• 2022年第42卷第6期文章目次
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    • 黄瓜雄性不育突变体C0128的鉴定与不育基因的初步定位

      2022, 42(6):901-908. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2022.06.0901

      摘要 (1072) HTML (0) PDF 5.47 M (1810) 评论 (0) 收藏

      摘要:为丰富黄瓜雄性不育基因库及雄性不育理论研究,该研究以1个性状稳定遗传的黄瓜雄性不育突变体C0128为材料,对其进行表型鉴定、遗传分析和雄性不育基因初步定位。结果表明:(1)突变体C0128的雄花花瓣和花药均较小,且花药上无花粉粒产生。(2)遗传规律分析发现,突变体C0128的雄性不育性状受1对隐性核基因MS4调控。(3)利用来自Gy14×C0128 F2 群体的1 231个单株及12个多态性的SSR分子标记,最终将MS4初步定位在黄瓜Chr3上遗传距离为3.7 cM、物理距离为1.21 Mb的区间内。研究证实,C0128为一个新的黄瓜雄性不育突变体,MS4的初步定位结果可为进一步克隆目的基因、研究雄性不育机制奠定基础。

    • 秋葵AeMYB1R1转录因子基因克隆及对胁迫的响应

      2022, 42(6):909-919. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2022.06.0909

      摘要 (1076) HTML (0) PDF 8.14 M (1637) 评论 (0) 收藏

      摘要:MYB转录因子家族广泛参与了植物对干旱、盐渍、冷害等非生物胁迫的应答。为了深入研究秋葵[Abelmoschus esculentus (L.) Moench]中的MYB类转录因子,该研究以‘北海道1号’秋葵为研究对象,采用PCR方法克隆AeMYB1R1基因,并借助生物信息学进行特征分析;采用qRTPCR荧光定量方法分析其表达模式及其在非生物胁迫下的表达特性。结果表明:(1)成功克隆获得1个秋葵AeMYB1R1基因;该基因包含1个1 056 bp的开放阅读框,编码352个氨基酸;序列对比和系统进化树结果显示,AeMYB1R1在植物进化过程中具有较高的保守性;AeMYB1R1蛋白分子量为37 891.57 Da,等电点为8.75,含有较多的谷氨酸和较少的色氨酸,以及较多潜在的磷酸化位点和糖基化位点。(2)结构分析显示,AeMYB1R1蛋白主要由α螺旋和无规则卷曲构成,无信号肽和跨膜结构,为疏水性蛋白;同时,氨基酸序列在第104至第156位含有一个保守结构域,表明其属于SHAQKYF类MYB家族转录因子。(3)qRTPCR结果显示,AeMYB1R1基因在秋葵叶中的表达量最高,其次是根和茎,具有组织表达特性;与高温和低温胁迫相比,在盐胁迫和干旱胁迫中AeMYB1R1表达量更高,说明AeMYB1R1可能是秋葵抗盐和抗旱的关键转录因子。研究结果为AeMYB1R1基因在秋葵生长发育和抗逆机制中的功能研究奠定了理论依据。

    • 白桦Trihelix家族全基因组鉴定及抗病表达模式分析

      2022, 42(6):920-929. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2022.06.0920

      摘要 (849) HTML (0) PDF 6.52 M (1072) 评论 (0) 收藏

      摘要:Trihelix家族是植物中特有的一类转录因子家族,在植物生长发育、抗逆反应中具有重要的调控作用。该研究基于白桦基因组数据库,对白桦Trihelix家族基因的表达特性以及抗病功能等进行分析,为Trihelix家族成员在白桦抗病过程中的功能研究奠定基础。结果显示:(1)共筛选到白桦8个Trihelix家族成员(BpTrihelix1~BpTrihelix8),分布在6条染色体上;氨基酸分子量在35 633.96~81 871.27 Da之间,等电点在5.32~8.67之间,均为疏水性氨基酸。(2)组织特异性表达分析表明,8个家族成员在白桦根、茎、叶中均有不同程度的表达,且BpTrihelix3在根、茎、叶中的表达量均最高。(3)病原菌侵染试验结果发现,链格孢霉菌(Alternaria alternata)感染白桦植株叶片48 h和立枯丝核菌(Rhizoctonia solani)感染白桦幼苗根部24 h时,BpTrihelix3、BpTrihelix4和BpTrihelix7均显著上调,其余家族基因表达量无明显变化,说明该家族基因成员中的BpTrihelix3、BpTrihelix4和BpTrihelix7响应了病原菌的感染,推测三者在白桦抗病过程中可能发挥重要作用。

    • 新疆野苹果AP2/ERF转录因子家族鉴定与响应腐烂病的表达分析

      2022, 42(6):930-942. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2022.06.0930

      摘要 (959) HTML (0) PDF 27.94 M (1598) 评论 (0) 收藏

      摘要:AP2/ERF转录因子家族参与了植物生长发育、抵抗胁迫以及植物激素响应等诸多生物过程,是植物中最重要的转录因子家族之一。该研究基于腐烂病菌侵染后的新疆野苹果(Malus sieversii)全长转录组,使用AP2保守结构域的隐马可夫模型PF00847,鉴定新疆野苹果的AP2/ERF家族成员。利用MEGA6、NCBI CDDbatch、MEME、EXPASY、BUSCA对MsAP2/ERF家族成员进行鉴定、分类和结构分析、理化性质和亚细胞定位分析。通过RNAseq数据和qRTPCR实验对差异表达的MsAP2/ERFs基因的表达水平进行分析和验证,旨在鉴定新疆野苹果中潜在具有腐烂病抗性的AP2/ERF家族基因资源。结果显示:(1)在新疆野苹果中共鉴定获得106个AP2/ERF基因,涵盖全部AP2(17个)、ERF(57个)、DREB(25个)、RAV(5个)和Soloist(2个)5个亚家族。(2)进一步的细化分类发现MsERF亚家族包括B1B6 6个组,而MsDREB亚家族中只有A2、A4、A5、A6共4个组,缺少A1和A3组的基因成员。(3)RNAseq表达模式分析结果表明,29个MsAP2/ERF基因在腐烂病感染过程中差异表达,其中MsERF亚家族中差异表达基因数量最多(19个)。(4)12个MsAP2/ERF代表基因的qRTPCR结果表明:8个ERF亚家族基因均受腐烂病病菌诱导显著上调表达,其中B4类ERF成员基因(MsERF40)在腐烂病病菌侵染后5 d表达量上调表达倍数最高;4个MsDREB基因中,3个受到腐烂病病原菌诱导显著上调,1个下调表达;此外,含有TIR保守结构域的MsERF05在腐烂病病菌侵染1 d后上调表达69倍,表明ERF亚家族的MsERF40和MsERF05在新疆野苹果抗腐烂病过程中发挥重要作用。该研究结果为新疆野苹果AP2/ERF基因响应腐烂病的功能和机理研究奠定了基础。

    • 苹果SRS基因家族的鉴定与功能分析

      2022, 42(6):943-951. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2022.06.0943

      摘要 (1266) HTML (0) PDF 5.43 M (3757) 评论 (0) 收藏

      摘要:SHIrelated sequence (SRS) 基因家族通过介导激素变化以调控植物成花及生长发育,并且在适应环境胁迫中起重要调控作用。该研究基于苹果(Malus domestica Borkh.)基因组数据,通过生物信息学手段鉴定苹果SRS基因家族成员,并分析SRS基因家族特点与功能及表达情况。结果表明:(1)苹果MdSRS基因家族共包含11个成员,分别命名为MdSRS1-MdSRS11,不均匀地分布在苹果的9条染色体上。(2)MdSRS蛋白包含229~414个不等的氨基酸残基,等电点分布在6.38~9.36之间;亚细胞定位结果表明,MdSRS蛋白大多分布于细胞膜,在细胞核、叶绿体中也有分布。(3)通过引入拟南芥、水稻、番茄及杨树的SRS基因进行系统发育分析表明,将11个MdSRSs分成5个亚族(A1-A5),在A4中分布最多。(4)顺式作用元件分析表明,11个MdSRSs启动子上游2 000 bp序列分布有激素、环境适应性和逆境诱导等响应元件。(5)荧光定量PCR结果显示,苹果MdSRS基因家族在盐胁迫和干旱胁迫下总体呈下调表达,在ABA胁迫后大多呈上调表达,是具有很大潜力的抗性候选基因,说明SRS家族对ABA调节等非生物胁迫具有调控作用。研究认为,SRS家族的11个成员均参与了调控干旱、盐及ABA胁迫多种逆境的响应,推测在实际苹果生产中对抵御不良环境具有重要作用。

    • 东北三省2021年水稻审定品种的核心亲本遗传多样性与籼粳分化

      2022, 42(6):952-961. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2022.06.0952

      摘要 (795) HTML (0) PDF 889.57 K (971) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了阐明东北三省近年育成水稻品种的遗传基础,该研究通过对2021年育成的256个水稻新品种的系谱进行分析,确定了20个材料为育种核心亲本,并利用44对多态性SSR分子标记和34对InDel籼粳特异性分子标记分析了它们的遗传多样性和籼粳分化程度。结果表明:(1)SSR标记能够高效评价参试材料的多样性水平,共检测到130个等位基因,每个位点检测等位基因(Na)变异为2~5个,平均为2.95个;基因多样性指数(H)变异为0.10~0.75,平均为0.41;多态性信息含量(PIC)变异为0.09~0.70,平均为0.36。(2)遗传多样性分析表明,东北三省20份水稻核心亲本的整体多样性水平较低,黑龙江省核心亲本多样性略高于辽宁省和吉林省。(3)NJ聚类分析表明,20份核心亲本可以划分为3个类群,分别为辽宁类群、吉林类群和黑龙江类群。(4)遗传结构分析表明,20份核心亲本可划分为2个稳定的类群,其中辽宁省核心亲本均处于A类群,黑龙江省核心亲本均处于B类群。(5)籼粳分化分析表明,20份核心亲本遗传背景均为粳稻类型,但都含有少数籼型位点,其籼型基因频率Fx在0.01~0.19范围内。研究认为,东北三省水稻育种核心亲本遗传基础狭窄、使用频率较高是导致育成品种遗传多样性水平较低的可能原因,在育种中亟待挖掘新种质、引入新资源,丰富遗传背景。

    • ‘赛蜜酥1号’枣及其芽变品系果实的性状差异

      2022, 42(6):962-973. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2022.06.0962

      摘要 (966) HTML (0) PDF 7.59 M (1498) 评论 (0) 收藏

      摘要:该试验以‘赛蜜酥1号’枣及其芽变品系‘赛蜜酥2号’果实为试验材料,运用流式细胞术对它们的倍性进行鉴定,采用石蜡切片法进行果实细胞组学的观察,并对两者果实生长发育过程中的内外观品质及决定果实口感的蔗糖代谢相关酶活性进行比较分析,为深入研究芽变对枣果实口感、品质造成的影响提供理论支持。结果表明:(1)‘赛蜜酥2号’芽变品系的细胞倍性未发生改变,仍为二倍体。(2)两个枣品种(系)果实在外部形态上有明显区别,‘赛蜜酥1号’为卵圆型,‘赛蜜酥2号’为扁圆型,且后者的果形指数成熟时大于1,单果质量高于前者,核小、可食率更高,皮薄果实更加酥脆;‘赛蜜酥1号’果皮的蜡质层厚度一直大于其芽变枣,两者角质层厚度和表皮层厚度的变化趋势基本一致,但厚度之间具有显著差异。(3)影响果实细胞生长、分裂,果实脱落的各类激素水平在品种间均存在显著差异,‘赛蜜酥2号’IAA和GA3含量显著高于‘赛蜜酥1号’,使之果形更大。(4)两个枣品种(系)果实可溶性糖、可滴定酸、维生素C、植物淀粉、可溶性蛋白含量等随发育时期的变化趋势一致,但含量水平之间存在差异,‘赛蜜酥2号’果实的糖含量、维生素C含量更高,可滴定酸含量更低,口感更甘甜。(5)两品种枣果实的蔗糖代谢相关酶活性在果实迅速生长的膨大期都存在着显著差异,也导致‘赛蜜酥2号’果实甜度明显高于‘赛蜜酥1号’。研究发现,两个枣品种均为二倍体,它们在果实外部形态上存在明显区别,易于分辨;芽变品系‘赛蜜酥2号’果实更大,核小、可食率更高,皮薄更加酥脆,口感更甘甜。

    • 拟康宁木霉T51菌株对番茄枯萎病的生物防治及其机理研究

      2022, 42(6):974-982. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2022.06.0974

      摘要 (749) HTML (0) PDF 4.00 M (1176) 评论 (0) 收藏

      摘要:尖孢镰刀菌是番茄枯萎病的致病菌,该研究利用拟康宁木霉T51菌株对尖孢镰刀菌展开对峙培养试验、防治最适温度、酸碱度筛选试验及生物防治效果试验,并测定防治试验中番茄幼苗叶片的生理生化指标和水杨酸、茉莉酸合成和信号途径关键基因表达量,探讨T51菌株的生物防治机理。结果表明:(1)T51菌株可显著抑制对峙培养中尖孢镰刀菌生长;随着环境温度和pH的增加,T51菌株对尖孢镰刀菌的抑制率先升后降,并且在20 ℃、pH 7环境下效果最佳。(2)T51菌株和尖孢镰刀菌混合孢子液处理番茄幼苗植株无明显的感病症状,植株生长状态与清水对照组无显著差异,枯萎病发病率和病情指数比单施尖孢镰刀菌孢子液处理显著大幅度降低,相对防效为87.5%。(3)与单施尖孢镰刀菌孢子液处理相比,混合孢子液处理番茄幼苗叶片的叶绿素荧光参数最大光化学效率、光化学淬灭系数和表观光合电子传递速率,以及抗氧化酶SOD、POD、CAT活性均显著增加,而非光化学淬灭系数和过氧化氢含量均显著降低。(4)与单施尖孢镰刀菌孢子液处理相比,混合孢子液处理番茄幼苗叶片的内源水杨酸(SA)显著降低,而茉莉酸(JA)含量显著升高,同时SA信号通路上的PR1和TGA2基因表达量均显著下调,JA合成基因LoxD的表达量显著上调。研究认为,拟康宁木霉T51菌株对尖孢镰刀菌有显著的防治效果,并在20 ℃、pH 7环境下防治效果最佳;T51菌株可能通过抑制尖孢镰刀菌侵染,增强番茄叶片抗氧化酶活性,提高叶片光合效率,以及调控水杨酸和茉莉酸合成和信号途径关键基因表达,调节内源水杨酸和茉莉酸含量,进而提高番茄植株的枯萎病抗病性。研究结果为番茄抗枯萎病提供了生防途径的理论依据。

    • ‘嘎拉’苹果及其杂交后代对炭疽叶枯病的抗性机制分析

      2022, 42(6):983-993. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2022.06.0983

      摘要 (795) HTML (0) PDF 5.46 M (1186) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解析苹果对炭疽叶枯病的抗性机制,该研究以‘嘎拉’、‘藤牧1号’苹果及其杂交后代等87个苹果品种(系)为试验材料,进行田间调查及人工接种病菌并检测不同品种(系)中病菌生物量,利用SSR分子标记进行基因型鉴定,分析各品种(系)对炭疽叶枯病的抗性差异,利用荧光定量PCR及酶活检测比较分析水杨酸相关基因、抗性酶基因及酶活性水平差异。结果表明:(1)87个苹果品种(系)对苹果炭疽叶枯病的抗性差异明显,‘嘎拉’、‘25’、‘1919’等品种(系)叶片发病严重,表现出对炭疽叶枯病的高感性,‘藤牧1号’、‘409’及‘1616’等品种(系)叶片无病斑或病斑极少,炭疽叶枯病菌含量显著低于感病性品种(系),其抗性显著。(2)SSR标记S0405127和S0304673的基因型鉴定结果与田间表型调查结果相比,准确率分别为93.10%和91.95%,与人工接种结果相比,准确率分别为91.95%和95.40%。(3)SA相关基因的表达模式结果表明,接种炭疽叶枯病菌4 d后,‘藤牧1号’、‘409’及‘1616’等抗性品种(系)中SA合成相关基因MdEDS1、MdPAD4和MdPAL被强烈诱导表达;同时,SA信号转导相关基因MdNPR1、MdPR1、MdPR5的表达显著高于‘嘎拉’等感病品种(系)。(4)接种炭疽叶枯病菌4 d后,‘藤牧1号’、‘409’及‘1616’等抗性品种(系)的MdSODMdPOD酶基因表达水平及酶活性显著高于‘嘎拉’、‘25’、‘1919’等感病品种(系)。研究认为,‘藤牧1号’、‘409’及‘1616’等品种(系)通过调控水杨酸合成和信号转导通路及氧化还原相关反应等提高对炭疽叶枯病的抗性,为挖掘抗性基因以及利用优良种质选育抗病品种奠定了基础。

    • 外源SNP对盐胁迫下甜瓜幼苗生长及抗氧化酶活性的影响

      2022, 42(6):994-1002. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2022.06.0994

      摘要 (815) HTML (0) PDF 1.86 M (1294) 评论 (0) 收藏

      摘要:为明确外源一氧化氮(NO)对甜瓜幼苗耐盐性的影响,该研究以甜瓜品种‘农大甜10号’为试验材料,在300 mmol·L-1 NaCl胁迫条件下,叶面喷施不同浓度(50、100、150、200、250 μmol·L-1)外源NO供体硝普钠(SNP),分析甜瓜幼苗生长、光合色素含量、细胞膜透性、抗氧化酶活性、渗透调节物质含量的变化。结果表明:(1)盐胁迫显著抑制甜瓜幼苗的生长,同时显著降低叶片光合色素含量、细胞膜透性、抗氧化酶活性、渗透调节物质含量。(2)叶面喷施150 μmol·L-1SNP能够显著提高盐胁迫下甜瓜幼苗的株高、茎粗、干鲜重、壮苗指数,并显著提高盐胁迫下甜瓜幼苗的光合色素含量,从而提高甜瓜的光合作用。(3)喷施150 μmol·L-1SNP可显著提高盐胁迫下甜瓜幼苗超氧化物歧化酶(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)、单脱氢抗坏血酸还原酶(MDHAR)及脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)的活性,显著降低盐胁迫下甜瓜幼苗的丙二醛(MDA)、过氧化氢(H2O2)含量及超氧阴离子( O2-·)产生速率。(4)喷施150 μmol·L-1SNP可显著提高盐胁迫下甜瓜幼苗叶片脯氨酸(Pro)和可溶性蛋白的含量。研究认为,在盐胁迫环境下,适宜浓度的外源SNP(150 μmol·L-1)可通过提高甜瓜幼苗的抗氧化酶活性以及光合色素和小分子可溶性有机化合物含量来增强活性氧的清除能力,降低膜脂过氧化作用,有效减轻盐胁迫对幼苗的伤害,从而增强其耐盐性,促进幼苗生长。

    • 外源5ALA与CaCl2对露地栽培芍药生理及观赏品质的影响

      2022, 42(6):1003-1011. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2022.06.1003

      摘要 (697) HTML (0) PDF 8.20 M (1254) 评论 (0) 收藏

      摘要:该研究以露地栽培芍药品种‘大富贵’为材料,在叶面喷施100 mg·L-1 5氨基乙酰丙酸(5ALA)与4% CaCl2后,4~7月份考察芍药叶片的质膜稳定性、抗氧化酶系统活性、叶绿素含量、光合气体交换参数以及观赏品质的变化,探究外源5ALA 和CaCl2对高温胁迫下露地栽培芍药的抗逆生理生化机制,为缓解芍药夏季高温伤害提供技术依据。结果显示:(1)5ALA与CaCl2处理组的芍药植株花期、花径和花朵鲜重较对照组均显著增加。(2)与对照相比,5ALA与CaCl2处理后的芍药叶片能够维持较高的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性,较低的 O2-·产生速率和MDA含量,以及较高的细胞叶绿素含量、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)。(3)与叶面喷施CaCl2相比,喷施5ALA对露地栽培芍药‘大富贵’抗逆生理生化指标和观赏品质的改善效果更佳。研究表明,外源5ALA与CaCl2处理均可增加芍药的叶绿素含量和抗氧化能力,增强光合作用能力,降低膜脂过氧化水平,有效改善夏季露地栽培芍药‘大富贵’的观赏品质,并以100 mg·L-1 5ALA的改善效果更佳。

    • 低钾胁迫对谷子幼苗叶片光合作用的影响

      2022, 42(6):1012-1021. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2022.06.1012

      摘要 (734) HTML (0) PDF 2.30 M (1172) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了探究低钾胁迫引起谷子幼苗光合作用改变的响应机制,以谷子品种‘晋谷21号’(钾敏感型)和 ‘龙谷25号’(钾非敏感型)为试验材料,设置正常供钾(5.0 mmol·L-1, K5)、低钾(1、0.1、0.01 mmol·L-1, K1、K0.1、K0.01)和无钾(0 mmol·L-1,K0)5个处理,通过营养液盆栽实验,分析不同程度低钾胁迫对谷子幼苗生长、光合气体交换参数、叶绿素荧光特性和碳同化关键酶活性的影响。结果表明:(1)低钾胁迫显著抑制了谷子幼苗的生长,株高、茎粗、叶面积及干物质显著降低,同时叶片钾含量减少,K0处理‘晋谷21号’和‘龙谷25号’叶片钾含量较K5处理分别显著降低了48.14%和37.85%。(2)K0处理谷子幼苗光合色素含量较K5处理显著降低,但K0.1和K1处理与K5处理差异不显著。(3)低钾胁迫导致谷子幼苗叶片净光合速率(Pn)降低,与K5处理相比,K0、K0.01、K0.1处理Pn、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、气孔限制值(Ls)显著降低,胞间CO2浓度(Ci)却显著增加,证明光合速率降低主要由非气孔限制引起。(4)低钾胁迫很易导致光系统Ⅱ(PSⅡ)和光系统Ⅰ(PSⅠ)光化学量子产量降低,K1处理叶片的PSⅡ实际光化学量子效率(ΦPSⅡ)、PSⅠ光化学量子产量[Y(Ⅰ)]分别降低了5.32%~9.57%和2.38%~5.63%,K0处理则分别显著降低了17.15%~20.15%和18.71%~21.28%。(5)K0处理下‘晋谷21号’的 1,5二磷酸核酮糖羧化酶(Rubisco)和磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)活性较K5处理分别显著降低了42.86%和42.71%,相应处理的‘龙谷25号’则分别显著降低了26.85%和42.77%。研究发现,低钾胁迫下‘龙谷25号’对钾素吸收利用能力较强,各生长生理参数变化幅度较小,表现出较强的低钾耐性;低钾胁迫导致谷子幼苗净光合速率降低,K0和K0.1处理下光合速率降低主要与气孔导度降低、光系统的电子传递与能量转换抑制以及碳同化关键酶Rubisco、PEPC活性下降等有关。

    • 采收期对不同种质香青兰生长和产量及其药效成分的影响

      2022, 42(6):1022-1029. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2022.06.1022

      摘要 (926) HTML (0) PDF 922.81 K (920) 评论 (0) 收藏

      摘要:以种质‘蒙青兰1号’、白花香青兰、山东香青兰、甘肃香青兰、新疆香青兰种子为材料,分析盐碱地栽培中采收期(盛花期、终花期、成熟期)对不同种质香青兰生长生理特性、药材产量及药效成分含量的影响,为内蒙古中部地区盐碱地中推广种植香青兰提供依据。结果显示:(1)种质资源、采收期及其互作效应对香青兰的形态生长指标有一定的显著性影响;随着采收期的推迟,各种质香青兰的鲜重表现为逐渐降低的趋势,并以盛花期为最佳;株高等形态生长指标均表现为逐渐增高的趋势,并以成熟期为最佳。(2)抗氧化酶活性、渗透调节物质等抗逆生理指标表现为逐渐降低的趋势,并以盛花期为最佳。(3)光合气体交换参数表现为逐渐降低的趋势,并以盛花期为最佳。(4)药材产量表现为先增高后降低的趋势,以终花期为最佳;药效成分含量则表现为逐渐降低的趋势,并以盛花期为最佳。其中,终花期的‘蒙青兰1号’药材产量最高(4 692.32 kg·hm-2);盛花期的新疆香青兰药效成分含量最高,总黄酮含量达23.40 mg·g-1,挥发油含量达0.59%。研究表明,在各种质与采收期组合中,终花期的‘蒙青兰1号’药材产量最高,盛花期的新疆香青兰生长特性以及药效成分含量均为最高;在栽培实践中,注重产量可选择‘蒙青兰1号’并于终花期进行采收为宜,追求药效则采用新疆香青兰并于盛花期采收为宜。

    • 祁连圆柏针叶解剖结构对高原寒旱环境的适应性分析

      2022, 42(6):1030-1041. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2022.06.1030

      摘要 (778) HTML (0) PDF 7.97 M (2599) 评论 (0) 收藏

      摘要:祁连圆柏(Juniperus przewalskii)是青海省森林生态系统的重要组成部分,为揭示祁连圆柏对高原寒旱环境的适应特性,该研究以青海省祁连圆柏当年生针叶为研究对象,采用石蜡切片法制片,测定其叶宽、叶厚、下角质层厚、下表皮细胞厚、叶维管束木质部及韧皮部厚,并利用回归分析及偏相关分析探讨了针叶解剖结构对经纬度、海拔、坡向的响应特征。结果表明:(1)祁连圆柏针叶解剖结构在经纬度上无显著变化,其解剖结构与经纬度均无显著相关性。(2)祁连圆柏针叶解剖结构与海拔关系存在阶段性和结构间的差异性,在环境压力较小的低海拔段(<3 200 m)无显著变化;在海拔3 200 m以上,祁连圆柏叶宽、叶厚、下角质层厚、下表皮细胞厚随海拔升高而不同程度地增厚;当海拔高于3 680 m时各针叶解剖结构增长趋势变缓,尤其是叶宽、叶厚增速下降比例更大;下角质层厚和下表皮细胞厚与海拔相关性最强,其次是叶厚、叶宽,但叶维管束木质部厚以及韧皮部厚与海拔始终均未表现出显著相关性。(3)6个地区阴坡祁连圆柏针叶下角质层厚均高于阳坡,且下角质层厚与坡向显著相关。研究认为,祁连圆柏对高原寒旱环境适应性强,经纬度变化、低海拔段和阳坡的环境压力不足以使其产生相应结构变化;在阴坡其通过增厚针叶下角质层厚来提高耐寒性,在高海拔段其通过增厚下角质层、下表皮细胞层以及叶宽、叶厚来适应极寒极旱等复杂的环境压力。

    • 宁夏枸杞的花粉呈现式样及交配系统研究

      2022, 42(6):1042-1050. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2022.06.1042

      摘要 (695) HTML (0) PDF 2.94 M (1056) 评论 (0) 收藏

      摘要:被子植物的花回馈、雌雄蕊时空分离特征和花粉呈现式样等花部特征及传粉者效率会影响雄性适合度和有性繁殖过程。宁夏枸杞(Lycium barbarum)是中国宁夏、新疆、内蒙等干旱和半干旱地区分布的特有种。该研究对新疆喀什地区宁夏枸杞自然种群的花部综合征、花粉呈现式样、花回馈、传粉者行为与交配方式的关系进行观察及统计分析,以探讨其花粉逐步呈现的适应性及其在提高雌雄繁殖过程中的意义。结果表明:(1)宁夏枸杞的单花寿命为(4.07±0.15) d,而雄性持续时间(0.07±0.01 d)比雌性持续时间短(4±0.01 d);花寿命内雌蕊长度比雄蕊长,属柱头探出式异位类型;花粉呈现式样为不完全逐步呈现。(2)花寿命不同阶段花回馈间存在显著差异。(3)意大利蜜蜂(Apis mellifera)、熊蜂(Bombus sp.)、食蚜蝇(Syrphidae sp.)是宁夏枸杞在自然居群的主要访花者,其中熊蜂和食蚜蝇是主要传粉者,但传粉者效率低,属于高移出低沉积类型。(4) 宁夏枸杞的花粉胚珠比(2 448.11±448.32)及授粉实验结果均表现出兼性异交特征;自发自交及人工自花授粉花的座果率及结籽率很低,属于自交不亲和类型;自然传粉花的座果率及结籽率比人工去雄异花低,存在其较高的花粉限制(40.71%)。研究发现,宁夏枸杞花部综合征表现出雌雄异位和花粉不完全逐步呈现式样,这是避免雌雄功能及雄蕊各花药间的干扰、减少花粉同步移出及保障其雄性适合度的有效途径,但自然居群的传粉者种类限制、传粉效率低以及自交不亲性是导致宁夏枸杞花粉限制及降低雌性繁殖成功的主要原因。

    • 湖南省德夯风景名胜区种子植物区系研究

      2022, 42(6):1051-1063. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2022.06.1051

      摘要 (1076) HTML (0) PDF 693.35 K (1164) 评论 (0) 收藏

      摘要:该研究在对德夯风景名胜区种子植物进行多次野外调查及查阅相关资料文献的基础上,从科、属、种层面、不同特殊生境类型,并与邻近地区进行比较,综合分析探讨德夯的植物区系特征,深入揭示该区植物区系的性质和地位,为该区自然资源的保护和管理以及持续利用提供科学依据。 结果表明:(1)德夯种子植物类群丰富,该区共有野生种子植物154科710属1 626种,分别占武陵山地区种子植物科、属、种总数的94.48%、83.43%、54.00%,分别占湖南省种子植物科、属、种总数的73.33%、54.20%、33.46%。(2)该区种子植物区系地理成分复杂,科含12个分布区类型,属含14个,种含15个,科和属的地理成分均以泛热带分布型所占比例最高,种的地理成分以中国特有分布型所占比例最高;特有现象明显,该区含7个东亚特有科、2个中国特有科,27个中国特有属,588个中国特有种,其中含39个华中特有种,29个武陵山地区特有种和6个德夯特有种。(3)该区植物区系成分随生境不同出现分化,台地、悬崖、谷地3种代表性生境区系成分差异明显,和邻近的壶瓶山、小溪、乌龙山3个地区具有较高的相似性。总体上,德夯风景名胜区植物区系具有东亚植物区系特征,在武陵山地区植物区系中具有重要地位。

    • 中国石豆兰属(兰科)植物二新记录种

      2022, 42(6):1064-1067. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2022.06.1064

      摘要 (929) HTML (0) PDF 5.46 M (1212) 评论 (0) 收藏

      摘要:报道了在西藏自治区林芝市墨脱县发现的中国兰科石豆兰属二新记录种,即金氏石豆兰(Bulbophyllum kingii Hook. f.)和五脉石豆兰(Bulbophyllum pentaneurum Seidenf.)。该文对二者进行了描述,介绍了物候和分布信息,并提供彩色图片便于鉴别。凭证标本存放于中国科学院西双版纳热带植物园标本馆(HITBC)。

    • 6个山黧豆品种的βODAP含量与蛋白酶抑制剂活性及其关系分析

      2022, 42(6):1068-1075. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2022.06.1068

      摘要 (838) HTML (0) PDF 4.55 M (1007) 评论 (0) 收藏

      摘要:山黧豆(Lathyrus spp.)种质资源评价与筛选长期聚焦于获得低βN草酰Lα,β二氨基丙酸(βNoxalylLα,βdiaminopropionicacid,βODAP)含量或低蛋白酶抑制剂活性的品种。为了研究βODAP含量与蛋白酶抑制剂活性之间的潜在关系,该研究利用SDSPAGE、酶活检测和相关性分析等方法对家山黧豆(L. sativus)、扁荚山黧豆(L. cicera)等6个山黧豆品种的蛋白酶抑制剂活性、βODAP含量及二者之间的关系进行了分析。结果表明:(1)不同山黧豆品种的醇溶蛋白和可溶蛋白电泳图谱呈现出显著的差异。(2)不同山黧豆种子的胰蛋白酶抑制剂活性介于100~190 TIU之间,胰凝乳蛋白酶抑制剂活性介于5~9 CIU之间。(3)βODAP含量与丝氨酸乙酰基转移酶活性的皮尔逊相关系数可达0.76,呈显著正相关关系。(4)山黧豆转录组数据(SRP145030)中的βODAP生物合成关键基因与BowmanBirk蛋白酶抑制剂(BowmanBirk inhibitor,BBi)基因表达水平呈显著负相关关系。该研究结果为进一步探讨分析山黧豆βODAP和BBi生物合成的调控与平衡,改善山黧豆的含硫氨基酸水平等奠定了基础。

    • 交替灌溉对山黧豆叶片气体交换和土壤水分以及产量指标的影响

      2022, 42(6):1076-1082. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2022.06.1076

      摘要 (711) HTML (0) PDF 658.00 K (867) 评论 (0) 收藏

      摘要:改变土壤根系的分布以汲取深层土壤水分的能力是植物避免干旱的主要策略。山黧豆是一种抗逆性强的豆类作物,该研究通过起垄条播控制性沟灌的方式,设置传统灌溉(FI)、交替灌溉(PRD,灌水量减少50%)和不灌溉(NI)3种处理模式,探索不同灌溉模式对播种后不同时期山黧豆土壤水分、根系分布、叶片气体交换、水分利用效率和籽粒产量的影响。结果表明:(1)在FI、PRD和NI处理下,山黧豆的根系分别有89.8%、86.9%和84.9%生长在0~20 cm的表层土壤中;干旱胁迫使PRD和NI处理下深层土壤中根系的比例提高至13.05%和15.07%。(2)在整个生育期内,土壤干旱显著降低了山黧豆叶片的净光合速率、蒸腾速率和气孔导度;在种植后60 d时,PRD和NI处理下叶片的瞬时水分利用效率分别较FI处理显著提高了21.4%和14.9%。(3)干旱胁迫显著降低了山黧豆植株高度、第一豆荚高、平均结荚数和豆粒数以及地上部和根系的干重,但显著增加了根冠比;PRD处理对豆荚长度、豆荚重和每荚豆粒重没有显著影响;PRD和NI处理下山黧豆平均籽粒产量分别比FI处理显著降低了53%和63%。研究发现,在干旱胁迫条件下,山黧豆能够通过提高深层土壤中根系的比例、更多吸收深层土壤水分、显著增加根冠比以及显著提高生殖生长期叶片的瞬时水分利用效率,减轻干旱胁迫对自身生长的影响。该研究结果可为山黧豆在旱区推广种植提供理论依据。