2022, 42(11):1801-1808. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2022.11.1801
摘要:AGL16是调控拟南芥气孔密度和ABA含量的重要负调控转录因子,在拟南芥抗旱反应过程中发挥重要的作用。为了获取拟南芥agl16突变体材料,采用棉花叶皱缩病毒(CLCrV)介导的VIGE系统筛选靶向敲除拟南芥AGL16的sgRNA,同时利用农杆菌介导的浸花法将完整编辑载体转化野生型拟南芥,创制了拟南芥agl16突变体并进行抗旱性鉴定。结果表明:(1)利用CLCrV介导的VIGE系统筛选获得2个能靶向敲除AGL16基因的sgRNA,同时构建AtU626∷AtAGL16sgRNA135S∷Cas9Terp1300编辑载体转化野生型拟南芥Col0,筛选获得靶位点缺失4 bp的agl16纯合突变体(AGL16:4)。(2)抗旱表型性鉴定结果显示,干旱处理18 d后,大部分野生型植株干枯死亡,而突变体植株受胁迫的表型相对较轻;复水后,野生型和突变体植株的存活率分别为34.5%(10/29)和75%(27/36)。(3)与野生型相比,干旱胁迫下AGL16:4纯合突变体植株叶片单位面积气孔数量减少、离体叶片失水率显著降低,但二者的单株种子量并没有发生明显的改变。研究认为,AGL16:4纯合突变体的抗旱性较野生型明显增强,且种子量与野生型基本一致,表明AGL16基因可作为作物抗旱育种理想的候选靶基因;所获得的agl16突变体为后期从农作物中克隆的AGL16同源基因进行功能回补验证提供了有利的转基因受体材料。
2022, 42(11):1809-1817. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2022.11.1809
摘要:HY5(ELONGATED HYPOCOTYL 5)转录因子在花青素的生物合成方面具有重要的作用。该研究以‘全红’杨叶片为材料,克隆了PdHY5基因,对其进行生物信息学分析;并通过农杆菌介导的叶盘法转化烟草,对其进行功能分析。结果显示:(1)PdHY5基因开放阅读框(ORF)长度为510 bp,共编码169个氨基酸。多序列比对和系统进化分析表明,‘全红’杨PdHY5蛋白具有bZIP家族蛋白的保守结构域,与毛果杨PtHY5蛋白亲缘关系最近。(2)成功构建过表达载体pNP130235SPdHY5,经潮霉素筛选获得了4个转基因烟草株系(S1~S4)。(3)qRTPCR结果表明,PdHY5基因在4个过表达株系中的表达量显著高于野生型(WT),且S4株系的表达量最高, S1最低;同时过表达株系的花青素生物合成途径关键基因CHS、F3H及FLS的表达水平较WT均显著上调。(4)叶片花色素苷的相对含量在转基因烟草株系S2、S3、S4中较WT显著上调,分别增加了128.23%、97.36%和134.20%。研究表明,过表达PdHY5基因调控了烟草本身花青素生物合成途径中结构基因的表达,从而促进了花青素的积累。
2022, 42(11):1818-1826. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2022.11.1818
摘要:钙依赖蛋白激酶(calciumdependent protein kinase,CDPK)在植物的生长发育及逆境胁迫方面发挥着重要作用。该研究以秋石斛品种‘水芙蓉’为试验材料,采用 RTPCR方法克隆钙依赖蛋白激酶基因,并对其进行生物信息学分析;采用qRTPCR方法对CDPKs基因在‘水芙蓉’不同组织及不同低温胁迫下的表达情况进行分析,为秋石斛CDPK基因的功能验证以及抗寒分子机制研究奠定基础。结果表明:(1)成功克隆获得了DenCDPK1(GenBank登录号为MZ322902)、DenCDPK2(GenBank登录号为MZ322903)、DenCDPK3(GenBank登录号为MZ322904)基因,序列长度依次为1 934、1 971和2 302 bp,分别编码534、541和536个氨基酸。 (2)序列一致性结果显示,DenCDPKs蛋白质与铁皮石斛相应CDPK蛋白质序列的一致性均高于97%,且DenCDPKs均存在STKc_CAMK结构域和4个EFhand结构域。(3)qRTPCR分析显示,DenCDPK1、DenCDPK2和DenCDPK3基因均在叶中高表达,分别在茎、花、茎中低表达;且‘水芙蓉’叶片中DenCDPK1和DenCDPK2的表达量高于其他3个供试品种;经8 ℃胁迫12 h后,叶片中DenCDPKs的表达量均显著高于对照组(25 ℃条件下),且DenCDPK3的表达量在0 ℃胁迫12 h时达到最高值。(4)常温(25 ℃)下‘水芙蓉’叶片中的相对电导率显著低于其他3个供试品种;经低温(8 ℃、0 ℃)胁迫12 h后,叶片中的相对电导率均显著高于对照组,且随温度的降低呈上升趋势。研究认为,DenCDPKs基因可能参与秋石斛低温胁迫的响应过程,特别是DenCDPK2可能在秋石斛抗寒过程中发挥着重要作用。
2022, 42(11):1827-1834. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2022.11.1827
摘要:为了明确异淀粉酶基因(ISA3)在山药淀粉代谢中的作用,该研究以‘毕克齐’和‘大和长芋’山药为试验材料,测定了块茎中淀粉及组分含量和异淀粉酶活性等;采用RTPCR技术克隆了ISA3,并进行生物学分析及山药块茎不同膨大期和不同组织间ISA3基因的表达等。结果表明:(1)山药‘大和长芋’的直链淀粉、支链淀粉和总淀粉含量均显著高于‘毕克齐’,且两品种的淀粉含量随生长发育的变化均呈先升高后降低的趋势,并均于种植后120 d时达到最高,但 ‘毕克齐’的异淀粉酶(ISA)活性在整个膨大期均高于‘大和长芋’。(2)成功克隆获得山药ISA3开放阅读框长1 584 bp,编码527个氨基酸;ISA3为亲水性蛋白。(3)不同品种块茎在膨大时期的ISA3基因表达趋势不同,‘毕克齐’中呈先显著上调随后下调,而在‘大和长芋’中表达总体下调,且在山药的叶、茎和块茎中均有表达,存在明显的组织特异性。(4)ISA活性与山药淀粉及支链淀粉含量呈显著和极显著正相关关系,但ISA活性与ISA3的表达量呈负相关关系。研究表明,异淀粉酶参与了山药块茎中淀粉的合成,且主要对支链淀粉的合成起关键作用,ISA3基因的表达可能对异淀粉酶活性和淀粉的合成起负调控作用。
2022, 42(11):1835-1843. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2022.11.1835
摘要:翻译延伸因子EF1α(elongation factor 1 alpha)是细胞中最丰富的蛋白质之一,其在确保mRNA正确解码以产生细胞蛋白质方面发挥重要作用。该研究采用RTPCR扩增方法克隆香菜CsEF1α基因序列,利用生物信息学对CsEF1α基因结构、序列特征及系统进化等进行分析,并采用qPCR探究CsEF1α基因在香菜不同生长时期和非生物胁迫下的表达模式,为进一步揭示EF1α基因调控机制的研究奠定基础。结果显示:(1)成功克隆获得香菜CsEF1α基因序列;CsEF1α基因包含1个1 344 bp的开放阅读框,编码447个氨基酸,分子式为C2202H3544N594O644S20,蛋白质分子量为49.29 kD,等电点为9.12;氨基酸序列组成中赖氨酸数量最多(49个,占11.0%),色氨酸数量最少(3个,占0.7%);属碱性蛋白。(2)CsEF1α蛋白主要由无规则卷曲(36.91%)和α螺旋(30.43%)构成,定位于细胞质;系统进化树分析显示,CsEF1α与胡萝卜、野生番茄、青蒿素和非洲菊的亲缘关系较接近;启动子分析包括4种植物生长发育元件、3种激素响应元件和3种胁迫响应元件。(3)qRTPCR结果显示,CsEF1α基因的表达量随着香菜生长发育时间的延长而升高,并且与转录丰度的变化一致;CsEF1α基因对4种不同非生物胁迫的响应表达模式有所差异;随着胁迫时间的延长,在盐胁迫下CsEF1α基因表现出先升高后降低趋势,而在低温、高温和干旱胁迫下表现出先降低再升高的趋势。研究表明,CsEF1α基因参与了香菜对非生物胁迫的应答,在香菜生长发育和非生物胁迫中具有重要调控作用。
2022, 42(11):1844-1850. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2022.11.1844
摘要:bHLH93转录因子参与调节植物的生长发育、应对各种胁迫等多种生理过程,该研究以酿酒葡萄‘赤霞珠’为试验材料,采用RTPCR方法克隆葡萄VvbHLH93基因全长,并进行生物信息学分析;用qRTPCR法分析bHLH93在不同组织和果实不同发育时期的表达量,为进一步探索VvbHLH93基因的功能及其机制奠定基础。结果表明:(1)成功克隆获得葡萄VvbHLH93,该基因cDNA全长为1 319 bp,开放阅读框长度为939 bp,编码312个氨基酸,相对分子量为35.18 kD,理论等电点为4.68,无信号肽和跨膜域,属于bHLH转录因子家族。(2)葡萄bHLH93蛋白与荷花的亲缘关系较近;VvbHLH93蛋白的C端为酸性结构区,富含丝氨酸、苏氨酸磷酸化位点;VvbHLH93基因的启动子含有光响应元件和低温、干旱、赤霉素等应答元件。(3)qRTPCR分析表明,VvbHLH93在‘赤霞珠’中的表达具有组织特异性,在叶片中基本不表达,在茎中的表达量最高;随着赤霞珠葡萄果实的发育成熟,VvbHLH93相对表达量不断降低,到幼果期(直径 > 2 mm)后第5周开始相对表达量基本为0,总体呈现降低的变化趋势;与对照相比,在低温胁迫、盐胁迫、高温胁迫及充分灌溉胁迫下VvbHLH93表达量显著降低。研究推测, VvbHLH93基因可能是葡萄抗逆胁迫的负转录因子。
2022, 42(11):1851-1861. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2022.11.1851
摘要:为明确AKR基因在葡萄非生物胁迫中的作用,利用生物信息学方法对葡萄AKR基因家族(VvAKRs)进行了全基因组鉴定,并验证其在非生物胁迫下的表达规律。结果表明:(1)该基因家族在葡萄基因组中有9个成员,主要分布在5条染色体上;氨基酸残基在275~2 686 aa之间,理论等电点在5.1~9.1之间。(2)系统进化分析表明,该基因家族分为6个亚族,第6亚族VvAKR家族成员最多。(3)密码子偏好性分析结果表明,葡萄AKR基因家族密码子偏好性较弱。(4)共线性分析表明,葡萄9个AKR基因中只有VvAKR8和VvAKR9之间存在共线性关系。(5)qRTPCR分析结果显示,葡萄AKR家族基因在根、茎、叶不同组织中对激素和非生物胁迫的响应程度有差异。非生物胁迫下,VvAKR1、VvAKR3、VvAKR8和VvAKR9基因在葡萄根、茎、叶组织中表达量较高;激素处理下,根组织中VvAKR3、VvAKR6和VvAKR8基因在ABA、MeJA、SA处理下表达量较高;茎组织中VvAKR3基因在NAA、GA3处理下表达量较高;叶组织中VvAKR1基因在各激素处理下表达量都较高。研究认为,葡萄AKR基因家族在响应葡萄非生物胁迫时发挥着不同的作用,为葡萄抗逆性研究提供了一定的理论依据。
2022, 42(11):1862-1869. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2022.11.1862
摘要:该研究采用形态观察法、石蜡切片法以及扫描电子显微镜法对稀子蕨(Monachosorum henryi)胞芽发育过程及营养器官进行观察分析,以揭示不同蕨类植物胞芽生殖在发育生物学上的异同,为进一步探讨蕨类植物胞芽发育与被子植物珠芽发育的异同等奠定基础。结果表明:(1)稀子蕨羽叶薄,由7~8层细胞组成,气孔分布于下表皮,无明显栅栏组织和海绵组织分化。(2)稀子蕨的叶轴含1束“心”形维管束,叶柄基部至中部含2束维管束;成熟根能看到明显的维管束组织,无髓。(3)稀子蕨的复羽叶发育过程可分为萌动期、卷拳期、展叶期、成熟期和衰老期;复羽叶上的胞芽发育从展叶期开始,包括胞芽原基发育期、胞芽分化期、胞芽膨大期和胞芽成熟期。(4)稀子蕨胞芽原基起源于叶轴与羽叶分叉处表皮细胞下的薄壁细胞层;胞芽原基分化出多个叶原基,整体呈指状“锚”状;胞芽成熟后掉落土壤或在母体上萌发生长出新叶。
2022, 42(11):1870-1879. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2022.11.1870
摘要:该研究以12个葡萄品种成熟期果实为材料,采用质地剖面分析(TAP)法测定其果肉硬度、弹性、黏着度、胶着度、咀嚼性和回复性等TAP质构参数,对其果实口感质地进行分级评价;测定葡萄果肉细胞壁组成物质(水溶性果胶、原果胶、纤维素)的含量以及PG、PEP、PL、CE等关键酶活性;采用组织切片法观察了葡萄果肉组织细胞的显微结构,测定其细胞面积、周长、长度、宽度等细胞结构参数和纵横比、圆度等细胞形状参数,以探讨各指标在不同品种间的差异以及细胞壁组成物质、关键酶活性和细胞形态参数与果肉质地的关系,为葡萄果肉质地品质调控提供依据。结果显示:(1)12个葡萄品种果实果肉可评为脆、酥脆、硬、中等、软5种口感质地类型等级。(2)葡萄果实质构参数以及果肉细胞壁组成物质含量、关键酶活性、细胞形态参数和显微结构在各质地类型品种间存在明显差异;质构参数中果实去皮TPA硬度、胶着度和咀嚼性等指标差异最大,变异系数分别达到75.16%、65.57%和65.25%;细胞壁组成物质及关键酶活性指标中纤维素含量及水溶性果胶/原果胶差异最大,变异系数分别达到38.12%和37.59%;细胞结构指标中细胞面积差异最大,变异系数达到64.91%。(3)葡萄果肉质地评级分数与果实带皮和去皮测定的质构参数均达到显著或极显著相关关系,其中与带皮TPA硬度、胶着度和咀嚼性的相关系数最高,分别为0.578*、0.751**和0.789**;果肉质地评分与果肉细胞壁组成物质原果胶含量呈显著正相关关系(0.679*),与水溶性果胶/原果胶比值呈极显著负相关关系(-0.860**),而与其余的果肉细胞壁组成物质含量和4种关键酶活性均无显著相关性;果肉细胞结构参数、形状参数与果肉质地评分及质构参数的相关性均未达到显著水平,但酥脆果肉品种果肉细胞面积显著大于其他品种,软肉品种果肉细胞解体,细胞壁边界不清。研究表明,葡萄果肉硬度主要受果肉细胞降解影响,水溶性果胶/原果胶比值越高,果肉质地越软,水溶性果胶/原果胶比值以及带皮测定TPA硬度、胶着度和咀嚼性等指标可作为葡萄果肉质地的量化评价指标。
2022, 42(11):1880-1891. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2022.11.1880
摘要:该研究以13种葡萄砧木品种为材料,采用盆栽试验用100 mmol/L NaCl的1/2 Hoaglands营养液浇灌处理,以葡萄砧木无盐胁迫为对照,待砧木长至20片完全展开叶后测定各品种叶片的相对电导率、渗透调节物质含量、MDA含量、活性氧含量、抗氧化酶活性等指标,探究不同葡萄砧木耐盐能力及其机制。结果显示:(1)至盐胁迫处理结束时,葡萄砧木 ‘18808’、‘3309C’、‘140R’的处理组叶片近乎完全脱落,‘贝达’、‘5BB’、‘Dogridge’有少部分叶片脱落,而‘10114’和‘110R’叶枯现象最少。(2)盐胁迫条件下,耐盐性较差的品种‘3309C’和‘140R’叶片相对电导率均大于90%,而耐盐性较强的品种‘10114’和‘110R’的叶片相对电导率在60%左右;随着盐胁迫处理天数的增加,‘110R’的MDA含量呈明显的上升趋势。(3)盐胁迫条件下,耐盐性较强的品种‘10114’和‘110R’积累了较多的可溶性蛋白、可溶性糖、脯氨酸等渗透调节物质,而耐盐性弱的品种‘3309C’则积累了较多的活性氧,引起明显的脂膜过氧化,严重影响砧木的正常代谢。(4)在盐胁迫条件下,耐盐品种‘10114’的SOD、POD等抗氧化酶活性显著提高,有效清除体内过量的活性氧,从而维持细胞膜的稳定性。研究发现,葡萄砧木品种‘10114’、‘110R’在盐胁迫下能积极积累较多渗透调节物质,增强自身抗氧化酶活性,表现出较强的渗透调节和抗氧化能力,有效抵御盐胁迫造成的伤害,可作为西北盐渍化地区葡萄栽培的砧木品种。
2022, 42(11):1892-1901. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2022.11.1892
摘要:该研究以黄瓜品种‘中农18号’、南瓜砧木品种‘京欣砧5号’为试验材料,以南瓜自根苗(P)和去除1片子叶及生长点的南瓜苗(/P)为对照,采用单子叶贴接法进行黄瓜/南瓜异体嫁接(C/P)和南瓜/南瓜自体嫁接(P/P),测定嫁接后砧木子叶形态指标和淀粉代谢的动态变化,分析嫁接后去除砧木子叶对嫁接苗生长发育的影响,以揭示砧木子叶淀粉代谢在黄瓜嫁接苗生长中的作用,为黄瓜嫁接苗的壮苗培育提供理论依据。结果显示:(1)贴接后,C/P、P/P和/P砧木子叶鲜质量和面积显著增大,且增加量依次递减,表现为/P > C/P > P/P > P。(2)贴接后,C/P和P/P砧木子叶中淀粉含量在嫁接后0~3 d时降低,之后迅速升高,至嫁接后13 d再次逐渐降低,且C/P砧木子叶淀粉含量及其淀粉分支酶(SBE)和水解酶(βAL)活性均显著高于P/P。(3)在嫁接后0~10 d 去除砧木子叶可显著抑制C/P嫁接苗接穗和根系生长,减弱根系活力,同时降低根系可溶性糖含量及其CWIN、HXK基因表达水平,并以嫁接后0 d 去除砧木子叶的抑制效果最显著。研究表明,黄瓜C/P单子叶贴接苗中,砧木子叶作为贮存器官,在幼苗生长早期以淀粉形式储存光合产物,之后淀粉水解成单糖为嫁接苗接穗和根系快速生长提供物质和能量。
2022, 42(11):1902-1909. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2022.11.1902
摘要:为了揭示黄腐酸对干旱胁迫下燕麦光合及其抗氧化酶活性的影响机理,该研究选用燕麦品种‘燕科2号’为材料,采用盆栽试验,以正常供水(田间持水量的75%)为对照(CK),设干旱胁迫处理(田间持水量的45%,D0)、D0 + 喷施不同浓度黄腐酸(0、200、400、600、800、1 000 mg/L)处理(D1~D5),测定各处理燕麦干鲜重、光合性能及其抗氧化酶活性。结果表明:(1)与CK相比,干旱胁迫下燕麦幼苗地上部鲜重和干重、叶片光合色素含量、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)均显著降低,并导致叶片Fv/Fm、qP、ETR和ΦPSⅡ显著下降,使叶片抗氧化酶 SOD、POD、CAT活性分别显著提高25.68%、19.98%和7.29%。(2)与D0相比,D0 +喷施600 mg/L黄腐酸后,燕麦幼苗地上部鲜重和干重分别显著提高了28.59%和39.13%,叶片叶绿素a、叶绿素a+b、类胡萝卜素和Pn、Gs、Tr及Fv/Fm、ΦPSⅡ、ETR分别显著增加了25.17%、21.03%、47.37%和74.38%、26.47%、43.34%及6.49%、69.57%、70.71%,Ci和Fo、NPQ分别显著降低了19.52%和13.32%、43.75%。(3)干旱胁迫下喷施不同浓度的黄腐酸均使幼苗叶片中SOD、POD、CAT活性较D0处理显著增加,其中喷施600 mg/L黄腐酸的叶片SOD、POD、CAT活性最高,分别较D0处理显著增加了12.19%、76.57%和55.26%。研究认为,叶面喷施适宜浓度黄腐酸能够显著提高干旱胁迫下燕麦幼苗的光合作用及其抗氧化能力,缓解干旱对燕麦幼苗的伤害,进而促进燕麦幼苗的生长,且以叶面喷施600 mg/L黄腐酸效果最佳。
2022, 42(11):1910-1918. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2022.11.1910
摘要:以民勤野外和盆栽沙米(Agriophyllum squarrosum)为研究对象,在自然条件下设置对照、挡风墙、浇水及浇水+挡风墙处理,在风洞内干旱和浇水环境下分别设置风速(0、6、8、10和14 m·s-1)和吹袭时间(0、15、30、45 min)处理,采用 Li6400 便携式光合仪对沙米光合生理特征进行测定,探讨风沙流和干旱胁迫互作对沙米植株光合作用的影响。结果表明:(1)在野外自然条件下,沙米叶片Pn日进程在对照、设挡风墙、浇水处理均呈“双峰”曲线,而在设挡风墙+浇水处理呈“单峰”曲线,且设挡风墙处理峰值比对照增加,浇水处理的“午休”时间比对照推后;叶片Gs、Tr、WUE的日变化趋势与Pn基本相似,而Ci的日变化趋势则与Pn基本相反;沙米WUE日均值以设挡风墙处理最高,Tr日均值以浇水处理最高,Pn和Gs日均值均以设挡风墙+浇水处理最高。(2)在浇水条件下,沙米叶片的Pn、Gs在低速(6 m·s-1)风沙流胁迫下升高,后随着风速增大而减小,其Tr随风速的增大而增大,WUE则逐渐减小;在干旱条件下,沙米叶片Pn、Gs和WUE均随风速的增大而降低,其Ci和Tr则升高;在相同风速下,浇水处理叶片的Pn、Gs、Tr和WUE均不同程度高于干旱胁迫处理,而其Ci和WUE均与干旱胁迫处理接近。(3)沙米叶片的光合性能在浇水条件下遭受中速(8 m·s-1)风沙流吹袭45 min时显著降低,在干旱胁迫下遭受中速风沙流吹袭30 min时就显著降低。研究发现,干旱和风沙流胁迫均会抑制沙米进行光合作用,浇水和设挡风墙则可以提高沙米的光合性能;沙米的光合性能在浇水条件下受到低速风沙流胁迫的显著促进,在干旱胁迫下则随风速的增大而降低;浇水可以延长沙米光合作用对持续风沙流胁迫的耐受时间。
2022, 42(11):1919-1926. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2022.11.1919
摘要:该研究以掌叶大黄、唐古特大黄和药用大黄种子为材料,采用双层滤纸培养法,设置系列浓度NaCl (0、100、150、200、250 mmol/L) 胁迫试验,以及系列浓度水杨酸(SA)溶液(0、50、100、150、200、250 mg/L)拌种和浸种后盐胁迫实验,测定3种大黄种子萌发及幼苗生长指标,揭示外源水杨酸对盐胁迫下大黄种子萌发及幼苗生长的影响。结果显示:(1)随NaCl浓度增大3种大黄种子的发芽率均呈直线下降趋势,且子叶、胚轴、根和苗等生长均受到强烈抑制。(2)在拌种条件下, 200 mmol/L NaCl胁迫下掌叶大黄苗长在200 mg/L SA处理下受到显著促进; 200 mmol/L NaCl浓度盐胁迫下唐古特大黄种子发芽率在250 mg/L SA处理下受到显著抑制;100 mmol/L NaCl胁迫下药用大黄种子发芽势在200 mg/L SA处理下受到显著抑制,其发芽率在150 mg/L SA处理下得到显著抑制,其苗长在250 mg/L SA处理下受到显著抑制。(3)在浸种条件下, 200 mmol/L NaCl胁迫下掌叶大黄种子发芽率在50 mg/L SA处理下显著提高,其幼苗根长和苗长的生长在250 mg/L SA处理受到显著促进;200 mmol/L NaCl胁迫下唐古特大黄种子的发芽势在200 mg/L SA处理下得到显著促进,其幼苗根和苗的生长在50 mg/L SA处理下得到显著促进;100 mmol/L NaCl 胁迫下药用大黄根和苗的生长在100 mg/L SA处理下均得到显著促进。研究表明,3种大黄种子和幼苗对盐胁迫的响应趋势一致,但对不同浓度SA拌种和浸种的响应有较大差异。
2022, 42(11):1927-1935. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2022.11.1927
摘要:为深入了解贵州省野生皂荚(Gleditsia sinensis)荚果表型性状的遗传多样性及其变异类型,为皂荚的遗传改良、种质鉴定、亲本选择以及品种培育奠定理论基础。该研究以贵州省7个野生皂荚群体70个个体为研究对象,采用方差分析、主成分分析、相关性分析及多性状综合评价等方法对皂荚群体的10个种实表型性状进行系统分析和综合评价。结果显示:(1)所测皂荚的表型性状差异在群体内均达到极显著水平(P<0.01);在群体间,除每荚粒数、种子宽、种子长宽积以及种子长宽比之外,其余表型性状的差异均达极显著水平(P<0.01)。(2)7个居群野生皂荚各性状平均变异系数为21.16%,其中凯里市(P4)居群的变异系数最高(24.44%);居群间荚果的变异(29.22%)高于种子的变异(11.04%),且变异主要来自于群体内。(3)相关分析显示,皂荚种实各性状之间存在不同程度的关联性;主成分分析显示,前4个主成分(皂荚种子大小、单个荚果出籽数量、种子形态指数因子、与荚果长和种子厚相关的因子)的累积贡献率达69.783%,可基本反映皂荚表型性状的大部分信息;以10个种实性状对皂荚野生群体进行综合评价发现,来自于惠水县(P7)群体的皂荚种实性状综合评价最高。研究表明,贵州省野生皂荚在群体间及群体内具有丰富的表型变异,且群体内的变异大于群体间的变异,变异主要来自于群体内。
2022, 42(11):1936-1944. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2022.11.1936
摘要:群落生物量和物种多样性是表征草地生态系统数量特征的重要指标。该研究以新疆阿尔泰山南麓两河源放牧区草地为研究对象,利用样方法对两河源不同放牧区的草地植被进行调查,分析研究区生物量和物种多样性变化,探讨二者与环境因子之间的关联性,为草地群落物种保护以及草地可持续利用提供理论依据。结果表明:(1) 两河源不同牧区间群落盖度、高度、植株密度、地上生物量和单位盖度生物量存在差异。(2) 两河源牧区草地群落地上生物量与群落盖度、植株密度呈显著正相关关系(P<0.05),且地上生物量主要受草地群落盖度的影响;不同牧区的物种多样性指数有一定差异,但物种分布相对均匀。(3)两河源牧区草地群落生物量及物种多样性主要受气温和降水的影响。
2022, 42(11):1945-1953. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2022.11.1945
摘要:落叶栎林是桂西地区南亚热带的典型次生林,也是该区域落叶阔叶林的重要群系组。该研究采用典型样方法对桂西地区落叶栎林群落进行调查,分析了该区域落叶栎林群落的物种组成、区系成分、物种多样性特征及其与地形因子的关系,为桂西地区南亚热带植物多样性保护与恢复提供依据。结果显示:(1)研究区落叶栎林群落维管束植物共计269种,隶属80科178属。(2)种子植物区系以热带成分为主,同时表现出一定程度的温带过渡性质。(3)聚类分析表明,调查的落叶栎林群落可分为云南波罗栎林、栓皮栎林、白栎林、麻栎林4种林分类型,其中以白栎林群落的物种多样性最高,且灌木层的物种多样性显著高于乔木层和草本层。(4)RDA分析显示,落叶栎林群落不同层次物种多样性的差异受地形因子的影响,多样性指标与经度、纬度、海拔之间具有明显的相关性(P<0.05),其中乔木层物种多样性主要与经度、纬度呈显著的相关性,灌木层物种多样性与纬度、海拔相关,草本层物种多样性与经度、纬度、海拔之间均有相关性。
2022, 42(11):1954-1961. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2022.11.1954
摘要:穴丝荠是祁连山特有濒危植物,预测潜在适生区可为穴丝荠的保护与研究提供重要参考。基于地理分布记录和环境因子变量数据,采用MaxEnt和ArcGIS模型,利用41个有效分布点和28个环境因子,模拟了穴丝荠当代、未来(2050s、2070s) RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5气候情景下在祁连山的适生分布区,并筛选影响其分布的主导因子。结果显示:(1)训练数据集的AUC值均值达到0.948,随机误差均值达0.043,表明MaxEnt模型模拟预测精度较高。(2)影响穴丝荠分布的主导因子有海拔、平均气温日较差、等温性、最潮湿度月份的降水量和土壤有机质,这些环境因子占总贡献率的87.4%。(3)海拔在3 000~4 000 m处,平均温度日较差在10 ℃~12 ℃,等温性为32~35,最潮湿月份的降水在140~160 mm,土壤有机质含量在1.2%~1.5% 时较适宜穴丝荠的生长,推测穴丝荠适合生长于热量低、日温差大且年温差小、寒冷半湿润型的高原气候。(4)在当代气候条件下,穴丝荠的潜在地理分布主要位于祁连山东部和南部地区,随着气候变化和时间推移,穴丝荠潜在适生区有缩小趋势,祁连山南部地区高度适生区向北部收缩,大部分集中于祁连山保护区内。(5)未来应首先考虑重点保护祁连山保护区内的种群,并可将祁连山保护区南部一带作为保护区域进行就地保护。
2022, 42(11):1962-1969. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2022.11.1962
摘要:描述了新疆天山山脉紫萼藓科(Grimmiaceae)紫萼藓属(Grimmia)一新种——曹氏紫萼藓(Grimmia caotongiana D. P. Zhao, S. Mamtimin & S. He)。该新种与无齿紫萼藓(Grimmia anodon Bruch & Schimp.)最为相似,不同之处在于新种茎叶和雌苞叶均无白色毛尖,叶中部边缘背卷;近中肋细胞通常无色透明,且细胞壁比边缘细胞明显加厚。该研究对新种——曹氏紫萼藓进行了详细的特征描述,并提供了植物体形态显微解剖彩色照片以及相近种的分类学讨论。
2022, 42(11):1970-1980. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2022.11.1970
摘要:异三聚体GTP结合蛋白(G蛋白)是介导真核生物生长发育及逆境响应的关键信号传导组分。动物和植物异三聚体G蛋白由α、β、γ三个亚基组成。近来研究表明,尽管G蛋白核心组分和基本的生化性质在动物和植物中保守,但植物G蛋白表现出新的调控模式。由于G蛋白参与调控植物种子产量、器官大小、生物和非生物胁迫、氮素利用效率等一系列重要的农艺性状,因此对于G蛋白的研究已经成为植物学领域的研究热点。该文对近年来国内外有关植物异三聚体G蛋白的基本组成及结构、动植物G蛋白的作用模式以及G蛋白在植物生长发育过程中的调控作用和植物在逆境胁迫(干旱、温度和盐)响应中的功能等方面的研究进展进行综述,为今后开展植物G蛋白的相关研究提供参考以及为利用G蛋白改良农作物提供理论基础。







