2019, 39(12):2093-2099. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2019.12.2093
摘要:NHX2属于CPA1基因家族,编码Na+/H+逆向转运蛋白,控制液泡膜中活性K+的摄取,同时调节气孔的关闭。该研究以耐盐植物互花米草为材料,采用PCR技术克隆NHX2基因,并将其转入拟南芥进行相关功能鉴定。结果显示:(1)成功克隆获得互花米草NHX2基因CDS序列(1 602 bp),命名为SaNHX2,该基因编码533个氨基酸,SaNHX2蛋白的分子量约为58.65 kD,定位于细胞核和细胞膜,表明SaNHX2基因可能发挥转录调控的功能。(2) qRTPCR结果显示,在ABA、NaCl和干旱胁迫处理下,互花米草叶和根中SaNHX2基因的表达量均上调。(3) 为进一步鉴定其功能,成功构建植物表达载体,将SaNHX2基因转入拟南芥;经RTPCR检测结果显示,SaNHX2基因在转基因植株中过表达;高盐胁迫处理后,转SaNHX2基因拟南芥的主根长度、叶绿素总量和相关胁迫应答基因表达量均高于转空载拟南芥,表明转SaNHX2基因拟南芥的耐盐能力显著增强。研究表明,SaNHX2基因可能在盐胁迫调节机制中发挥调控作用,可作为改良农作物耐盐的重要候选基因。
2019, 39(12):2100-2108. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2019.12.2100
摘要:以东方百合‘索邦’为材料,克隆获得VAL2基因(以下称LoVAL2)。序列分析显示,LoVAL2编码序列长度为2 793 bp,共编码930个氨基酸;预测LoVAL2蛋白具有5个结构域:PHDL、B3、CW、ZnFlike和EAR结构域。系统进化分析显示,LoVAL2与天门冬亲缘关系较近,与玉米、铁皮石斛等亲缘关系次之,与拟南芥亲缘关系较远。荧光定量表达分析显示,LoVAL2在茎生根、嫩茎、成熟叶、嫩叶及花部组织中均有表达;LoVAL2在雌蕊和雄蕊中的表达于5 mm花蕾中呈现较高水平,随着花蕾发育表达水平下调,之后在雌、雄蕊中的表达水平又分别于20 mm、25 mm花蕾中显著上调,表明LoVAL2基因可能参与雌、雄蕊的早期以及后续发育;亚细胞定位发现LoVAL2在烟草表皮细胞中定位于细胞核,符合转录因子的核定位特征。
2019, 39(12):2109-2122. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2019.12.2109
摘要:关于蓝光对龙眼胚性愈伤组织miRNA组学研究中发现大量响应蓝光的miRNAs,挑选关键且差异表达的miR396a3p_2和miR396b5p进行分子进化特性分析,以进一步明确它们在龙眼响应蓝光过程中的作用。该研究对前体和成熟体进化树、前体二级结构、启动子顺式作用元件、靶基因预测及其响应蓝光表达模式等进行分析。结果表明:(1)由5p臂上形成的miR396成熟体序列保守性较高,由3p臂上形成的miR396成熟体序列特异性较大;茎序列的保守性高于环序列,5p臂上保守性高于3p臂。(2)miR396a3p_2和miR396b5p的启动子主要包括光、激素、生物和非生物胁迫响应元件,可能通过这些顺式元件在龙眼响应蓝光中起调控作用;其响应蓝光的靶基因或蛋白主要包括生长素调控因子(GRF2)、LRR类受体丝氨酸(FLS2)、乙烯不敏感蛋白(EIN3)和DNA定向RNA聚合酶α亚基(rpoA)等。(3)实时荧光定量 PCR 结果表明,miR396a3p_2和miR396b5p在不同光质的表达模式存在差异; 在不同光强的蓝光条件下,miR396b5p与其靶基因的表达趋势基本呈负相关,而miR396a3p_2与rpoA的表达趋势未呈负相关,可能存在其他miR396家族成员或miRNAs同时调控,从而实现靶基因转录水平的调控。
2019, 39(12):2123-2131. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2019.12.2123
摘要:钙调磷酸酶B类似蛋白互作蛋白激酶(CBLinteracting protein kinase, CIPK)是一类植物中特有的丝氨酸/苏氨酸(Ser/Thr)蛋白激酶,参与多种生物和非生物胁迫响应过程。该实验通过RTPCR克隆了小桐子(Jatropha curcas L.) JcCIPK2基因cDNA全长序列,采用荧光定量qRTPCR分析JcCIPK2基因在不同组织及不同处理(12 ℃和1 ℃低温、42 ℃高温、30% PEG、250 mmol/L NaCl、150 μmol/L ABA )下的表达模式。结果显示:(1)小桐子JcCIPK2基因开放阅读框全长1 398 bp,编码465个氨基酸,相对分子量为52.95 kD,等电点为8.89。(2)蛋白质结构分析表明,JcCIPK2的N端含有位于第11~265个氨基酸之间的丝氨酸/苏氨酸激酶_蔗糖非发酵1型相关蛋白激酶3催化域STKc_SnRK3,在激酶结构域内还具有激活环(Activation Loop);C端含有位于第316~430个氨基酸之间的CIPK蛋白激酶调控域CIPK_C,其调控域中含有CIPK家族典型的能与CBL特异性结合的NAF结构域,位于第314~369个氨基酸之间。(3)系统进化分析显示,小桐子JcCIPK2蛋白与同属于大戟科的木薯(Manihot esculenta Crantz.)同源关系最近,序列一致性达87%。(4)qRTPCR分析表明,JcCIPK2基因在小桐子根、茎、叶中均有表达,经12 ℃和1 ℃低温处理后,叶片中JcCIPK2基因的表达都呈现先上调后下调表达的趋势,且都在低温处理24 h的表达量最高,与对照相比分别上调了6.0倍和16.72倍;小桐子JcCIPK2基因在42 ℃高温、30% PEG、150 μmol/L ABA、250 mmol/L NaCl处理下也受到不同程度的诱导表达。研究推测,JcCIPK2基因在小桐子对逆境的响应与适应中起重要作用。
2019, 39(12):2132-2137. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2019.12.2132
摘要:植物Rboh基因家族编码产生活性氧(ROS)的NADPH氧化酶。了解半寄生植物檀香(Santalum album Linn.)基因Rboh相关信息和表达特性,可为研究檀香SaRbohA基因通过活性氧信号(ROS)调控吸器发育的响应提供理论依据。该研究以全长转录组测序为基础,通过序列拼接设计合成基因特异引物,从根中克隆获得了1个檀香respiratory burst oxidase homolog(Rboh)基因cDNA全长,命名为SaRbohA。序列分析表明,该基因cDNA全长2 790 bp,编码929个氨基酸,分子量105.37 kD,理论等电点9.13,预测亚细胞定位于细胞膜。结构预测表明,SaRbohA具有6个跨膜结构域,在膜内侧的C端包含典型的NADPH结合结构域和FAD结合结构域, N端含有两个EF手性结构。序列比对分析表明,檀香SaRbohA与苹果MdRboh同源进化关系较近,相似度为63.65%。组织特异性表达分析表明,SaRbohA基因在茎中表达量最低,幼叶和茎尖中表达量较高,而在根中表达量最高。采用2, 6二甲氧基对苯醌(寄生植物吸器诱导因子)处理,可以强烈诱导檀香SaRbohA基因的响应并伴随大量活性氧信号。研究推测,SaRbohA基因的在ROS信号介导的檀香吸器发育过程中起重要作用,且受化学诱导因子调控表达。
2019, 39(12):2138-2144. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2019.12.2138
摘要:为了解甘薯油菜素内酯(brassinosteroids,简称BR)应答基因BES1的功能及其在甘薯不同组织的表达特性,该研究利用甘薯(Ipomoea batatas L.)基因组数据库,筛选保守性较好的BES1基因序列设计引物,以甘薯品种‘广薯87’为模板进行PCR扩增,克隆出甘薯BES1基因(GenBank登录号为MH448304)。该基因长度为2 256 bp,编码322个氨基酸。系统进化树分析结果表明,BES1与番茄、芝麻的亲缘关系最近,其氨基酸序列具有高度保守的N末端结构域和PEST结构域。qRTPCR分析表明,BES1基因在甘薯膨大期的块根表达量最高,而且受油菜素内酯的诱导表达,油菜素内酯浓度为10 μmol/L时表达量最高。该结果为进一步研究甘薯BES1基因的功能奠定了基础,对甘薯的遗传改良与抗逆品种选育具有一定的参考价值。
2019, 39(12):2145-2153. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2019.12.2145
摘要:为了揭示SWEET家族基因在牡丹开花过程中的作用,该研究以‘洛阳红’牡丹花瓣转录组数据库为基础,利用生物信息学方法对SWEET家族基因进行鉴定和分析。结果表明:(1)实验共得到10个具有完整开放阅读框的牡丹SWEET基因。(2)牡丹SWEET家族成员蛋白等电点、消光系数等差别不大,其中5个牡丹SWEET基因编码的蛋白为不稳定蛋白;亚细胞定位预测这10个牡丹SWEET基因编码的蛋白均定位在细胞膜;进化树分析显示,牡丹SWEET基因与拟南芥亲缘关系更近;结构分析表明,牡丹SWEET蛋白结构在进化过程中非常保守,这10个牡丹SWEET蛋白同时具有5个相同的Motif且均含2个MtN3 saliva结构域。(3)可溶性糖含量分析显示,从小风铃期到盛花期,牡丹花瓣中蔗糖含量不断降低,果糖和葡萄糖含量不断升高,均在盛花期达到峰值。(4)qRTPCR分析显示,PsSWEET4盛花期表达量是小风铃期的34倍, PsSWEET8盛花期表达量是小风铃期的60倍。结合这2个基因表达与进化关系及可溶性糖变化值,初步推测PsSWEET4和PsSWEET8在开花过程中可能通过调控果糖、葡萄糖的转运而间接调控开花过程;该结果为进一步研究PsSWEET基因在牡丹生长发育过程中的功能奠定了基础。
2019, 39(12):2154-2160. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2019.12.2154
摘要:紫苏是目前发现的α亚麻酸含量最高的药食同源经济作物,其种子油脂中含60%以上的α亚麻酸。该研究基于紫苏转录组测序结果,从紫苏种子中克隆获得植物种胚发生过程中的关键基因Leafy Cotyledon 1(Pf LEC1),并对其进行相关生物信息学分析、实时荧光定量PCR以及不同时期种子的脂肪酸含量测定,以探讨紫苏α亚麻酸高效合成积累的分子调控机制。(1)序列分析结果表明,Pf LEC1基因编码区长度为621 bp,可编码206个氨基酸,属于NFYB亚基家族,含有HAP3亚基的保守功能域B区域;在线预测该蛋白为不稳定亲水性蛋白,无信号肽和跨膜区域,定位于细胞质;进化分析表明,该蛋白序列与拟南芥、甘蓝型油菜、水稻和玉米关系较近。(2)实时荧光定量PCR分析表明,PfLEC1基因在紫苏根、茎、叶、花及种子中均有表达,且在种子中表达量最高,根中表达最低;PfLEC1在种子发育的前期表达较高,随着种子发育表达量显著下降。(3)不同阶段紫苏种子脂肪酸含量分析表明,油酸、α亚麻酸含量随种子发育逐渐增加,而棕榈酸、硬脂酸、亚油酸含量变化则相反,其中变化最为明显的是α亚麻酸,从种子发育5 d时的33.16%上升至20 d时的65.16%,表明紫苏种子中α亚麻酸含量是随种子发育快速积累的。研究推测,PfLEC1可能与紫苏种子α亚麻酸的高含量合成积累密切相关,该研究为今后深入探讨PfLEC1基因的功能奠定了分子基础。
2019, 39(12):2161-2169. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2019.12.2161
摘要:为了探究CmCAD基因在‘三红蜜柚’果实发育过程中的作用与表达规律,该研究以‘三红蜜柚’果实为材料,利用反转录PCR技术克隆获得3个‘三红蜜柚’CmCAD基因,分别命名为CmCAD1、CmCAD3和CmCAD4。对这3个基因所编码的蛋白进行了生物信息学分析,研究了它们在不同品种蜜柚及‘三红蜜柚’果实生长发育阶段的表达模式。结果表明:克隆得到的3个CmCAD基因cDNA长度分别为1 032 bp、1 080 bp和1 071 bp,编码344、360和357个氨基酸;生物信息分析发现3个CmCAD基因编码的蛋白含有相同的保守结构域,均有跨膜螺旋结构与磷酸化位点;系统进化树分析表明,CmCAD1、CmCAD3和CmCAD4分别与甜橙CsCAD1、拟南芥AtCAD9和甜橙CsCAD4的亲缘关系最近。实时定量PCR分析结果显示,3个CmCAD基因在不同品种蜜柚果实生长过程中表达水平存在差异,且3个CmCAD基因在‘三红蜜柚’果实发育过程中的表达规律也有所不同。研究推测,CmCAD4具有一定的潜在功能,可能参与调控‘三红蜜柚’果实中木质素的合成,但基因的具体功能与调控机理还需进一步探索。
2019, 39(12):2170-2178. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2019.12.2170
摘要:为了深入开展高丹草低氢氰酸含量性状的QTL精细定位、基因图位克隆、功能解析及分子标记辅助育种,该研究以二倍体杂交高丹草F2代群体500个分离单株无性系及其亲本为材料,在课题组前期已构建出的高丹草高密度分子遗传连锁图谱的基础上,利用区间作图法对两年两地测定的高丹草氢氰酸含量性状进行了QTL定位分析。结果显示:(1)在4个不同环境下高丹草氢氰酸含量性状的广义遗传率分别为61.70%、72.05%、40.16%和69.25%,表明氢氰酸含量是既受环境影响又受微效多基因控制的数量性状,而且其群体测定值频率呈明显单峰正态性分布特点,符合QTL定位要求。(2)在LOD>2.5的条件下,共检测到16个与氢氰酸含量性状相关的QTLs,其分布在LG1、LG2、LG4、LG6、LG7、LG8和LG10连锁群上。(3)16个QTLs中能重复检测到的稳定QTLs有9个,遗传贡献率范围为1.17%~39.9%,其中贡献率大于20%的主效QTLs有Qcn22、Qcn41、Qcn6和Qcn61共4个。该研究结果明确了各QTLs的遗传效应和分子标记位点。
2019, 39(12):2179-2186. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2019.12.2179
摘要:该研究以雌雄异株植物罗汉松(Podocarpus macrophyllus)成熟叶为研究材料,采用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜观察比较罗汉松雌、雄植株叶在形态、显微结构和超显微结构的差异,以明确罗汉松雌、雄株在进化过程中叶对环境功能的适应性。结果显示:(1)罗汉松雌株的叶片大于雄株,且两者的叶长、叶宽和叶柄长差异极显著,而叶柄厚、叶面积、叶体积、叶质量、比叶重(SLW)、面积与体积之比(A/V)等性状无显著差异。(2)雌株叶片的气孔相对较大,密度较高,且雌株气孔宽度极显著大于雄株;雌株叶片的上表皮长细胞宽度和下表皮短细胞宽度均显著大于雄株,但雌株叶片的上表皮长细胞和短细胞的长度则显著小于雄株。(3)罗汉松雌株叶片的栅栏组织厚度、海绵组织厚度、传输组织长度和宽度、上下角质层厚度、维管束厚度、叶片紧密度(CTR)及疏松度(SR)均极显著大于雄株,而雌株的下表皮厚度极显著小于雄株,但雌雄株叶片的上表皮细胞厚度和栅海比差异不显著;雌株叶片的栅栏组织细胞、叶绿体和线粒体均较雄株的长而细,且雌株的线粒体宽度极显著小于雄株。(4)罗汉松雌株叶片上表皮蜡质饰纹、下表皮角质层纹饰、气孔外拱盖纹饰及内缘类型等4个微形态特征与雄株差异明显。(5)叶表皮蜡质层能谱分析表明,罗汉松雌株叶片含有9种元素,而雄株叶片仅有8种(缺少K元素);且雌株的Si元素含量高于雄株,而雄株的C、O、Na、Mg、Al、Ca和Au元素含量均高于雌株。研究表明,罗汉松雌、雄植株之间存在明显的第二性征,雌株叶片结构有助于提高光合等性能以满足生殖需求;罗汉松雌、雄株叶形态结构的差异是其长期进化形成的有利于物种繁衍的适应策略。
2019, 39(12):2187-2196. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2019.12.2187
摘要:以紫斑牡丹种子为试验材料,考察不同浓度赤霉素(GA3)处理下种子生根情况,同时对其种皮纹饰进行了扫描电镜(SEM)观察,并对胚乳结构进行了荧光倒置显微镜、透射电镜(TEM)观察,以揭示GA3对紫斑牡丹种子下胚轴解除休眠过程中种子种皮、胚乳结构变化和生根的影响。结果表明:(1)GA3处理能够促进紫斑牡丹种子生根,以300 mg/L GA3处理的种子生根效果最好,与对照相比可提前14.66 d生根,生根率可达62.33%。(2)扫描电镜观察发现,紫斑牡丹种皮表面含有蜡质,种子萌发进程中蜡质明显不断增加,种皮表面网眼逐渐消失,种皮皱缩明显。(3)光学显微镜观察发现,GA3处理的紫斑牡丹种子胚乳细胞中含有较多淀粉体和蛋白体,并随着种子萌发进程逐渐积累,可为种子萌发提供足够的养分。(4)透射电镜观察发现,GA3处理的紫斑牡丹种子胚乳细胞内大分子营养物质不断降解,线粒体、内质网、高尔基体等细胞器相继出现,种子下胚轴休眠解除,细胞壁较薄后期消融,利于营养物质传送。研究认为,适宜浓度GA3处理可有效加快紫斑牡丹种皮结构的改变和胚乳细胞内物质代谢进程,促进种子萌发,且300 mg/L GA3处理紫斑牡丹种子24 h可以获得最好的生根效果。
2019, 39(12):2197-2206. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2019.12.2197
摘要:甜瓜自毒作用是导致其栽培实践中连作障碍严重的关键原因之一。该实验以甜瓜植株水浸提液处理模拟甜瓜自毒胁迫,通过测定自毒条件下甜瓜种子萌发、幼苗根系保护酶活性和MDA含量的变化及转录组分析,以探讨甜瓜自毒作用机理。结果显示:(1)甜瓜自毒胁迫总体上抑制了甜瓜种子萌发和后续生长,胁迫处理的阈值为0.03 g/mL。(2)甜瓜植株水浸提液处理后其幼苗根系保护酶活性和MDA含量变化非常剧烈,SOD活性表现为降升降趋势,POD活性先降后升,CAT活性先升后降,MDA含量持续增加。(3)转录组分析结果共鉴定出2 599个差异表达基因(differentially expressed genes, DEGs),胁迫2 d后共产生2 251个DEGs,显著多于胁迫4 d后的329个DEGs;且2 d与0 d对比有923个DEGs上调,1 328个DEGs下调,表明甜瓜幼苗在基因水平对自毒胁迫产生了积极响应。(4)相关生物信息学分析表明,自毒胁迫导致的DEGs主要与苯丙烷代谢、活性氧代谢、光合作用和植物激素信号转导有关,同时也涉及到渗透调节、膜和蛋白保护等过程;且这些DEGs主要富集于2 d 与 0 d,说明自毒胁迫条件下幼苗光合作用发生了改变,且这种变化主要发生在胁迫早期。(5)对6个甜瓜自毒胁迫密切相关DEGs(AP22、bZIP1、bZIP2、AP21、bHLH和HIS)的qRTPCR分析显示,AP21、bHLH和HIS等3个基因在自毒胁迫2 d时表达量出现峰值,对照组AP22基因在2 d时表达量达到峰值,结果与转录组测序分析结果一致。研究表明,甜瓜自毒胁迫引起了其植物细胞的异常,进而会对生长和器官结构产生不良影响并诱发了大量与刺激或胁迫相关的基因差异表达,且甜瓜自毒胁迫下短期响应的基因或转录因子数量明显多于长期响应的数量,暗示甜瓜幼苗可以对自毒胁迫做出快速响应。
2019, 39(12):2207-2217. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2019.12.2207
摘要:为探讨还原型谷胱甘肽(GSH)参与低温(10 ℃/6 ℃)胁迫下一氧化氮(NO)对黄瓜幼苗叶片光合及荧光作用的调节作用,该研究以‘津研4号’黄瓜幼苗为试材,于四叶一心时置光周期 14 h /10 h、昼夜温度 25 ℃/20 ℃光照培养箱内,叶面预处理分别为:双蒸水(对照)、GSH 合成酶抑制剂(BSO,丁硫氨酸亚砜胺)、NADPH 合成酶抑制剂(6AN,6氨基烟酰胺),8 h 后再喷施NO 供体亚硝基铁氰化钠(SNP),于第 1 次喷施药剂24 h 后昼夜温度降至10 ℃/6 ℃,低温胁迫 24 h 后测定叶片细胞膜透性、气体交换参数、叶绿素荧光等各项指标。结果显示:(1)与CK相比,SNP处理显著提高了黄瓜幼苗叶片相对含水量、叶绿素含量、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、最大光化学量子产量(Fv/Fm)、实际光化学效率(ΦPSⅡ)、非光化学猝灭系数(NPQ)、光化学猝灭系数(qP)、表观光合电子传递系数(ETR)及NO含量,显著降低叶片胞间CO2浓度(Ci)、电解质渗漏率、丙二醛(MDA)含量、非调节性能量耗散量子产量YNO。(2)SNP处理可保持较高的荧光产额,使快速叶绿素荧光诱导曲线JIP相逐渐升高,而BSO+SNP、6AN+SNP处理显著降低了SNP的作用效果;SNP处理黄瓜幼苗叶片PSⅡ最大光化学效率(φPo)、PSⅡ反应中心吸收光能用于电子传递的量子产额(φEo)、捕获激子将电子传递到电子传递链QA-下游其他电子受体的概率(ψo)、与PSⅡ反应中心受体侧性能有关的荧光参数包括氧气释放复合体(OEC)活性状态(FOK)、QA被还原能力(FKJ)、QB(含快还原PQ库)被还原能力(FJI)和慢还原PQ库被还原能力(FIP)以及单位受光面积有活性反应中心数量(RC/CS)等均显著高于CK,而与反应中心关闭有关的荧光参数QA被还原最大速率(Mo)和J相相对可变荧光(VJ)均显著低于CK。(3)BSO+SNP、6AN+SNP处理也削弱了SNP的这些作用效果。研究表明,在低温胁迫条件下,内源GSH参与了外源NO增强黄瓜幼苗叶片相对含水量、缓解膜脂过氧化、稳定PSⅡ和促进PSⅡ反应中心电子传递链供受体侧的电子传递能力,从而提高黄瓜幼苗耐冷性。
2019, 39(12):2218-2225. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2019.12.2218
摘要:以蚕豆幼苗为实验材料,采用水培法研究不同浓度(0、2、4、8、16 mg·L-1)羟基化多壁碳纳米管(MWCNTsOH)与10 μmol·L-1 镉(Cd)单一和联合作用对蚕豆幼苗根系生长、生理及Cd含量的影响。结果表明:(1)单一MWCNTsOH处理下,随着MWCNTsOH浓度(2~8 mg·L-1)的增加,蚕豆的根长度增加,且O2-·产生速率增加的同时会伴随着SOD、POD活性升高。(2)单一Cd处理的幼苗根系MDA含量和O2-·产生速率均高于对照,其中O2-·产生速率较对照增加了1.98倍。(3)MWCNTsOH联合处理诱导了蚕豆根O2-·的产生和MDA含量增加,16 mg·L-1 MWCNTsOH和Cd共同作用对蚕豆幼苗根的损伤最大,会促使部分根尖细胞受损脱落,Cd含量明显下降。研究发现,低浓度MWCNTsOH可促进蚕豆的根生长,降低Cd的毒性;高浓度MWCNTsOH(16 mg·L-1)和Cd对蚕豆幼苗根的致毒性表现为协同效应。
2019, 39(12):2226-2234. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2019.12.2226
摘要:以香椿幼苗为材料,采用水培法研究不同浓度褪黑素(0、50、100、200和400 μmol/L)对盐(150 mmol/L NaCl)胁迫下香椿幼苗生长指标、矿质元素离子(Na+、K+、Ca2+和Mg2+)含量、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)和胞间CO2浓度(Ci)等光合作用指标的影响,以探究外源物质褪黑素对盐胁迫下香椿幼苗生长和生理的调控作用。结果表明:(1)在盐胁迫条件下,香椿幼苗的生长受到显著抑制,叶绿素含量和Pn显著降低,叶片和根系中Na+含量比对照(CK)显著增加,而K+、Mg2+和Ca2+含量以及离子含量的比值(K+/Na+、Mg2+/Na+和Ca2+/Na+)则明显下降,且丙二醛含量显著增加。(2)施加适宜浓度褪黑素能显著促进盐胁迫下香椿植株生长,降低其叶片和根系中Na+含量,提高其K+、Ca2+、Mg2+含量和离子含量比值以及叶片Pn、Tr、水分利用效率(WUE)和Gs和Ci,但却降低了气孔限制值(Ls)。(3)适宜浓度褪黑素使盐胁迫下香椿植株叶片的丙二醛积累明显下降,叶绿素含量显著上升。研究发现,外施适宜浓度的褪黑素能降低盐胁迫下香椿幼苗叶片和根系内Na+浓度,增加K+、Mg2+和Ca2+浓度,调控植物体内细胞的离子平衡状态,增强对营养元素的吸收,提高光合作用效率,从而提高香椿幼苗对盐胁迫的抗性,并以100 μmol/L褪黑素处理的效果最佳。
2019, 39(12):2235-2243. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2019.12.2235
摘要:以一年生蒙古黄芪苗为实验材料,设置4个沼液浓度(0%、50%、80%和100%)和1个化肥浓度处理,通过盆栽实验,研究不同浓度沼液基施(作基肥施入)和配施(基肥+2次叶面喷洒)对黄芪苗生长、生理指标及药用有效成分含量的影响。结果显示:(1)配施50%沼液、配施或者基施80%沼液及基施100%沼液均有助于增加蒙古黄芪生物量,但沼液施用效果不如基施化肥明显。(2)配施低浓度沼液(50%)和基施高浓度沼液(80%)均可显著提高黄芪叶片叶绿素、游离脯氨酸、可溶性糖含量,并显著优于基施化肥的效果。(3)配施50%沼液能促进蒙古黄芪叶片SOD、CAT活性,基施80%沼液能促进SOD活性,而配施80%沼液能促进POD、CAT活性,但100%沼液却使各保护酶活性均迅速下降;黄芪SOD活性对沼液处理较敏感,而POD、CAT活性对基施化肥处理较敏感;黄芪叶片MDA含量在适宜沼液浓度和施用方式下显著较低,但在基施80%沼液处理下显著较高。(4)黄芪根内黄芪甲苷和毛蕊异黄酮葡萄糖苷含量随沼液浓度增加呈先增后降趋势;黄芪甲苷含量以80%沼液基施处理较高,比对照显著增加57.44%;毛蕊异黄酮葡萄糖苷含量以80%沼液配施较高,显著高出对照24.06%;与同浓度化肥处理相比,沼液处理的黄芪甲苷含量显著增加了74.47%,而毛蕊异黄酮葡萄糖苷显著降低了42.16%。研究发现,合理的沼液浓度及施用方式能有效促进黄芪苗的生长、抗逆生理指标及药用有效成分含量的提高,并以80%沼液基施处理的黄芪苗生长更好,药用活性成分含量更高。
2019, 39(12):2244-2252. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2019.12.2244
摘要:该研究以党参种子为实验材料,通过设置不同浓度(0、0.01、0.05、0.2、0.5、1.0、2.0、3.0 、5.0和10.0 mmol·L-1)的阿魏酸以及具有不同凹凸棒粘土(凹土)/蛭石体积比(0/1、1/120、1/80、1/50和1/20)基质的室内培育试验,分析基质中阿魏酸对党参种子萌发、生长及幼苗叶绿素荧光参数的影响,以及基质中凹土含量对上述阿魏酸影响的缓解效应。结果表明,当阿魏酸浓度高于1.0 mmol·L-1时,党参种子活力受到抑制,种子萌发过程延缓。在播种前基质中施加不同浓度的阿魏酸,党参幼苗生物量积累和叶片光化学反应水平在低浓度下得到促进,在高浓度下受到抑制;在幼苗生长过程中短期内施加不同浓度的阿魏酸,党参幼苗叶片光化学反应水平会显著降低。在含有较高浓度阿魏酸的基质中添加不同体积比凹土,能够有效缓解上述党参种子萌发和幼苗生长过程中所遭受的阿魏酸伤害,且凹土在基质中的体积比为1/50时的缓解作用最为明显。可见,环境中高浓度阿魏酸会显著抑制党参种子萌发、生长及幼苗叶片光化学反应水平,添加适量凹土可有效缓解阿魏酸在不同生长阶段对党参所造成的胁迫伤害。
2019, 39(12):2253-2262. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2019.12.2253
摘要:为了探讨不同覆盖年限下雷竹(Phyllostachys praecox)细根碳(C)、氮(N)、磷(P)化学计量特征,明确雷竹细根养分动态对覆盖经营措施的响应,为实现雷竹笋用林地养分平衡和高效经济效益提供理论依据。该研究以雅安市雨城区草坝镇已开展连续4年覆盖(LM)、连续2年覆盖(SM)、不覆盖(CK)3种不同覆盖年限下的笋用雷竹林为研究对象,覆盖材料为谷壳(上层保温层)和稻草(下层增温层),在每个标准地内“S”形布设采样点并使用根系取样器对0~30 cm土层细根于各季节取样,分析计算不同覆盖年限下雷竹细根C、N、P的化学计量特征。结果显示:(1)覆盖年限和季节均能显著影响雷竹细根C、N、P含量及其化学计量比,与季节相比覆盖年限是影响雷竹细根C、N、P含量及其化学计量比的更关键因素。(2)SM能增高细根养分含量,而LM会降低细根养分含量,覆盖影响细根C、N养分含量的季节变化规律,而不影响P的季节变化规律。(3)3种处理的C/N、C/P、N/P均分别具有相同的季节变化规律,SM降低雷竹细根各季节和年平均C/N,而LM增加雷竹细根各季节和年平均C/N,SM和LM均能降低雷竹细根各季节和年平均C/P和N/P,LM较SM各季节和年平均C/P增大,但两者各季节N/P差异均不显著(P > 0.05)。(4)相关性分析显示,覆盖年限增长会使雷竹细根C、N、P及其化学计量比之间形成更为复杂的显著相关关系。研究表明,长期连续覆盖会降低雷竹细根C、N、P含量,同时造成细根养分失衡,雷竹林的覆盖经营需降低连续覆盖时间,采取短期覆盖经营措施,给细根休养恢复的时间,从而达到雷竹笋用林可持续经营目的。
2019, 39(12):2263-2270. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2019.12.2263
摘要:为了深入了解古尔班通古特沙漠植物在极端环境下养分循环及限制状况,以琉苞菊(Hyalea pulchella)、假狼紫草(Nonea caspica)、尖喙牻牛儿苗(Erodium oxyrrhynchum)和飘带果(Lactuca undulata)为研究对象,分析了4种短命植物的生物量与化学计量特征变化以及二者之间的相关性。结果表明,(1)4种荒漠植物生物量分配在整个生长周期内呈一致增长规律,而根冠比(R/S)均呈下降趋势;生物量累计速率在各生长期不尽相同,但4种植物随生活史的完成最终分配比例趋同。(2)4种植物的C元素在整个生长周期内居高不下,N、P元素在植物体内总体呈下降趋势。对计量比分析发现,C∶N与C∶P间呈正相关关系,且二者都与N∶P呈负相关关系,但N∶P则相比旱生植物的平均值低。(3)生物量与化学计量比的综合排序显示:第1轴、第2轴的解释程度分别为58.89%和19.43%,可累计解释其总信息量的78.32%,表明可信度较高,但整体指标间的相关性较弱,说明4种荒漠短命植物生长过程中的化学计量比并未对生物量分配起决定作用,可能是由于干旱环境下植物的不同生存策略所引起的结果,或生物量分配的主要占比因素可能是植物自身遗传所决定的。
2019, 39(12):2271-2277. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2019.12.2271
摘要:虫草素是一种核苷类似物,具有多种药理作用。利用虫草素产生菌发酵的方式获得虫草素,可能是产生虫草素的一种新方法。为筛选能产虫草素的内生真菌,从中国传统的中药冬虫夏草子实体中共分离得到42株真菌,经PDB液体培养后,采用高效液相色谱(HPLC)鉴定其代谢产物。结果表明:菌株OS17的代谢产物中含有虫草素,且虫草素产量为40.16 mg/L。基于形态学特征和ITS序列分析,菌株OS17被鉴定为淡色生赤壳菌(Bionectria ochroleuca)。这是首次从冬虫夏草中分离得到能产虫草素的生赤壳属,表明了内生真菌具有产生多种生物活性物质的潜力。
2019, 39(12):2278-2280. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2019.12.2278
摘要:首次报道中国锦葵科一新记录种——克氏梧桐[Firmiana kerrii (Craib) Kosterm.]。该种原记载产自泰国和缅甸,2019年该种在中国云南西双版纳州勐腊县发现有分布。凭证标本保存在中国科学院西双版纳热带植物园标本馆(HITBC)。该文给出了中国已知的9种梧桐属植物的分种检索表。
2019, 39(12):2281-2282. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2019.12.2281
摘要:报道了陕西省百合科一新记录属——丫蕊花属 (Ypsilandra Franch.),其新记录种为丫蕊花(Ypsilandra thibetica Franch.)。提供了形态描述和野外照片,凭证标本藏于陕西理工大学植物标本馆。







