• 2017年第37卷第12期文章目次
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    • 不同启动子调控转GhCDPK1基因烟草的抗逆性研究

      2017, 37(12):2309-2316. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2017.12.2309

      摘要 (2310) HTML (0) PDF 4.25 M (1773) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究不同启动子对陆地棉GhCDPK1基因抗逆功能的影响,该研究克隆了长度为824 bp和1 524 bp的2个拟南芥RD29A的启动子序列,分别构建了35S启动子和2个RD29A启动子驱动的GhCDPK1融合表达载体,并利用农杆菌介导法转化烟草,分析了其驱动的转GhCDPK1基因烟草,在逆境胁迫处理后的表型变化,叶绿素、丙二醛(MDA)和脯氨酸含量,过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性以及细胞膜透性的生理变化。结果显示:RD29A启动子驱动的转GhCDPK1基因烟草,比35S启动子驱动表现出更强的耐逆性,其叶绿素含量、脯氨酸含量以及POD、SOD活性都高于35S启动子,而MDA含量与细胞膜的通透性低于35S启动子,且1 524 bp的RD29A2启动子片段驱动转GhCDPK1基因烟草的耐胁迫能力比824 bp启动子片段更强。

    • 沙冬青RING型锌指蛋白基因AmRFP1的克隆与功能初步分析

      2017, 37(12):2317-2324. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2017.12.2317

      摘要 (2224) HTML (0) PDF 2.43 M (1672) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用RTPCR方法,从强抗逆植物蒙古沙冬青克隆到1个受寒旱诱导的锌指蛋白基因AmRFP1。预测其编码蛋白由366个氨基酸残基组成,其中含有1个C3H2C3型锌指结构域,故属于RINGH2(C3H2C3)型锌指蛋白。该蛋白还含有2个跨膜区,很可能定位于细胞质膜。半定量RTPCR分析表明,在不同季节野外生长沙冬青植株嫩叶中,AmRFP1在夏季只有低水平表达,进入秋季后表达量明显增加,尤其在秋末冬初其表达量迅速增加并达到全年最高峰,但在进入最寒冷的隆冬后又回落至秋季水平并维持到翌年春季基本未变。将该基因在拟南芥中超表达,则明显降低了转基因拟南芥的抗冻性。

    • 百合黄烷酮3羟化酶基因LhSorF3H的克隆与表达

      2017, 37(12):2325-2331. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2017.12.2325

      摘要 (2038) HTML (0) PDF 5.26 M (2018) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了探究百合花色的调控机制,以东方百合品种‘索邦’(Sorbonne)的花蕾为试验材料,根据前期转录组测序结果,成功克隆出黄烷酮3羟化酶(flavanone 3hydroxylase,F3H)基因的编码序列和基因组序列,其中,编码序列全长1 110 bp,可编码369个氨基酸;基因组序列全长1 438 bp,包含3个外显子和2个内含子,命名该基因为LhSorF3H(GenBank登录号为MF614135)。生物信息学分析结果显示,黄烷酮3羟化酶在进化上具有较高的保守性。LhSorF3H编码的蛋白与郁金香(Tulipa fosteriana)最为相似。半定量RTPCR结果显示,LhSorF3H在花被、柱头以及花柱中表达明显,在花丝、子房、嫩茎、茎生根及上部叶片中表达较弱,而在花药和中下部叶片中基本不表达。LhSorF3H在不同发育阶段的花被片中均有表达(S2和S6阶段除外);黑暗处理使LhSorF3H表达降低,黑暗处理2 h的 LhSorF3H表达量降到最低,之后表达量开始上升;转入光照条件后,LhSorF3H的表达水平持续增加。研究表明,LhSorF3H基因对昼夜节律和光照具有双重响应的特性。

    • 板栗咖啡酸氧甲基转移酶基因CmCOMT的克隆及原核表达

      2017, 37(12):2332-2341. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2017.12.2332

      摘要 (1832) HTML (0) PDF 6.35 M (2129) 评论 (0) 收藏

      摘要:该研究根据板栗(Castanea mollissima Bl.)cDNA文库分析得到EST序列,采用RTPCR技术,克隆板栗咖啡酸氧甲基转移酶(caffeic acid Omethyltransferase,COMT)基因全长cDNA(CmCOMT),分析其编码蛋白的相关信息并进行原核表达研究,为板栗木质素合成关键酶基因CmCOMT的生物学功能研究与应用奠定基础。结果表明:(1)CmCOMT基因(GenBank登录号为KU365322)具有一个1 098 bp开放阅读框(ORF),共编码365个氨基酸,推测蛋白分子质量为39.684 9 kD,理论等电点为5.83,具有植物SAM依赖甲基转移酶的典型特征。(2)CmCOMT核苷酸序列及其编码氨基酸序列与垂枝桦(Betula pendula)和白桦(Betula platyphylla)的相应序列一致性均在90%以上;同源建模表明,CmCOMT的3D模型与苜蓿(Medicago sativa)MsCOMT的蛋白结构相似,推测其可能与MsCOMT具有相似的功能;系统发育树分析显示,CmCOMT与其他植物COMTs具有相同的进化祖先,与桦木科植物物种亲缘关系最近。(3)SDSPAGE电泳分析表明,CmCOMT蛋白最佳诱导表达条件为0.3 mmol/L IPTG在25 ℃下诱导6 h,蛋白分子量约为44 kD,其主要以可溶性蛋白的形式存在。

    • 茶树甲羟戊酸焦磷酸脱羧酶基因CsMVD的克隆与表达分析

      2017, 37(12):2342-2349. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2017.12.2342

      摘要 (2160) HTML (0) PDF 4.58 M (1786) 评论 (0) 收藏

      摘要:该研究在茶树转录组测序的基础上,以茶树品种‘福鼎大白茶’的芽叶为供试材料,采用RTPCR技术,克隆茶树萜类化合物合成途径中的限速酶——甲羟戊酸焦磷酸脱羧酶全长cDNA序列,命名为CsMVD(GenBank登录号为MF772780);该基因全长1 585 bp,其ORF为1 266 bp,编码421个氨基酸,蛋白质分子量46.45 kD,理论等电点7.10。CsMVD蛋白可能定位于细胞质中,具有MVD1 superfamily的保守结构域,不存在跨膜结构和信号肽,具有多个磷酸化位点,部分保守的氨基酸残基决定了蛋白的催化反应特异性和活性。系统进化分析表明,CsMVD与新疆紫草(Arnebia euchroma)MVD的亲缘关系最近。荧光定量PCR结果显示,CsMVD在茶树不同组织中均有表达,果实中CsMVD的表达量最高,表达水平表现为:果实>茎>根>叶>花;在白茶萎凋过程中,CsMVD基因的表达量在48 h结束阶段显著高于0 h,推测该基因与茶叶萜类香气化合物形成有关。

    • 铁皮石斛钙网蛋白基因DoCRT1的分子克隆与表达研究

      2017, 37(12):2350-2356. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2017.12.2350

      摘要 (2414) HTML (0) PDF 3.07 M (1781) 评论 (0) 收藏

      摘要:该研究采用RACE克隆铁皮石斛钙网蛋白(calreticulin, CRT)基因DoCRT1,进行生物信息学分析,并借助定量PCR检测基因表达模式,为揭示该基因在铁皮石斛生长发育及逆境生理中的分子作用奠定基础。结果表明:(1)DoCRT1基因(GenBank登录号KT957551)cDNA全长1 672 bp,ORF长1 275 bp,编码一条由424个氨基酸组成的多肽,分子量49.05 kD,等电点4.42,具有CRT蛋白保守的钙网蛋白/钙联接蛋白P结构域(205~320)和类伴刀豆球蛋白凝集素/葡聚糖酶结构域A(20~222)以及多个基序;蛋白N端含有一个信号肽(1~23)和一个跨膜区域(8~24),预测结果显示主要定位于细胞液泡、胞外,与多种植物CRT蛋白一致性很高(80%~87%)。 (2)DoCRT1蛋白与OsCRT1/2、ZmCRT1亲缘关系近,聚在CRT进化树的CRT1/2分支。(3)qRTPCR检测结果显示,DoCRT1基因转录本在石斛根中表达量较高,为叶中的2.23倍,且茎与叶中表达量无显著差异。

    • 石榴木质素合成相关基因PgMYB308的克隆和表达分析

      2017, 37(12):2357-2362. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2017.12.2357

      摘要 (2180) HTML (0) PDF 1.50 M (1882) 评论 (0) 收藏

      摘要:该研究以‘红玉石籽’ (Punica granatum cv. Hongyushizi)石榴为试验材料,采用RACE和RTPCR方法,获得与木质素的合成相关基因PgMYB308PgMYB308基因cDNA全长792 bp,编码263个氨基酸。分子量为29.56 kD,理论等电点为9.07。序列比对和功能域分析发现,PgMYB308包含R2和R3保守域, 以及C1、C2、C4和锌指基序。系统进化树分析显示,PgMYB308与其他物种起源相同,而与桉树EgMYB308亲缘关系最近。荧光定量PCR分析表明,PgMYB308在茎、叶和种子等组织中均有表达,其中茎中表达量最高,叶片中表达量最低;PgMYB308在‘突尼斯软籽’中表达最高,而在‘红玉石籽’和‘白玉石籽’中表达量较低;PgMYB308在‘红玉石籽’籽粒的不同时期均有表达,但在花后20 d相对表达量最高,以后随发育进程呈现逐渐下降的趋势。

    • 茶树CsGIF1基因的克隆及其对非生物胁迫的响应分析

      2017, 37(12):2363-2369. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2017.12.2363

      摘要 (2401) HTML (0) PDF 3.63 M (1608) 评论 (0) 收藏

      摘要:GRFINTERACTING FACTOR (GIF)基因是植物叶发育相关的一类重要调控因子,调节植物叶器官的发育。该研究采用RTPCR方法从茶树‘龙井43’的叶片cDNA中克隆得到CsGIF1基因,并利用荧光定量PCR分析了高温(38 ℃)、低温(4 ℃)、干旱(200 g·L-1 PEG)、盐胁迫(200 mmol·L-1 NaCl)下CsGIF1基因的表达水平,以明确CsGIF1基因对非生物胁迫的应答特性,为茶树CsGIF1基因的逆境调控以及功能研究奠定基础。结果表明:(1)CsGIF1基因长666 bp,编码221个氨基酸,具有高度保守的SNH结构域;CsGIF1蛋白为亲水性蛋白,理论相对分子质量为23 380,理论等电点为6.30;酸性氨基酸、碱性氨基酸、芳香族氨基酸和脂肪族氨基酸所占比例分别为7%、9%、5%和13%;蛋白质二级结构显示,茶树CsGIF1蛋白由38.01%的α螺旋、10.41%的β折叠、12.22%的延伸主链和39.37%的随机卷曲组成。(2)qRTPCR分析显示,茶树CsGIF1基因对于4种非生物胁迫均有响应,但不同处理响应不同。其中在胁迫2 h时,高温和低温胁迫下,CsGIF1基因相对表达量显著增加,分别为对照的3.54和5.69倍,且高低温胁迫下,CsGIF1基因响应明显大于干旱和盐胁迫。在高温、低温、干旱、盐等不同胁迫处理下,茶树‘龙井43’中CsGIF1基因的表达水平与对照相比均差异明显。

    • 小麦PPO活性基因等位变异的区域分布研究

      2017, 37(12):2370-2377. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2017.12.2370

      摘要 (1883) HTML (0) PDF 1.64 M (1730) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解中国不同生态区小麦种质资源籽粒多酚氧化酶(PPO)活性基因的等位变异的差异与分布,利用小麦PPO活性基因的功能标记PPO16、PPO29与PPO18,检测了来自中国7个不同生态麦区的379份小麦种质资源的等位变异和分布差异。结果表明:(1)在2AL染色体该基因位点有2种等位变异类型:PpoA1a(高PPO)和PpoA1b(低PPO),其频率分别为51.5%和48.5%。(2)在2DL染色体该基因位点有3种等位变异类型:PpoD1a(低PPO)、PpoD1b(高PPO)和PpoD1ab(中间型),其频率分别为57.8%、32.5%和9.8%。(3)该基因在2AL和2DL染色体上的位点变异有6种不同类型的组合:PpoA1a/D1a(中间型)、PpoA1a/D1b(高PPO)、PpoA1a/PpoD1ab(中间型)、PpoA1b/D1a(低PPO)、PpoA1b/D1b(中间型)和PpoA1b/PpoD1ab(中间型),其中,与低PPO活性相关的基因型组合PpoA1b/D1a的频率为25.6%。(4) 小麦PPO活性基因不同变异类型在各生态区的分布存在明显差异,基因型PpoA1b在北部冬麦区和西南冬麦区的比例较大,基因型 PpoD1a在黄淮冬麦区和北部冬麦区的比例较大,基因型组合PpoA1b/D1a在北部冬麦区的比例较大。研究认为,结合采用分子标记辅助选择(MAS),有利于小麦籽粒外观品质的遗传改良和新品种选育。

    • 乌头及其同属近缘种的SSR指纹图谱研究

      2017, 37(12):2378-2388. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2017.12.2378

      摘要 (1958) HTML (0) PDF 1.74 M (1894) 评论 (0) 收藏

      摘要:乌头(Aconitum carmichaeli Debx.)为中国重要的药用植物,种质资源丰富,同属近缘种繁多。该研究采用SSR分子标记技术对采自17个种群的51份乌头样本和13个同属近缘种的65份样本进行扩增和聚丙烯酰胺凝胶电泳检测,分析了乌头及其同属近缘种的遗传多样性、遗传分化和系统发育关系,筛选出稳定性好、多态性高的SSR引物构建乌头及其近缘种的指纹图谱。结果表明:(1) 11对乌头微卫星引物均表现出高的多态性,共检测出109个复等位基因,平均每个位点9.91。(2)乌头在物种水平上遗传多样性丰富(A=3.090 9,I=0.889 7,h=0.540 2),种群间的遗传分化显著(Gst=0.277 4);乌头属14种植物表现出了较高的遗传多样性(A=9.909 1, I=1.526 2, h=0.690 5),物种间遗传分化显著(Fst=0.437),基因流微弱(Nm=0.451 8)。(3)聚类分析表明,同一种群的乌头样本首先聚在一起各自形成小支,17个小支聚为一支;13个乌头近缘种材料中,相同物种的样本分别聚为一支;乌头属14个物种聚为5个大支,与形态分类结果一致。(4)利用基因型丰富、多态性高的6对SSR引物(Tchin03、Tchin04 Tchin20、Tchin26、Tchin29、Tchin32)可有效区分14种乌头属植物,并以此建立了乌头种质资源和近缘种的DNA指纹图谱。该研究为乌头的种质资源鉴定及混伪品鉴定提供了重要的技术支撑。

    • 紫萁孢子囊发育中多糖和脂滴的细胞化学观察

      2017, 37(12):2389-2395. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2017.12.2389

      摘要 (2073) HTML (0) PDF 4.55 M (1757) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用光镜、透射电镜和细胞化学技术,对紫萁孢子囊发育过程中孢壁的超微结构和孢子囊内多糖和脂滴的分布及其动态变化进行研究,以探讨紫萁孢子囊发育过程中多糖和脂滴的代谢特征,为蕨类孢子发生的研究提供基础资料。结果表明:(1) 紫萁孢子囊由1层囊壁细胞、2层绒毡层和产孢组织构成。(2) 紫萁孢子壁由发达而分2层的外壁(外壁内层和外壁外层)和薄的不连续的周壁构成,由外壁形成棒状纹饰的轮廓;孢子外壁内层由多糖类物质构成,外壁外层和周壁均含有脂类物质。(3)在紫萁孢原细胞中观察到少量脂滴;随着紫萁孢壁的形成,囊壁细胞中淀粉粒的大小逐渐变小、数目先增加后减少,它们转运到内层绒毡层原生质团并转化为孢粉素前体物质,再穿过原生质团内膜表面进入囊腔,成为孢粉素团块或以小球形式填加到孢子表面形成孢壁。(4)紫萁孢子囊将多糖类营养物质转化为脂类,以脂滴的形式储藏在孢子中。

    • 柠条锦鸡儿小叶解剖结构的环境分异性研究

      2017, 37(12):2396-2402. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2017.12.2396

      摘要 (2167) HTML (0) PDF 3.14 M (1723) 评论 (0) 收藏

      摘要:以巴丹吉林、腾格里、乌兰布和及库布齐沙漠的柠条锦鸡儿成熟叶片为研究对象,采用石蜡切片法,观察叶的横切结构,使用Motic Images Plus 2测定叶片厚度、栅栏组织细胞长和上、下表皮厚度等指标,分析比较4个沙漠的柠条锦鸡儿小叶解剖结构差异。结果表明:(1)生长环境不同,柠条锦鸡儿小叶在表皮、叶肉和叶脉结构上都存在差异,以巴丹吉林沙漠与库布齐沙漠的差异性最为显著。(2)干旱环境下,叶片变小、变厚,栅栏组织和维管束组织更为发达,巴丹吉林沙漠最为干旱,叶片最厚,栅栏组织细胞层数最多、细胞最长,导管列数最多;库布齐沙漠水分条件最好,叶片最薄,栅栏组织细胞最短且层数最少,导管列数最少。(3)对柠条锦鸡儿小叶解剖结构的各项指标与环境参数进行相关分析发现,温度和降水是影响柠条锦鸡儿小叶解剖结构变化的主要因素。

    • 黄耆属裂萼亚属6种植物叶表皮微形态特征研究

      2017, 37(12):2403-2409. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2017.12.2403

      摘要 (2238) HTML (0) PDF 3.48 M (1730) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了明确黄耆属裂萼亚属内部类群的关系,该研究采用光学显微镜和扫描电镜,观察了黄耆属裂萼亚属6个组6种植物的叶表皮特征。结果表明:(1)在光学显微镜下,裂萼亚属6种植物的表皮毛密度、长度、臂长比以及气孔频率都存在较大差异: 除莲山黄耆和地八角上表皮无毛外,其他种上下表皮都有毛分布并且下表皮毛密度较大;表皮毛臂长比在1.22~2.15之间;表皮毛的长度为104.7~902.0 μm,同一个种的同一叶片上表皮毛长度差异在200~400 μm之间,但上下表皮毛长度没有明显差别,其中短序组地八角的表皮毛长度最短(195.5 μm),剑叶组鸡峰山黄耆的表皮毛长度最长(781.6 μm)。(2)在光学显微镜下,裂萼亚属6种植物的表皮细胞形状和垂周壁式样也各不相同,其中灰叶黄耆和地八角垂周壁平直,莲山黄耆和鸡峰山黄耆为明显的波状,而斜茎黄耆和糙叶黄耆的垂周壁介于两者之间,相对应的表皮细胞形状分别为:多边形、不规则形和近多边形,这些特征可以作为物种鉴别的依据。(3)扫描电镜下,裂萼亚属6种植物的微形态特征基本一致,表皮毛均呈圆柱状,表面具有棱状条纹或乳头状突起,其中地八角的棱状条纹最为明显,其他各种之间的毛表面特征差异不明显;表皮细胞的蜡质层纹饰均为薄片状,气孔器外拱盖边缘平滑或微波状,其中地八角的气孔器周围角质层有明显的“T”型加厚。(4)比较不同环境下6种植物的气孔频率和密度发现,采自水边的地八角气孔频率最大,且上下表皮气孔频率一致,而采自黄土高原干旱地区鸡峰山黄耆的气孔频率却最小,与前人研究结果不一致。

    • 外源ABA对大蒜试管苗玻璃化发生和抗氧化系统的影响

      2017, 37(12):2410-2418. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2017.12.2410

      摘要 (2102) HTML (0) PDF 1.99 M (1842) 评论 (0) 收藏

      摘要:以大蒜品种‘二水早’试管苗为材料,从活性氧代谢的角度研究了外源ABA、H2O2和H2O2+ABA处理下的试管苗玻璃化率、活性氧积累与组织定位和抗氧化系统的响应特征,探讨ABA缓解试管苗玻璃化过程的机理。结果表明:(1)外源H2O2处理可诱导大蒜试管苗玻璃化发生,外源ABA处理下玻璃化率最低,可以缓解H2O2诱导的玻璃化的发生。(2)试管苗O-·2产生速率和H2O2含量在H2O2处理下最高,在ABA处理下最低;在添加H2O2的培养基中同时添加ABA能显著减少因外源H2O2处理引起的O-·2产生和H2O2积累。(3)试管苗CAT、POD和APX活性在外源H2O2处理前期(0~8 d)均上升并显著高于对照,但其CAT、APX活性在处理后期(8~16 d)下降,其同期POD活性也增加缓慢;各抗氧化酶的活性在外源ABA与H2O2+ABA处理前期(0~8 d)均呈直线上升趋势,而它们在H2O2+ABA处理后期(8~16 d)均显著高于H2O2处理。(4)各处理试管苗抗坏血酸和谷胱甘肽含量随处理时间先升高后降低,并以外源ABA处理下最高,外源H2O2处理下最低。(5)试管苗O-·2和H2O2产生部位主要在基部和叶尖,且外源ABA处理下组织中ROS的积累最少。(6)在ABA+H2O2处理下,大蒜试管苗内丙二醛含量和膜相对透性显著低于对照和H2O2处理。研究发现,外源ABA处理可有效降低大蒜试管苗的内源O-·2产生速率和H2O2含量,提高抗氧化酶活性和抗氧化物质含量,抑制活性氧在试管苗内的产生和运输,显著降低试管苗玻璃化率;外源ABA可通过增强大蒜试管苗抗氧化能力来抑制玻璃化发生。

    • LED光质对非洲菊组培苗增殖及生理特性的影响

      2017, 37(12):2419-2426. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2017.12.2419

      摘要 (2267) HTML (0) PDF 1.72 M (2042) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提高非洲菊增殖培养的效率并降低生产能耗,通过发光二极管(LED)设置不同比例的红蓝光组合,研究光质对非洲菊离体培养增殖阶段的影响,通过对丛生苗形态指标和生理生化指标的测定,筛选出最适LED光质条件,并初步探讨其生理机制。结果显示:(1)不同LED光质条件下,非洲菊组培苗的增殖系数差异显著,其中RB4(红蓝光比例为4∶1)处理显著高于其他处理。(2)丛生苗的株高在复合光处理下显著低于R(单一红光)和B(单一蓝光)处理;鲜重和干重在红蓝复合光RB2、RB4、RB8(红蓝光比例分别为2∶1、4∶1和8∶1)处理下均显著高于R、B和对照处理。(3)RB4处理下丛生苗的可溶性糖含量显著高于其他处理,比对照提高了89.62%。(4)LED复合光处理下丛生苗的丙二醛含量显著低于对照,并呈现随红光比例增加而不断降低的趋势;RB2、RB4和RB8处理的超氧化物歧化酶活性显著低于其他处理;除R处理外,其他LED光质处理的丛生苗过氧化氢酶活性均显著高于对照,并以RB4处理丛生苗过氧化氢酶活性最强。研究表明,RB2、RB4和RB8处理有助于提高非洲菊组培苗的增殖系数和干鲜重,并能够促进可溶性糖含量的增加,增强植株自身对活性氧的解毒能力,减轻植株的膜脂过氧化作用,且以RB4处理表现最优,其非洲菊丛生苗的增殖系数和可溶性糖含量显著高于其他处理,干鲜重和过氧化氢酶活性均为最高,丙二醛含量显著低于除单一红光外的其他处理。

    • 外源褪黑素对低温胁迫下茄子幼苗生长及其光合作用和抗氧化系统的影响

      2017, 37(12):2427-2434. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2017.12.2427

      摘要 (2375) HTML (0) PDF 1.99 M (3701) 评论 (0) 收藏

      摘要:以‘沪茄081’茄子幼苗为试验材料,采用基质栽培方式,研究了叶面喷施50~200 μmol·L-1外源褪黑素(melatonin,MT)对低温胁迫[(10±1)℃(昼)/(5±1)℃(夜)]下茄子幼苗生长、光合作用和抗氧化系统等生理指标的影响,以明确外源MT在茄子幼苗抵御低温逆境方面的生理机制。结果显示:(1)低温胁迫处理后,茄子幼苗株高、茎粗、地上部鲜重和根系鲜重、叶绿素含量、叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)均显著降低,丙二醛(MDA)含量、超氧阴离子产生速率(O-·2)和过氧化氢(H2O2)含量均显著增加。(2)幼苗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)、谷胱甘肽还原酶(GR)、脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)活性及抗坏血酸(AsA)和谷胱甘肽(GSH)含量均显著升高,而其脯氨酸(Pro)和可溶性蛋白质含量均显著增加;外源MT处理可有效增强低温胁迫条件下茄子幼苗叶片中SOD、POD、CAT、APX、GR、DHAR活性,提高AsA和GSH含量,增加Pro和可溶性蛋白含量,显著抑制其叶片MDA、O-·2及H2O2的积累。研究表明,外源MT主要通过增强低温胁迫下茄子幼苗的光合作用以及清除活性氧的能力,减缓低温胁迫的危害,提高茄子幼苗对低温胁迫的耐性。

    • 四翅滨藜生理生化特征对盐胁迫的响应

      2017, 37(12):2435-2443. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2017.12.2435

      摘要 (2211) HTML (0) PDF 1.17 M (1857) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用温室盆栽试验研究四翅滨藜(Atriplex canescens)幼苗株高、地径、生物量、净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、叶绿素含量、抗氧化酶活性及丙二醛含量对不同浓度NaCl和Na2SO4(0、100、200、300和400 mmol·L-1)胁迫的响应,以探讨四翅滨藜对不同种类及不同浓度盐渍环境的适应机制及其耐盐机理。结果显示:(1)随着盐分浓度的升高,四翅滨藜幼苗的株高、地径及生物量增量呈现出先升高后降低的趋势,低盐浓度下2种盐均促进幼苗生长,盐浓度超过400 mmol·L-1时,NaCl对幼苗生长具有明显抑制作用。(2)2种盐处理下,四翅滨藜幼苗净光合速率(Pn)和叶绿素含量(Chl)随盐浓度增大而升高,即2种盐均对幼苗Pn和Chl含量具有促进作用,且Na2SO4的促进效果大于NaCl;而幼苗蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)随盐浓度升高呈先增大后减小的趋势,且Na2SO4的促进作用强于NaCl。(3)与对照相比,四翅滨藜幼苗的丙二醛、SOD、POD酶活性在NaCl和Na2SO42种盐处理下,随着盐浓度的升高均呈现出不同程度的增大,且增大幅度总体表现为NaCl>Na2SO4。研究表明,四翅滨藜在NaCl和Na2SO4胁迫下,叶绿素的分解速率以及发挥作用的渗透调节物质均有差异,使得幼苗叶片健康程度不同,导致叶片光合能力大小的差异,最终表现为植株的生长差异;四翅滨藜具有较强的耐盐能力,而且对Na2SO4的适应能力强于NaCl。

    • 土壤极端干旱对金银花光合生理生化特性的影响

      2017, 37(12):2444-2451. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2017.12.2444

      摘要 (2166) HTML (0) PDF 991.94 K (1614) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探索金银花(Lonicera japonica Thunb.)光合作用对土壤逐渐干旱的响应过程及其与土壤水分的定量关系,以沂蒙山区3年生金银花 苗木为试验材料,测定分析其叶片光合作用、叶绿素荧光及抗氧化酶活性等对土壤水分的响应特征,为进一步研究金银花光合效率响应“极端干旱水分阈值阈值持续复水恢复”的机制提供依据。结果显示:(1)当29.7%≤土壤相对含水量(RSWC)≤79.6%时,随着RSWC的降低,叶片的净光合速率 (Pn) 和蒸腾速率 (Tr) 降低,胞间CO2浓度 (Ci) 逐渐减小,Pn降低的主要原因是气孔限制;而其非光化学猝灭 (NPQ) 及抗氧化酶活性逐渐增大,表明金银花叶片主要通过热耗散消除掉PSⅡ过多激发能,同时抗氧化酶活性提高,清除了细胞内过多的活性氧。(2)当11.4%≤RSWC≤29.7%时,金银花叶片Pn降低伴随着Ci增大和Ls减小,Pn降低的主要限制因素转变为非气孔因素,同时其PSⅡ最大光化学效率 (Fv/Fm)、PSⅡ实际光化学效率 (ΦPSⅡ)、电子传递效率 (ETR)、光化学猝灭 (qP) 及NPQ显著降低,初始荧光 (Fo) 显著增大,表明此水分范围内PSⅡ遭到破坏,光合电子传递受到抑制;且叶片抗氧化酶活性显著降低,而丙二醛含量显著增大,导致活性氧过量积累,膜系统受到严重破坏。(3) 当RSWC为11.4%时,叶片Pn接近0,植物发生萎蔫,光合机构受损伤程度最大。研究表明,金银花光合作用由气孔因素限制向非气孔因素限制转折的水分点(RSWCSLNSL)、Pn≈0的水分点(RSWCPn≈0)以及植物叶片萎蔫水分点(RSWCwilting)分别为29.7%、11.4%和11.4%。

    • 抗重金属土壤微藻F1对Cu2+胁迫的耐受生理机制研究

      2017, 37(12):2452-2459. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2017.12.2452

      摘要 (1915) HTML (0) PDF 1.90 M (2578) 评论 (0) 收藏

      摘要:以从新疆富蕴县金属矿区土壤筛选出的抗重金属微藻F1为材料,测定在不同浓度(0、0.5、1.0、1.5和 2.0 mmol/L)Cu2+胁迫下F1微藻叶绿素a、可溶性蛋白、 MDA和谷胱甘肽(GSH)含量,以及谷胱甘肽硫转移酶(GST)、谷胱甘肽过氧化酶(GSHPX)和谷氨酰半胱氨酸合成酶(GCL)的活性,同时用红外光谱仪检测细胞壁上参与重金属螯合的官能团,用扫描电镜分析细胞壁上的离子交换情况,探讨F1土壤微藻对Cu2+胁迫的耐受生理机制,为利用微藻生态修复技术去除污染区土壤重金属奠定基础。结果显示:(1)F1土壤微藻对Cu2+具有较强的耐抗性。(2)F1土壤微藻细胞中参与吸附Cu2+的基团分别为OH、CH2、RCONH2和COH等。(3)F1土壤微藻在吸附Cu2+的过程中,Cu2+与细胞壁上的Al3+、 Fe2+、Mg2+、Ca2+、K+、Na+和Zn2+发生了交换。(4)藻细胞中的GSH和GSHPX在F1土壤微藻耐受Cu2+胁迫时起主要作用。研究认为,F1微藻种对Cu2+的耐受性首先与其细胞壁外表细微结构及其离子交换特性有关,并且细胞壁上OH、CH2、RCONH2和COH等化学基团起着重要作用,其次细胞内的谷胱甘肽以及谷胱甘肽相关酶类能够有效清除活性氧的过量积累,最终保护细胞免受重金属胁迫损伤。

    • 冬凌草甲素对拟南芥种子萌发和幼苗生长的化感作用

      2017, 37(12):2467-2473. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2017.12.2467

      摘要 (2080) HTML (0) PDF 2.62 M (1967) 评论 (0) 收藏

      摘要:以拟南芥为供试材料,研究了二萜化合物冬凌草甲素(oridonin)对拟南芥种子萌发、幼苗生长及生理特性的化感作用。结果表明:(1)各浓度冬凌草甲素处理均降低了拟南芥种子的发芽率、发芽势、发芽指数和种子活力指数;至最终萌发时间,120 μmol/L冬凌草甲素处理的种子发芽率、发芽势和发芽指数、种子活力指数分别为对照的87.76%、70.37%、83.19%、27.72%,说明高浓度的冬凌草甲素对拟南芥种子发芽率、发芽势、发芽指数和种子活力指数均有显著抑制作用,且对种子活力指数的影响最为显著。(2)冬凌草甲素处理后培养拟南芥幼苗2周,60 μmol/L冬凌草甲素处理的拟南芥根甚至出现侧根不生长的现象;120 μmol/L冬凌草甲素处理的幼苗主根长度比对照组降低了79.05%,其鲜重、干重和相对含水量分别降为对照的58.41%、63.33%和93.91%。(3)不同浓度和时间的冬凌草甲素处理整体上显著促进了拟南芥幼苗体内渗透调节物质可溶性蛋白和脯氨酸的积累。研究发现,冬凌草甲素对拟南芥种子萌发及生长表现出不同程度的化感抑制作用,该抑制作用与冬凌草甲素的处理浓度及处理时间均密切相关;拟南芥幼苗能通过增加自身渗透调节物质积累在一定程度上缓解这种抑制作用。

    • 盐碱胁迫对枸杞幼苗生物量积累和光合作用的影响

      2017, 37(12):2474-2482. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2017.12.2474

      摘要 (2202) HTML (0) PDF 1.69 M (1902) 评论 (0) 收藏

      摘要:以内陆高寒区盐碱地重要的经济树种枸杞2年生幼苗为研究对象,采用盆栽控制试验方法,设置50、100、200、300 mmol·L-1共4个盐和碱(NaCl和NaHCO3)胁迫浓度,研究盐、碱胁迫对枸杞苗木生长和光合的影响,以明确枸杞幼苗生长的耐盐、碱浓度范围,探讨土壤盐碱含量与土壤水分含量的关系,为不同类型盐碱条件下枸杞的种植和水分管理提供理论依据。结果表明:(1)随着盐碱胁迫浓度的增大,枸杞幼苗根茎叶生物量及叶绿素含量(SPAD)、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)和胞间二氧化碳浓度(Ci)等光合作用参数逐渐受到显著抑制,且碱胁迫的抑制作用更强烈;但低浓度(50 mmol/L)NaCl胁迫下,枸杞幼苗叶绿素含量和净光合速率并未受到显著影响。(2)在盐碱胁迫条件下,枸杞幼苗的最大净光合速率(Pnmax)、暗呼吸速率(RD)、初始量子效率(AQY)、光饱和点(LSP)均低于对照,而光补偿点(LCP)高于对照,且随着胁迫浓度的增加,碱胁迫处理下的变幅大于盐胁迫。(3)随着胁迫浓度的增大,影响净光合速率的因素由气孔限制转向非气孔限制的临界值,在盐胁迫下的临界浓度约为200 mmol/L,在碱胁迫下的临界浓度约为100 mmol/L。(4)按照指标值超过对照组50%标准,经回归分析确定,枸杞耐盐和耐碱阈值分别为(246.3±2.1) mmol/L和(126.7±2.7) mmol/L;在此阈值的基础上,得到土壤含水量与土壤含盐量回归曲线方程。研究认为,枸杞幼苗具有一定的耐盐能力,但过高浓度的盐碱胁迫会损坏其光合结构,降低光环境适应能力和光合作用效率,从而影响其正常生长。

    • 油茶种子发育期油脂合成积累的源汇基因协同表达

      2017, 37(12):2483-2488. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2017.12.2483

      摘要 (2161) HTML (0) PDF 922.58 K (1646) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探讨油茶种子油脂的合成积累与源汇基因表达间的关系,以高油品系‘MY003’和低油品系‘MY008’的不同发育时期(6月2日、7月4日、8月5日、9月3日)种子为材料,利用氯仿甲醇法测定含油率,采用qRTPCR技术分析油脂合成源基因(GPD1)和汇基因(DGAT1和DGAT2)在高低油种子间的表达差异及其对油脂合成积累的影响,为进一步研究油茶种子油脂合成积累的分子机制提供理论依据。结果显示:(1)油茶种子含油率均处于逐渐上升趋势(0.16%~24.1%),并在7月4日以后开始迅速上升,且‘MY003’种子含油率一直高于‘MY008’。(2)在‘MY003’种子中GPD1、DGAT1和DGAT2基因表达量均明显高于‘MY008’,DGAT1和DGAT2在源基因GPD1高水平表达后仍出现表达高峰;源基因GPD1在种子发育初期高表达,促进了TAG前体G3P的高效合成,而汇基因DGAT1和DGAT2在种子发育后期高表达,则促进了TAG的高效积累,GPD1与DGAT1、DGAT2之间呈正相关关系。研究表明,油茶种子油脂的合成积累来源于源基因GPD1和汇基因DGAT1与DGAT2的协同高表达。

    • 果园间作模式下杏树与苜蓿的根系分布特征及其土壤理化性质研究

      2017, 37(12):2489-2495. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2017.12.2489

      摘要 (2464) HTML (0) PDF 1.36 M (1951) 评论 (0) 收藏

      摘要:该研究采用田间小区试验,设计杏树(Prunus armeniaca)下清耕(CK)和杏树间作紫花苜蓿(T)2个处理,实地采集测定各样地不同土层紫花苜蓿的根系生物量以及杏树的侧根系生物量,并测定土壤pH、电导率及其土壤有机质和速效氮含量,分析果园间作模式下紫花苜蓿对果树侧根系垂直分布特征及其土壤理化性质的影响,为果园间作苜蓿模式的推广提供理论依据。结果表明:(1)CK与T处理下的杏树侧根生物量在土壤中的垂直分布都主要集中在20~60 cm土层,其生物量分别为750.8 g和737.6 g,分别占总侧根生物量的64.4% 和64.5%;紫花苜蓿根系生物量分布呈倒金字塔型,且主要分布在0~40 cm 土层(166. 3 g),其中0~20 cm土层的根系生物量最高(97. 4 g),占根系总生物量的35.8%。(2)与CK处理相比,T处理可有效增加果园表层土壤的有机质含量、速效态氮含量、硝态氮含量和铵态氮含量,其中,在0~20 cm 土层分别显著增加17.1%、40.8%、28.5%和40.8%, 在20~40 cm 土层分别显著增加36.1%、23.1%、60.2%和23.8%,并显著降低了表层土壤电导率,但对土壤pH无显著影响。研究认为,杏园间作牧草紫花苜蓿虽然杏树与苜蓿根系会发生较小资源的竞争,但有利于改善林下土壤的理化性质和养分状况,能够有效促进果树的生长发育。

    • 栽培草莓叶绿体分离与cpDNA的提取方法

      2017, 37(12):2496-2501. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2017.12.2496

      摘要 (1942) HTML (0) PDF 1.53 M (1917) 评论 (0) 收藏

      摘要:以栽培草莓‘红颊’(Fragaria × ananassa Duch. ‘Benihoppe’)新鲜幼嫩叶片为材料,利用高盐低pH的缓冲液结合Percoll密度梯度离心分离纯化叶绿体,再用SDS蛋白酶K法提取叶绿体DNA(cpDNA)。经荧光显微镜、琼脂糖凝胶电泳和PCR扩增检测,结果表明:该方法分离的草莓叶绿体完整性高,叶绿体DNA质量好,纯度高,能够满足后续基因组测序等实验的基本要求,为草莓属及其他草本植物cpDNA的提取提供参考。

    • 中国新记录种——摩拉维采真藓(新拟)

      2017, 37(12):2502-2509. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2017.12.2502

      摘要 (2617) HTML (0) PDF 2.50 M (1573) 评论 (0) 收藏

      摘要:该文首次报道了摩拉维采真藓(新拟)在中国的分布。研究表明:(1)摩拉维采真藓的主要识别特征为:叶常聚集在茎顶成莲座状,叶倒卵状披针形至匙形,具长毛尖,具分化边缘,中肋消失于叶尖下,叶细胞长菱形至六边形,叶腋处着生大量单列细胞构成的分枝或不分枝的丝状芽胞。(2)通过对摩拉维采真藓的命名和系统位置的讨论,确认该种是真藓属细叶真藓组的有效种。(3)摩拉维采真藓与近缘种细叶真藓和幽美真藓有诸多相似特征:莲座状的茎顶、有分化边和菱形至六边形中上部细胞的倒卵形叶,但该种以具有大量叶腋生丝状芽胞和叶中肋不及顶等特征区别于细叶真藓的无腋生芽胞、叶中肋突出叶尖成长芒状,以具有叶湿时平展、干时卷曲和叶腋有芽胞等特征区别于幽美真藓的叶湿时内凹、干时紧贴于茎和无腋生芽胞;拟三列真藓、圆叶真藓和灰黄真藓的部分种群都曾报道有与摩拉维采真藓相似的腋生丝状芽胞,但摩拉维采真藓的假根集生于植株基部、叶有狭分化边、叶缘平直、中肋消失于叶尖下而区别于拟三列真藓的茎中下部密被假根、叶有宽分化边、叶缘背卷、中肋及顶或短出,摩拉维采真藓有分化边和长毛尖的倒卵状披针形区别于圆叶真藓叶有无分化边和圆钝叶尖的卵圆形叶,区别于灰黄真藓有中肋及顶和短尖的卵状披针形叶;柔叶真藓有与摩拉维采真藓相似、中肋不及顶的叶,但无芽胞而易与新记录种区分。(4)该种在北温带有较广泛分布,形成欧洲北亚中亚西亚和北美两个主要分布区;作者在四川和新疆等地的发现可以推测摩拉维采真藓在中国可能有更广泛的分布。

    • 环状RNA的生物特征及其在植物中的研究进展

      2017, 37(12):2510-2518. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2017.12.2510

      摘要 (2126) HTML (0) PDF 1.56 M (1953) 评论 (0) 收藏

      摘要:环状RNA(circular RNA,circRNA)是真核细胞中广泛存在的一类由3′末端和5′末端共价结合形成的环状非编码RNA(noncoding RNA,ncRNA)。越来越多的研究表明,circRNA具有种类丰富、结构稳定、序列保守以及细胞或组织特异性表达等特点。circRNA具有很多潜在的功能,例如作为天然小RNA(microRNA,miRNA)海绵体吸附并调控miRNA的活性,与转录调控元件结合或与蛋白互作调控基因的转录等。目前关于circRNA的研究多集中在动物和人体中,在植物中的研究还较少,仅在水稻(Oryza sativa)、拟南芥(Arabidopsis thaliana)、小麦(Triticum aestivum)、猕猴桃(Actinidia chinensis)、番茄(Solanum lycopersicum)和大豆(Glycine max)等中鉴定到了circRNA的存在,并且其作用机理尚不清楚。该文主要针对circRNA的分类、形成机制、分子特征、相关研究方法以及在植物中的主要研究进展进行综述,并对目前植物circRNA研究中存在的问题进行了分析总结。

    • 苹果新品种‘瑞阳’果实主要特性研究

      2017, 37(12):2560-2466. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2017.12.2560

      摘要 (1737) HTML (0) PDF 2.26 M (1469) 评论 (0) 收藏

      摘要:该研究以红色晚熟苹果新品种‘瑞阳’及其母本‘秦冠’、父本‘富士’为试验材料,分析各品种果实发育过程中的生长动态、色泽变化以及采收期对其果实品质的影响,为品种栽培管理和推广应用提供参考。结果表明:(1)在果实生长发育期,‘瑞阳’单果质量的变化与双亲接近,单果质量的日增长高峰出现在花后105 d,果实发育前期纵径增长较大,果形指数大,在发育后期果形指数降低,至成熟时果形指数达到0.86,介于父母本‘秦冠’和‘富士’之间。(2)套袋处理使果实着色期的色泽参数a*值和花青苷含量上升,但品种间存在差异,套袋处理对‘瑞阳’的色泽参数a*值和花青苷含量影响不大。(3)随果实采后天数的延长,各采收期‘瑞阳’果实淀粉指数逐渐上升,硬度和可滴定酸逐渐下降,而可溶性固形物含量先上升后下降;‘瑞阳’果实在花后174 d采收时,果实的硬度和可滴定酸下降均较少,且果实可溶性固形物含量保持在较高水平,能较好地维持该品种的果实品质。研究发现,‘瑞阳’苹果果实膨大期出现在花后105 d前后,果实套袋对其表面色泽和花青苷含量影响不大,在陕西渭北以花后174 d前后采收为宜。