的表达水平均在‘魏可’与‘钟山红’之间;单核早期以后,3个基因在‘魏可’的表达一直均较低,钟山红’的DYT1基因表达一直最高,其余2个基因均在最低水平,而‘魏可实生-3’的TDF1、MYB4基因在单核早期表达量最高,‘魏可实生-12’ 的TDF1在双核期表达量最高。研究表明,‘魏可实生-3’的花粉败育发生在单核晚期至双核期,‘魏可实生-12’的花粉败育发生在单核早期;部分药室绒毡层的异常降解,小孢子发育营养供应不均衡可能是导致其花粉半不育发生的原因;‘魏可实生-3’的绒毡层延迟降解与减数分裂期DYT1基因的表达量不足、单核期TDF1基因的过量表达以及MYB4基因在单核期的异常表达有关,而‘魏可实生-12’的绒毡层提前降解与减数分裂期DYT1基因的表达量不足而MYB4基因过量表达,以及双核期TDF1基因过量表达有关。
2015, 35(7):1326-1331. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2015.07.1326 CSTR:
摘要:为明确马铃薯‘MB09’ב陇薯7号’ 杂种F1无性株系在DNA和细胞遗传学水平上的差异,该试验以亲本材料为对照,利用SSR分子标记技术对其20个优良无性株系(F1无性系一代)的DNA指纹特征进行分析,并采用常规制片镜检方法对已选出的8个杂种优良株系(F1无性系二代)的花粉育性及花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ(PMCMⅠ)的染色体配对构型进行了研究,为马铃薯杂交新品系选育提供分子细胞遗传学依据。结果显示:(1)试验共筛选出2对SSR特异引物C57和S25,通过PCR扩增建立了能识别出这20个杂种株系及其双亲的SSR指纹图。(2)杂种优异株系F1-1、F1-2、F1-7、F1-11、F1-13、F1-14、F1-15和F1-20的花粉可育率变幅为36.73%~87.08%,并以株系F1-7最高(87.08%),而且显著超过高亲(83.33%),说明各优良株系花粉育性有一定差异。(3)对8个优异株系花粉母细胞的PMCMⅠ观察发现,各优良株系的染色体配对构型明显不同,均包括单价体、二价体、三价体和四价体4类,其中二价体构型的比例最高,其介于49.13%~82.91%之间,其中以株系F1-7的二价体比例最高(82.91%)。该研究明确了20个马铃薯杂种优良株系的SSR指纹特征和8个优异株系的花粉育性及染色体配对构型差异。
2015, 35(7):1332-1341. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2015.07.1332 CSTR:
摘要:合被韭(Allium tubiflorum)和长梗合被韭(A.neriniflorum)是葱属(Allium L.)植物中花被片合生的类群,是东亚特有植物的典型代表,也是研究第四纪气候变化对东亚温带落叶林地变迁影响的理想模式植物。该研究对合被韭16个居群154个个体和长梗合被韭14个居群133个个体采用ISSR分子标记,分析不同居群合被韭和长梗合被韭DNA水平的差异和分化,揭示2个种的遗传多样性水平和遗传结构,探讨片段化生境对居群遗传多样性和遗传分化的影响。结果表明:(1)2个类群在种级水平的遗传变异丰富,合被韭的多态位点百分率(PPB)为 98.00%,Nei’s基因多样度指数(H)为0.264 8,Shannon多样性信息指数(Ho)为0.415 3;长梗合被韭PPB为95.56%,H为0.253 9,Ho为0.399 8,但居群水平遗传多样性较低,遗传分化系数(Gst)分别为0.421 8和0.430 1,变异百分率分别为38.95%和39.17%,遗传变异主要存在于居群内部。(2)结合本研究结果和前人的细胞学研究资料,认为合被韭和长梗合被韭的进化驱动力是杂交和多倍化;合被韭和长梗合被韭均以鳞茎兼行无性繁殖,克服了杂交和多倍化带来的育性降低和居群个体数量下降,保存其变异;复杂的遗传背景和多样化的繁育方式极可能是导致居群内遗传分化显著的重要因素。(3)根据已有系统发育资料和本研究UPGMA聚类显示,合被韭和长梗合被韭在种级水平具紧密亲缘关系,互为姊妹类群。研究推测,这两种的分布重叠区域——燕山山脉、太行山脉及邻近地区可能是其祖先分布区,且该区域居群遗传变异最为丰富,因此,燕山山脉、太行山脉及邻近地区可能是合被韭和长梗合被韭的分化中心和遗传多样性中心。
朱宁波 , 陈磊 , 白云 , 李学武 , 才让旦周 , 李涛 , 李积闰 , 田呈明
2015, 35(7):1342-1348. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2015.07.1342 CSTR:
摘要:采用石蜡切片和显微观察的方法,以被云杉矮槲寄生侵染的青海云杉枝条为材料,从解剖学水平观察云杉矮槲寄生的内寄生系统。结果表明:云杉矮槲寄生的内寄生系统由分布在寄主皮层内的皮层根和镶嵌在寄主木质部中的吸根组成。皮层根可以沿着寄主枝条,通过挤压寄主皮层细胞的方式扩展,并穿透寄主表皮层形成云杉矮槲寄生的寄生芽;在靠近或接触寄主次生韧皮部时形成吸根,吸根顶端细胞定向穿透寄主韧皮部和形成层,侵染木质部,并沿木射线方向生长。当云杉矮槲寄生侵入寄主以及皮层根向外生长时,寄主表皮层发生加厚现象。随着云杉矮槲寄生侵染部位的寄主皮层细胞数增多,引起枝条膨大。研究认为,云杉矮槲寄生可以进行系统侵染,反映了云杉矮槲寄生与其寄主在组织水平上的相互作用。
张潇,廖明安,何静,刘春阳,马倩倩,杨代宇,卢春友,周廷国,戴盛银
2015, 35(7):1349-1355. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2015.07.1349 CSTR:
摘要:为揭示特早熟枇杷新品系‘川早枇杷’头花坐果率低的原因,该试验采用田间调查方法观察了‘川早枇杷’头花的开花期,并用联苯胺-过氧化氢法检验了柱头可授性、TTC法测定了花粉活力、苯胺蓝染色法观察了花粉管生长情况。结果显示:(1)‘川早枇杷’头花7月中旬进入初花期,7月下旬至8月上旬为盛花期,8月中旬至下旬为终花期,头花花期的果园气温最高、最低和平均分别为34.9 ℃、18.9 ℃和26.03 ℃。(2)开花当天及花后1~4 d柱头具有可授性,且花后1 d柱头可授性最强、花粉活力最高,以后花粉活力逐渐迅速降低。(3)自花授粉的花粉管在授粉后48 h抵达花柱基部、96 h到达胚珠,但数量极少。研究表明,‘川早枇杷’头花具有最佳可授性的时间较短,花粉活力降低迅速,花粉管能够抵达花柱基部和进入胚珠的数量极少,花期高温等诸多因素的综合作用可能是造成其头花坐果不良的重要原因。
2015, 35(7):1356-1366. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2015.07.1356 CSTR:
摘要:利用光学显微镜对青藏高原29种草地双子叶植物叶片的气孔形态与数量特征进行观察及差异显著性分析,为揭示青藏高原草地双子叶植物对高原环境的适应机制及探索气孔作为辅助分类的依据奠定理论基础。结果表明:(1)青藏高原草地双子叶植物大多数种类在叶片上、下表皮均分布有气孔,气孔随机排列,气孔器多为无规则型。(2)气孔长度(SL)较小,上、下表皮的气孔平均长度分别为26.20 μm与25.56 μm,且气孔密度(SD)与气孔指数(SI)相对较大。(3)不同科、属、种间叶片上、下表皮的SL、SD、SI差异均极显著。(4)叶片上、下表皮的6个气孔数量特征之间具有显著相关关系。(5)上表皮的SL、SD与不同科、属、种间显著相关,下表皮除SI与物种间相关不显著外,其他指标与科、属、种间显著相关。研究认为,青藏高原草地双子叶植物独特的气孔形态与数量特征是对高寒极端环境长期适应的结果,且气孔数量特征对植物辅助分类具有重要价值。
2015, 35(7):1367-1377. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2015.07.1367 CSTR:
摘要:淫羊藿属(Epimedium L.)植物多为常用药材,分类和药材鉴定较为困难。该文采用扫描电镜对中国产淫羊藿属31种药用植物花粉的形态、大小和表面纹饰等进行了比较观察。结果显示:(1)淫羊藿属植物花粉形态多为长球形,少数为球形,大小为(15.5~25.0)×(27.3~48.1)μm,极面观多为三裂圆形,具三孔沟。(2)花粉粒外壁表面纹饰有网状、条网状、条纹状等类型。(3)花粉粒外壁纹饰如网眼的形状、大小和网脊表面特征等在各物种间有一定差异。研究结果为淫羊藿属药材鉴定与植物分类提供了重要的参考。
2015, 35(7):1378-1384. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2015.07.1378 CSTR:
摘要:对珍稀濒危植物秦岭岩白菜(Bergenia scopulosa T.P.Wang)的开花特性、传粉适应及繁育系统进行了分析研究。结果表明:(1)秦岭岩白菜为蝎尾状聚伞花序,具(29±10)朵单花,单花期约15 d,遇低温雨雪天气花冠闭合,可延长3~5 d,花序花期约30 d,种群花期近4个月。(2)花粉活力在花药开裂后的12 h内最高(约90%),维持单花平均花粉活力在30%以上约6 d;柱头在第1~4天内保持很强的可授性,维持可授性的时间约为9 d。(3)秦岭岩白菜主要有效传粉昆虫为中华蜜蜂,平均访花频率为6.5朵/min,单花停留时间为(11.0±4.8) s。(4)秦岭岩白菜的花粉胚珠比(P/O)为589.8,杂交指数(OCI)为3;人工授粉实验显示,秦岭岩白菜不存在无融合生殖,自交亲和,主动自交罕见,生殖成功主要依赖传粉者。研究认为,秦岭岩白菜是兼性异交的繁育系统,胚珠受精过程中可能存在自交衰退。
2015, 35(7):1385-1393. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2015.07.1385 CSTR:
摘要:以耐盐燕麦品种VAO-9为材料,通过Illumina测序与数字基因表达谱技术对300 mmol/L NaCl处理前后的叶片cDNA文库进行RNA-Seq与DGE分析,同时测定0(CK)、100、200、250、300 mmol/L NaCl胁迫下VAO-9幼苗叶片的相对电导率、丙二醛含量和脯氨酸含量,探讨燕麦盐胁迫响应基因的差异表达与生理响应的关系。结果表明:(1)RNA-Seq分析得到Unigenes 65 801条,其基因表达呈现高度的不均一性和冗余性;若差异基因表达谱鉴定分析以log2 Ratio≥2且FDR值≤0.001为选择标准,则发现上调和下调表达基因在胁迫0.5 h时分别有306和64个,在胁迫3 h时分别有639和290个,胁迫24 h时分别有1 488和882个。(2)KEGG代谢分析显示,有23 652条Unigenes比对到KEGG中的128条代谢途径,包括与逆境胁迫相关的植物激素信号转导途径、 ABC转运蛋白途径、肌醇磷酸代谢途径、渗透调节途径等。(3)在300 mmol/L NaCl处理下燕麦叶片的相对电导率、丙二醛含量、脯氨酸含量等生理指标的变化与相关差异表达基因的变化趋势基本一致,说明基因差异表达量与生理反应密切相关。研究认为,在相同的栽培及胁迫处理条件下,可根据植物盐响应生理指标的变化判断耐盐基因的表达情况。
邓小娟,赵云云,邱岱岱,商瑞昕,王朋,万海波,陈可,阙祥祥,杨存义
2015, 35(7):1394-1402. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2015.07.1394 CSTR:
摘要:该研究在收集大豆籽粒镉积累定位信息的基础上,通过参考图谱分子标记比较整合已有的定位信息,进一步在‘中黄24’(籽粒高积累镉)与‘华夏3号’(籽粒低积累镉)衍生的(F6:7)重组自交系群体中,对大豆籽粒镉积累的QTL位点及其分子标记进行验证。结果表明,在不同群体中定位的籽粒镉积累2个主效QTL(Cda1和Cd1)位于第9染色体同一区域;该区段内候选基因GmHMA1的点突变,在籽粒镉积累不同的‘中黄24’和‘华夏3号’之间是一致的;该位点与‘中黄24’和‘华夏3号’各器官的镉浓度并无连锁关系。研究认为,‘中黄24’与‘华夏3号’间籽粒镉积累差异由其它位点控制,需要利用该重组自交系群体进行全基因组定位。
2015, 35(7):1403-1408. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2015.07.1403 CSTR:
摘要:为探明缺磷胁迫对烤烟磷吸收的影响机理,以烤烟品种‘豫烟10号’为材料,采用盆栽试验设置不施磷(-P)和正常供磷(+P)2个处理,分析了烟草生育后期根系和叶片中高亲和磷转运蛋白基因NtPht1;1、NtPht1;2(简称PT1、PT2)的表达差异性及其表达量与烟草磷含量、磷积累量的关系。结果表明:(1)随生育期的推进,烤烟根系和叶片的PT1基因相对表达量、PT2基因相对表达量、干物质重和磷素积累量逐渐增加,烟叶的磷含量逐渐降低,根系磷含量无明显的变化规律。(2)磷胁迫促使PT1、PT2基因的表达量上调,其中叶片PT1基因的相对表达量高于根系,叶片PT2基因的相对表达量显著低于根系。(3)磷胁迫限制了烤烟对干物质和磷素的积累,在移栽后90 d,-P处理烤烟根系和叶片的干物质重、磷素积累量不到+P处理的一半,处理间差异极显著。研究认为,在缺磷环境下,烟草高亲和磷转运蛋白基因PT1和PT2表达量的增加,是由磷胁迫下烟草体内磷积累量降低所引起的系统性调控。
2015, 35(7):1409-1414. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2015.07.1409 CSTR:
摘要:以新疆赛买提杏为试验材料,分别在果实坐果期、膨大期、转色期及采收前48 h,采用分子量为5 000、浓度为0.05%的壳寡糖(GOS)溶液对杏果实进行喷施处理,以喷施清水为对照(CK);采收后的杏果实在机械损伤接种链格孢菌后置于4 ℃、相对湿度 90%~95%的条件下贮藏,定期统计接种链格孢菌杏果实的病斑直径和发病率,测定抗病相关酶苯丙氨酸解氨酶(PAL)、β-1,3-葡聚糖酶(GLU)和几丁质酶(CHT)的活性及木质素、富含羟脯氨酸糖蛋白(HRGP)的含量,探讨采前壳寡糖处理对杏果实黑斑病的抗性诱导及其生理机制。结果显示,贮藏结束时,采前壳寡糖处理的果实发病率与病斑直径分别比对照显著降低了16.37%和17.57%。随着贮藏期间的延长,壳寡糖处理杏果实PAL、GLU、CHT的活性和木质素、HRGP的含量均表现出先上升后下降的变化趋势,且始终显著高于同期对照,并分别在接种后第21、28、21、28和14天达到峰值,峰值比同期对照分别显著提高12.17%、78.22%、31.41%、34.81%和77.44%。研究表明,采前壳寡糖处理能通过诱导提高杏果实病程相关蛋白及细胞壁HRGP和木质素的含量来增强杏果实对黑斑病的抗性。
2015, 35(7):1415-1420. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2015.07.1415 CSTR:
摘要:以竹根姜幼苗为材料,采用室内水培试验和茎基部注射接种姜青枯菌方法,探讨外源茉莉酸甲酯(MeJA)诱导竹根姜产生姜瘟病抗病性的生理生化机制。 结果显示:外源MeJA处理可以显著降低竹根姜的病情指数,提高对姜瘟病的抗性,而对青枯菌的致病力没有直接的抑制作用。MeJA处理可促进竹根姜内源H2O2在前期迅速积累,同时诱导增强姜块内苯丙氨酸解氨酶(PAL)、过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)、过氧化氢酶(CAT)等防御酶以及病程相关蛋白几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶的活性,促进姜块内木质素含量上升。研究表明,MeJA能通过调控竹根姜细胞内下游信号分子H2O2的水平来提高防御相关酶的活性和病程相关蛋白的表达,促进木质素的合成,提高了竹根姜的抗病性。
李畅 , 苏家乐 , 刘晓青 , 何丽斯 , 陈尚平 , 肖政 , 熊才法
2015, 35(7):1421-1427. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2015.07.1421 CSTR:
摘要:为探明鹿角杜鹃种子萌发和幼苗生长期的耐旱性,以鹿角杜鹃干种子和90 d苗龄幼苗为材料,采用聚乙二醇(PEG-6000)模拟不同程度的干旱胁迫,研究干旱胁迫对其种子萌发、早期幼苗生长及幼苗的细胞膜透性、MDA含量、有机渗透调节物质和抗氧化酶活性的影响,并对种子萌发率、早期幼苗生长量与PEG胁迫浓度间进行了回归分析。结果表明:(1)5%~25% PEG胁迫范围内,随着干旱胁迫程度的增加,鹿角杜鹃种子的发芽启动时间推迟,发芽持续时间延长,发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数和幼苗生长量显著降低;重度干旱胁迫(25% PEG)下,鹿角杜鹃种子完全未萌发。(2)发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数以及幼苗生长量的变化均与干旱胁迫程度呈极显著负相关关系,回归分析求得鹿角杜鹃种子萌发的半致死PEG干旱胁迫浓度为15.68%、半致矮PEG干旱胁迫浓度为15.37%。(3)随着PEG胁迫浓度的增加,鹿角杜鹃幼苗叶片SOD活性呈先升后降的趋势,但各胁迫处理仍显著高于CK(0% PEG);细胞膜透性、MDA、脯氨酸、可溶性糖含量、POD和CAT活性则在中度(15%~20% PEG)和重度胁迫下显著升高,与干旱胁迫程度呈极显著正相关关系。研究表明,干旱胁迫显著抑制了鹿角杜鹃种子萌发和早期幼苗生长,使其细胞膜受到损伤,同时鹿角杜鹃可通过体内渗透调节物质和抗氧化酶活性的增加来适应干旱环境,使得自身受抑制、损伤程度降到最低。
2015, 35(7):1428-1436. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2015.07.1428 CSTR:
摘要:以盆栽野牛草克隆分株为材料,将克隆分株分别标记为O(姊株)和Y(妹株),设置连接组和断开组两种处理,其中,连接组中O分株和Y分株通过节间子相连,断开组则剪断分株节间子;两组处理的O分株光周期均设置为光照12 h/黑暗12 h ,Y分株光周期均设置为黑暗12 h/12 h光照(恰好与O分株相反),经过7 d的差异光周期处理后进行72 h全光照稳定培养,并于全光照条件下在48 h内连续测定各分株叶片超氧化物歧化酶(SOD),过氧化物酶(POD),过氧化氢酶(CAT),抗坏血酸过氧化物酶(APX)的活性以及丙二醛(MDA)的含量,探讨野牛草叶片酶促活性氧清除系统对差异光周期的响应特征。结果表明,差异光周期处理1周后,全光照条件下,断开状态的野牛草克隆分株O和Y间叶片中SOD、POD、CAT、APX活性以及MDA含量在24 h内基本呈现相反的变化趋势,而野牛草相连克隆分株O和Y间叶片中以上指标在24 h内呈现趋于一致的变化规律。研究发现,野牛草酶促活性氧清除系统活性在一天内呈现节律性表达模式,且差异光周期处理下的野牛草相连克隆分株的活性氧清除系统的活性的节律性变化趋于同步。
2015, 35(7):1437-1442. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2015.07.1437 CSTR:
摘要:通过对刺槐幼苗每隔3 d剪去1片叶片造成持续机械损伤,测定了0~138 h抗氧化酶活性变化及刺槐幼苗生长情况;同时使用孔径25 μm尼龙网设置三室根箱隔网系统,测定了供体瞬时机械损伤后受体的抗氧化酶活性的持续变化,探讨接种丛枝菌根真菌刺槐幼苗对持续及瞬时机械损伤后的响应机制,以及菌根菌丝桥对刺槐幼苗机械损伤信号的传递特征。结果表明:在持续机械损伤胁迫下,接种丛枝菌根真菌能够促进刺槐幼苗的根系生长、提高幼苗的成活率,接种丛枝菌根真菌的刺槐幼苗成活率及根系鲜重比对照分别增加15.38%和23.52%。瞬时机械损伤后0、48、90、114、138 h刺槐幼苗的苯丙氨酸解氨酶(PAL)和过氧化物酶(POD)活性都呈现先增加后降低的趋势,均在90 h达到最大值,并且菌根化幼苗的PAL和POD活性显著高于未菌根化幼苗。瞬时机械损伤后,菌根菌丝桥能够介导刺槐幼苗间相关信号的传递,从而引起菌根化受体刺槐幼苗的PAL和POD活性表现出与供体机械损伤幼苗相同的变化趋势。
2015, 35(7):1443-1450. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2015.07.1443 CSTR:
摘要:利用热平衡包裹式Flow32茎干液流仪和环境要素监测系统研究了河西走廊中段典型固沙植物梭梭(Haloxylon ammodendron)、白刺(Nitraria tangutorum)、沙拐枣(Calligonum mongolicum)夜间液流活动特征,分析影响3种植物夜间耗水的主要环境因素及其利用途径。结果表明:(1)梭梭、白刺、沙拐枣茎干夜间液流密度在前半夜(20:00~0:00)较大且迅速降低,在后半夜(0:00~6:00)仍有微弱液流密度且波动较大;梭梭、白刺、沙拐枣的夜间液流密度差异极显著,平均夜间液流密度依次为3.73、1.12、6.07 g·cm-2·h-1,且在典型降雨天气条件下3种植物夜间液流活动明显减弱。(2)在观测期间,总夜间耗水量与基茎显著相关,但3种植物夜间耗水分配在不同月份间差异不显著;梭梭、白刺、沙拐枣夜间耗水对日总耗水贡献率变化范围分别为1%~30%、0.1%~16%和1.5%~20%。(3)饱和水汽压差和风速仅能解释梭梭、沙拐枣、白刺夜间液流密度24%、25%、27%的变化,3种植物夜间液流主要用以茎干补水。
郝建锋 , 张逸博 , 王德艺 , 齐锦秋 , 姚娱 , 李艳 , 朱云航 , 姚小兰
2015, 35(7):1451-1459. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2015.07.1451 CSTR:
摘要:以四川省雅安莲花山为研究区,采用典型样地法分别调查轻度、中度和重度人为干扰对青冈(Cyclobalanopsis glauca)次生林不同林分层次的物种组成、群落结构和物种多样性的影响。采用物种丰富度指数(S)、Shannon-Wiener指数(H)、Simpson优势度指数(H′)和均匀度指数(Jsw)来综合分析群落的物种多样性水平。结果表明:(1)在总面积为3 600 m2的9个样地中,共记录到维管束植物161种,隶属于83科134属,以禾本科(Gramineae)、樟科(Lauraceae)、壳斗科(Fagaceae)、山茶科(Theaceae)等植物为主。(2)不同强度人为干扰下青冈次生林的群落结构不同,受轻度和中度干扰的群落乔木层处于小径级(胸径8 cm以下)、低高度级(高度3~7 m)的幼苗较多,林分具有潜在的天然更新能力,受重度干扰下群落乔木小径级、低高度级个体数少,群落结构不稳定,林分生产力低。(3)不同强度人为干扰下青冈次生林群落重要值差异显著,轻、中、重干扰下乔木层优势种数量差别不明显,物种组成单一;灌木层重度干扰下小果润楠(Machilus microcarpa)占据绝对优势地位;草本层优势种在中度干扰下数量最多。(4)随着人为干扰强度的增加,青冈次生林群落的S、H、H′和Jsw降低,群落物种多样性整体呈下降趋势。
2015, 35(7):1460-1469. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2015.07.1460 CSTR:
摘要:阿尔泰山脉地处亚洲中部,斜跨中国、俄罗斯、蒙古、哈萨克斯坦四国国境,生态环境良好,植物资源丰富。本文在查阅文献资料的基础上,结合野外实地调查,比较了中国新疆、俄罗斯、蒙古及哈萨克斯坦阿尔泰山野生种子植物的种类、组成及其分布区类型的差异,分析了四地阿尔泰山野生种子植物的相似性与差异性。结果显示:(1)四地阿尔泰山野生种子植物资源丰富,按丰富度大小依次为:俄罗斯阿尔泰山>蒙古阿尔泰山>中国新疆阿尔泰山>哈萨克斯坦阿尔泰山。(2)含1种和2~10种的科和属在四地阿尔泰山的科和属种都具有绝对优势。(3)四地阿尔泰山种子植物科的分布区类型均以世界分布型和北温带分布型为主;在属级水平上,以北温带分布型、旧世界温带分布型、世界分布型和地中海、西亚至中亚分布型为主。(4)四地阿尔泰山种子植物科和属的相似性系数都超过了50%,说明四地阿尔泰山的亲缘关系密切。研究表明,四地阿尔泰山种子植物区系存在一定的差异,中国新疆阿尔泰山对整个阿尔泰山的各个植物区系的接触、混合和特化起桥梁作用。
2015, 35(7):1470-1475. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2015.07.1470 CSTR:
摘要:在离体条件下,以野生泸定百合(Lilium sargentiae)不定芽(2n=2x=24)为材料,以无菌水(CK)和秋水仙素为对照,分别用不同浓度(100、200、300 μmol/L)除草剂(氟乐灵、二甲戊灵)溶液分别浸泡(12 h、24 h、36 h)处理,通过根尖细胞染色体数和叶片下表皮保卫细胞及叶片形态特征观察,比较2种除草剂不同浓度及不同处理时间对泸定百合多倍体诱导的效果。结果表明:300 μmol/L二甲戊灵浸泡36 h,变异率达30.0%,200 μmol/L氟乐灵浸泡36 h,变异率达32.2%,但2种诱变剂处理后材料诱导变异和存活率的差异不显著。对变异材料通过细胞学鉴定,发现2种诱变剂均能够诱导出四倍体泸定百合,但与秋水仙素处理相比,2种诱变剂处理时间短,材料死亡率低,变异率较高,而且对人畜伤害小,成本低;此外,与二倍体植株相比,四倍体植株的叶片气孔显著增大、气孔密度显著降低。研究认为,除草剂二甲戊灵和氟乐灵可作为秋水仙素诱导多倍体的替代品,而且叶片气孔大小可作为初步快速检测多倍体的有效指标。
2015, 35(7):1476-1481. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2015.07.1476 CSTR:
摘要:通过对采自贵州省梵净山和内蒙古赛罕乌拉自然保护区的苔藓植物标本进行鉴定,发现了丛藓科的2个新分布种——卷叶薄齿藓(Leptodontium pungens)和北美赤藓(Syntrichia amphidiacea)。卷叶薄齿藓为中国新记录种,首次在中国贵州省梵净山发现,其主要特征为茎无中轴分化,具透明层,常分布于火山和温带高海拔地区。北美赤藓为内蒙古新分布种,发现于内蒙古赛罕乌拉自然保护区,其主要特征为叶腹面近叶尖处生有大量芽胞,成熟芽胞棕色,多细胞,圆柱状。本研究对卷叶薄齿藓和北美赤藓的形态特征和地理分布进行了具体描述,并提供了图版和分种检索表。
2015, 35(7):1482-1484. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2015.07.1482 CSTR:
摘要:报道了中国大陆兰科(Orchidaceae)天麻属(Gastrodia)1新记录种——细天麻(Gastrodia gracilis Bl.)。标本采自云南省开远市碑格乡,生于海拔约2 500 m的常绿阔叶林下,群落郁闭度较大,林下湿润。标本主要形态学特征为总状花序长约6 cm,花排列稀疏,管状,下垂,浅棕色,花被筒顶端5裂,苞片宿存,地下茎小。该种此前记录产于中国台湾及日本。该发现在中国大陆尚属首次,加强了中国云南植物区系与中国台湾以及日本植物区系的联系。
2015, 35(7):1485-1487. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2015.07.1485 CSTR:
摘要:报道了珍稀濒危植物双蕊兰(Diplandrorchis sinica S.C.Chen)在黄土高原的新分布,也是该物种首次在其模式产地辽宁省之外被发现。
2015, 35(7):1488-1496. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2015.07.1488 CSTR:
摘要:植物为了抵御病原菌的侵染而进化出一套独特的先天免疫系统,它主要通过定位在细胞膜或细胞质上的受体介导并激活下游抗病基因表达而实现,但在这些信号传递过程中,细胞质的信号向核传递需要核质运输相关元件的参与。虽然目前只有个别核质运输的信号元件被证实参与了植物的先天免疫信号传递过程,但越来越多的研究表明核质运输是连接抗病基因表达和信号识别受体的一个主要方式。研究发现,病原菌的效应因子也可以利用植物核质运输机制侵入到宿主细胞核内,调控敏感基因的表达,干扰植物的免疫反应。该文对近年来国内外有关植物的核质运输机制、各层次免疫反应需要核质运输作用、核质运输相关蛋白在免疫反应中的作用等方面对核质运输参与植物先天免疫反应研究的研究进展进行综述,并指出该领域未来研究的主要内容和方向。