2024, 44(10):1509-1519. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.20240245
摘要:目的】滇山茶为八大名花之首,其叶色常绿,花色鲜艳,但其耐寒性较差,从生理与分子层面探讨2种倍性滇山茶的耐寒性,可为滇山茶耐寒基因挖掘及分子育种提供参考。【方法】以野生滇山茶四倍体(4X)和六倍体(6X)的1年生幼苗为材料,测定低温(-4℃)胁迫处理后的滇山茶叶片生理指标及转录组测序。【结果】从叶片表型观测看,在胁迫期至复温期中,六倍体叶片受损程度相对较小,抗寒表现优于四倍体;从生理指标结果看,除MDA及GSH外,六倍体的其他生理指标含量积累均大于四倍体;将抗氧化酶活性与其差异基因进行相关性分析发现,在四倍体和六倍体中,与GSH含量及POD活性呈显著相关性的基因分别为5个和7个、7个和17个,仅六倍体有2个基因与SOD活性显著相关?。【结论】六倍体较四倍体能有效缓解植株受低温胁迫的伤害;抗氧化酶相关基因可能通过对其活性进行调控,从而参与对低温的调控。
2024, 44(10):1520-1529. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.20240194
摘要:【目的】为探究复合菌剂不同施用方式对菜心幼苗生长、根系形态及光合特性的影响,以期为复合菌剂对菜心连作障碍的缓解作用提供理论依据。【方法】试验以供港菜心‘尖叶-70’为试材,以CK(不施复合菌剂)为对照,设置了3种复合菌剂施用方式,分别为T1(叶面喷施),T2(土施),T3(叶面喷施+土施),共4个处理。【结果】T1处理最优,与CK相比,显著增加了菜心株高和茎粗、根长增加了91.81%,净光合速率增加了24.55%,Fv/Fm和ΦPSII分别增加了5.70%和23.93%。相关性表明,各指标有较强的联系,通过主成分分析将23个单项指标换算成3个独立的综合指标,累计贡献率可达85.399%,ΦPSII、qp、地下部鲜重、Fv/Fm、根连接数、株高的综合权重值较高。【结论】叶面喷施复合菌剂促进连作菜心幼苗生长、改善根系构型和增强光合作用效果最好,是复合菌剂的最佳施用方式。
2024, 44(10):1530-1538. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.20240160
摘要:【目的】探究干旱胁迫对芜菁叶片光合特性与解剖结构的影响,为抗旱种质选育以及栽培措施制定提供依据。【方法】选用抗旱型和干旱敏感型芜菁幼苗,设置正常供水(对照)和干旱胁迫处理,通过盆栽试验分析芜菁幼苗叶片光合特性和解剖结构的变化。【结果】与对照相比,干旱胁迫使芜菁叶片叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量显著降低,净光合速率、气孔导度、蒸腾系数和气孔限制值也显著降低,胞间CO2浓度、水分利用效率显著增加;同时初始荧光显著增加,最大荧光、可变荧光、PSⅡ最大光化学效率、PSⅡ光化学潜在活性均显著降低,且干旱敏感种质变化幅度更大。在干旱胁迫下,叶片气孔长宽、气孔开度、气孔密度均显著减小;叶片厚度显著增加,组织结构疏松度显著减小;叶绿体由梭形变至肿胀、基粒片层模糊、出现空洞、嗜锇颗粒和淀粉粒增加,线粒体膨胀且内部嵴变模糊,且干旱敏感种质2种细胞器受损伤程度更为严重。【结论】干旱胁迫减小芜菁叶片气孔,增加叶片厚度、减小组织结构疏松度,改变叶绿体、线粒体形态结构,进而降低叶绿素含量和光合效率,且抗旱性型种质受到的影响较小,对干旱胁迫的适应调节能力更强。
2024, 44(10):1539-1548. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.20240268
摘要:【目的】探讨羌活种子发育过程中形态及生理生化指标变化规律,为羌活引种驯化、优质种质资源培育提供理论依据。【方法】采用定期观测采样及冷冻切片法,对不同发育阶段的羌活种子形态及生理生化指标进行测定。【结果】羌活种子发育过程中,种子大小、果翅厚度先升后降,果翅宽度升高,外种皮颜色由明亮的蓝绿色转为黄褐色;贮藏物质淀粉、可溶性糖、可溶性蛋白含量升高;淀粉酶活性小范围波动,琥珀酸脱氢酶活性升高,葡萄糖-6-磷酸脱氢酶活性交替升降,丙酮酸激酶活性呈“M”形变化;POD活性降低,而SOD活性先降后升; GA3、IAA和ZR含量降低,ABA含量升高;种子形态指标与SOD活性极显著负相关,贮藏物质含量与种子厚度极显著负相关,而与果翅宽度极显著正相关。【结论】在羌活种胚发育至心形胚前期过程中,外种皮由蓝绿色转为黄褐色,贮藏物质含量升高,关键酶活性波动变化,促生长激素含量波动降低、胁迫激素含量升高。
吕洪飞 , 楼晨坤 , 兰荣光 , 熊艳云 , 杨云芳 , 于明坚
2024, 44(10):1549-1556. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.20240230
摘要:【目的】探究百山祖冷杉种子的形态特征和物理指标与种子活力之间的关系,为研究该濒危物种种群更新、保护及解释其濒危机制和其种子生物学提供理论依据。【方法】以极度濒危植物百山祖冷杉为材料,测定百山祖冷杉种子长度、宽度、厚度、单粒质量、RGB值等特征常数,用TTC染色法测定其种子活力,并建立数学模型。【结果】百山祖冷杉种子的R、B值和单粒质量与种子活力具有显著相关,单因素线性回归分析,百山祖冷杉种子活力与种子单粒质量相关性最为显著,R2为0.839;双因素线性回归分析,其种子活力与种子单粒质量和宽度相关性最为显著,R2为0.895;多因素线性回归分析,R2为0.978;但其种子长度、宽度、厚度和G值与种子活力间不存在显著相关。【结论】用百山祖冷杉种子的R、B值和单粒质量等指标可筛选具有较高种子活力的种子,用多因素线性回归分析可更精确分析其种子活力。
2024, 44(10):1557-1566. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.20240175
摘要:【目的】筛选适宜热处理时间和脱毒剂,优化茶菊茎尖分生组织高效脱毒再生体系,解决脱毒苗获得率低的问题。【方法】以‘婺源皇菊’、‘金丝皇菊’、‘杭白菊’、‘北京菊’、‘七月雪’、‘乳荷’6个茶菊品种无菌苗为材料,采用昼夜40℃/32℃变温热处理,水杨酸、利巴韦林、脱落酸脱毒剂处理,以及脱毒剂结合热处理等脱毒方法预处理无菌苗,比较其接种茎尖分生组织的出愈率、再生频率和平均再生芽数,及不同处理方法下脱毒效果。【结果】(1)不同品种茶菊茎尖分生组织再生频率差异显著(P<0.05),并以‘婺源皇菊’最高(54.77%),随后依次为‘金丝皇菊’、‘北京菊’、‘七月雪’、‘杭白菊’、‘乳荷’。(2)不同40℃/32℃变温热处理时间下,茶菊茎尖分生组织再生情况差异显著,其中以‘杭白菊’、‘七月雪’茎尖分生组织再生效果最好。(3)化学脱毒剂水杨酸、利巴韦林、脱落酸处理均抑制‘婺源皇菊’茎尖分生组织再生。(4)水杨酸、利巴韦林处理结合变温热处理促进‘婺源皇菊’茎尖分生组织再生,而高浓度脱落酸结合热处理则严重抑制其茎尖分生组织再生,并以10 μmol/L水杨酸结合热处理的效果最好。(5)在热处理、化学脱毒剂结合热处理方法下获得完全脱毒苗。【结论】10 μmol/L水杨酸浓度结合40℃/32℃昼/夜变温预处理40d下能显著提高其茎尖分生组织再生频率,且可获得脱毒苗。
邓茜茜 , 任可心 , 魏丽娜 , 王浩田 , 胡佳 , 蒋景龙
2024, 44(10):1567-1576. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.20240086
摘要:【目的】基于磷酸化组学分析干旱胁迫下四倍体香圆叶片蛋白质磷酸化水平的表达规律,以期在分子水平揭示其响应机理。【方法】用IMAC亲和富集及TMT标记结合技术鉴定和分析四倍体香圆干旱胁迫后的磷酸化蛋白质,并进行功能注释和代谢通路分析。【结果】(1)共有3 794个磷酸化位点和1 521个磷酸化蛋白质被定量,变化倍数超过1.3倍的磷酸化蛋白质有662个(αFC>1.3),主要定位在细胞核(46.07%)与叶绿体中(24.62%);(2)差异表达的磷酸化蛋白质主要通过结合RNA和Ca2+发挥功能;同时也参与了RNA剪接、光合作用、囊泡运输中的SNARE相互作用等代谢通路。(3)92.86%差异表达的磷酸化蛋白质的基因在转录水平和蛋白水平表达变化趋势一致,其Pearson相关系数为0.893。【结论】四倍体香圆通过磷酸化修饰RNA剪接和光合作用等通路中的蛋白质来响应干旱胁迫。
杜 春 , 平怀磊 , 刘思淇 , 李海清 , 童海珍 , 王 娟
2024, 44(10):1577-1588. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.20240141
摘要:摘要 【目的】滇牡丹(Paeonia delavayi,P.delavayi)作为珍贵的牡丹育种材料,具有丰富的花色资源,研究其MYB转录因子对花色的调控作用可为牡丹花色的分子育种工作提供帮助。【方法】以黄色及红色花滇牡丹花部组织为材料,进行徒手切片观察花青素在其细胞中的分布特征,并以2种花色滇牡丹材料的转录组数据为基础,通过本地Blast序列比对得到1个MYB转录因子PdMYB57。经基因克隆、生物信息学分析、系统进化树构建及同源序列比对对PdMYB57转录因子的理化性质及功能进行预测,再利用定量逆转录聚合酶链式反应(qPCR)、瞬时表达及高效液相色谱(HPLC)等方法对PdMYB57基因的功能进行验证。【结果】PdMYB57基因具有1个798 bp的完整开放阅读框,编码265个氨基酸,是定位于细胞核的亲水性不稳定蛋白;与拟南芥R2R3MYB家族中的SG6亚族以及卵叶牡丹(P.qiui)PqMYB113、牡丹(P.suffruticosa)PsMYB57/PsMYB58以及葡萄(Vitis vinifera,V vinifera)VvMYBA1/VvMYBA2等MYB转录因子聚为一簇,并具有典型的R2R3保守结构域[R/K]Px[P/A/R]xx[F/Y]基序;qPCR实验表明PdMYB57基因在红色花滇牡丹萼片及黄色花滇牡丹叶片中具有较高的表达量,在其他组织中表达量极低,几乎不表达,这与转录组数据结果一致;PdMYB57基因瞬时表达后能使烟草叶片产生紫色,HPLC检测表明PdMYB57基因瞬时表达的烟草叶片中含有矢车菊素3-O-芸香糖苷(Cyanidin- 3-O-rutinoside,Cy3R),而CK对照的烟草叶片没有产生颜色,其提取液中也未检测到Cy3R。【结论】PdMYB57基因编码1个R2R3MYB转录因子,为定位于细胞核中的亲水性不稳定蛋白,其表达具有组织特异性,并能促进植物花青素的合成。
2024, 44(10):1597-1605. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.20240216
摘要:【目的】PEX(Pollen extensin-like )基因参与调控植物花粉发育过程,在花粉小孢子胚胎发生及单倍体培养中发挥重要作用。本研究克隆了辣椒中CaPEX3基因,并对其蛋白结构及表达模式进行了分析,为研究CaPEX3基因功能提供理论依据。【方法】用PCR技术克隆辣椒CaPEX3基因,并用生物信息学手段分析其蛋白结构、进化及基因调控关系,用qRT-PCR技术检测CaPEX3在不同组织及不同品种花粉中的表达量,用染色法检测不同辣椒品种的花粉活力并分析其与CaPEX3表达量的关系。【结果】CaPEX3编码区全长1 581 bp,编码526个氨基酸,属于LRX(Leucine-rich repeats/extensins)基因家族。该蛋白有磷酸化和糖基化位点,存在信号肽和跨膜结构域。CaPEX3在花中表达量最高,且花粉活力高的组织中基因表达量相对较高。调控网络预测发现CaPEX3可能通过与花发育相关基因作用从而参与调控花粉发育过程。【结论】CaPEX3在花中特异表达,且表达量与花粉活力存在一定关系。基因表达分析及相关载体构建为后续研究基因功能及遗传机制提供理论基础及技术支持。
2024, 44(10):1606-1615. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.20240227
摘要:【目的】 荒漠植物花花柴(Karelinia caspica)具有极强的耐高温性,克隆并研究花花柴耐高温基因,将其应用到棉花等经济作物上以期提高其耐热性,为作物耐高温性分子育种提供理论基础和基因资源。【方法】克隆花花柴KcPIF4基因并进行生物信息学分析;烟草瞬时表达分析其蛋白亚细胞定位;用qRT-PCR分析45℃处理5 min、30 min、120 min和240 min时KcPIF4在花花柴幼苗根、茎、叶中的表达量;观察45℃处理下过表达KcPIF4拟南芥表型变化并测定相关生理生化指标。【结果】花花柴KcPIF4 CDS全长为1 593 bp,编码530个氨基酸,含有1个bHLH保守结构域,motif与多种植物的同源蛋白之间存在差异;其蛋白定位在叶片气孔保卫细胞膜上;qRT-PCR结果表明,KcPIF4在花花柴叶中表达量随处理时间延长先上调再下调随后又上调,且240 min时表达量最高,为对照组4.4倍;45℃处理过表达KcPIF4拟南芥植株叶片黄化萎蔫程度低于野生型,其CAT、SOD、POD、叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素显著高于野生型,MDA和相对电导率显著低于野生型。【结论】 花花柴KcPIF4对高温胁迫表现出耐受-响应-适应的变化过程,能够增强拟南芥对高温的耐受能力,表明该蛋白具有耐高温性。
任玉玲 , 李幸儿 , 梁佳林 , 赵爽 , 孙胜男 , 李萍
2024, 44(10):1616-1625. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.20240222
摘要:【目的】为明确鲜黄小檗叶绿体基因组结构特征及其与同属类群的系统发育关系,对鲜黄小檗叶绿体基因组的结构特征进行解析并进行系统发育分析。【方法】用Illumina Hiseq X Ten技术进行测序,用CPGview、CodonW、MISA、Reputer、IRscope、mVISTA软件对鲜黄小檗叶绿体基因组特征进行分析,MEGA7软件中的ML法构建系统发育树。【结果】鲜黄小檗叶绿体基因组全长166 225 bp,呈典型的四分体结构,全基因组GC含量为38.07%;共注释得到144个基因,包括99个蛋白质编码基因、37个tRNA基因和8个rRNA基因,其中23个基因含有内含子,32个基因为双拷贝基因;偏好使用A/U结尾的密码子;共检测到98个SSR位点和150个散在重复序列,大部分SSR位点由A和T碱基组成;SSC和IR区的变异程度高于LSC区;系统发育分析发现鲜黄小檗与威宁小檗亲缘关系最近。【结论】鲜黄小檗叶绿体基因组特征与小檗属其他物种类似,为鲜黄小檗叶绿体基因工程、遗传多样性分析、分子育种及物种鉴定等研究提供了理论依据。
姜梦竹 , 杨育哲 , 吕涛 , 曲延英 , 陈全家 , 郑凯
2024, 44(10):1626-1638. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.20240150
摘要:摘要【目的】通过田间抗病性与室内苗期抗病性联合鉴定和分析,掌握海岛棉种质资源的抗病性分布状况,为筛选出抗黄萎病高抗资源提供基础。【方法】以本课题组的238份海岛棉种质资源为鉴定对象,于2023年在库尔勒和阿瓦提通过自然病田小区试验,并联合室内通过接菌的方法,对海岛棉资源进行黄萎病抗病性鉴定和评价。【结果】对238份海岛棉种质资源的15个指标遗传多样性分析,变异系数范围为2.00%~36.97%,均值为16.05%。于不同环境进行抗性鉴定发现变异系数范围为8.40%~71.06%。结合4个不同环境分析未鉴定到对黄萎病完全免疫及高抗的种质资源材料,鉴定出30份抗病材料,194份耐病材料,14份感病材料。【结论】整体趋势可以看出海岛棉种植资源对黄萎病大部分都具有抗耐性,因此从海岛棉种质资源中鉴定和选育出对黄萎病抗性强的种质资源是十分重要的。
2024, 44(10):1639-1645. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.20240277
摘要:【目的】建立以环糊精为流动相添加剂的高效液相色谱法测定积雪草药材中三萜类化合物积雪草苷、羟基积雪草苷和积雪草苷B的含量,为积雪草的质量控制提供依据。【方法】采用分子设计方法优选流动相添加剂-环糊精的种类,效应面法分析环糊精浓度、流动相中乙腈的比例、流动相pH对分离的影响,优化色谱条件,测定积雪草中积雪草苷、羟基积雪草苷和积雪草苷 B的含量。【结果】以γ-环糊精作为流动相添加剂,固定相为CAPCELL PAK C18柱(150 mm×4.6 mm,5 μm),流动相为乙腈-3 mmol/L环糊精溶液(含0.10%磷酸)为20∶80(V/V),流速为1.0 mL/min,柱温为25℃,检测波长为205 nm;羟基积雪草苷和积雪草苷 B分离度为4.32;积雪草苷在200~2 000 ng、积雪草苷B在120~1 200 ng、羟基积雪草苷200~2000 ng范围内线性关系良好,方法精密度、重现性、稳定性和回收率良好。【结论】该方法简便,准确可靠,且经济环保,可作为积雪草药材中主要三萜类化合物的测定方法。
顾菊 , 温联好 , 牛芸 , 普豫凡 , 吴艳迪 , 王超
2024, 44(10):1646-1655. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.20240125
摘要:【目的】本研究拟通过探究盐肤木开花特性和花香成分及其释放规律,明确花香物质基础,为盐肤木花香进一步开发利用提供依据。【方法】利用扫描电镜观察花粉形态,并用顶空-固相微萃取(HS-SPME)与气相色谱联用(GC-MS)技术检测分析不同花期主要花香成分和日变化规律。【结果】盐肤木雌雄异株,圆锥花序,单枝花序集中开花,整株持续开花,花粉黄色,长球形具3孔沟,外壁具条纹。不同花期共检测出花香物质92种(萜烯类29种、醛类19种、酯类15种、醇类14种、酮类5种、烯烃类4种、芳香烃类2种,酚类、烷烃类、酸类和其它类各1种)。其相对含量先升高后降低,在盛花期时达到最大(3.60 μg/g),各花期间差异显著,种类持续增加。其盛花期日变化共检测到84种花香物质,释放量呈抛物线趋势,白天显著高于夜晚,18:00时达到最大(4.80 μg/g),后持续降低,6:00时最低,仅2.58 μg/g。其中萜烯类为盐肤木主要花香物质,相对含量约占总花香含量的70%。【结论】盐肤木花香成分丰富,具明显昼夜节律变化,萜烯类为其主要花香物质。
2024, 44(10):1656-1664. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.20240154
摘要:摘 要 【目的】观赏海棠是优秀的春季观花树种,研究其开花物候特点 、稳定性及变化规律,并探索其与气候变迁之间的关系,对未来海棠的花期预测与调控具有重要意义。【方法】基于67个品种8年的物候观测数据,分别对海棠的花期早晚、长短及稳定性进行划分,结合气象数据分析各品种对气候变化的适应性。【结果】(1)海棠品种群初花时序稳定性较高 ,绝大多数品种(68.7%)的初花期时序波动幅度为0- 0.04。(2)海棠花期寿命对气候高度敏感,仅部分品种(18%)的花期长度较为稳定,波动幅度在1- 2。(3)海棠开花需要一定的低温刺激,不同品种开花的低温需求不同。(4)日最高温≥25℃、日降水量≥5 mm、日相对湿度≥80%时均会使海棠花期缩短。【结论】花前低温会显著影响海棠初花期稳定性,开花期间维持适宜的气候对延长海棠花期有重要意义。
李园园 , 武力 , 吴涛 , 李贵祥 , 袁玉川 , 柴勇
2024, 44(10):1665-1672. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.20240074
摘要:【目的】研究确定及报道在中国云南省南涧县发现的樟科桂属植物一新种——华樟(Cinnamomum huae Y. Chai & Yuan Y. Li)。【方法】通过形态学与形态相似种进行比较,并通过与近缘种进行基于叶绿体基因组数据的分子系统学研究来证实该种为新分类群。【结果】该种与同属的茶果樟(C. chago B.S. Sun & H.L. Zhao)形态上近似,均为羽状脉,叶对生或近对生,具长尾尖,但该种小枝被微柔毛,顶芽密被毛,叶片背面灰白色,被微柔毛,边缘具波状起伏,果实厚扁球形,二者可明显区别。该种的叶绿体基因组大小为154 078 bp,比茶果樟长1 325 bp,比同属的刀把木(C. pittosporoides)长1348bp,在反向重复区比茶果樟及刀把木都多了1个678 bp的片断;在35种樟科植物构建的系统发育进化树中,该种与刀把木和其它物种形成3个独立的平行分支,且由于该种与茶果樟形态上近似,表明该种可能是桂属新的进化单元。【结论】形态学特征及叶绿体基因组分析结果支持该种为独立的物种。







