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西北植物学报
西北植物学报

赵忠

月刊

1000-4025

xbzwxb@vip.163.com

029-87082936

712100

陕西省杨陵邰城路3号西北农林科技大学

西北植物学报/Journal Acta Botanica Boreali-Occidentalia SinicaCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>《西北植物学报》立足西北，面向全国，主要刊载有关植物遗传育种学、分子生物学、植物基因工程、植物解剖学、植物分类学、植物生理生化、药用植物成分分析，以及植物群落生态学、生物多样性、植被演替、植物区系等基础理论研究方面具有创新性的原始论文、研究简报以及具有较高学术水平的综述论文和反映最新科技成果的快报。读者对象为国内外有关植物科学的科学研究人员、高等学校教师、研究生以及植物保健品和药品研究开发的相关人员。
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    过表达OsCatC基因水稻的获得及其耐盐性机理分析

    邓勇刘聪田野刘聪美...
    1-8页
    查看更多>>摘要：过氧化氢酶C(Catalase C,CatC)作为重要的抗氧化酶,在水稻发育和胁迫响应方面起重要作用.为了探究CatC在盐胁迫响应中的功能及其作用机制,该研究构建了OsCatC过表达转基因水稻,并比较了其耐盐性和相关抗逆生理指标的变化.结果表明:(1)成功构建过量表达载体pCUbi1390-OsCatC-Flag,并经农杆菌介导的愈伤组织转化获得了30个独立转基因株系(T0),Western blot鉴定T1代幼苗共获得2个OsCatC过表达株系(OE-10、OE-18);qRT-PCR分析发现,OE-10和OE-18株系的OsCatC转录水平显著高于野生型(WT),证明OsCatC基因已成功过表达于转基因株系(OE-10、OE-18)中,且能正常翻译为融合蛋白CatC-Flag.(2)正常水培条件下,OE-10和OE-18与WT的水稻幼苗长势无明显差异,200 mmol·L-1 NaCl处理7 d后再恢复水培10 d时,OE-10和OE-18幼苗的存活率为20％～25％,而WT幼苗绝大部分则干枯死亡,存活率仅为5％左右.(3)与WT相比,OsCatC过表达水稻(OE-10和OE-18)幼苗的耐盐性显著增强,其盐胁迫下的相对电导率、丙二醛和H2O2含量显著降低,过氧化氢酶活性显著升高;4μmol·L-1甲基紫精(MV)处理7 d后,OE-10和OE-18生长受抑制程度显著小于WT,且幼苗的长度均显著大于WT,表现出较强的氧化胁迫耐受性.研究发现,CatC主要通过降解盐胁迫下过量积累的H2O2,减轻氧化损伤,从而提高水稻的耐盐性,证明过表达OsCatC能显著提高水稻对盐胁迫的耐受性,且OsCatC是一个非常好的水稻耐盐候选基因.

    水稻过氧化氢酶C盐胁迫氧化胁迫

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    砧木类型对甜樱桃花芽多胺代谢相关基因表达和休眠的影响

    屈玥婷刘勋菊王继源陈秋菊...
    9-19页
    查看更多>>摘要：为验证砧木类型对甜樱桃多胺代谢和花芽休眠的影响,该研究以嫁接于不同砧木——矮化砧木‘吉塞拉6号’[Gisela 6,(G6)]和乔化砧木‘马扎德’(Mazzard)的甜樱桃品种‘罗亚理’为试材,通过田间观察确定嫁接于两种砧木的‘罗亚理’休眠期和花期,利用生物信息学、基因克隆、实时荧光定量、亚细胞定位和双分子荧光互补等手段,对甜樱桃花芽内多胺代谢中关键基因[多胺氧化酶基因(PavPAOs)和精氨酸脱羧酶基因(PavADC)]进行克隆和功能分析,对可能与PavADC存在互作关系的蛋白进行预测和验证,并利用高效液相色谱法对花芽内游离多胺的含量进行测定.结果表明:(1)‘Mazzard-罗亚理’的休眠期(75 d)长于‘G6-罗亚理’(69 d),且初花期晚于‘G6-罗亚理’.(2)‘G6-罗亚理’花芽内游离多胺含量高于‘Mazzard-罗亚理’,其中Put含量高1.2％～163.4％,Spd含量高8.8％～261.1％,Spm仅在1月和3月的‘G6-罗亚理’花芽中检测到.(3)成功克隆获得甜樱桃多胺代谢关键基因PavPAO2、PavPAO4、PavPAO5和PavADC,其长度分别为1485、1611、1704和2307 bp;系统进化分析表明,甜樱桃PavPAOs和PavADC均与桃、扁桃和苹果等物种的亲缘关系较近;亚细胞定位显示,PavPAO2和PavPAO4定位在细胞膜,而PavPAO5和PavADC则定位在细胞核.(4)qRT-PCR分析显示,休眠期间‘G6-罗亚理’花芽中PavPAO5的表达量低于‘Mazzard-罗亚理’,而PavADC的表达量高于‘Mazzard-罗亚理’;在整个休眠期,PavPAO2和PavPAO4的表达量整体水平远远低于PavPAO5,推测PavPAO5可能是在休眠期起主导作用的家族成员.(5)BiFC验证结果表明,在多胺代谢过程中PavADC与PavSAMDC存在互作关系,推测两者相互作用参与调控花芽内多胺水平.研究认为,甜樱桃砧木类型能够通过影响多胺代谢进程而影响休眠以及开花的进程,关键基因PavPAOs和PavADC的高表达能够影响花芽内多胺水平,PavADC能够使多胺含量升高从而促进休眠解除以及提早开花;多胺代谢过程中关键基因的表达和多胺含量变化能够影响休眠和花期,多胺含量的升高能够促进休眠解除以及提早开花.

    甜樱桃砧木类型多胺代谢花芽休眠

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    青稞HvtAGO1基因的克隆及其在条纹病胁迫下的表达

    姚晓华王越安立昆姚有华...
    20-28页
    查看更多>>摘要：AGO蛋白是RNA诱导沉默复合体的核心分子,在植物的生长、发育及胁迫响应中起重要作用.为探索青稞AGO基因在青稞抗条纹病病原菌过程中的作用机制,该研究以抗条纹病青稞品种‘昆仑14号’和感病品种‘Z1141’为材料,利用条纹病原菌侵染两品种,从感病前后的转录组测序结果中获得一个差异表达基因,克隆验证了该基因为HvtAGO1.结果表明:(1)HvtAGO1基因长3675 bp,其完整开放阅读框为3651 bp,编码1217个氨基酸;蛋白质序列分析表明,HvtAGO1为一个亲水性的不稳定碱性蛋白,具有高度保守的DUF1785、PAZ和PIWI结构域.(2)青稞HvtAGO1蛋白与山羊草、二穗短柄草、乌拉尔图小麦的AGO1蛋白序列相似性分别为96.64％、79.34％和80.07％,DUF1785、PAZ和PIWI结构域相似性分别为97.57％、98.44％和96.02％;系统进化树分析表明,青稞HvtAGO1蛋白与山羊草的亲缘关系最近,与玉米和粟的亲缘关系最远.(3)降解组测序结果表明,hvu-miR168-5p与HvtAGO1存在靶向关系.(4)qRT-PCR分析表明,条纹病胁迫下,与正常叶片相比,‘昆仑14号’与‘Z1141’感病叶片的hvu-miR168-5p和靶基因HvtAGO1表达量均极显著上调,且‘昆仑14号’表达量显著高于‘Z1141’.研究推测,hvu-miR168-5p和靶基因HvtAGO1在青稞抗条纹病的调控过程中发挥着重要作用.

    青稞HvtAGO1hvu-miR168-5p基因克隆条纹病基因表达

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    苹果MAX1基因的克隆和表达及启动子分析

    高馨怡陈皓程方常兴敏...
    29-36页
    查看更多>>摘要：MAX1(MORE AXILLARY GROWTH1)是独脚金内酯(Strigolactones,SLs)合成途径中的关键基因,为了研究MAX1在苹果分枝调控中的功能,以苹果‘长富2号’(Malus domestica‘Nagafu 2’)腋芽为材料,采用PCR方法,克隆MdMAX1基因,进行生物信息学和表达水平分析;采用瞬时表达转化烟草,进行GUS染色,分析Md-MAX1启动子活性.结果表明:(1)成功克隆得到苹果MAX1,其开放阅读框(ORF)1620 bp,编码539个氨基酸;系统进化和基序分析表明,MdMAX1和已知的A1型MAX1相似.(2)qRT-PCR分析表明,MAX1基因在‘长富2号’嫁接苗茎中高表达,并在腋芽本身有表达;RNA-seq分析表明,细胞分裂素(6-BA)处理苹果腋芽96 h后MAX1基因的表达水平显著降低.(3)成功克隆获得‘长富2号’MAX1启动子序列片段(1500 bp),顺式作用元件预测显示MdMAX1启动子序列中存在光响应元件,GUS活性分析表明光照处理能够减弱MAX1启动子的活性.该研究为进一步研究苹果MAX1参与SLs合成、调控苹果分枝的功能奠定了基础.

    MdMAX1苹果基因表达启动子活性

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    杧果Whirly基因鉴定及其在病菌侵染过程中的表达分析

    孙宇刘志鑫叶子罗睿雄...
    37-45页
    查看更多>>摘要：Whirly家族是一类植物特异的转录因子,无论在细胞核还是在细胞器内都有着广泛而复杂的生物学功能.该研究以杧果全基因组数据为基础,采用生物信息学的方法对杧果Whirly家族基因进行序列分析,并通过qRT-PCR技术分析杧果胶孢炭疽菌(Colletotrichum gloeosporioides,Cg)和细菌性黑斑病菌(Xanthomonas campestris pv.mangiferaeindicae,Xcm)侵染过程中杧果Whirly家族基因的相对表达量.结果表明:(1)从杧果基因组中鉴定了3个Whirly基因家族成员,分别命名为MiWHY1、MiWHY2和MiWHY3.(2)杧果Whirly蛋白均为不稳定亲水碱性蛋白;系统发育树显示,杧果Whirly基因与木薯、毛果杨、番茄Whirly基因亲缘关系最近,杧果与木薯、毛果杨、番茄Whirly家族共有1个高度保守的基序Motif1;杧果Whirly家族均含有Whirly超家族保守域,主要结构元件为无规则卷曲和α-螺旋;保守结构域的四聚体结构与马铃薯Whirly蛋白四聚体结构具有高度相似性.(3)qRT-PCR结果显示,Cg侵染过程中,杧果Whirly基因的相对表达量均显著上调;Xcm侵染12 h时,MiWHY1和MiWHY3相对表达量显著上调,初步确定杧果Whirly基因表达响应胶孢炭疽菌和细菌性黑斑病菌的侵染.研究认为,杧果中有3个Whirly基因家族成员,病菌侵染过程中可激发其表达活性,为后续研究杧果Whirly基因家族成员的功能和机制奠定基础.

    杧果Whirly基因家族全基因组鉴定表达分析

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    檀香小G蛋白Rac1基因的克隆与功能分析

    卞展刘小金洪舟张宁南...
    46-51页
    查看更多>>摘要：植物Rac蛋白属于小分子G蛋白ROP家族,广泛参与活性氧(ROS)产生、激素信号转导和组织形态建成.檀香(Santalum album Linn.)是著名的珍贵树种,为半寄生植物,其正常生长需要根部特化的吸器从其他寄主植物摄取营养物质.该研究基于全长转录组数据,采用RT-PCR方法克隆得到了1个檀香Rac基因,命名为SaRac1.结果表明:(1)SaRac1基因全长594 bp,编码197个氨基酸,分子量21.55 kD,理论等电点9.32,为亲水性蛋白.(2)进化分析显示,SaRac1蛋白和拟南芥(Arabidopsis thaliana)AtRac1～6、AtRac9和AtRac11蛋白同属于典型的植物RacⅠ家族蛋白.(3)结构预测显示,该蛋白在N端为保守的G结构域,蛋白C端具有CaaL保守基序.(4)原生质体亚细胞定位试验显示,SaRac1蛋白定位于细胞核和细胞质.(5)组织特异性表达分析显示,SaRac1基因在根和吸器中表达量最高,幼叶和茎中表达量较高,在成熟叶和老叶中表达量较低.(6)用寄生植物吸器诱导因子2,6-二甲氧基对苯醌(DMBQ)处理,发现SaRac1受到DMBQ的强烈诱导,表达量在4 h达到最高.研究推测,SaRac1基因受吸器诱导因子调控进而参与檀香吸器形成过程.

    寄生檀香SaRac1基因克隆

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    根域限制对葡萄根中IAA含量及其代谢相关基因表达的影响

    徐岩纠松涛王继源王磊...
    52-62页
    查看更多>>摘要：以1年生"玫瑰香"葡萄为试验材料,进行根域限制栽培处理,以传统地栽为对照,研究根域限制对葡萄根系构型、细胞结构、IAA含量及其代谢和根系生长发育相关基因表达丰度的影响,以探讨根域限制栽培影响葡萄根系构型变化的内在机制.结果表明:(1)根域限制处理后,葡萄根系构型发生显著变化,主要表现在根尖处出现大量集群根、不定根持续发生、根系出现螺旋卷曲;根系细胞排列更加疏松,幼根根尖的根冠区更厚,细胞更大、更长;毛细根的内皮层细胞加厚,中柱鞘和皮层细胞更大.(2)根域限制处理显著降低了葡萄根中IAA的含量;在葡萄定植后40、100和205 d时,根系IAA合成关键基因VvYUC6和VvYUC8的表达量变化趋势与IAA含量变化趋势一致,同时根域限制处理诱导IAA合成相关基因VvTAR2、VvYUC2和VvYUC4的表达水平在大部分采样时期显著上调;在定植后70、85、130和205 d时,根域限制导致VvAUX1、VvLAX1等8个IAA运输相关基因的表达水平显著上调,这与根域限制下根系大量发生的时期相吻合.(3)根域限制条件下,葡萄细胞周期调控相关基因Vvcy-cA1、VvcycB1、VvcycD3和Vvcdc2在8月中旬到11月初呈上调表达趋势.研究表明,根域限制下葡萄根系构型、细胞结构以及内源IAA均发生显著变化;根域限制可能通过改变根系中生长素合成和极性运输相关基因的表达丰度,从而影响根系中生长素的合成和运输,进而改变葡萄的根系构型以适应根域限制的栽培环境.

    葡萄根域限制根系生长素代谢极性运输

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    外源硼元素对喀斯特地貌先锋植物黄褐毛忍冬LfMYB基因表达的影响

    蒋向辉肖龙骞
    63-69页
    查看更多>>摘要：为了明确黄褐毛忍冬对矿质元素胁迫的响应机制,该研究采用转录组测序筛选和RACE克隆的方法分离并鉴定了喀斯特地貌地区的先锋植物黄褐毛忍冬MYB转录因子基因LfMYB,进行LfMYB原核表达活性检测和转录活性验证,并测定不同浓度(0、0.25、1.0、2.5 mg/L)硼(B)元素处理下黄褐毛忍冬不同部位B元素含量的变化,采用qRT-PCR分析LfMYB基因表达量的变化.结果表明:(1)LfMYB是转录激活因子,属于R2R3 MYB转录因子家族.(2)原核表达结果显示,pCOLD-LfMYB重组蛋白经0.2、0.4和0.8 mmol/L IPTG诱导后都能表达,蛋白大小为75 kD左右;转录活性实验表明,LfMYB在酵母中能够正确转录和翻译,且能够激活报告基因的转录和翻译,表明LfMYB有自激活活性.(3)qRT-PCR分析显示,黄褐毛忍冬LfMYB基因在老叶、白花和黄花中表达量明显高于其他部位,幼茎和幼叶表达量相对较低.(4)在喀斯特土壤基质中,B元素主要积累在黄褐毛忍冬的老叶和茎中,且随着喷施的B浓度升高,各部位B含量随之升高,其中以幼叶、老叶和幼茎中B含量升高最为明显(P<0.05);黄褐毛忍冬各部位的LfMYB基因表达量也随着B元素浓度增加而提高,但当外源B浓度为2.5 mg/L时,黄褐毛忍冬各部位的LfMYB表达量反而减少,且以幼叶、幼茎和绿蕾中的降低最明显(P<0.05).该研究结果为探索黄褐毛忍冬耐受B胁迫的分子机制奠定了实验基础.

    喀斯特地貌黄褐毛忍冬转录因子LfMYB硼胁迫

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    桃果实中MiR167a与其靶基因的鉴定及对IAA的响应分析

    张彦苹朱旭东王晨刘照坤...
    70-77页
    查看更多>>摘要：以‘小白凤’水蜜桃的果实为试材,利用miR-RACE技术验证了桃基因组中预测的ppe-miR167a的精确序列,克隆了预测的其3个ARFs靶基因PpARF6、PpARF8和PpARF6-like的ORF序列,并对预测靶基因进行了系统进化和保守结构域分析;同时降解组测序鉴定了ppe-miR167a的靶基因,并对二者间的作用模式及作用频度进行了分析.结果显示:(1)ppe-miR167a的精确序列与预测序列在5'和3'端均存在1个碱基的差异,预测的3个靶基因ARFs均含有高度保守的B3和生长素响应DNA结合域;系统进化树分析显示,桃中PpARF6、PpARF8及PpARF6-like均与巴旦杏的亲缘关系较近,其次为梅和甜樱桃.(2)降解组结果表明,预测的3个靶基因中,仅PpARF8能够被ppe-miR167a裂解,而未在PpARF6和PpARF6-like上检测到裂解位点.(3)外源IAA处理后,ppe-miR167a的表达量在处理组中低于对照组,而靶基因PpARF8及3'端裂解产物的表达均高于对照组.研究表明,桃果实中ppe-miR167a通过介导PpARF8的裂解影响生长素信号途径参与果实发育的调控.

    桃ppe-miR167a靶基因IAA生长素信号

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    茶菊品种‘14-C-1’的CmF3H基因及启动子克隆与表达分析

    曹世哲罗昌陈东亮刘华...
    78-85页
    查看更多>>摘要：该研究以自育茶菊品种‘14-C-1’为材料,克隆了一个黄烷酮3-羟化酶(F3H)基因,命名为CmF3H.生物信息学分析表明,‘14-C-1’CmF3H的cDNA序列(GenBank登录号MW454869)全长为1284 bp,开放阅读框为1095 bp,编码364个氨基酸,编码蛋白的理论分子量为41.19kD,等电点为5.57,不稳定系数为39.51,平均亲水性-0.465,脂肪系数为83.02.氨基酸序列分析表明,‘14-C-1’CmF3H蛋白属于2-酮戊二酸依赖双加氧酶(2-ODD)蛋白家族,具有2-酮戊二酸双加氧酶结构域.系统发育分析结果显示,‘14-C-1’与菊花栽培种‘SU07’处于同一进化节点上,二者亲缘关系最近.采用染色体步移方法克隆了‘14-C-1’CmF3H启动子序列(GenBank登录号MW463894),全长1217 bp,启动序列分析发现其含有光响应元件、干旱和ABA响应元件、MYB识别和结合位点和组织器官发育元件等.实时荧光定量PCR分析表明,CmF3H在‘14-C-1’的根、茎、叶、花蕾、舌状花和筒状花等不同组织部位均有表达,在筒状花中表达量最高,其次为茎、叶、花蕾、舌状花,根中表达量最低.该研究结果为进一步揭示菊花黄酮类化合物的生物合成机制奠定了基础.

    菊花黄酮类化合物黄烷酮3-羟化酶启动子

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