岳俊燕,岳文冉,杨 杞,于秀敏,杨飞芸,王光霞,李国婧,王瑞刚,丛靖宇
2016, 36(7):1285-1293. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2016.07.1285
摘要:NAC转录因子家族是植物特有的、最大的转录因子家族之一,在植物应答非生物胁迫和生长发育过程中有重要的功能。该研究通过PCR技术,克隆得到了中间锦鸡儿 CiNAC1基因1 066 bp的cDNA全长序列。生物信息学分析显示, CiNAC1基因的开放阅读框(ORF)为921 bp,编码306个氨基酸,推导的蛋白分子量为34.57 kD,等电点为8.35,是一种亲水性蛋白,N端具有保守的NAM结构域,具有26个磷酸化位点和7个糖基化位点。实时荧光定量PCR检测显示,中间锦鸡儿 CiNAC1基因表达受干旱、高盐、脱水、高pH诱导;亚细胞定位发现CiNAC1定位到细胞核中,这与它作为转录因子的功能是一致的;转CiNAC1基因拟南芥株系侧根数目显著多于野生型,根长也明显比野生型长。研究认为, CiNAC1基因可能与中间锦鸡儿响应逆境胁迫机制有关。
2016, 36(7):1294-1301. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2016.07.1294
摘要:该实验采用RTPCR技术,从胡萝卜‘黑田五寸’中克隆获得了编码肉桂醇脱氢酶(Cinnamyl alcohol dehydrogenase, CAD)的基因DcCAD。DcCAD序列长1 074 bp,编码357个氨基酸。亲水/疏水性分析表明,DcCAD属于亲水性蛋白。系统进化分析显示,DcCAD与番茄CAD(XP_010314515.1)亲缘关系最近。荧光定量PCR结果显示,DcCAD基因在胡萝卜根、叶片和叶柄中的表达量差异显著,其相对表达量为叶片>根>叶柄。DcCAD基因对高温(38 ℃)、低温(4 ℃)、干旱(20% PEG)和盐(0.2 mol·L-1 NaCl)胁迫均有响应,尤其对高温胁迫和低温胁迫响应明显,而且高温处理后1 h和低温处理后2 h表达量最高。研究推测,DcCAD基因对胡萝卜抗逆性具有一定的作用。
2016, 36(7):1302-1307. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2016.07.1302
摘要:CYP83A1基因是萝卜硫素合成代谢中的关键基因,该试验以青花菜品种CDBY10为材料,利用RACE和RTPCR方法,获得BoCYP83A1基因的全长序列。该基因全长1 509 bp,编码502个氨基酸,包含保守的P450结构域。通过实时荧光定量PCR分析了BoCYP83A1基因在不同品种、不同组织以及不同激素处理下的表达水平。系统进化树分析表明,BoCYP83A1与结球甘蓝亲缘关系最近。BoCYP83A1基因在不同品种间的组织特异性不同:在青花菜品种CDBY10的根、茎、叶3个组织间表达水平差异较小,在品种CDBY12中表现为茎>叶>根,在CDBY14中则表现为根>茎>叶。MeJA及SA处理均能够引起BoCYP83A1基因表达量的变化:经MeJA处理后,BoCYP83A1基因表达量升高至对照的1.9倍,而后有少量下降;经SA处理后,BoCYP83A1基因表达水平迅速降低,在6 h时降低至对照的0.1倍,而后逐渐回升至对照的表达水平。研究表明,BoCYP83A1基因在不同青花菜品种中的表达特性不同,其表达能够被MeJA和SA所调控。青花菜BoCYP83A1的克隆及鉴定为培育高萝卜硫素含量的青花菜新品种奠定了理论基础。
2016, 36(7):1308-1314. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2016.07.1308
摘要:该研究采用实时荧光定量PCR(qRTPCR)技术,对烟草金属耐受蛋白1(MTP1)基因(NtMTP1)在烟草不同组织以及不同质量浓度ZnSO4处理下的表达进行了分析;利用农杆菌介导法,将NtMTP1基因植物过表达载体pBI12135S∶∶MTP1转化野生型烟草,筛选得到NtMTP1基因过表达的转基因烟草植株,并进行不同质量浓度ZnSO4处理,检测NtMTP1基因过表达对烟草Zn胁迫耐受性的影响。结果表明:NtMTP1基因在烟草中呈现组织特异性表达,主要在花与叶中表达;NtMTP1基因的表达受到Zn2+诱导,在400 μmol/L ZnSO4处理后,表达量达到最高,为对照组的3.81倍;3株转基因烟草植株中NtMTP1基因表达量分别为野生型的10.42、7.61和11.84倍,与野生型相比,过表达植株对Zn胁迫的耐受性显著增强。研究结果为阐明NtMTP1基因在烟草体内Zn2+转运过程中的生物学功能提供了重要依据。
2016, 36(7):1315-1320. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2016.07.1315
摘要:β胡萝卜素异构酶(D27)是独脚金内酯(SLs)合成通路的第一个酶。该研究以普通小麦‘中国春’为材料,通过RTPCR克隆了小麦β胡萝卜素异构酶对应cDNA(TaD27),并对其在不同组织和低磷胁迫下的表达进行分析。结果显示:(1)克隆获得2个高度同源cDNA片段,分别定位于7A、7D 染色体的长臂,命名为TaD277AL和TaD277DL;序列分析发现,7B染色体长臂上还存在另一个同源基因TaD277BL。(2)3个TaD27基因均包含7个外显子,编码区长度分别为828 bp(7AL)、840 bp(7BL) 和843 bp(7DL) ,编码蛋白的N端均含有叶绿体转运肽;进化分析表明,植物D27蛋白主要聚集在3个进化枝中,小麦、水稻和玉米等单子叶植物的D27高度同源,聚集在同一进化分枝。(3)组织表达分析表明,TaD27基因在叶、叶鞘和茎中的表达量较高,在幼穗中的表达量相对较低,在根中的表达量最低;低磷胁迫下,TaD27在根中的表达量先下降后升高,胁迫至6~12 h时,表达量达到最低,96 h时基本恢复至初始状态,而在叶中表达量则是先升高后下降,6 h达到峰值,12 h基本恢复到初始水平,随后表达量继续下降。
2016, 36(7):1321-1330. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2016.07.1321
摘要:该研究以甘菊(Chrysanthemum lavandulifolium)为实验材料,通过RTPCR方法从甘菊转录组数据中分离出热激蛋白合成相关基因,命名为ClHSP70和ClHSP90。序列分析表明,ClHSP70基因ORF全长为2 559 bp,编码852个氨基酸,蛋白功能区预测表明含有典型的HSP70蛋白NBD和SBD保守结构域;ClHSP90基因ORF全长为2 094 bp,编码697个氨基酸,含有HATPase结构域和HSP90保守结构域。生物信息学分析表明,甘菊ClHSP70与大豆(Glycine max)和烟草(Nicotiana tomentosiformis)HSP70蛋白有较高的一致性, ClHSP90基因编码的氨基酸序列与紫茎泽兰(Ageratina adenophora)HSP90高度相似;实时荧光定量表达分析表明,在42 ℃处理不同时间,甘菊叶片中ClHSP70和ClHSP90基因表达均在0.5 h时显著增加,1 h达到最大值,2 h后缓慢下降;不同组织表达分析表明,甘菊在42 ℃处理1 h后,ClHSP70在成熟叶中的表达量显著高于嫩叶和根等其他组织;ClHSP90在成熟茎中的表达量最高。研究说明,ClHSP70和ClHSP90基因具有热激蛋白特征,参与了甘菊热胁迫应答过程,该研究结果为以后深入研究其基因功能奠定了基础。
2016, 36(7):1331-1336. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2016.07.1331
摘要:为研究大豆(Glycine max L.)细胞壁脯氨酸富集蛋白基因(SbPRP3)在逆境胁迫中的作用,利用实时荧光定量PCR,对SbPRP3在高盐、干旱和低温处理下的表达情况进行检测。结果显示,SbPRP3在高盐处理下表达量升高,在干旱和低温处理下表达量先升高后降低。将SbPRP3构建到植物表达载体pRI101AN上并转化烟草,获得阳性转基因烟草3株。对转基因烟草植株进行高盐、干旱和低温胁迫处理。结果表明,与对照相比,高盐和低温处理下转基因烟草脯氨酸积累量增加,而丙二醛产生量降低。但干旱处理后转基因烟草脯氨酸和丙二醛的含量与对照相比没有显著差异。由此推测SbPRP3可以提高转基因烟草的耐盐性和耐寒性。
2016, 36(7):1337-1342. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2016.07.1337
摘要:为研究花青素苷的转运,利用电子克隆和RTPCR方法,从普通烟草(Nicotiana tabacum)花中分离了1个编码谷胱甘肽转移酶(GST)基因,命名为NtAN9(GenBank登录号KX356542)。NtAN9包含一个690 bp的开放阅读框,编码229个氨基酸残基,属于phi型GST。NtAN9基因组结构由3个外显子和2个内含子组成。多序列比对分析表明,NtAN9与矮牵牛(Petunia hybrida)花青素苷转运相关的GST基因PhAN9具有88%的一致性。系统进化分析显示,NtAN9与花青素苷转运相关的GST基因聚为一支,是PhAN9的直系同源基因。定量PCR分析表明,NtAN9基因在含有花青素苷的四个花发育时期中均有表达,其中在开花前的第Ⅲ期(2 cm <花芽<4 cm)表达丰度达到最高,而在不含花青素苷的根、茎和叶中不表达。由此推测,分离得到的NtAN9可能具有类似PhAN9的功能,与烟草花青素苷的转运与积累相关。NtAN9基因的分离与表达分析,为进一步研究烟草花青素苷的转运奠定了基础。
2016, 36(7):1343-1350. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2016.07.1343
摘要:白芨(Bletilla striata Rchb.)为中国珍稀濒危植物,重要的药用植物。该研究基于Illumina测序技术构建白芨基因组文库和微卫星文库,设计白芨微卫星引物,用白芨4个野生种群80个个体对引物进行多态性检测,应用4个白芨近缘种中进行引物的通用性检测,并在此基础上分析了白芨的遗传多样性和遗传分化,以探讨白芨的遗传结构和进化潜能。结果表明:(1)白芨基因组中微卫星片断丰富,共检测出17 841条微卫星片断。基于白芨微卫星库对100个位点设计了引物对,经PCR扩增和检测筛选出能够稳定扩增的多态性位点20个,每个位点的复等位基因数(Na)在2~6之间,平均为3.85;20对引物的大部分能够在4个白芨近缘种中成功扩增。(2)白芨在物种水平均有较高的遗传多样性(Na=3.85,I=1.07,H=0.614 7),白芨种群遗传分化强烈(Gst=0.43),居群间的基因流较弱(Nm= 0.867 6),居群聚类分析结果均表明地理距离较近的居群具有较近的遗传关系。
2016, 36(7):1351-1356. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2016.07.1351
摘要:为探讨缺齿藓类与真藓科、提灯藓科的系统关系,理清缺齿藓科的系统位置和中国缺齿藓科分类问题,该研究以中国分布的缺齿藓科植物和相关类群4 000余份标本为材料,进行详细的形态学研究,并选用其中35种、40份样品的4个DNA片段(rps4、trnG、trnLtrnF 、atpBrbcL)联合数据用于分子系统分析,采用邻接法(NJ)和最大似然法(ML)构建分子树。结果表明:(1)在分子树中,缺齿藓类与真藓科植物分别聚在具有高支持率的不同分支上,叶形、叶细胞等形态学特征也有较大差异,缺齿藓类应从广义的真藓科分出。(2)在分子树中,虽然缺齿藓类与提灯藓科植物聚在同一分支中,但无形态学的共源性状,二者不应视为一个单系类群。(3)缺齿藓科是一个自然类群,缺齿藓科内属间存在着密切的系统关系,缺齿藓科的主要识别特征为:植物体小型,茎常分枝;叶形和叶细胞为丝瓜藓型(Pohlialike),披针形至长椭圆形,中上部细胞狭长,线状菱形或蠕虫形;生殖苞多生于新生枝顶;蒴齿为互生双齿层,常有不同程度的退化或一层蒴齿缺失,稀双层蒴齿缺失。(4)中国缺齿藓科包含有5属,即缺齿藓属(Mielichhoferia)、丝瓜藓属(Pohlia)、拟丝瓜藓属(Pseudopohlia)、合齿藓属(Synthetodontium)和小叶藓属(Epipterygium),目前为止共计34种(含种下分类单位)。
马 娟 , 范 韦 , 李小泉 , 陈厚彬 , 谢 玲 , 刘 静 , 吴 茜 , 袁 梦 , 徐春香
2016, 36(7):1357-1365. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2016.07.1357
摘要:采用免疫荧光标记技术,利用5种识别不同甲酯化程度聚半乳糖醛酸(HGs)果胶及香蕉果胶甲酯酶(PME)的单克隆抗体,对不同株龄香蕉叶片中PME及不同甲酯化程度的HGs定位、相对含量以及PME活性的变化进行分析,为探讨HGs和PME在香蕉生长发育及抵抗逆境过程中的功能和生理机制奠定基础。结果显示:(1)PME主要在组培苗的叶肉和保卫细胞中表达,其表达量及其酶的活性均随着香蕉株龄的增长而呈现下降趋势。(2)叶肉细胞也是各类不同甲酯化程度HGs的主要分布区域,其含量随着香蕉株龄的增长有不同程度的下降,但不同HGs在叶肉细胞中的含量以及在表皮、保卫细胞及叶脉中的分布模式不尽相同,保卫细胞中HGs的甲酯化程度较高。研究表明,香蕉的叶肉细胞是PME及这5种不同甲酯化程度HGs的主要分布场所,且这些HGs在香蕉发育过程中的含量变化趋势与PME相似。
2016, 36(7):1366-1375. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2016.07.1366
摘要:为探讨缺齿藓类与真藓科、提灯藓科的系统关系,理清缺齿藓科的系统位置和中国缺齿藓科分类问题,该研究以中国分布的缺齿藓科植物和相关类群4 000余份标本为材料,进行详细的形态学研究,并选用其中35种、40份样品的4个DNA片段(rps4、trnG、trnLtrnF 、atpBrbcL)联合数据用于分子系统分析,采用邻接法(NJ)和最大似然法(ML)构建分子树。结果表明:(1)在分子树中,缺齿藓类与真藓科植物分别聚在具有高支持率的不同分支上,叶形、叶细胞等形态学特征也有较大差异,缺齿藓类应从广义的真藓科分出。(2)在分子树中,虽然缺齿藓类与提灯藓科植物聚在同一分支中,但无形态学的共源性状,二者不应视为一个单系类群。(3)缺齿藓科是一个自然类群,缺齿藓科内属间存在着密切的系统关系,缺齿藓科的主要识别特征为:植物体小型,茎常分枝;叶形和叶细胞为丝瓜藓型(Pohlialike),披针形至长椭圆形,中上部细胞狭长,线状菱形或蠕虫形;生殖苞多生于新生枝顶;蒴齿为互生双齿层,常有不同程度的退化或一层蒴齿缺失,稀双层蒴齿缺失。(4)中国缺齿藓科包含有5属,即缺齿藓属(Mielichhoferia)、丝瓜藓属(Pohlia)、拟丝瓜藓属(Pseudopohlia)、合齿藓属(Synthetodontium)和小叶藓属(Epipterygium),目前为止共计34种(含种下分类单位)。
2016, 36(7):1376-1382. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2016.07.1376
摘要:箭筈豌豆(Vicia sativa)是高海拔地区重要的一年生豆科牧草,但荚果成熟时的开裂现象会造成种子的严重损失。该研究以栽培品种‘兰箭3号’为对象,对其荚果在发育过程中的形态特征、水分含量、腹缝线表面结构及腹缝线横截面解剖结构的动态变化进行观察分析,以探讨箭筈豌豆荚果的裂荚机理,为生产中确定种子收获的适宜时间提供理论依据。结果显示:(1)‘兰箭3号’约在盛花后25~30 d荚果变为浅棕色,此时荚果已完成生理成熟,且荚果的大小和干重均达到最大值,含水量降到最小值;盛花后25 d荚果腹缝线出现裂缝,盛花后35 d腹缝线完全裂开。(2)‘兰箭3号’于盛花后20 d腹缝线处离层细胞开始解体;盛花后25 d,内、中、外果皮的薄壁细胞均开始失水皱缩,其中内果皮的薄壁细胞部分已开始破裂,离层细胞及其下面的薄壁细胞完全解体,外部果瓣缘细胞内侧细胞壁破裂,但外侧异常加厚的细胞壁仍然保持完整并连接两个果瓣,使荚果不开裂;盛花后30~35 d,内、中、外果皮的薄壁细胞完全失水,细胞壁皱缩在一起,同时外部果瓣缘细胞外侧细胞壁断裂成两部分,荚果的两个果瓣裂开。研究表明,盛花后25~30 d荚果失去绿色变为浅棕色时是‘兰箭3号’的适宜收获时间,且离层和细胞失水产生的机械拉力是导致箭筈豌豆荚果开裂的主要原因,推测外部果瓣缘细胞外侧增厚融合的细胞壁很可能是‘兰箭3号’抵抗裂荚的关键结构。
2016, 36(7):1383-1390. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2016.07.1383
摘要:利用GFP标记的田菁茎瘤固氮根瘤菌(Azorhizobium caulinodans ORS 571)侵染露白24 h的小麦种子,分别在侵染后0、6、12、24、48、72和96 h采样,利用实时荧光定量PCR方法检测小麦体内6条与促生作用相关miRNAs(miR156、miR159、miR160、miR167、miR168和miR403)的表达模式,检测其中3条miRNAs(miR159、miR167和miR168)的靶基因表达模式;以接菌8 d 的小麦样品做切片,利用激光共聚焦显微镜检测小麦叶部田菁茎瘤固氮根瘤菌的分布,并测定小麦的生理指标。结果显示:(1)田菁茎瘤固氮根瘤菌侵染小麦后能够在叶片边缘部位定殖。(2)小麦叶片中与促生作用相关的6条miRNAs出现了不同程度变化,在12~24 h到达其峰值,随后逐渐下降,其中miR159在峰值时的表达量为初始表达量的2.88倍。(3)3条miRNAs的靶基因表达模式与相应miRNA表达模式相对应,但并不严格。(4)生理指标测定结果显示,接种田菁茎瘤固氮根瘤菌对小麦叶片产生明显的促生作用,其中叶鲜重在96 h的变化与对照差异极显著。研究表明,接种的田菁茎瘤固氮根瘤菌能够到达小麦叶组织,对小麦叶片的生长产生明显的促生作用,其中miRNAs在促生过程中发挥重要作用。
2016, 36(7):1391-1398. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2016.07.1391
摘要:以箭舌豌豆(Vicia sativa L.)品种L3(耐镉)和ZM(镉敏感)为材料,研究了不同程度镉胁迫下箭舌豌豆幼苗根系抗坏血酸(AsA)含量、脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)同工酶活性、抗坏血酸过氧化物酶(APX)同工酶活性以及APX基因表达的变化。结果显示:(1)2个箭舌豌豆品种根系AsA和脱氢抗坏血酸(DHA)含量在镉胁迫下显著升高;AsA/DHA比值在镉耐性品种L3中显著升高,在敏感品种ZM中显著下降;相同镉处理浓度下,L3根系AsA含量和AsA/DHA比值显著大于ZM。(2)2个品种根系DHAR的活性电泳共显示4条同工酶条带,它们的活性均随镉处理浓度的升高而升高;其中DHAR1只在L3显示,DHAR4只在ZM显示;相同镉处理浓度下,品种L3 的DHAR的总活性大于品种ZM。(3)2个品种根系APX的活性电泳共显示11条同工酶条带,其中的APX1、2、4仅在敏感品种ZM中受镉胁迫诱导,APX 8在耐性品种L3中受到比敏感品种ZM更显著的诱导;克隆得到1个箭舌豌豆APX基因,荧光定量RTPCR结果显示该基因的转录在L3和ZM根系均受镉处理诱导。研究表明,镉胁迫下2个箭舌豌豆品种根系AsA含量,AsA代谢相关酶DHAR和APX的活性以及APX的转录水平均显著升高;镉耐性品种L3较敏感品种ZM能更有效地促进AsA循环,维持更高的AsA水平,从而更有效地缓解镉胁迫诱导产生的氧化胁迫,这可能是L3较ZM具有更高镉耐性的重要机制之一。
2016, 36(7):1399-1407. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2016.07.1399
摘要:以3年生‘大五星’枇杷嫁接苗为试验材料,通过盆栽控水试验设置4个水分处理梯度:对照(CK)、轻度胁迫(LS)、中度胁迫(MS)和重度胁迫(SS),研究不同程度土壤干旱对枇杷幼树的生长和生理特性的影响。结果显示:(1)枇杷的株高、地上和地下生物量随干旱胁迫的增强呈下降趋势。(2)在轻度和中度胁迫下叶片叶绿素含量增加,随着土壤水分的减少,叶绿素含量和叶片相对含水量(LRWC)均显著下降。(3)叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)随着干旱胁迫的加剧均显著下降,其中Gs下降幅度最大,而胞间CO2浓度(Ci)则表现为先下降后上升,重度胁迫时叶片的水分利用率(WUE)最低。(4)干旱的加重使叶片超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)的活性呈现先增加后降低的趋势,过氧化氢酶(CAT)活性在轻度胁迫下最为活跃但在重度胁迫时显著降低,丙二醛(MDA)含量在中度胁迫第10天开始显著升高。(5)随干旱胁迫的加剧游离脯氨酸(Pro)含量增加且在重度胁迫第10天达到最大值,而可溶性蛋白(SP)含量在胁迫后期与对照无显著差异,可溶性糖(SS)含量在重度胁迫后期达到峰值且与对照差异显著。研究表明,在轻度和中度干旱胁迫下,枇杷叶片光合作用受到抑制,但能够积极调控抗氧化酶的活性和渗透调节物质的含量等来增强耐受性,而重度胁迫下,叶片膜系统和光合系统受到损伤,枇杷生长受到严重抑制。
艾克来木·艾合买提,阿不来提·买买提,巴特尔·巴克,阿丽腾·吐尔孙哈力,萨吉旦·阿卜杜克日木,祖力克艳·麻那甫
2016, 36(7):1408-1416. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2016.07.1408
摘要:以越冬期间库尔勒香梨花芽、树干、枝条等器官为材料,测定了不同器官形成层组织抗氧化酶(SOD、CAT、POD)活性、可溶性蛋白含量、相对电导率等抗寒指标,同时监测了果园气温和树干阳阴面形成层温度,并采用隶属函数评价不同器官抗寒性,分析越冬期气温对新疆库尔勒香梨不同器官抗寒指标和抗寒性的影响。结果表明:(1)在库尔勒香梨越冬期间,不同器官同一抗寒指标和同一器官不同抗寒指标随气温、树干阳阴面形成层温度差的变化趋势有所不同,但总体上抗寒指标均与气温呈负相关关系,而与树干阳阴面形成层温度差均呈正相关关系。(2)各器官形成层可溶性蛋白含量与其抗氧化酶活性呈正相关关系,SOD、CAT活性与POD活性呈正相关关系,并以CAT与POD活性相关性最强。(3)利用隶属函数法综合分析结果显示,贡献率最大的是CAT活性和可溶性蛋白含量,不同器官抗寒性强弱顺序为花芽组织>树干阴面形成层>枝条形成层>树干阳面形成层。研究发现,库尔勒香梨各器官形成层POD和CAT活性在越冬期间较低气温和较强烈形成层温度变化时较高,并以SOD对低温伤害和形成层温度变化最敏感;整个越冬期抗寒性强的器官表现出较高的可溶性蛋白含量和较低的相对电导率;形成层温度变化与抗寒生理指标变化之间具有较好的相关性,在一定范围内能够反映机体受到的低温冻害程度。
王春丽,王周礼,陈 婷,杨建利,陈文杰,穆建新,田建华 , 赵小光
2016, 36(7):1417-1426. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2016.07.1417
摘要:以11个不同适生区甘蓝型油菜品种为材料,研究了油菜生殖生长期植株叶片和角果的光合气体交换参数、光合色素含量、光合关键酶蛋白含量、主要农艺性状及其与产量的关系,探讨影响叶片(角果)光合效率及单株籽粒产量的主要因子,为油菜高产高光效品种的系统评价提供理论依据。结果显示:(1)油菜植株叶片与角果的净光合速率间相关性较小,但叶片净光合速率远大于角果。(2)叶片净光合速率与其叶绿素a+b含量及气孔导度呈不显著的正相关关系(相关系数较大),与其光合关键酶PEPC、RuBisCO蛋白含量相关系数较小或呈不显著负相关;角果(皮)净光合速率与其叶绿素a、b含量、类胡萝卜素含量及气孔导度相关性较强;光合色素含量是影响叶片、角果净光合速率的第一主因子。(3)单株叶面积、角果数及角果表面积与籽粒产量显著正相关关系,是影响籽粒产量的第一主因子;叶片净光合速率和角粒数是影响籽粒产量的第二主因子;单株生物学产量与叶面积呈显著正相关关系,角果表面积、叶面积及叶片净光合速率是影响生物学产量的第一、二主要因子。研究表明,油菜高产高光效品种的综合评价指标应首选单株角果数、叶片面积,其次选择叶片净光合速率、叶片和角果皮的叶绿素含量以及角粒数。
2016, 36(7):1427-1434. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2016.07.1427
摘要:该研究通过温室砂培试验,考察了不同浓度Mn、Zn和Fe处理对醉马草内生真菌共生体麦角酰胺和麦角新碱含量的影响,以明确共生体产碱所需3种微量元素的最佳浓度范围。结果表明:(1) 在短时间(3周)处理下,共生体麦角酰胺和麦角新碱含量均在Mn2+浓度为5.0 mmol·L-1时达到最大值,且显著高于其余Mn2+浓度梯度;在较长时间(6、9 周)处理下,其麦角酰胺含量在Mn2+浓度为5.0 mmol·L-1时最大但增幅不明显,麦角新碱在对照(0.01 mmol·L-1Mn2+)处理下积累量达到最大,且显著高于其余处理。(2)共生体麦角酰胺含量在处理时间为3、6和9周时, Zn2+处理均在7.0 mmol·L-1下达到最大值,且处理3 周的含量显著高于其余处理时间;其麦角新碱在3个处理时间下均于Zn2+浓度为21.0 mmol·L-1时达到最大值。(3) 在不同处理时间下,共生体麦角酰胺的含量均在Fe浓度为6.0~12.0 mmol·L-1下达到最大值,且在3 周时的含量显著高于其余处理时间;麦角新碱含量在第3、6 周时均于Fe浓度为0 mmol·L-1下达到最大值,在第9 周时则于Fe浓度为0.03 mmol·L-1条件下达到最大值。研究认为,高浓度短时间的Mn、Zn和Fe元素处理有利于刺激醉马草内生真菌共生体2种麦角碱的积累,可通过控制3种微量元素的浓度和共生体的生长时间来提高2种麦角碱的含量,为今后能萃取更高浓度的麦角酰胺和麦角新碱作为临床药剂或生物农药提供较精确的外界条件。
2016, 36(7):1435-1442. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2016.07.1435
摘要:选取‘镇麦168’为实验对象,采用盆栽实验,设置16个不同土壤氮磷梯度,测定不同土壤氮磷化学计量比处理下小麦叶片叶绿素含量、光合气体交换参数和叶绿素荧光参数的响应特征,以揭示不同土壤氮磷化学计量关系对小麦叶片光合特性影响的生理生态机制。结果表明:(1)不同生育期内小麦叶片叶绿素含量均随土壤速效N或速效P含量的增加而增加。(2)随着土壤化学计量比N∶P下降,小麦叶片净光合速率(Pn)在土壤中低氮水平(≤258.4 mg·kg-1)下持续增加,在高氮水平(308.4 mg·kg-1)下则呈现先增后降的趋势。(3)在土壤速效N相同水平处理下,土壤化学计量比N∶P的降低显著提高了小麦叶片叶绿素荧光参数最小荧光(F0,7.27%~20.00%)、最大荧光(Fm,5.28%~16.15%)、光化学猝灭系数(qP,6.64%~20.92%)及实际光化学效率(ΦPSⅡ,6.95%~18.82%),显著降低了非光化学猝灭系数(NPQ,7.42%~25.63%,P<0.05)。研究认为,在中、高氮磷养分水平下,土壤化学计量比N∶P为2.88时,‘镇麦168’叶片净光合速率和实际光化学效率均达到最高水平,表现出较强的光能利用能力。
2016, 36(7):1443-1449. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2016.07.1443
摘要:为了研究海拔差异对植株性状、花特征表型选择的影响,以青藏高原高寒草甸的全缘叶绿绒蒿(Meconopsis integrifolia)为研究材料,于盛花期内,测定不同海拔(4 452、4 081和3 681 m)种群中个体植株性状、花特征、单果结实数并进行统计分析,采用线性回归模型估计不同海拔种群间植株性状、花特征所受的表型选择(选择差与选择梯度)。结果表明:(1)随着海拔升高,全缘叶绿绒蒿植株性状、花特征及单果结实数显著降低,海拔越高的种群中株高越矮、叶面积越小、花数越少、花越小、单果结实数越低。(2)不同海拔种群中各性状的表型选择存在差异,较低海拔(3 681 m)种群中花数、花大小具有显著的选择差和选择梯度,表现为花越多、花越大的个体雌性适合度越高;海拔较高(4 081 m)的种群中株高、叶面积及花数更容易受到选择,表现为植株越高、叶面积越大、花越多的个体雌性适合度越高;海拔最高(4 452 m)的种群中叶面积与花数的选择梯度接近显著。(3)植物性状分化伴随着海拔的变化而呈现出差异,较低海拔种群中花特征容易受到选择,而较高海拔种群中可能由于传粉者稀少、资源限制等因素使得株高、叶面积更容易受到选择。
2016, 36(7):1450-1455. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2016.07.1450
摘要:植物发育的波动性不对称(fluctuating asymmetry,FA)与环境之间具有密切的关系。该研究以城市常用绿化树种大叶女贞(Ligustrum lucidum Ait.)和小叶女贞(Ligustrum quihoui Carr.)为对象,在西安市区9个空气质量监测点采集了两树种成熟叶片样品,以叶脉为对称轴测定叶左右两边的半宽度、半周长和半面积,计算其相应FA,考察植物叶片FA对空气环境条件变化的响应特征,探讨叶FA作为空气质量指标的可行性。结果表明:大叶女贞叶周长(FAP)、宽度(FAW)和面积(FAA)波动性不对称分别为0.051、0.063和0.082,小叶女贞分别为0.043、0.082和0.102,均以FAA最大,FAP最小;FAP、FAW和FAA在树种间、立地环境间均具有极显著的差异;两树种的FAP与空气中SO2浓度之间存在显著相关性。可见,大叶女贞和小叶女贞叶的波动性不对称特征对不同环境条件具有敏感的反应,具有作为生物监测指标的潜力,但在合适监测物种和叶特征指标的选择、样本数确定以及FA与空气特征污染物的关系等方面有待深入探讨。
2016, 36(7):1456-1463. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2016.07.1456
摘要:该试验从周公庙古国槐叶片内分离、筛选具有溶磷能力的内生真菌,采用溶磷圈法和钼锑抗比色法测定其溶解无机磷的能力,同时测定其回接后对国槐无菌苗叶绿素、可溶性蛋白质、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性的影响,探究内生真菌的溶磷能力及其促生效应。结果表明:(1)从古国槐叶片中分离出的55株内生真菌中,28株具有溶磷能力,其中溶磷能力较强的活性菌株有12株:ZG7为拟盘多毛孢(Pestalotiopsis sp.),ZG9、ZG23、ZG32、ZG36和ZG53为镰刀菌(Fusarium sp.),ZG15和ZG34为曲霉(Aspergillus sp.),ZG39和ZG51为链格孢(Alternaria sp.),ZG42为木霉(Trichoderma sp.),ZG48为附球菌(Epicoccum sp.)。(2)曲霉属真菌ZG15和ZG34的溶磷圈直径(d)及其与菌落直径(D)的比值d/D均高于其他菌株,对Ca3(PO4)2的溶解能力最强(1 238.28和941.22 mg·L-1),并极显著高于其他菌株(P<0.01)。(3)4株内生真菌ZG7、ZG9、ZG15和ZG48回接至国槐无菌苗10 d后,可从苗根组织的皮层细胞中观察到内生菌丝,其中黑曲霉(Aspergillus niger)ZG15可显著提高国槐无菌苗的叶绿素含量、可溶性蛋白质含量、SOD、POD活性(P<0.05),从而维持幼苗的正常生长和提高其抗逆能力,为该试验得到的促生潜力优势内生真菌,可为古国槐的有效保护及林木溶磷生物菌肥的生产提供依据。
2016, 36(7):1464-1469. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2016.07.1464
摘要:以中国野生刺葡萄、山葡萄、桑叶葡萄和东南葡萄的成熟叶片为材料,比较柱式植物叶绿体DNAout试剂盒和改良的高盐低pH法分离叶绿体及提取cpDNA效果。结果显示:(1)2种方法均分离得到了中国野生葡萄的叶绿体,但与柱式植物叶绿体DNAout试剂盒相比,改良的高盐低pH法得到的叶绿体浓度高、杂质少,更适合中国野生葡萄叶绿体分离。(2)柱式植物叶绿体DNAout试剂盒提取的cpDNA,其OD260/OD280在1.28~1.36之间,质量浓度为4.2~7.8 ng·μL-1,质量低,不能满足后续测序要求;而改良的高盐低pH法提取的cpDNA,其OD260/OD280值在1.84~1.90之间,质量浓度为2 514.4~4 133.7 ng·μL-1,质量高,纯度好,能满足后续测序要求。研究表明,改良的高盐低pH法能简便、快速获得中国野生葡萄完整叶绿体及高质量cpDNA,并且提取的cpDNA可满足后续测序要求,为葡萄属植物叶绿体基因组的深入研究奠定了基础。
2016, 36(7):1470-1473. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2016.07.1470
摘要:喜雨草,湖南珍稀特有植物,属唇形科单型属喜雨草属,自1918年8月韩马迪在湖南西南部武冈云山采到模式标本,并于1936年作为一个新属、新种发表后,其踪迹消失全无。该次报道为喜雨草被发现近100年后,在湖南宁远、通道、道县、新宁被重新发现。根据采集的标本和拍摄的照片,更正修改和补充了原形态描述,重新确定了该种花萼为3/2式,花冠颜色为白色。
2016, 36(7):1474-1481. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2016.07.1474
摘要:该文报道了采自四川九寨沟自然保护区的2个真卵形藻属(硅藻门)中国新记录种,分别为高山真卵形藻[Eucocconeis alpestris (Brun) LangeBertalot] 和平滑真卵形藻[Eucocconeis laevis (strup) LangeBertalot]。利用光学显微镜和扫描电子显微镜对2个种类进行细致的观察,并对其形态分类学特征和生境进行详细描述。
2016, 36(7):1482-1485. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2016.07.1482
摘要:采用形态解剖、化学等传统分类方法,对新疆天山的鳞网衣属地衣进行了初步研究,发现该属的3个种,其中脑状鳞网衣(Psora cerebriformis W. A. Weber)和小红褐色鳞网衣[Psora luridella (Tuck.) Fink]是中国新记录种。文中对鳞网衣属3个种进行了详细的描述,并提供了相关彩色图片。
2016, 36(7):1486-1492. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2016.07.1486
摘要:岳麓紫菀(Aster sinianus Hand.Mazz.,菊科紫菀族)为多年生草本,特产于中国湘赣毗邻地区。在对其整个分布区进行野外采集和生境观察时,发现了2个新的分布地点,同时确认其已在模式产地湖南省长沙市岳麓山灭绝。该研究将岳麓紫菀从浏阳市沙市镇回迁至岳麓山,以期恢复模式产地的居群。形态学研究表明,现有文献对该种的描述多处不准确,如对基生叶、株高、茎下部叶、托片和海拔等的记载。基于形态性状,讨论了岳麓紫菀的系统学地位,并首次报道了该种的核型特征:岳麓紫菀为二倍体,核型为2n=2x=16m+2m(SAT),属于1A型。该研究结果为岳麓紫菀的分类地位的修订和物种保护提供了重要的资料。
2016, 36(7):1493-1498. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2016.07.1493
摘要:Miniature Ping(mPing)是小型反向重复转座子 (Miniature InvertedRepeat Transposable Elements,MITEs)类转座子Touristlike超家族重要成员,是水稻基因组内检测到的第一个活跃的MITEs,是MITEs大家族中少数低拷贝且可以在自然状态下维持转座活性的成员之一,因此,mPing是转座子相关领域研究的良好素材。该文综合阐述了近年来国内外有关mPing的结构、转座酶供体、激活特性以及对基因组的影响等方面的研究进展,为进一步深入探究MITEs的转座机制以及mPing转座子的开发利用提供资料。







