2024, 44(12):1837-1847. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.20240486
摘要:【目的】探讨3种外源激素对紫斑牡丹开花及枝条生理特性的影响,为其开花性状化学调控提供理论依据。【方法】以甘肃省兰州市榆中县官滩沟紫斑牡丹培育基地的‘象牙白’为材料,在花芽分化前分别叶面喷施100 ,300 ,500 mg/L的IAA、GA3和6-BA,以清水为对照,考察植株盛花期开花情况以及枝条抗氧化酶活性和渗透调节物质含量等生理指标变化。【结果】与对照相比,3种外源激素均能不同程度增加紫斑牡丹开花数和重瓣率,且500 mg/L 6-BA处理效果最好,其单、重瓣花枝条的SOD、POD活性及脯氨酸含量也最高。紫斑牡丹枝条中SOD、POD和CAT活性与植株开花数和重瓣率均呈正相关,在开花过程中发挥着不可忽视的作用,并以SOD表现更为突出。3种激素处理紫斑牡丹开花数、重瓣率及枝条各项生理指标分别在500mg/L 6-BA、500mg/L GA3及300mg/L GA3处理下表现最佳。【结论】3种激素均通过枝条生理指标直接或间接促进紫斑牡丹开花数和雄蕊瓣化程度增加,但促进程度存在差异,其中以500 mg/L 6-BA处理的开花数和重瓣率增幅最大。
2024, 44(12):1848-1855. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.20240415
摘要:【目的】明确马铃薯各生育期根系对干旱胁迫的响应特征,初步解析根系的抗旱机制,为干旱胁迫下马铃薯的科学管理提供理论依据。【方法】以‘冀张薯12号’马铃薯为材料,采用室内盆栽对比试验,设置重度干旱[土壤相对含水量45%]和正常浇水[土壤相对含水量75%]处理,在4个生育期观测马铃薯生长、根系构型和根系生理指标。【结果】干旱胁迫组马铃薯的株高、茎粗、总根长、总表面积和根总体积在整个生育期都显著低于对照组;干旱胁迫组单株产量、单株结薯数和淀粉显著低于对照组,干旱胁迫组还原糖显著高于对照组;其根系活力、MDA含量、脯氨酸含量、可溶性糖含量也显著高于对照组,并随着干旱时间的延长呈上升趋势;干旱胁迫组马铃薯根系SOD、POD活性在后期也显著高于对照组,且SOD活性在前期响应较慢,POD活性则响应较快。【结论】马铃薯的生长、根系发育和产量受到干旱胁迫的显著抑制,其根系的抗氧化酶活性、渗透调节物质含量均能迅速做出响应,缓解干旱胁迫带来的伤害,表现出一定的抗旱性。
陈艳 , 韩利源 , 杜子龙 , 朱栋幸 , 张迎迎 , 朱为民
2024, 44(12):1856-1867. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.20240404
摘要:【目的】探讨外源肌醇对番茄幼苗生理生化指标的影响及其耐高温胁迫的分子机制,为提高番茄的抗热性提供理论依据。【方法】以番茄品种‘NRP20-7’为试验材料,常温25℃和高温42℃分别喷施水和肌醇,观察各处理的表型变化并进行高光谱成像分析,测定各处理组的生理指标并通过qRT-PCR方法分析热胁迫响应基因,抗氧化及ABA相关基因的表达。【结果】20 mmol/L肌醇处理能够有效缓解高温对番茄幼苗的伤害,降低叶片的热损伤指数,提高最大光化学效率(Fv/Fm),并显著提高光合色素含量。高温下外源肌醇显著提高番茄幼苗中脯氨酸、可溶性糖和过氧化物酶活性,并显著降低丙二醛、过氧化氢和超氧阴离子含量。外源肌醇能够提高热胁迫响应基因、抗氧化相关基因、抗坏血酸合成基因,降低热休克蛋白基因。另外,外源肌醇通过调控脱落酸合成与信号通路影响体内ABA的水平含量参与响应高温胁迫。【结论】外源肌醇通过调节植物体内复杂的生物学过程增强番茄对高温胁迫的耐受性。
2024, 44(12):1868-1877. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.20240394
摘要:【目的】在保证成毯质量情况下,筛选生态草毯生产过程中适宜的基质厚度与播种量组合,实现草毯生产生态效应与经济效应的协调统一。【方法】以早熟禾为试验草种,设置由3个播种量(15,30,45 g/㎡)和4个基质厚度(3,5,7,9 cm)组合成的12个室内盆栽处理,考察不同播种量和基质厚度组合处理下沙基生态草毯成毯特征,并综合评价成毯质量。【结果】早熟禾沙基生态草毯成毯质量指标处理间均表现出一定差异性。Z9/45处理草毯的植株密度、地上生物量、根系生物量最大,Z3/15处理草毯叶绿素含量最大,Z7/45处理草毯根系抗拉强度、根系活力最大,Z5/45处理草毯根长密度最大,而Z9/15处理草毯叶宽最小、质地最佳。变异分析和隶属函数法分析所得草毯成毯性状综合评分最高处理均为Z9/45处理。【结论】Z9/45处理草毯不仅植株密度、地上生物量、根系生物量表现出色,而且综合性能优良,即早熟禾沙基生态草毯制备的最优组合为基质厚度9 cm、播种量45 g/㎡。
2024, 44(12):1878-1889. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.20240347
摘要:【目的】鉴定和分析辣椒PIN基因家族成员的特征及其在果柄离区和根系发育中的表达情况,为解析CaPINs功能及辣椒新品种培育提供候选基因。【方法】通过辣椒全基因组筛选鉴定PIN基因,并开展生物信息学分析,对这些基因在果柄离区和根系发育中进行表达分析。【结果】在辣椒基因组中鉴定出9个PIN基因家族成员,命名为CaPIN1-CaPIN9,分布于7条染色体上,CaPIN9未锚定。CaPINs蛋白的氨基酸数为358~654 aa,分子质量为39251.05~71170.91 Da,等电点为6.40~9.38,且多数成员为稳定蛋白。CaPINs成员间具有明显的共线性,与番茄具有较近的遗传关系。CaPINs基因包含大量生长、环境及激素响应元件。转录组数据分析表明辣椒CaPINs的表达具有组织特异性。荧光定量PCR结果显示,CaPINs在不同果柄离区和根系发育中表现出不同程度的表达。【结论】辣椒CaPINs特异性参与果柄离区形成与根系生长发育,可作为辣椒易脱柄品种培育和根系遗传改良的重要候选基因。
2024, 44(12):1890-1899. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.20240326
摘要:【目的】解析油菜矮秆性状调控遗传位点及关键基因,为油菜株高性状改良和抗倒伏油菜品种选育奠定基础。【方法】利用矮秆油菜DW1分别与高秆油菜WH14和WH20进行正反交,探究F1代和F2代矮秆性状遗传规律。同时,利用BSA-seq技术对油菜DW1和WH20的F2分离群体中极端高秆和极端矮秆2个DNA混池测序并鉴定矮秆性状的显著关联区域和候选基因。【结果】(1)油菜DW1矮秆性状为质量性状,由1对不完全显性基因控制。(2)在A06染色体21.78—23.88 Mb鉴定到22个与矮秆性状显著关联区,其中置信区间最大为46.71 kb,区间最小为0.64 kb。(3)在A06染色体上显著关联区域鉴定到BnaA06g27050D、BnaA06g34100D、BnaA06g34810D、BnaA06g35080D和BnaA06g36480D,其功能涉及植物生长素调控和赤霉素信号转导。【结论】油菜DW1的矮秆性状属于质量性状,由1对不完全显性基因控制。A06染色体上的上21.78—23.88 Mb区域为矮秆性状显著关联区域,该区域包含5个候选基因,其功能与植物生长素和赤霉素信号转导相关。
冯超群 , 阮坤非 , 师劭彤 , 李森 , 程少颖 , 刘忠华
2024, 44(12):1900-1914. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.20240342
摘要:【目的】以北京地区元宝枫林和桔梗的林药复合种植模式为背景,探究元宝枫凋落叶浸提液对桔梗根部主要药用活性成分积累的潜在影响。对桔梗根部进行转录组测序,鉴定出差异表达基因及代谢通路,为揭示桔梗根部活性成分合成通路中的分子机制具有重要意义。【方法】利用Illumina对桔梗根部进行转录组测序,评估桔梗根部响应元宝枫化感作用的基因表达变化,深入探究萜类、类黄酮和苯丙烷类次生代谢产物的合成通路。【结果】753个DEGs注释到GO数据库的三大分类中,402个DEGs注释到KEGG数据库的50个代谢通路中。与对照组相比,分别有17个、7个和26个DEGs参与萜类、类黄酮和苯丙烷类化合物的生物合成。【结论】在萜类生物合成途径中,10HGO、CYP71D55、CYP76F14、LUS均呈现上调水平;在类黄酮合成途径中,鉴定到的DEGs整体呈现上调水平;在苯丙烷合成途径中,COMT呈现下调表达,4CL和REF1呈现上调表达,整体的DEGs呈现下调表达。推测萜类和类黄酮物质合成上升,苯丙烷类合成下降。文章获得了桔梗根部的全部转录组信息,并初步预测了桔梗萜类、黄酮类以及苯丙烷类合成可能的调控通路。
徐兴源 , 黄凤兰 , 张春兰 , 朱梦洋 , 崔志宇 , 刘鹏
2024, 44(12):1915-1926. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.20240312
摘要:【目的】对蓖麻ZF-HD家族基因进行鉴定,并对其成员进行序列分析、系统进化分析、启动子及表达模式分析,为进一步研究蓖麻中ZF-HD基因的功能提供一定参考。【方法】以蓖麻全基因组数据为基础,从中鉴定出ZF-HD基因,并进行生物信息学分析和非生物胁迫下的表达分析。【结果】从蓖麻中共鉴定到13个ZF-HD基因家族成员,该基因家族成员不均匀分布在Chr1-Chr10上,13个RcZF-HD蛋白均为亲水性不稳定蛋白,亚细胞定位均定位于细胞核。RcZF-HD基因家族聚类为3个亚组,且每组基因数不同,基因结构具有组内保守性和组间多样性。RcZF-HD基因家族成员具有大量组织特异性元件、应激响应元件和激素响应元件。ZF-HD基因广泛响应非生物胁迫,且表达具有组织特异性。【结论】研究结果为后续深入探究RcZF-HD基因功能,如:调控蓖麻生长发育和响应非生物胁迫等提供一定的参考。
2024, 44(12):1927-1936. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.20240267
摘要:【目的】研究赤水凤仙花的叶绿体基因组结构特征与系统发育位置,以期为赤水凤仙花植物种质资源保护、遗传多样性和系统发育研究提供科学依据。【方法】以中国特有种——赤水凤仙花为材料,基于赤水凤仙花叶绿体基因组序列,利用生物信息学软件,对叶绿体基因组进行组装、注释、基因特征、序列重复和系统发育分析。【结果】(1)赤水凤仙花叶绿体基因组呈典型的四分体结构,总GC含量37%,长152 892 bp;共编码113个基因,包括88个蛋白质编码基因、8个rRNA基因和17个tRNA基因。(2)共检测到76个SSR序列,以A、T组成为主;检测到50 842个密码子,其中以亮氨酸(Leu)最多,色氨酸(Tyr)最少。(3)凤仙花属分为2个亚属,为棒凤仙花亚属与凤仙花亚属,赤水凤仙花为棒凤仙花亚属且与太子凤仙花亲缘关系最近。【结论】赤水凤仙花为典型的四分体结构,SSR序列以A/T单碱基为主;系统发育分析结果将其归为棒凤仙花亚属。
俞 群 , 阮淑明 , 施清华 , 黄晓春 , 曾华浩 , 高 伟
2024, 44(12):1937-1945. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.20240072
摘要:【目的】明确银粉蔷薇的繁育系统、传粉特性及濒危机制,为珍稀濒危植物保护和繁育提供理论依据。【方法】采用离体培养萌发法测定花粉活力,联苯胺-过氧化氢法测定柱头可授性,扫描电镜观测其花粉形态,人工观察和记录其花部特征、开花动态和访花昆虫。【结果】(1)银粉蔷薇花粉开花后第4天活力最高,柱头可授性最佳期为开花后第3天;(2)银粉蔷薇单花花期为5-7 d,种群花期为25 d左右,杂交指数(OCI)为4,繁育系统评判为异交型,部分自交亲和,异交需要传粉者。(3)银粉蔷薇传粉昆虫单一,东方蜜蜂(Apis cerana)和熊蜂(Bombus sp.)为主要传粉者。【结论】银粉蔷薇的繁育机制是异交型,部分自交亲和,为虫媒传粉。传粉昆虫单一、传粉行为易受天气影响和人为干扰是银粉蔷薇濒危的重要原因;在花期释放有效昆虫和减少人为破坏是银粉蔷薇保育的重要措施。
2024, 44(12):1946-1953. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.20240339
摘要:【目的】深入了解黑果枸杞果实表型特征的多样性和变异特点、及表型与活性物质的关联机制,为黑果枸杞资源的开发利用提供参考。【方法】以黑果枸杞果实为研究对象,利用自动考种分析仪提取其23个表型特征,同时测定其3个主要活性物质指标进行分析。【结果】结果表明,黑果枸杞果实表型和活性物质变异系数绝对值范围为2.92%~50.74%,平均变异系数为19.75%,存有丰富的多样性,其中圆度、相关性值和熵值的变异系数为6.42%、2.92%和5.05%,个体间差异较小、稳定性较高,花色苷、黄酮和色相值的变异系数较大,稳定性较低,选择潜力大;表型特征和活性物质性状之间存在极显著和显著性相关关系,其中143对相关系数呈极显著性水平(p<0.01),20对相关系数呈显著性水平(p<0.05),可通过表型特征来判断活性物质含量的高低;主成分分析中前三个主成分累计贡献率为74.893%,依次描述的是果实色泽、大小和纹理性状的变异,表型指标红度、绿度、蓝度、亮度、明度、灰度、周长、面积、长度、宽度、角二距和能量值等性状特征向量值较高,可作为其果实品质评价的重要参考因子。【结论】本研究从计算机视觉和定量分析建模的方法为果实品质的早期育种选育提供了新方法,也为果实品质快速无损检测技术寻找了新途径。
2024, 44(12):1954-1964. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.20240365
摘要:摘要 【目的】探究德夯地质公园林溪交错带草本群落优势种生态位特征、种间联结性及群落稳定状态,为深入研究该区域提供理论支持。【方法】选取生态位测定、方差比率法、χ2检验、Spearman秩相关系数、联结系数对3条溪中的草本群落优势种进行分析。【结果】(1)九龙溪与玉泉溪中透茎冷水花生态位最宽,夯峡溪则为小赤麻。3条溪的生态位重叠指数普遍偏小,说明优势物种种间竞争较弱,对环境资源的需求相似性不大。(2)3条溪草本植物总体关联性与种间关联均以不显著负联结为主,种间联结性较低,多为独立分布。(3)群落目前尚处于不稳定状态,且草本群落的演替发展受群落内部与群落外部的共同影响。【结论】德夯地质公园林溪交错带草本群落优势种间关联弱,物种独立分布,群落处于不稳定状态。
刘虎俊 , 刘筠 , 刘淑娟 , 赵鹏 , 戚福俊 , 刘开琳
2024, 44(12):1965-1972. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.20220914
摘要:【目的】结果习性是选育植物良种及其科学管理的基础,调查石羊河下游的白刺,确定其繁殖物候和结果枝特征以及果实性状,为其优良种质选择和栽培管理提供参考。【方法】结合生物生态学调查方法,在野外调查基础上运用物候学和生物学分析方法,统计分析调查区白刺物候及其结果习性。【结果】3年生白刺开始开花结果,当年花芽分化,混合芽在翌年可发育成结果枝,开花结果;营养枝和枝刺都可形成花芽,其中营养枝占比66.67%。结果母枝生长果枝、营养枝、结果枝+营养枝和枝刺,结果枝显著多于其他类型枝(P<0.05);结果枝数平均占比81.49%;结果枝可分为短果枝(2~6 cm,42.72%),中果枝(6~10 cm,52.43%)和长果枝(10.1~11.6 cm,4.85%。营养枝和枝刺的果序平均数分别为6.62,6.69个,结果率3个/序的占比分别是56.41%和39.13%,但是二者差异不显著(P>0.05)。白刺果实为长圆形,横径与其性状的关系大于纵径,且显著影响鲜果重。白刺花蕾形成至果实开始脱落的时间为25~40 d。【结论】白刺的花期和果期都随气候变暖有提前和延长趋势,结果母枝是一种复合性枝,枝类型和结果习性受生境影响小于果实性状。
2024, 44(12):1973-1979. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.20240336
摘要:【目的】通过监测森林大样地植物群落特征的长期动态变化,揭示物种多样性空间格局及维持机制,为该区域的生物多样性保护提供科学依据。【方法】以祁连山区青海云杉林生态系统为研究对象,采用相邻格子法进行大样地乔木植株每木调查,并解析其生物多样性调控因素。【结果】青海云杉林生态系统的乔木总数为35 835株,青海云杉和祁连圆柏分别占据57.84%和23.82%。物种丰富度和平均株高分别为3种和10.7 m。Shannon-Wiener指数和Simpson指数分别为0.74和0.43,Shannon-Wiener指数偏低,但Simpson指数较高,存在物种数量集中度较高现象。森林大样地Shannon-Wiener受乔木高度、物种丰富度和Simpson指数的极显著影响。机器学习模型训练集和测试集的决定系数分别为0.95和0.93,均方根误差为0.06和0.08,表明模型对Shannon-Wiener指数的解释能力和预测精度均较高。【结论】通过增加物种丰富度和优化树种结构可以有效提升该区域的生物多样性。
崔琳 , 王力刚 , 张强 , 张玉柱 , 韩勤 , 蒋先翠
2024, 44(12):1980-1987. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.20240293
摘要:【目的】灌木是齐齐哈尔地区重要的植被类型,摸清地区灌木植物资源现状及其经济开发潜力,可为该地区灌木资源开发利用提供理论数据。【方法】研究采用资料查询和样线、样方调研相结合的方法,对齐齐哈尔地区灌木资源物种组成、分布区类型及价值类型进行分析。【结果】齐齐哈尔地区共有灌木植物26科57属185种,其中被子植物26科55属180种,占比97.30%。生活型以落叶类灌木和直立类灌木为主,科属组成以单种科、寡种科、单种属、寡种属为主。植物区系成分复杂,科属的地理成分均以温带成分为主,温带地理成分占总属数的82.46%,尤以北温带区系为主,显示齐齐哈尔地区温带植物区系特征。灌木资源的经济价值以观赏类树种种类所占比重最大,其次为药用类、原(油)料类、食用类、粗加工类树种,大部分价值尚未得到开发。通过筛选,提出适合齐齐哈尔地区发展的经济灌木10种,均为食用类经济灌木。【结论】齐齐哈尔地区灌木资源种类丰富,科属组成分散,区系成分复杂,经济价值潜力多样,可将食用类灌木植物作为地区特色灌木产业开发利用。
赵明旭 , 王恒颖 , 谭运洪 , 孙兴旭 , 胡兴润 , 陈飞
2024, 44(12):1988-1992. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.20240103
摘要:【目的】文章报道了中国兰科玉凤花属一新记录种龙须玉凤花(Habenaria trichosantha Lindl.),提供花期照片和解剖图,并总结了其与形态近缘种之间的差异。【方法】对该物种国内野外居群植株进行了形态观察,并将主要分类特征进行了拍摄记录。【结果】龙须玉凤花过去记录分布于东喜马拉雅区域和中南半岛,现发现于滇西海拔800~1 000 m的怒江干热河谷稀树灌木草丛中;其主要识别特征为唇瓣侧裂片扇形轮廓,并分裂为具有二次分枝的长流苏,明显有别于其他同属物种。【结论】龙须玉凤花是中国新记录物种,本发现进一步丰富了中国野生兰科植物资源。
2024, 44(12):1993-2006. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.20240439
摘要:【目的】木栓质是一种聚酯型生物聚合物,特异性沉积在植物的内皮层、周皮、种皮和伤口外表皮等组织中。作为植物与环境之间的屏障,木栓质通过控制水和溶质运输,保护植物免受环境胁迫和病原侵袭。文章综述了木栓质生物合成的关键酶和转录因子,探讨了环境因子对木栓质合成和沉积的影响,并展望了未来研究方向。【评论】木栓质的调控涉及多种因素,包括关键酶如β-酮脂酰-CoA合成酶(KCS)、脂肪酰基还原酶(FAR)、细胞色素P450酶(CYP家族)和转录因子如MYB、NAC、WRKY等,环境因子也通过复杂的信号转导途径调控木栓质的生物合成与沉积。【展望】未来研究应聚焦木栓质生物合成的关键调控节点,尤其是在作物中探究影响木栓质物种差异性沉积的因素,并借助多组学等方法解析其运输、组装及后转录调控机制,有望为作物高养分利用和抗逆性遗传改良提供新策略。







