2022, 42(1):1-12. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2022.01.0001
摘要:为了解铁氧还蛋白NADP+氧化还原酶(FNR)在文心兰抵御软腐病过程中的作用,该研究采用RACE技术从文心兰‘小樱桃’中克隆到一条OnFNR基因(登录号为KX461908),分析其序列特性和编码蛋白亚细胞定位情况,利用实时荧光定量PCR(qRTPCR)分析其在不同组织部位以及不同软腐病感病阶段的表达模式,构建OnFNR过表达载体并转化文心兰原球茎(PLBs),对转基因原球茎进行软腐病抗性评价。结果显示:(1)文心兰OnFNR基因开放阅读框长为1 080 bp,预测可编码含359个氨基酸、分子量为40 066.14 Da、等电点为8.72的碱性蛋白;OnFNR具有典型的FAD结合结构域和NADP+结合结构域,定位于叶绿体。(2)多序列比对和进化树分析发现,OnFNR与其他植物LFNR聚为一类,并与小兰屿蝴蝶兰LFNR的相似度最高(89.1%)。(3)qRTPCR结果显示,OnFNR在文心兰叶中的表达量最高,其次是假鳞茎与花,根中最低;文心兰植株接种软腐病病原菌1 d后叶片和假鳞茎的OnFNR基因表达量呈现极显著下调,并且在5个感病阶段的表达量均低于健康植株。(4)成功构建过表达载体pCAMBIA1301OnFNR,并经农杆菌EHA105侵染成功转入文心兰PLBs,获得过表达OnFNR转基因原球茎16个;在过表达OnFNR文心兰PLBs中,OnFNR与Fd基因表达均呈现极显著上调,尤其是Fd表达量上调至对照(非转基因PLBs)的3.67倍,且过表达OnFNR的PLBs在软腐病病原菌侵染第4天的存活率仍有48.88%,而对照的存活率只有6.66%。研究表明,文心兰OnFNR是一个定位于叶绿体的光合型铁氧还蛋白NADP+氧化还原酶,过表达OnFNR能够明显提高文心兰植株的抗病性,推测OnFNR在植物抵抗病毒以及ROS爆发中具有重要作用,且过表达OnFNR可能通过提高LET的电子传递效率,进而提高Fd的表达量达到促进MAPK通路信号传导的效果。
2022, 42(1):13-20. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2022.01.0013
摘要:MYB转录因子参与植物细胞形态与模式建成、次级代谢的调控以及生物和非生物胁迫应答等反应。该研究采用RTPCR方法扩增了番茄SlMYB86基因,并进行了聚类分析和保守域序列分析,构建原核表达载体和诱导纯化蛋白,利用qRTPCR和Western blot检测SlMYB86在缺氮复氮下的表达水平,为深入探究番茄MYB86转录因子在缺氮胁迫下的功能奠定基础。结果表明:(1)番茄SlMYB86与番茄SlMYB26在进化树上属于同一分支,亲缘关系较近,且SlMYB86含有2个Myb_DNAbinding保守结构域,属于R2R3MYB型转录因子。(2)qRTPCR分析发现,SlMYB86基因在番茄根和叶中均有表达,缺氮胁迫下SlMYB86表达较对照显著增加。(3)成功构建pET28aSlMYB86原核表达载体并转化E. coli BL21 (DE3),SDSPAGE和Western blot结果表明,SlMYB86蛋白的最佳诱导条件为0.5 mmol/L的 IPTG、37 ℃诱导8 h;目的蛋白相对分子量大约为41 kD,与预期大小一致,并获得较高纯度的SlMYB86原核蛋白。(4)将纯化的SlMYB86蛋白免疫小白鼠获得抗体,利用该抗体进行Western blot分析发现,番茄中SlMYB86蛋白在缺氮胁迫后表达上调,表明番茄SlMYB86基因参与了缺氮胁迫的应答。
2022, 42(1):21-28. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2022.01.0021
摘要:SAUR (small auxin up RNA) 作为植物主要生长素诱导基因之一,其在促进植物细胞分裂和细胞伸长方面发挥重要的调节作用。该研究以滇水金凤(Impatiens uliginosa Franch.)为材料,采用RTPCR等技术克隆SAUR基因,并进行生物信息学分析及基因表达分析。结果表明:(1)成功获得6个SAUR基因,其cDNA序列全长分别为351、534、396、333、309和411 bp,分别编码116、177、131、110、102和136个氨基酸。(2)生物信息学分析显示,除SAUR3为稳定蛋白外,其余5个均为不稳定蛋白;除SAUR5为疏水性蛋白外,其余均为亲水性蛋白;所有蛋白均为非分泌蛋白;6个SAUR基因编码的氨基酸序列与其他植物比对有较高的相似性,并具有一定的种属保守特征;推测SAUR4 和SAUR5为旁系同缘,同时SAUR1、SAUR2、SAUR3和SAUR6为直系同缘。(3)RTPCR分析发现,随着滇水金凤花的开放,6个SAUR基因表达量在花发育不同时期的檐部中均呈先上升后下降的趋势,始花期相对表达量最高,其次是盛花期,花苞期相对表达量均最低;各基因在花距的檐部和距部存在很大差异,其中SAUR3基因在2个部位均有非常高的表达;SAUR4、SAUR5和SAUR6基因在滇水金凤花距的基部和檐部具有相对高的表达,而其余3个SAUR基因在花距的尖部和弯部表达不明显。该研究结果为凤仙花属植物花距的生长发育调控机理、花型改良及新品种培育提供了一定的基础数据和科学依据。
2022, 42(1):29-37. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2022.01.0029
摘要:该研究采用RACE扩增技术克隆了一个紫花苜蓿UVB光受体基因(MsUVR8),在生物信息学分析基础上,采用农杆菌介导法获得了该基因过表达愈伤组织,并对UVB辐射处理后MsUVR8过表达愈伤组织及其野生型中的类黄酮、黄酮醇、花青素、过氧化氢(H2O2)、超氧阴离子(O2-·)含量以及UVB信号通路相关基因的表达进行检测分析,以探讨MsUVR8基因的生物学功能,为揭示植物响应UVB胁迫的分子机制奠定理论基础。结果表明:(1)成功克隆获得紫花苜蓿MsUVR8基因CDS序列834 bp,且 MsUVR8与蒺藜苜蓿MtUVR8基因序列相似度高达95%以上;MsUVR8蛋白形成了不完整的β折叠结构,系统发育分析显示其与鹰嘴豆属于同一分支。(2)对MsUVR8过表达系检测发现,紫花苜蓿MsUVR8过表达愈伤组织(UVR8OE)中类黄酮含量较野生型愈伤组织(WT)明显升高,而且经UVB辐射后的UVR8OE类黄酮物质含量较WT进一步显著升高。(3)DPBA荧光标记实验发现,UVB辐射大大促进了细胞中黄酮醇的合成,且UVB辐射后的UVR8OE中黄酮醇含量最高。(4)DAB和NBT染色显示,UVB处理后WT中活性氧(H2O2和O2-·)的积累增加,而在UVB辐射处理与未处理的UVR8OE中H2O2和O2-·的积累无明显差异,表明MsUVR8可增强植物组织细胞的抗氧化性能,并可降低UVB胁迫引起的氧化损伤。(5)UVB辐照后,WT中PAL、CHS和FLS表达被激活而显著提高, UVR8OE中的4种基因表达均达到最大,且较其他3个处理组均显著增强。研究认为,紫花苜蓿MsUVR8被UVB激活后,促进了类黄酮合成相关基因的表达,并激活了类黄酮合成关键酶的活性,从而提高了类黄酮物质的合成效率,增强了UVB胁迫条件下植物愈伤组织的抗氧化能力。
2022, 42(1):38-47. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2022.01.0038
摘要:该研究以茎瘤芥栽培品种‘永安小叶’为实验材料,在全基因组水平对茎瘤芥基因组中异戊烯基转移酶(IPT)家族基因成员进行鉴定;通过荧光定量PCR检测各基因在不同组织、盐胁迫和根肿菌胁迫条件下的表达模式。结果显示:(1)在茎瘤芥基因组中共鉴定到27个IPT家族基因,分布在14条染色体上,它们在系统进化树中可聚类为7个分支。(2)大部分IPT家族基因主要在茎瘤芥的根和茎中表达,在叶片、花和种荚中表达量相对较低。BjuB006281在茎中的表达水平最高,BjuA027211、BjuB010173、BjuB010174和BjuA001839在根中的表达水平较高。(3)大部分的IPT基因表达受盐胁迫抑制,BjuB006281、BjuA036403、BjuB010173、BjuB026254在盐胁迫12~48 h显著下调表达;BjuB022918和BjuB007352则在盐胁迫24~48 h显著下调表达。(4)大部分茎瘤芥IPT基因在12 h受到根肿菌侵染的显著诱导,其中BjuB006281、BjuA014415、BjuB022918在侵染后12 h的表达水平为0 h对照的15倍以上。该研究鉴定出多个响应盐胁迫和根肿菌胁迫的IPT基因,为进一步研究他们的基因功能奠定了基础。
2022, 42(1):48-56. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2022.01.0048
摘要:SQUAMOSA promoter binding proteinlike(SPL)基因家族在植物成花转变与花器发育中起重要调控作用。该研究基于甜橙(Citrus sinensis)基因组数据,对甜橙SPL家族成员及其启动子区进行生物信息学分析,并采用qRTPCR检测其在甜橙不同花期、不同品种花芽和叶片的表达特异性,为深入探讨CsSPLs基因在甜橙成花诱导中的功能奠定基础。结果表明:(1)共鉴定出15个含有SBP保守结构域的甜橙SPL基因,分别命名为CsSPL1~CsSPL15,且分布在6条染色体上。(2)CsSPL1~CsSPL15基因编码的氨基酸长度为130~1 075 aa,分子量为14.73~118.75 kD;系统发育分析将15个CsSPLs分成8个亚族,除CsSPL4外,其他CsSPLs均与拟南芥SPL家族成员聚类。(3)顺式作用元件分析表明,CsSPLs启动子中含有大量光响应元件,推测CsSPLs可能在甜橙响应光调控过程中发挥重要作用。(4)转录组数据分析显示,CsSPLs在甜橙愈伤组织、花、叶片和果实中均有表达,其中CsSPL3、CsSPL4、CsSPL7、CsSPL8、CsSPL12、CsSPL13、CsSPL14和CsSPL15在花和叶片中较高表达。(5)qRTPCR检测显示,CsSPLs在甜橙不同花期、不同品种花芽和叶片组织中的表达均有显著上调趋势,且采样各时期下早花品种‘赣南早’花芽和叶片中CsSPLs的表达量均高于对照品种‘纽荷尔’。研究认为,甜橙成花组织内CsSPLs基因的高表达是其花期提前的主要因素。
2022, 42(1):57-65. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2022.01.0057
摘要:硬脂酰ACP脱氢酶(SAD)催化硬脂酸脱氢生成油酸,是形成不饱和脂肪酸的关键酶。该研究从紫苏转录组数据库中筛选鉴定紫苏硬脂酰ACP脱氢酶(PfSAD)家族基因,并进行生物信息学分析及保守功能域分析,用qRTPCR技术检测PfSADs各成员在不同组织中的表达特性,以探讨PfSAD家族基因在调控种子脂肪酸组分中的作用,为紫苏脂肪酸组分的遗传改良提供基因元件。结果显示:(1)从该课题组前期自测的紫苏转录组数据库中共检测出6个PfSAD家族基因,其编码蛋白的氨基酸长度介于367~396 aa之间,均具有SAD的保守结构域和二铁中心,预测其基因编码蛋白均定位于叶绿体。(2)多序列比对结果显示,紫苏PfSADs蛋白序列与拟南芥、蓖麻及可可等植物的SAD蛋白序列相似性均在50%以上;系统进化分析显示,6个紫苏SAD蛋白被分为3个亚组,其中第一个亚组包含PfSAD1,第二亚组包含PfSAD2、PfSAD3,第三亚组包含PfSAD4、PfSAD5和PfSAD6。(3)实时荧光定量PCR分析发现,PfSADs各成员在‘晋紫苏1号’不同组织中的表达量差异显著,其中PfSAD1主要在叶中表达,PfSAD2、PfSAD3、PfSAD4和PfSAD5在种子中表达量较高,PfSAD6在花中具有显著表达优势。 研究表明,PfSADs具有典型的保守基序及催化SAD的活性中心,其各成员在不同的组织中高表达,推测这6个基因均参与了硬脂酰ACP(C18∶0ACP)脱氢生成油酰基ACP(Δ9C18∶1ACP)的过程,在紫苏油脂合成代谢过程中发挥重要作用。
2022, 42(1):66-74. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2022.01.0066
摘要:结合在模式产地采集的高茎紫菀(Aster procerus Hemsley)以及查阅文献资料,发现原始文献对其形态描述不充分且缺乏细胞学和分子系统学方面的报道。本研究对高茎紫菀的形态特征进行了补充描述以及核型特征和系统位置分析,为紫菀属的修订提供资料。结果表明:(1)依据观察结果,补充了高茎紫菀新的形态特征:基生叶羽状分裂,成熟的基生叶较大,长可达26 cm,宽可达8 cm;花序托圆锥状。(2)高茎紫菀的染色体数目为2n = 18;核型公式为2n = 2x = 16 m + 2 M,核型属于1 A。(3)基于ITS和ETS标记的分子系统发育树分析表明,高茎紫菀不同居群的2个个体在同一进化支上(LP=100, PP=1.00),且位于核心紫菀属(LP=100, PP=1.00),与女菀[Turczaninovia fastigiata (Fischer) Candolle]构成姐妹类群(LP=52, PP=0.99)。研究认为,高茎紫菀基生叶和花序托的特征可为紫菀属的分类提供新的证据,支持高茎紫菀位于紫菀属(Aster L.)内,建议将女菀并入紫菀属。
2022, 42(1):75-80. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2022.01.0075
摘要:兰科植物的有性生殖特殊,每朵花只有1个花药,且花粉有聚集成块发育的特征。为了揭示铁皮石斛花粉块的发育特征,该研究以野生铁皮石斛不同时期的花药为材料,采用半薄切片和植物组织化学方法对其发育过程进行解剖学观察分析,并对成熟花粉块进行离体培养,观察花粉管的萌发状况。结果表明:(1)铁皮石斛花药壁由1层表皮细胞,2层药室内壁细胞,1层中层细胞和1层绒毡层细胞组成。开花时,绒毡层细胞退化,中层细胞没有退化,药室内壁细胞则形成纤维状细胞壁;药室中的小孢子母细胞没有明显的胼胝质壁结构。(2)小孢子发生属同时型,减数分裂后四分体小孢子不分散,以四合花粉状态发育,并进一步连接形成花粉块。(3)在小孢子发育中,孢粉素覆盖在整个花粉块表面形成花粉外壁,但花粉块内部的花粉没有花粉外壁结构;在花粉块表面的花粉外壁上未见花粉萌发孔。(4)在花粉离体萌发实验中,具有花粉外壁的花粉块表面花粉未见萌发,仅由花粉块内部的花粉萌发出花粉管。
2022, 42(1):81-88. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2022.01.0081
摘要:芥菜型油菜细胞质雄性不育(CMS)系WJS01A是一种稳定不育系,其败育彻底,不受环境条件的影响。该研究从形态、细胞特征、遗传和分子生物学等方面对WJS01A进行鉴定,以揭示其败育机制,为该不育系在油菜育种中的应用提供理论基础。结果表明:(1)不育系WJS01A的花序结构与正常芥菜型油菜差异不大,但在花蕾饱满度、花朵张开度及花瓣长度和宽度方面略低于正常的芥菜型油菜;它的雌蕊发育正常,但花药、花丝缩短,致使雄蕊高度显著低于柱头,花药白化无花粉产生。(2)将WJS01A衍生的甘蓝型油菜背景不育系WNJ01A以及Polima (Pol)、Ogura (Ogu) 和Kosena (Kos) 不育系分别与其恢复系或保持系测交,结果显示来源于WJS01A的不育类型与Pol、Ogu和Kos等材料的恢保关系明显不同,仅Hui01可以恢复WNJ01A的育性。(3)不育系WJS01A属于无花粉囊型不育,败育时期为花药原基到孢原细胞时期。(4)线粒体不育基因多重PCR可以明显区分WJS01A、WNJ01A与Pol、Ogu、Kos,但是目前的引物组合不能区分WJS01A与正常的芥菜型油菜。(5)线粒体基因组的限制性片段长度多态性(RFLP)分析表明,在所检测的8个探针/酶组合中均可以将不育系WJS01A与其他4种细胞质雄性不育系区分开,说明WJS01A是一种显著不同于Pol、Ogu和Kos等的细胞质雄性不育类型。WJS01A的利用可以丰富和拓宽当前油菜杂种优势利用的遗传基础,为缓解当前油菜杂种优势利用中不育胞质单一性问题提供新的种质。
2022, 42(1):89-97. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2022.01.0089
摘要:为了明晰高温胁迫下表皮蜡质在不结球白菜生理响应中的保护作用,该研究以不结球白菜有蜡(Q28)和无蜡(Q1202)品种为试验材料,设置高温胁迫组(昼/夜温度为37 ℃/30 ℃)和对照组(昼/夜温度为25 ℃/18 ℃)处理,观察不同材料叶片表皮细胞形态,比较分析高温胁迫处理下不同时期生理和光合指标变化的差异。结果表明:(1)高温胁迫对两种不结球白菜幼苗的生物量均产生不同程度的抑制,且有蜡材料的下降幅度较无蜡材料小;高温胁迫后叶片表皮细胞形态差异较大,且有蜡材料叶片表皮细胞皱缩程度显著小于无蜡材料。(2)高温胁迫9 d时,有蜡材料叶片的脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白含量显著高于无蜡材料。(3)高温胁迫后,两种材料叶片抗氧化酶活性均呈先升高后下降的动态变化,且有蜡材料的活性均大于无蜡材料;两种材料的叶片丙二醛含量和相对电导率呈上升趋势,且有蜡材料的上升幅度均较小。(4)两种材料叶片叶绿素含量均呈下降趋势,但仍以有蜡材料较高;与无蜡材料相比,有蜡材料叶片的蒸腾速率较小,净光合速率较高。研究发现,在高温胁迫条件下,叶面蜡质会提高叶片渗透调节能力,保护叶片表皮细胞正常形态,增强植株抗氧化能力,减少蒸腾速率,提高光合速率,有效缓解不结球白菜受到的高温伤害,使有蜡材料的高温耐受能力强于无蜡材料。该研究结果为不结球白菜耐热品种选育及进一步分析蜡质响应高温胁迫的分子机制提供了理论依据。
2022, 42(1):98-106. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2022.01.0098
摘要:该研究以2年生栾树扦插苗为材料,采用盆栽实验方法,设置梯度为0(CK)、100(S100)、200(S200)、300(S300)、400(S400)和500(S500)mmol·L-1 的摩尔质量比1∶1配制成的NaCl和NaHCO3混合盐溶液,分析混合盐胁迫对栾树幼苗光合作用和叶绿素荧光特性的影响,以探讨栾树对混合盐胁迫的生理适应机制,为栾树在盐碱地区的引种与推广栽培提供理论依据。结果表明:(1)随着混合盐胁迫程度的增加,栾树出现叶片发黄焦枯、卷曲、根系减少、植株死亡等表观症状。(2)随着混合盐胁迫程度的增加,栾树的叶长、叶宽生长量整体呈下降趋势;栾树的叶长、叶宽生长量在S100和S200处理下较CK变化不显著,但其叶长生长量在混合盐浓度达到300 mmol·L-1 时较CK显著下降,叶宽生长量在混合盐浓度达到400 mmol·L-1 时较CK显著下降。(3)栾树幼苗叶片的叶绿素含量、PSⅡ实际量子产量(Yield)、光化学淬灭系数(qP)和PSⅡ最大量子产量(Fv/Fm)在S100处理下较CK无显著变化;当混合盐浓度达到200 mmol·L-1 时,除Fv/Fm外均较CK显著下降;当混合盐浓度达到300 mmol·L-1 时, Fv/Fm较CK也显著下降。(4)随着混合盐胁迫程度的增加,栾树幼苗叶片的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)整体呈下降趋势;在混合盐胁迫0~30 d时, S100-S300处理的栾树幼苗叶片的Pn、Ci、Gs整体变化趋势一致;随着盐胁迫程度增大,Pn、Gs整体呈下降趋势,Ci整体呈上升趋势。研究发现,在100 mmol·L-1 混合盐胁迫下,栾树生长指标和生理指标变化不明显,表现出一定的耐盐性,此时光合作用主要受气孔限制的影响;当混合盐浓度达到200 mmol·L-1 时,栾树幼苗叶片的生长指标、叶绿素含量、光合生理指标整体显著降低,最终导致植株生长受到抑制,此时光合作用的主要影响因素是非气孔限制和光化学活性失活。
2022, 42(1):107-117. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2022.01.0107
摘要:番茄果实糖酸类物质的含量及比例直接影响其风味品质,前期研究表明,适宜浓度的外源5氨基乙酰丙酸(ALA)能够促进果实的成熟并提高其芳香品质。该试验为探究外源ALA对番茄果实发育及其糖酸品质的影响,以番茄‘原味1号’(Solanum lycopersicum cv. Yuanwei No. 1)品种为试材,于第4穗果授粉后10 d果实表面喷施0、100和200 mg·L-1 的ALA溶液,分析ALA对番茄果实形态、果皮色泽及果实不同部位组织中糖、酸类物质组分及含量的影响。结果表明:(1)外源ALA溶液能显著促进番茄果实横径、纵径的增加,提高果实单果重,还显著降低果实硬度,促进果实软化,提升果实口感,并提高了果实VC和可溶性固形物含量。(2)果实不同部位组织(包括果肉、小柱和隔膜)糖类物质组分含量测定结果显示,外源ALA处理能够显著提高果实可溶性总糖含量(包括果糖、葡萄糖和蔗糖),并有利于糖类物质向果肉中积累。(3)在有机酸类物质中,除酒石酸含量增加外,外源ALA处理均能不同程度地降低果实各部位组织中酸类物质含量,从而显著提高番茄果实果肉部位糖酸比,提升果实糖酸品质。研究发现,在番茄果实发育过程中外源施用200 mg·L-1 ALA不仅能够促进果实发育及着色,提高单果重,提升果实的外观品质,还有利于果实糖酸品质的形成。
2022, 42(1):118-126. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2022.01.0118
摘要:该试验以红花檵木叶片诱导的愈伤组织为试验材料,以黑暗(CK)为对照,分别进行白光(W)、红光(R)、蓝光(B)、蓝紫光(BP)、蓝光+UVA(B+UVA)和UVA处理15 d和30 d,通过对愈伤组织的生长、生理指标、花色素苷和总黄酮含量的比较分析,探讨光质对红花檵木愈伤组织生长和黄酮类物质含量的影响。结果显示:(1)与CK相比,几种不同光质处理均可提高愈伤组织的干、鲜重,其中R更有利于愈伤组织鲜重的增加,B+UVA和UVA更有利于干重的增加,而且光质对愈伤组织干重的影响存在基因型差异。(2)R、B和W处理可显著提高红花檵木愈伤组织的可溶性糖含量,其中R处理的增加最高,B和W处理其次,其他短波处理与0 d相比稍变化。(3)短波长的光质处理显著提高了红花檵木愈伤组织中的丙二醛(MDA)含量,其中B+UVA处理的增值最高。(4)短波长的光质更有利于提高红花檵木愈伤组织的苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性,其中BP和B+UVA处理的增效最为显著。(5)短波长的光质(B、BP、B+UVA和UVA)可促进红花檵木愈伤组织花色素苷和黄酮类物质的合成,但R处理具有抑制作用。研究表明,短波光质B、BP、B+UVA和UVA处理可促进红花檵木愈伤组织花色素苷合成, B+UVA和B处理更有利于总黄酮含量的提高,而且在愈伤组织干重、花色素苷与总黄酮含量方面光质的影响存在一定的基因型差异。
2022, 42(1):127-137. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2022.01.0127
摘要:以福建省云霄县小帽山、梁山和南乌山3个区域共23份地方茶树品种资源为试材,采用高效液相色谱(HPLC)法和超高效液相色谱质谱联用(UPLCMS/MS)法测定其儿茶素、嘌呤生物碱及氨基酸组分含量,并进行描述统计分析、差异分析和聚类分析,以筛选生化成分含量特异的茶树品种资源。结果表明:(1)23份茶树品种资源的儿茶素总量变化范围为73.54~260.31 mg·g-1 ,平均值为160.48 mg·g-1 ;表没食子儿茶素3O甲基没食子酸酯(EGCG3″Me)在所有资源中均检出,含量最高的为小帽山3号(X03),高达33.65 mg·g-1 。(2)23份茶树品种资源的嘌呤生物碱总量变化范围为15.28~70.42 mg·g-1 ,平均值为40.95 mg·g-1 ;苦茶碱(TC)在梁山地区的茶树品种资源(LS01LS07)均检出,其中梁山6号(L06)和梁山7号(L07)的苦茶碱含量高于其咖啡碱含量。(3)23份茶树品种资源的氨基酸总量变化范围为6.40~47.57 mg·g-1 ,平均值为20.83 mg·g-1 ;氨基酸构成丰富,共检测出20种氨基酸物质。(4)差异分析和聚类分析结果显示,云霄县3个区域茶树资源的生化成分具有明显地域特征。其中梁山区域茶树资源富含苦茶碱(TC),小帽山茶树资源的表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)和表没食子儿茶素3O甲基没食子酸酯(EGCG3″Me)含量较高,南乌山茶树资源的丙氨酸(Ala)、谷氨酸(Glu)、谷氨酰胺(Gln)含量略高于其他两地。研究发现,云霄地方茶树品种资源的儿茶素、嘌呤生物碱及氨基酸含量差异大,具有丰富的遗传多样性,区域特征明显,筛选出高儿茶素、高EGCG3″Me、高苦茶碱、高茶氨酸等18份优特茶树品种资源,为云霄地方茶树品种资源的系统开发利用奠定了基础。
2022, 42(1):138-144. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2022.01.0138
摘要:海拔变化是多环境因子的梯度效应,细根作为植物吸收水分与养分的重要器官,其性状特征在指示植物的生长和分布等方面意义重大。该研究以弓杠岭2 500~3 300 m海拔地的云杉(Picea asperata)细根为研究对象,采用根序分级法对云杉1~5级根序的生物量及细根形态(平均直径、比根长、根长密度、比表面积)进行测定,以明确云杉细根生物量及形态性状指标对海拔变化的响应规律以及细根功能间的权衡关系,为解释森林生态系统结构和功能特征提供依据。结果表明:(1)不同海拔云杉细根生物量皆随着根序的上升而增加,且0~10 cm土层生物量显著高于10~20 cm土层。(2)在不同海拔条件和不同土层下的1~5级细根直径都表现出随着根序的上升而增加的变化趋势,比根长、根长密度、比表面积都随着根序的上升而下降。(3)海拔条件对于比根长、根长密度、比表面积有极显著的影响;在细根性状之间,直径与比根长、根长密度、比表面积均呈现极显著负相关关系,而与生物量呈显著正相关关系。研究认为,研究区土层深度以及云杉根序对直径、比根长、根长密度、比表面积、生物量的影响并不一致,即根功能性状对于环境条件的响应方式存在着异质性。
2022, 42(1):145-153. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2022.01.0145
摘要:采用高通量(Illumina Miseq)测序技术对栽培和野生2种生境下川麦冬根围的丛枝菌根(AM)真菌多样性和群落结构进行测定,并结合土壤理化因子进行相关性分析,以明确两种生境下川麦冬根围土壤AM真菌多样性和优势群落的分布特点,探讨AM真菌群落分布差异的驱动因子,为 AM真菌应用于麦冬生产提供理论依据和技术支持。结果表明:(1) 不同生境下川麦冬根围土壤中共鉴定出AM真菌3属10种,其中野生川麦冬根围土壤鉴定出的AM真菌3属7种,分别隶属于无梗囊霉属(Acaulospora)、多孢囊霉属(Diversispora)和球囊霉属(Glomus),而栽培环境下鉴定出AM真菌1属6种,隶属于球囊霉属。2个生境优势属均为球囊霉属。(2) 不同生境下川麦冬根围AM真菌之间存在显著差异,野生生境下川麦冬根围土壤AM真菌多样性指数ACE和Shannon均显著高于人工栽培生境,而Simpson指数则相反。(3) 相关性分析表明,AM真菌多样性指数及群落组成结构均与土壤理化因子存在相关性,其中全钾(TK)、全磷(TP)、全氮(TN)对AM真菌多样性指数和群落结构组成均存在显著影响。研究认为,不同生境下川麦冬根围AM真菌群落存在显著差异,球囊霉属为川麦冬互利共生的关键属,TK、TP、TN是不同生境川麦冬根围AM真菌群落差异的主要驱动因子。
2022, 42(1):154-161. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2022.01.0154
摘要:愈伤组织瞬时转化体系可初步快速地验证基因功能和鉴定相关表型。为提高板栗愈伤组织瞬时转化体系的转化效率和稳定性,并鉴定板栗淀粉合成酶基因的功能,该研究以板栗‘燕山红栗’幼胚胚芽诱导形成的愈伤组织为材料,通过不同状态的愈伤组织和表达载体优化板栗愈伤组织瞬时转化体系;并构建板栗淀粉合成关键酶基因CmSSⅠ 沉默载体,验证CmSSⅠ 基因在板栗中的功能。结果表明:(1)愈伤组织可按照体细胞胚起动难易程度划分为胚性愈伤组织(EC_E)和胚性愈伤组织早期阶段(EC_D Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ),且白色、外表相对分散的胚性早期阶段愈伤(EC_D Ⅲ)更适合板栗瞬时转化体系。(2)转化材料为胚性愈伤早期阶段(EC_D Ⅲ)时,RNAi沉默载体pK7GWIWG2 (Ⅱ) RR277的瞬时转化效率高达87.67%。(3)通过最适愈伤组织瞬时转化体系,基因CmSSⅠ 在转基因愈伤组织中表达显著下调,且沉默CmSSⅠ 阳性愈伤组织的总淀粉和支链淀粉含量显著降低,直链淀粉变化差异不显著。该研究提高了板栗愈伤组织瞬时转化体系的转化效率和稳定性,证明基因CmSSⅠ 正调控板栗淀粉的合成,这为板栗基因功能的研究奠定了基础,进一步为分子辅助育种提供了技术平台。
2022, 42(1):162-172. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2022.01.0162
摘要:白杄(Picea meyeri)1989年被评为内蒙古自治区Ⅱ级保护珍稀濒危植物。该研究基于白杄在中国地区的50条有效分布点记录和12个环境因子变量,利用MaxEnt模型和ArcGIS软件分析全新世中期、现代、2050年和2070年四个时期白杄在中国的潜在地理分布,通过环境因子的贡献率和刀切法检验确定限制现代潜在地理分布的主导因子,并利用响应曲线确定环境因子变量的适宜区间,以明确不同时期白杄潜在地理分布区域和面积,为白杄的引种以及保护管理提供依据。结果显示:(1)MaxEnt模型预测受试者工作曲线面积(AUC)为0.979,说明该模型预测的潜在分布精度准确,预测结果的可信度高。(2)影响白杄潜在分布的主要气候因子及其适宜生长范围为:海拔(1 200~2 300 m)、昼夜温差与年温差比值(25%~28%)、最湿月降雨量(90~145 mm)和年平均温度(0~5 ℃)。(3)现代白杄在中国的潜在地理分布总面积为103.56 万km2,主要位于内蒙古中西部地区(九峰山、正蓝旗、多伦县)、山西省大部分地区(大石洞、五台山)以及河北省部分地区(雾灵山、塞罕坝)。(4)从全新世中期到现代气候条件下,白杄在内蒙古北部高纬度地区的潜在分布区面积减少,生存适宜度降低,内蒙古中部大部分最适生区丧失;2070年RCP2.6排放情景下,白杄在山西省、河北省等低纬度地区的适生区也基本丧失,与现代分布区相比,白杄在未来气候条件下的适生区缩小,并且向内蒙古东北方向迁移。研究表明,从全新世中期到2070年,白杄的潜在分布区面积逐渐缩小,且有向高纬度、高海拔地区迁移的趋势,其最适生区范围也向内蒙古东北地区移动。
2022, 42(1):173-180. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2022.01.0173
摘要:该研究以查阅文献和野外实地调查相结合的方法,对锡林郭勒草原国家级自然保护区种子植物进行调查、统计、排序,并对该区系种子植物的种类组成、水分生态类型、生活型及种的地理成分进行分析。结果表明:锡林郭勒草原国家级自然保护区有野生种子植物856种,分别隶属于87科,345属;其中,裸子植物3科,5属,11种;被子植物84科,340属,845种。植物水分生态类型以中生植物为主,共559种,占区系总种数的65.30%;旱生植物213种,占区系总种数的24.88%。生活型以草本植物为主,占区系总种数的88.67%。区系中种的地理成分较为复杂,既反映出保护区植物地域性强的特征,也反映出该区域生境类型多样、植物丰富度高的特征。







