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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。
正式出版
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    拟南芥agl16突变体的创制及功能鉴定

    尤扬子刘晓东曲延英赵帅...
    1801-1808页
    查看更多>>摘要：AGL16是调控拟南芥气孔密度和ABA含量的重要负调控转录因子,在拟南芥抗旱反应过程中发挥重要的作用.为了获取拟南芥agl16突变体材料,采用棉花叶皱缩病毒(CLCrV)介导的VIGE系统筛选靶向敲除拟南芥AGL16的sgRNA,同时利用农杆菌介导的浸花法将完整编辑载体转化野生型拟南芥,创制了拟南芥agl16突变体并进行抗旱性鉴定.结果表明:(1)利用CLCrV介导的VIGE系统筛选获得2个能靶向敲除AGL16基因的sgRNA,同时构建AtU6-26∷AtAGL16-sgRNA1-35S∷Cas9-Ter-p1300编辑载体转化野生型拟南芥Col-0,筛选获得靶位点缺失4 bp的agl16纯合突变体(AGL16:-4).(2)抗旱表型性鉴定结果显示,干旱处理18 d后,大部分野生型植株干枯死亡,而突变体植株受胁迫的表型相对较轻;复水后,野生型和突变体植株的存活率分别为34.5％(10/29)和75％(27/36).(3)与野生型相比,干旱胁迫下AGL16:-4纯合突变体植株叶片单位面积气孔数量减少、离体叶片失水率显著降低,但二者的单株种子量并没有发生明显的改变.研究认为,AGL16:-4纯合突变体的抗旱性较野生型明显增强,且种子量与野生型基本一致,表明AGL16基因可作为作物抗旱育种理想的候选靶基因;所获得的agl16突变体为后期从农作物中克隆的AGL16同源基因进行功能回补验证提供了有利的转基因受体材料.

    拟南芥VIGEAGL16突变体抗旱性

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    '全红'杨PdHY5转录因子基因的克隆及功能分析

    付妍妍赵志明徐立人王进茂...
    1809-1817页
    查看更多>>摘要：HY5(ELONGATED HYPOCOTYL 5)转录因子在花青素的生物合成方面具有重要的作用.该研究以'全红'杨叶片为材料,克隆了PdHY5基因,对其进行生物信息学分析;并通过农杆菌介导的叶盘法转化烟草,对其进行功能分析.结果显示:(1)PdHY5基因开放阅读框(ORF)长度为510 bp,共编码169个氨基酸.多序列比对和系统进化分析表明,'全红'杨PdHY5蛋白具有bZIP家族蛋白的保守结构域,与毛果杨PtHY5蛋白亲缘关系最近.(2)成功构建过表达载体pNP1302-35S-PdHY5,经潮霉素筛选获得了4个转基因烟草株系(S1～S4).(3)qRT-PCR结果表明,PdHY5基因在4个过表达株系中的表达量显著高于野生型(WT),且S4株系的表达量最高,S1最低;同时过表达株系的花青素生物合成途径关键基因CHS、F3H及FLS的表达水平较WT均显著上调.(4)叶片花色素苷的相对含量在转基因烟草株系S2、S3、S4中较WT显著上调,分别增加了128.23％、97.36％和134.20％.研究表明,过表达PdHY5基因调控了烟草本身花青素生物合成途径中结构基因的表达,从而促进了花青素的积累.

    '全红'杨PdHY5转录因子基因克隆生物信息学功能分析

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    秋石斛钙依赖蛋白激酶基因的克隆及表达分析

    林榕燕钟淮钦陈艺荃方能炎...
    1818-1826页
    查看更多>>摘要：钙依赖蛋白激酶(calcium-dependent protein kinase,CDPK)在植物的生长发育及逆境胁迫方面发挥着重要作用.该研究以秋石斛品种'水芙蓉'为试验材料,采用RT-PCR方法克隆钙依赖蛋白激酶基因,并对其进行生物信息学分析;采用qRT-PCR方法对CDPKs基因在'水芙蓉'不同组织及不同低温胁迫下的表达情况进行分析,为秋石斛CDPK基因的功能验证以及抗寒分子机制研究奠定基础.结果表明:(1)成功克隆获得了DenCDPK1(GenBank登录号为MZ322902)、DenCDPK2(GenBank登录号为MZ322903)、DenCDPK3(GenBank登录号为MZ322904)基因,序列长度依次为1934、1971和2302 bp,分别编码534、541和536个氨基酸.(2)序列一致性结果显示,DenCDPKs蛋白质与铁皮石斛相应CDPK蛋白质序列的一致性均高于97％,且DenCDPKs均存在STKc_CAMK结构域和4个EF-hand结构域.(3)qRT-PCR分析显示,DenCDPK1、DenCDPK2和DenCDPK3基因均在叶中高表达,分别在茎、花、茎中低表达;且'水芙蓉'叶片中DenCDPK1和DenCDPK2的表达量高于其他3个供试品种;经8℃胁迫12 h后,叶片中DenCDPKs的表达量均显著高于对照组(25℃条件下),且DenCDPK3的表达量在0℃胁迫12 h时达到最高值.(4)常温(25℃)下'水芙蓉'叶片中的相对电导率显著低于其他3个供试品种;经低温(8℃、0℃)胁迫12 h后,叶片中的相对电导率均显著高于对照组,且随温度的降低呈上升趋势.研究认为,DenCDPKs基因可能参与秋石斛低温胁迫的响应过程,特别是DenCDPK2可能在秋石斛抗寒过程中发挥着重要作用.

    秋石斛CDPK基因克隆qRT-PCR

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    山药异淀粉酶基因克隆及其在淀粉代谢中的作用

    赵令敏张艳芳邢丽南葛明然...
    1827-1834页
    查看更多>>摘要：为了明确异淀粉酶基因(ISA3)在山药淀粉代谢中的作用,该研究以'毕克齐'和'大和长芋'山药为试验材料,测定了块茎中淀粉及组分含量和异淀粉酶活性等;采用RT-PCR技术克隆了ISA3,并进行生物学分析及山药块茎不同膨大期和不同组织间ISA3基因的表达等.结果表明:(1)山药'大和长芋'的直链淀粉、支链淀粉和总淀粉含量均显著高于'毕克齐',且两品种的淀粉含量随生长发育的变化均呈先升高后降低的趋势,并均于种植后120 d时达到最高,但'毕克齐'的异淀粉酶(ISA)活性在整个膨大期均高于'大和长芋'.(2)成功克隆获得山药ISA3开放阅读框长1584 bp,编码527个氨基酸;ISA3为亲水性蛋白.(3)不同品种块茎在膨大时期的ISA3基因表达趋势不同,'毕克齐'中呈先显著上调随后下调,而在'大和长芋'中表达总体下调,且在山药的叶、茎和块茎中均有表达,存在明显的组织特异性.(4)ISA活性与山药淀粉及支链淀粉含量呈显著和极显著正相关关系,但ISA活性与ISA3的表达量呈负相关关系.研究表明,异淀粉酶参与了山药块茎中淀粉的合成,且主要对支链淀粉的合成起关键作用,ISA3基因的表达可能对异淀粉酶活性和淀粉的合成起负调控作用.

    山药异淀粉酶基因克隆表达分析

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    香菜CsEF-1α基因克隆与表达分析

    谢芳杰轩正英张娟王新建...
    1835-1843页
    查看更多>>摘要：翻译延伸因子EF-1α(elongation factor 1 alpha)是细胞中最丰富的蛋白质之一,其在确保mRNA正确解码以产生细胞蛋白质方面发挥重要作用.该研究采用RT-PCR扩增方法克隆香菜CsEF-1α基因序列,利用生物信息学对CsEF-1α基因结构、序列特征及系统进化等进行分析,并采用qPCR探究CsEF-1α基因在香菜不同生长时期和非生物胁迫下的表达模式,为进一步揭示EF-1α基因调控机制的研究奠定基础.结果显示:(1)成功克隆获得香菜CsEF-1α基因序列;CsEF-1α基因包含1个1344 bp的开放阅读框,编码447个氨基酸,分子式为C2202H3544N594O644S20,蛋白质分子量为49.29 kD,等电点为9.12;氨基酸序列组成中赖氨酸数量最多(49个,占11.0％),色氨酸数量最少(3个,占0.7％);属碱性蛋白.(2)CsEF-1α蛋白主要由无规则卷曲(36.91％)和α-螺旋(30.43％)构成,定位于细胞质;系统进化树分析显示,CsEF-1α与胡萝卜、野生番茄、青蒿素和非洲菊的亲缘关系较接近;启动子分析包括4种植物生长发育元件、3种激素响应元件和3种胁迫响应元件.(3)qRT-PCR结果显示,CsEF-1α基因的表达量随着香菜生长发育时间的延长而升高,并且与转录丰度的变化一致;CsEF-1α基因对4种不同非生物胁迫的响应表达模式有所差异;随着胁迫时间的延长,在盐胁迫下CsEF-1α基因表现出先升高后降低趋势,而在低温、高温和干旱胁迫下表现出先降低再升高的趋势.研究表明,CsEF-1α基因参与了香菜对非生物胁迫的应答,在香菜生长发育和非生物胁迫中具有重要调控作用.

    香菜CsEF-1α生物信息学基因表达模式非生物胁迫

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    酿酒葡萄'赤霞珠'VvbHLH93基因的克隆及分析

    徐学蕾鞠延仑王婉妮吴今人...
    1844-1850页
    查看更多>>摘要：bHLH93转录因子参与调节植物的生长发育、应对各种胁迫等多种生理过程,该研究以酿酒葡萄'赤霞珠'为试验材料,采用RT-PCR方法克隆葡萄VvbHLH93基因全长,并进行生物信息学分析;用qRT-PCR法分析bHLH93在不同组织和果实不同发育时期的表达量,为进一步探索VvbHLH93基因的功能及其机制奠定基础.结果表明:(1)成功克隆获得葡萄VvbHLH93,该基因cDNA全长为1319 bp,开放阅读框长度为939 bp,编码312个氨基酸,相对分子量为35.18 kD,理论等电点为4.68,无信号肽和跨膜域,属于bHLH转录因子家族.(2)葡萄bHLH93蛋白与荷花的亲缘关系较近;VvbHLH93蛋白的C端为酸性结构区,富含丝氨酸、苏氨酸磷酸化位点;VvbHLH93基因的启动子含有光响应元件和低温、干旱、赤霉素等应答元件.(3)qRT-PCR分析表明,VvbHLH93在'赤霞珠'中的表达具有组织特异性,在叶片中基本不表达,在茎中的表达量最高;随着赤霞珠葡萄果实的发育成熟,VvbHLH93相对表达量不断降低,到幼果期(直径>2 mm)后第5周开始相对表达量基本为0,总体呈现降低的变化趋势;与对照相比,在低温胁迫、盐胁迫、高温胁迫及充分灌溉胁迫下VvbHLH93表达量显著降低.研究推测,VvbHLH93基因可能是葡萄抗逆胁迫的负转录因子.

    赤霞珠转录因子VvbHLH93基因克隆表达分析

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    葡萄醛酮还原酶(AKR)基因家族的鉴定与表达分析

    周雪婷梁国平卢世雄郭丽丽...
    1851-1861页
    查看更多>>摘要：为明确AKR基因在葡萄非生物胁迫中的作用,利用生物信息学方法对葡萄AKR基因家族(VvAKRs)进行了全基因组鉴定,并验证其在非生物胁迫下的表达规律.结果表明:(1)该基因家族在葡萄基因组中有9个成员,主要分布在5条染色体上;氨基酸残基在275～2686 aa之间,理论等电点在5.1～9.1之间.(2)系统进化分析表明,该基因家族分为6个亚族,第6亚族VvAKR家族成员最多.(3)密码子偏好性分析结果表明,葡萄AKR基因家族密码子偏好性较弱.(4)共线性分析表明,葡萄9个AKR基因中只有VvAKR8和VvAKR9之间存在共线性关系.(5)qRT-PCR分析结果显示,葡萄AKR家族基因在根、茎、叶不同组织中对激素和非生物胁迫的响应程度有差异.非生物胁迫下,VvAKR1、VvAKR3、VvAKR8和VvAKR9基因在葡萄根、茎、叶组织中表达量较高;激素处理下,根组织中VvAKR3、VvAKR6和VvAKR8基因在ABA、MeJA、SA处理下表达量较高;茎组织中VvAKR3基因在NAA、GA3处理下表达量较高;叶组织中VvAKR1基因在各激素处理下表达量都较高.研究认为,葡萄AKR基因家族在响应葡萄非生物胁迫时发挥着不同的作用,为葡萄抗逆性研究提供了一定的理论依据.

    葡萄AKR基因家族生物信息学分析qRT-PCR

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    稀子蕨胞芽发育及营养器官的形态与解剖学研究

    王雨罗睿
    1862-1869页
    查看更多>>摘要：该研究采用形态观察法、石蜡切片法以及扫描电子显微镜法对稀子蕨(Monachosorum henryi)胞芽发育过程及营养器官进行观察分析,以揭示不同蕨类植物胞芽生殖在发育生物学上的异同,为进一步探讨蕨类植物胞芽发育与被子植物珠芽发育的异同等奠定基础.结果表明:(1)稀子蕨羽叶薄,由7～8层细胞组成,气孔分布于下表皮,无明显栅栏组织和海绵组织分化.(2)稀子蕨的叶轴含1束"心"形维管束,叶柄基部至中部含2束维管束;成熟根能看到明显的维管束组织,无髓.(3)稀子蕨的复羽叶发育过程可分为萌动期、卷拳期、展叶期、成熟期和衰老期;复羽叶上的胞芽发育从展叶期开始,包括胞芽原基发育期、胞芽分化期、胞芽膨大期和胞芽成熟期.(4)稀子蕨胞芽原基起源于叶轴与羽叶分叉处表皮细胞下的薄壁细胞层;胞芽原基分化出多个叶原基,整体呈指状"锚"状;胞芽成熟后掉落土壤或在母体上萌发生长出新叶.

    稀子蕨胞芽解剖学形态学营养器官

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    不同葡萄品种果肉质地和细胞结构及生理指标分析

    张雯马依努尔·加马力王敏韩守安...
    1870-1879页
    查看更多>>摘要：该研究以12个葡萄品种成熟期果实为材料,采用质地剖面分析(TAP)法测定其果肉硬度、弹性、黏着度、胶着度、咀嚼性和回复性等TAP质构参数,对其果实口感质地进行分级评价;测定葡萄果肉细胞壁组成物质(水溶性果胶、原果胶、纤维素)的含量以及PG、PEP、PL、CE等关键酶活性;采用组织切片法观察了葡萄果肉组织细胞的显微结构,测定其细胞面积、周长、长度、宽度等细胞结构参数和纵横比、圆度等细胞形状参数,以探讨各指标在不同品种间的差异以及细胞壁组成物质、关键酶活性和细胞形态参数与果肉质地的关系,为葡萄果肉质地品质调控提供依据.结果显示:(1)12个葡萄品种果实果肉可评为脆、酥脆、硬、中等、软5种口感质地类型等级.(2)葡萄果实质构参数以及果肉细胞壁组成物质含量、关键酶活性、细胞形态参数和显微结构在各质地类型品种间存在明显差异;质构参数中果实去皮TPA硬度、胶着度和咀嚼性等指标差异最大,变异系数分别达到75.16％、65.57％和65.25％;细胞壁组成物质及关键酶活性指标中纤维素含量及水溶性果胶/原果胶差异最大,变异系数分别达到38.12％和37.59％;细胞结构指标中细胞面积差异最大,变异系数达到64.91％.(3)葡萄果肉质地评级分数与果实带皮和去皮测定的质构参数均达到显著或极显著相关关系,其中与带皮TPA硬度、胶着度和咀嚼性的相关系数最高,分别为0.578*、0.751*和0.789*;果肉质地评分与果肉细胞壁组成物质原果胶含量呈显著正相关关系(0.679*),与水溶性果胶/原果胶比值呈极显著负相关关系(-0.860*),而与其余的果肉细胞壁组成物质含量和4种关键酶活性均无显著相关性;果肉细胞结构参数、形状参数与果肉质地评分及质构参数的相关性均未达到显著水平,但酥脆果肉品种果肉细胞面积显著大于其他品种,软肉品种果肉细胞解体,细胞壁边界不清.研究表明,葡萄果肉硬度主要受果肉细胞降解影响,水溶性果胶/原果胶比值越高,果肉质地越软,水溶性果胶/原果胶比值以及带皮测定TPA硬度、胶着度和咀嚼性等指标可作为葡萄果肉质地的量化评价指标.

    葡萄果肉质地剖面分析质地参数细胞壁组成物质细胞形态

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    盐胁迫下不同葡萄砧木的渗透调节及抗氧化能力

    陈泽平史晓敏王瑞吴轩...
    1880-1891页
    查看更多>>摘要：该研究以13种葡萄砧木品种为材料,采用盆栽试验用100 mmol/L NaCl的1/2 Hoagland�s营养液浇灌处理,以葡萄砧木无盐胁迫为对照,待砧木长至20片完全展开叶后测定各品种叶片的相对电导率、渗透调节物质含量、MDA含量、活性氧含量、抗氧化酶活性等指标,探究不同葡萄砧木耐盐能力及其机制.结果显示:(1)至盐胁迫处理结束时,葡萄砧木'188-08'、'3309C'、'140R'的处理组叶片近乎完全脱落,'贝达'、'5BB'、'Dogridge'有少部分叶片脱落,而'101-14'和'110R'叶枯现象最少.(2)盐胁迫条件下,耐盐性较差的品种'3309C'和'140R'叶片相对电导率均大于90％,而耐盐性较强的品种'101-14'和'110R'的叶片相对电导率在60％左右;随着盐胁迫处理天数的增加,'110R'的MDA含量呈明显的上升趋势.(3)盐胁迫条件下,耐盐性较强的品种'101-14'和'110R'积累了较多的可溶性蛋白、可溶性糖、脯氨酸等渗透调节物质,而耐盐性弱的品种'3309C'则积累了较多的活性氧,引起明显的脂膜过氧化,严重影响砧木的正常代谢.(4)在盐胁迫条件下,耐盐品种'101-14'的SOD、POD等抗氧化酶活性显著提高,有效清除体内过量的活性氧,从而维持细胞膜的稳定性.研究发现,葡萄砧木品种'101-14'、'110R'在盐胁迫下能积极积累较多渗透调节物质,增强自身抗氧化酶活性,表现出较强的渗透调节和抗氧化能力,有效抵御盐胁迫造成的伤害,可作为西北盐渍化地区葡萄栽培的砧木品种.

    葡萄砧木盐胁迫叶片活性氧代谢渗透调节

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