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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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    荷花PIN基因家族的鉴定及非生物胁迫表达分析

    程志鹏汪仲毅匡健华赵晗茜...
    1-12页
    查看更多>>摘要：[目的]探究荷花中NnPIN家族成员的特征及在非生物胁迫响应中的作用,为荷花抗逆新品种的选育提供新的基因资源.[方法]采用生物信息学方法对荷花NnPIN家族进行全基因组鉴定,并通过qRT-PCR技术分析了其在低温(4 ℃)、水淹及外源3 mmol/L脱落酸(ABA)处理下的表达模式.[结果](1)荷花基因组中共鉴定出12个具跨膜结构域的NnPIN基因,分别命名为NnPIN1～12,且分布在6条染色体上,并主要定位于质膜和内质网;(2)系统进化分析表明,NnPIN蛋白可根据中央亲水环的长度分为经典型和非经典型2种类型,且同一类型具相似结构;经典型具完整的motif 1～12,而非经典型则缺失中央亲水环部分(motif 6,8,9,12);(3)NnPIN基因在启动子区域具有大量光响应、非生物胁迫和激素响应元件,并特异性地具有厌氧、脱落酸(ABA)、低温等响应元件;(4)NnPIN基因(除NnPIN8外)均正向响应外源ABA和低温胁迫,而NnPIN6和NnPIN7正向响应水淹胁迫,NnPIN1、NnPIN2、NnPIN3、NnPIN4、NnPIN5、NnPIN8、NnPIN9 和 NnPIN12 则负向响应水淹胁迫.[结论]NnPIN基因家族特异性参与荷花非生物逆境胁迫响应.

    荷花PIN基因家族生物信息学非生物胁迫表达模式

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    荒漠植物花花柴HTR基因家族表达模式及其增强细菌抗逆性分析

    徐靖辰郭媛王彦芹
    13-21页
    查看更多>>摘要：[目的]荒漠植物花花柴具有耐盐碱、耐高温等优异的广谱抗逆性,是新疆珍贵的天然抗逆植物种质资源.挖掘花花柴耐极端温度和耐盐基因,系统分析其在高温、低温和高盐胁迫下表达模式以及抗逆性,对于利用该基因增强作物抗逆性、稳产性、丰产性,促进荒漠植物基因资源的发掘利用都具有重要意义.[方法]采用盆栽花花柴幼苗进行不同时长的高温(45 ℃)、低温(4 ℃)和高盐(400 mmol/L Na+)胁迫处理,采集幼苗的根、茎、叶组织,利用RT-PCR等技术克隆花花柴HTR基因家族(KcHTRs),分析KcHTRs基因表达情况,同时通过原核表达体系分析其抗逆性以及表达蛋白质的最佳诱导条件.[结果](1)从荒漠植物花花柴高温转录组数据中筛选并克隆了KcHTR基因家族的7个成员,通过构建原核表达载体并诱导表达,明确其cDNA长度在708～789 bp之间,所表达的蛋白质分子量在27～29 kD之间;(2)发现在大肠杆菌BL21最适生长温度37 ℃下该家族蛋白的最佳诱导表达体系:OD600为0.8,IPTG诱导浓度为0.5 mmol/L,诱导时间为8～10 h;(3)通过对重组大肠杆菌的模拟高温、低温、盐胁迫处理,结果显示KcHTRs能够在一定程度上增强宿主对高温、低温和高盐的耐受性.[结论]KcHTRs具有优异的广谱抗逆性,主要具有耐极端温度的抗逆性,且能够积极响应花花柴植株应对逆境胁迫.

    花花柴HTR基因原核表达耐高温性耐低温性耐盐性

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    水稻OsGRF6基因的克隆及调控初生根发育功能初步分析

    余青青单玉爽尚汇鑫曾川...
    22-33页
    查看更多>>摘要：[目的]OsGRF6隶属于GRF家族,参与调控植物的生长发育和植物对非生物胁迫的耐受性.试验旨在探究OsGRF6参与调控水稻初生根发育的分子机制,为深入研究OsGRF6参与调控水稻根的发育提供新线索.[方法]通过PCR从水稻品种'ZH11'中克隆得到转录因子基因OsGRF6,对其进行进化树构建、启动子分析;同时对OsGRF6-OE(过表达材料)和osgrf6(突变体)进行基因型分析、qRT-PCR鉴定和水稻表型观察,采用酵母单杂交技术对OsGRF6的结合基序进行检测,并通过ChIP-seq和RNA-seq数据对OsGRF6下游的直接靶基因进行分析.[结果](1)OsGRF6含有1个QLQ和1个WRC保守的功能结构域,与拟南芥AtGRF1和AtGRF2以及水稻OsGRF7亲缘关系较近,且OsGRF6启动子区域含有多个非生物胁迫和激素响应顺式作用元件;(2)OsGRF6在水稻种子、幼穗和根中表达量较高,而在叶中表达量较低;OsGRF6定位于细胞核,并且具有转录激活活性;(3)与野生型相比,OsGRF6-OE转基因材料初生根长度较长,而osgrf6突变体材料表现出初生根变短的表型;(4)OsGRF6能与CGGCA基序结合;(5)ChIP-seqs和RNA-seqs分析发现,OsGRF6靶基因中包含OsARF7、OsARF4等多个参与调控水稻根发育的基因.[结论]OsGRF6除了参与调控水稻株型和种子发育外,还能通过直接调控生长素途径中基因(如OsARF7、OsARF4等)的表达调控水稻根的发育.

    水稻OsGRF6初生根发育

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    烟草磷转运蛋白基因NtPHT2;1克隆和表达分析

    湛佳伟朱紫童李晨依温海洋...
    34-42页
    查看更多>>摘要：[目的]植物对磷酸盐的吸收与利用主要依靠磷转运蛋白,其中PHT2家族编码的低亲和磷转运蛋白主要负责植物在正常供磷条件下磷酸盐的吸收、转运与再利用,为了探究低亲和磷转运蛋白基因NtPHT2;1在烟草转运磷酸盐中的作用和表达模式,通过NtPHT2;1培育烟草磷素高效利用新品种.[方法]以普通烟草K326的cDNA为模板,克隆得到NtPHT2;1,对该基因进行生物信息学分析和蛋白质的亚细胞定位,并通过荧光定量PCR技术对该基因在低磷等非生物胁迫下的基因表达模式进行分析.[结果](1)NtPHT2;1基因全长1 764 bp,编码587个氨基酸;(2)亚细胞定位结果显示,NtPHT2;1蛋白定位于叶绿体上;(3)同源性比对发现,NtPHT2;1蛋白与辣椒CaPHT2;1蛋白的同源性最高达到91.00％;(4)NtPHT2;1启动子含有参与调控植物衰老、逆境胁迫相关的顺式作用元件;(5)NtPHT2;1在叶片表达量最高,新叶中的表达量比老叶中高;在低磷诱导条件下,该基因表达量与正常条件相比差异不显著;(6)非生物胁迫下的表达模式分析显示,NtPHT2;1基因表达量在盐胁迫和干旱胁迫下显著降低.[结论]NtPHT2;1基因主要是负责烟株正常生长发育条件下磷酸盐的转运与利用.

    烟草基因克隆NtPHT21表达模式非生物胁迫

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    封面植物介绍——总状绿绒蒿

    罗建
    42,133页
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    向日葵对列当寄生的生理响应及关键代谢通路分析

    赵榕王猛赵雅杰朱孔艳...
    43-52页
    查看更多>>摘要：[目的]分析向日葵对列当寄生的生理响应及其相关代谢通路,揭示向日葵对列当寄生的抗性分子机制.[方法]以抗列当向日葵材料(s41)和感列当向日葵材料(s26)为供试材料进行接种列当处理,对正常生长(s41CK,s26CK)和列当寄生胁迫(s41,s26)条件下的4个样本进行转录组测序分析,同时对部分关键代谢物质进行生理验证分析.[结果](1)在列当接种条件下,向日葵高感列当材料的植株高度和根量明显受到抑制,而且已有部分列当出土,而高抗列当材料无明显变化,仅有极少数列当寄生.(2)通过对样品间进行差异基因筛选,得到差异表达基因(DEGs)数量分别为 6 362,6 609,5 490,5 469 个.GO 分析表明,s26-s41、s26CK-s41CK、s26-s26CK、s41-s41CK 4 个比较组参与生物过程的差异基因数量较多,参与细胞组分的差异基因数量次之,参与分子功能的较少;KEGG分析表明列当寄生对向日葵的植物信号转导、次生代谢物的生物合成、脂质代谢、氨基酸代谢、糖代谢有较大的影响.(3)在列当寄生条件下,向日葵抗、感列当材料苯丙氨酸解氨酶、肉桂醇脱氢酶活性及谷胱甘肽、总酚、水杨酸含量均有上升趋势,它们的抗逆系统被激活,但感、抗材料相关生理指标变化趋势有所不同,控制相关生理指标的基因表达情况也不同.[结论]接种列当会明显抑制高感向日葵材料植株高度和根量,而对高抗材料则无明显影响;抗性材料通过增强根部木质素合成、抗氧化酶活性以及调控苯丙烷类代谢、水杨酸信号途径等关键基因表达来提高向日葵植株对列当的抗性.

    向日葵列当向日葵转录组生理响应代谢通路

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    基于高遗传转化率及低幼苗玻璃化率的黑果枸杞叶片组合培养体系

    闫婷乌日恒鲁敏杨荣...
    53-62页
    查看更多>>摘要：[目的]建立高效稳定的黑果枸杞遗传转化体系,有效降低其再生幼苗玻璃化率,促进其基因功能研究和提高遗传改良效率.[方法]以黑果枸杞叶片作为外植体,利用农杆菌(LBA4404、EHA105)介导的遗传转化法,通过调整基础培养基类型并添加相应浓度的植物激素,筛选出最适愈伤组织诱导培养基、分化和选择培养基、生根诱导培养基,将黑果枸杞遗传转化率提高到65％以上,同时降低幼苗玻璃化率至10％以下.[结果](1)黑果枸杞叶片高效组合培养体系中最佳农杆菌侵染浓度(OD600)为0.6,侵染时间为25 min,在此条件下侵染叶片抗性愈伤诱导率达78.2％～96％;(2)黑果枸杞遗传转化中最适分化和选择培养基为:MS+肌醇50 mg/L+烟酸0.25 mg/L+维生素B6 0.25 mg/L+铁盐母液1 mL/L+甘氨酸1.0 mg/L+维生素B1 0.05 mg/L+6-BA 0.25 mg/L+蔗糖30 g/L+琼脂6 g/L+卡那霉素30 mg/L+特美汀300 mg/L(pH=6.0);最适生根诱导培养基为:WPM+IBA 0.25 mg/L+蔗糖30 g/L+琼脂6 g/L+卡那霉素30 mg/L+特美汀300 mg/L(pH=6.0);(3)在最适分化和选择培养基中,农杆菌LBA4404-pBI121侵染叶片外植体产生的幼苗玻璃化率约为65％,而农杆菌EHA105-pBI121侵染处理则低于10％;(4)采用木本植物低盐WPM培养基可使黑果枸杞再生幼苗生根效率达到81.2％左右.(5)将阳性愈伤数量与总接种叶片数量比值作为遗传转化效率的评价指标,在最适遗传转化体系中,农杆菌LBA4404-pBI121和EHA105-pBI121侵染后遗传转化率分别为51％和65.2％.[结论]黑果枸杞叶片高效组合培养体系能够显著提高其遗传转化率,降低玻璃化幼苗的发生率.

    黑果枸杞农杆菌组合培养体系转化效率幼苗玻璃化

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    干旱-复水对桂西北喀斯特地区青冈栎幼苗叶片光合能力、叶绿素荧光和显微结构的影响

    邓平吴敏林丁赵英...
    63-76页
    查看更多>>摘要：[目的]探讨喀斯特地区适生种青冈栎幼苗对"干旱-复水"环境的适应机制,为该地区植被恢复和人工造林提供理论依据.[方法]以当年生实生苗为材料,通过盆栽控水试验研究4种土壤干旱胁迫强度[对照(-0.1 MPa)、轻度干旱(-0.5 MPa)、中度干旱(-0.9 MPa)和重度干旱(-1.5 MPa)]及复水处理对叶片水分状况、光合效率、叶绿素荧光和解剖结构参数的影响.[结果](1)随干旱胁迫加剧,叶片相对含水率、水势、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)和胞间CO2浓度(Ci)均显著降低,而气孔限制值(Ls)显著增加,但轻度胁迫下各光合参数以及轻中度胁迫下瞬时水分利用效率(WUE)均不受显著影响.复水后,各干旱处理叶片水分参数、Pn、Tr、Gs、Ci、WUE均比复水前提高,Ls比复水前降低;轻度胁迫复水后叶片水分和光合参数均优于对照,中度胁迫仅Ls未恢复,重度胁迫复水后叶片水分和光合参数均未恢复.(2)随干旱胁迫加剧,叶片初始荧光(Fo)显著增加,最大荧光(Fm)、最大光化学量子产量(Fv/Fm)和潜在光化学效率(Fv/Fo)均显著下降,且在轻度胁迫下均与对照显著差异.复水后,各干旱胁迫处理Fm、Fv/Fm和Fv/Fo比复水前提高,而F.均略低于复水前,轻度胁迫复水后各叶绿素荧光参数均恢复或优于对照,中度和重度胁迫复水后Fo未恢复,且重度胁迫复水后Fv/Fm仅为0.75.(3)随干旱胁迫加剧,叶片厚度、上下表皮厚度、气孔密度、主脉导管直径均显著增加,叶片气孔器长度、宽度、开口面积、海绵组织厚度均显著降低,而栅栏组织厚度、栅海比和主脉厚度均表现为中度＞轻度＞对照＞重度.复水后,各干旱胁迫处理气孔开口面积和主脉厚度比复水前显著提高;而轻度胁迫叶片结构参数也均恢复或优于对照,中度胁迫气孔开口面积仍显著低于对照,重度胁迫气孔开口未能恢复打开,主脉厚度也低于对照.[结论]青冈栎幼苗有较强耐旱性和旱后恢复能力,适合作为喀斯特地区的生态恢复树种,但在青冈栎幼苗抚育阶段应免受中度以上干旱胁迫(-0.9 MPa),以利于旱后恢复生长.

    干旱复水青冈栎光合作用叶绿素荧光气孔叶片结构

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    沙拐枣叶功能性状对生境变化的响应

    王飞陈文业郭树江杨帆...
    77-87页
    查看更多>>摘要：[目的]揭示民勤地区沙拐枣叶功能性状在不同生境的变异规律,探明沙拐枣对干旱荒漠环境的适应策略.[方法]以民勤绿洲-荒漠过渡带沙拐枣(Calligonum mongolicum)为对象,采用样方法采集样株东西南北4个方向中部生长良好的叶片,用土钻采集植株根系附近深度为0-60 cm的土壤样本,比较分析丘间低地与流动沙丘2种生境下沙拐枣叶功能性状特征及相关性,揭示沙拐枣叶功能性状与土壤因子的关系.[结果](1)沙拐枣叶功能性状的变异系数介于2.39％～24.94％,比叶面积(SLA)变异系数最大(24.94％),稳定碳同位素(δ13C)变异系数最小(2.39％);沙拐枣叶片的全碳(LCC)、全磷(LPC)含量在样地之间存在显著差异,而SLA、LPC在2种生境间存在显著差异.(2)在丘间低地与流动沙丘2种生境下沙拐枣叶片含水量(LWC)与干物质含量(LDMC)分别呈极显著、显著负相关关系,LWC是2种生境下沙拐枣叶功能性状中综合排名前3的共同指标因子.(3)全氮(STN)、pH值和土壤含水量(SMC)是影响民勤沙拐枣叶功能性状变异的主要土壤因子.[结论]沙拐枣通过改变叶片形态和调节营养物质含量,以及与土壤因子的相互作用,以更好适应生境.

    沙拐枣叶功能性状生境土壤因子民勤

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    铀对2种小球藻生长和光合作用的影响

    王璇王宇涵唐运来陈梅...
    88-97页
    查看更多>>摘要：[目的]探究铀对藻类生长及光合作用的影响,筛选新的基于光合作用的水体铀污染生态风险评价指标.[方法]采用不同浓度铀(0,0.5,1,5,10,20 mg/L U6+)分别处理普通小球藻(Cholorella vulgaris)和黄龙普通小球藻2种来自不同生境的微藻,在处理后的第3,5,7,10,14天进行相对生长速率、光合放氧速率、叶绿素含量和叶绿素荧光动力学参数等指标的测定.[结果](1)0.5 mg/L低浓度铀处理显著促进2种小球藻的生长和光合作用效率,表现为2种微藻的相对生长速率、光合放氧速率、光系统Ⅱ最大光化学量子产量(Fv/Fm)、实际光化学量子产量[Y(Ⅱ)]、相对电子传递速率(rETR)等叶绿素荧光参数均显著高于对照,而5～20 mg/L高浓度铀处理则显著抑制2种小球藻的生长和光合作用;(2)黄龙普通小球藻比普通小球藻对铀处理更敏感,在1 mg/L处理浓度下生长与光合作用就受到显著抑制,可以作为水体铀污染生物监测的指示生物;(3)回归分析表明,不同浓度铀处理下,叶绿素荧光参数Y(Ⅱ)和rETR的响应速度快于相对生长速率、光合放氧速率、叶绿素含量和Fv/Fm等指标,可以作为水体铀污染生态风险评价的敏感指标.[结论]铀对小球藻的生长和光合作用表现出低促高抑的浓度效应,且黄龙小球藻对铀污染更敏感,可将黄龙小球藻和叶绿素荧光动力学参数Y(Ⅱ)和rETR结合起来应用于水体铀污染的生态风险评价.

    铀普通小球藻生长光合作用叶绿素荧光

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