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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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    葡萄蔗糖转化酶基因家族的生物信息学及响应逆境胁迫分析

    刘铭杨尚雯马维峰卢世雄...
    1801-1812页
    查看更多>>摘要：蔗糖转化酶(invertase,INV)在植物生长发育和抵御胁迫中发挥着重要作用.研究从葡萄基因组数据库中鉴定出19个蔗糖转化酶基因,对基因结构和编码蛋白质的理化性质进行生物信息学分析,并利用qRT-PCR技术分析基因在不同激素和非生物胁迫条件下的表达特征,为进一步探索葡萄INV基因家族参与葡萄逆境响应提供了一定的理论依据.结果表明,(1)该基因家族编码蛋白的氨基酸长度在150～766 aa之间,理论等电点介于4.43～9.1之间,亚细胞定位预测发现其主要在细胞质中表达,此外液泡和细胞壁也存在部分基因表达;(2)共线性结果显示VvCINV与其他5个物种复制频率较高;(3)保守基序分析表明VvCwINV包含了所有的保守基序,且Glyco_32和Glyco_hydro_100是VvINV基因主要结构域;(4)组织特异性表达分析发现多数基因在葡萄生长发育进程中都有表达;(5)qRT-PCR分析结果显示,VvINV基因家族在叶片中对激素处理和非生物胁迫的响应出现上调,VvCINV1在50 mg/L GA3和10％PEG处理后上调表达极显著,VvCINV4在盐胁迫、ABA和低温处理后也上调表达显著.这些研究结果表明,VvINVs可能调控葡萄生长发育过程中激素和对非生物胁迫的响应.

    葡萄INV基因家族生物信息学qRT-PCR激素非生物胁迫

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    滇水金凤转录因子TT8的克隆及表达分析

    李新艺李洋向南星李泽凤...
    1813-1819页
    查看更多>>摘要：为探究滇水金凤(Impatiens uliginosa L.)TT8(TRANSPARENT TESTA 8)基因的功能和表达特性,并解析其对滇水金凤花色的影响,研究以滇水金凤花器官为材料,通过RT-PCR等技术克隆IuTT8基因,并对其进行生物信息学分析;利用qRT-PCR分析该基因在不同花色和不同花发育阶段的表达模式.结果表明,(1)成功克隆得到滇水金凤IuTT8基因,其编码区全长为2 136 bp,编码711 aa,为亲水性不稳定蛋白,gDNA全长为3 938 bp,共有6个内含子;结构域分析发现该蛋白属于bHLH超家族成员,与喜马拉雅凤仙花、山茶等物种的TT8蛋白同源且Motif基序相似.(2)IuTT8与同属植物喜马拉雅凤仙花的聚在一支,相似性约86.34％;多序列比对和系统进化分析显示TT8蛋白的结构域高度保守.(3)IuTT8基因在4种不同花色滇水金凤及其4个不同发育阶段均有表达,除白色外,其表达量均随花发育的进行呈先升后降的趋势;且IuTT8基因的表达量与花色呈正相关,其中以深红色表达量最高,白色表达量最低,深红色S3的表达量约为白色S2时期的48倍.研究表明滇水金凤Iu-TT8基因与花色正相关,推测其在滇水金凤花色的调控中发挥重要作用.

    滇水金凤花色TT8基因表达分析

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    陆地棉GhPS2基因的克隆和表达分析

    孟超敏卿桂霞耿翡翡李雪林...
    1820-1826页
    查看更多>>摘要：卤代酸脱卤酶(HAD)在调节植物生长发育和响应磷缺乏胁迫方面具有重要作用.该研究基于前期陆地棉根部低磷胁迫基因差异表达序列数据分析,以陆地棉新陆早19为材料,对GhPS2基因进行克隆,并对其基因组DNA与cDNA测序分析,借助生物信息学方法分析GhPS2的基因结构和进化关系;采用荧光定量PCR(qRT-PCR)的方法检测该基因于根、茎、叶、花4个器官的基因表达量变化和低磷胁迫下0,4,12,24,72 h的相对表达.结果表明,(1)成功获得陆地棉GhPS2基因,该基因的开放阅读框序列长度813 bp,编码270个氨基酸,存在3个内含子,属于HAD家族,其中存在1个保守结构域名为Put-Phosphatase.(2)序列比对和进化分析显示,陆地棉GhPS2与其他棉种PS2、榴莲PS2的相似性分别为93％和83.15％.(3)qRT-PCR结果表明,GhPS2基因在根中表达量最高,其次是茎和花,在叶中表达量最低,该基因在低磷胁迫4 h时相对表达量达到最高值,低磷胁迫72 h时是适磷处理的16.66倍.研究表明,GhPS2基因属于低磷胁迫响应基因,在棉花响应低磷胁迫过程中具有重要作用.

    陆地棉低磷胁迫基因克隆表达分析

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    超表达AVP1基因提高甜菜的耐低磷和耐盐抗旱性

    孙亚卿王晓娇刘雪李宁宁...
    1827-1833页
    查看更多>>摘要：为探讨H+-焦磷酸酶编码基因对甜菜磷吸收和抗性的影响,实现优良基因在甜菜基因工程中的利用,研究在甜菜中超表达拟南芥液泡膜H+-焦磷酸酶编码基因AVP1,对转基因甜菜分析其耐低磷、耐盐性和抗旱性.结果显示,AVP1基因在甜菜植株的叶片和块根中表达,且在逆境胁迫下增强表达量响应胁迫;低磷处理条件下,转基因甜菜与野生型甜菜相比具有更高的含磷量,可提高甜菜对磷的吸收利用效率;干旱、盐胁迫处理条件下,AVP1基因在转基因甜菜中显著上升,在盐胁迫或干旱处理条件下,转基因植株的生长受抑程度相对较轻.随着盐和干旱胁迫的加剧,转基因植株体内MDA含量与野生型植株相比较低而脯氨酸含量显著增加,AVP1基因可通过减轻逆境对甜菜细胞膜的损伤及提高甜菜细胞的渗透调节能力,进而增强甜菜对高盐和干旱胁迫的抗性.

    转基因甜菜AVP1基因磷吸收非生物胁迫抗性

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    CRISPR/Cas9系统介导的棉花GhNAC3基因编辑

    王志军何宗铃张国丽焦灰敏...
    1834-1841页
    查看更多>>摘要：为创制棉花耐旱种质资源,解决棉花耐旱资源贫乏以及提高水资源利用率,研究依据CRISPR/Cas9编辑原理,对课题组前期利用RT-PCR技术筛选耐旱相关基因GhNAC3(Gh_D02G0790)的第一外显子区域设计2个20 bp的编辑靶点,并在陆地棉基因组数据库中比对分析靶点序列,排除非特异性编辑,将2个靶点核苷酸片段分别与gRNA-AtU6载体连接,通过2次PCR扩增,得到含特异性连接接头的AtU6-GhNAC3表达盒,再将表达盒连接到CRISPR/Cas9(pRGEB32-7)载体上,获得CRISPR-GhNAC3重组表达载体,利用农杆菌介导法转化陆地棉受体YZ-1,再生培养得到T0代转基因幼苗,通过PCR检测Cas9蛋白基因获得阳性株系.对T0代植株的靶点区域序列进行PCR扩增和测序分析,鉴定GhNAC3编辑类型.结果发现,CRISPR9-GhNAC3表达载体成功转化YZ-1,并获得40株转基因再生植株,经Cas9蛋白基因鉴定得到30株阳性株系,从阳性植株选择10株进行编辑类型测序分析,发现7株在靶点区域发生编辑,编辑类型主要为碱基片段缺失,缺失片段大小为3～28 bp,T1代种植于大田,获得了同时出现黄化和矮化的突变体3株.

    棉花耐旱基因编辑突变体

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    低温诱导表达SlBRI1增强番茄幼苗耐寒能力

    杨文文冯梦颖瞿芮刘心雨...
    1842-1849页
    查看更多>>摘要：油菜素内酯(brassinosteroids,BRs)是一种广泛分布于多种植物体内的激素.Brassinosteroid insensitive 1(BRI1)是BR信号通路的主要信号受体,在植物生长发育和胁迫应答中起着至关重要的作用.研究以番茄品种Micro-Tom(MT)和SlBRI1过表达株系(Atrd29A:SlBRI1)为试验材料,探讨低温对光合特性、叶绿素荧光参数以及抗寒基因的影响,旨在揭示Atrd29A启动子驱动SlBRI1基因对低温胁迫的响应规律.结果表明,(1)低温胁迫提高了 MT植株SlBRI1的表达量,而Atrd29A:SlBRI1植株SlBRI1表达量更高.低温胁迫5 d导致所有植株出现萎蔫,而且Atrd29A:SlBRI1植株萎蔫程度更轻,恢复得更好.(2)低温胁迫导致所有番茄幼苗的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(T,)、PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、实际光化学效率(ΦPSⅡ)、光能捕获效率(Fv'/Fm')和光化学荧光猝灭系数(qP)都较大幅度地下降;在低温胁迫第5天,SlBRI1过表达株系这些指标均显著性高于MT植株.同时,SlBRI1过表达株系的细胞间CO2浓度(Ci)显著低于MT.(3)同等条件下SlICE1、SlCBF1、SlCBF3和SlDRCI7基因表达水平显著上升,并且通过低温处理后的SlBRI1转基因植株中SlICE1、SlCBF1、SlCBF3和SlDRCI7基因表达水平均显著高于MT植株.表明Atrd29A诱导SlBRI1表达能够提高Sl-BRI1表达水平,缓解低温胁迫对植株光合作用和叶绿素荧光参数的影响,增强番茄植株抗寒能力.

    番茄油菜素内酯Atrd29A启动子SlBRI1低温光合荧光特性

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    陕西省野生拟黑虫草的多基因分子生物学鉴定

    孟桂花李孟楼王春燕
    1850-1854页
    查看更多>>摘要：虫草是中国重要的生物资源,为明确从陕西省旬邑县石门山林区采集到的1种野生虫草种类及其虫生真菌(虫草菌DY6F)的分类地位,研究在利用PCR技术对该虫草子实体的核糖体内转录间隔区(internal transcribed spacer,ITS)、延伸因子 1α(elongation factor 1α,EF-1α)和 RNA 聚合酶 Ⅱ 大亚基(RNA polymerase Ⅱ large sub-unit,RPB1)的基因片段进行扩增与测序的基础上,分别基于这3个基因片段构建单基因系统进化树,并基于EF-1α和RPB1 2个基因联合序列构建多基因系统进化树.结果显示,该虫草子实体的这些基因序列与线虫草属拟黑虫草菌(Ophiocordyceps nigrella)的相应基因序列相似度为99％～100％,且在进化树上,二者聚于同一分支,支持率均为100％.因此,虫草菌DY6F被鉴定为拟黑虫草菌,该虫草为拟黑虫草.

    拟黑虫草系统进化树单基因多基因

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    茜草叶绿体全基因组序列及其系统发育分析

    陈晓颖胡本祥史嘉周杨冰月...
    1855-1865页
    查看更多>>摘要：以茜草科(Rubiaceae)植物茜草(Rubia cordifolia L.)为研究对象,采用Illumination高通量测序技术对其叶绿体全基因组进行测序,并运用MAGA11等生信学工具进行全基因组解析及系统发育分析.结果表明,(1)茜草叶绿体基因组呈典型的四分环状结构,总GC含量37.2％,长153 959 bp,其中包含大单拷贝(LSC)区83 844 bp、小单拷贝(SSC)区17 083 bp和2个反向重复(IR)区26 516 bp;共注释得到124个基因,包括79个蛋白质编码基因、37个tRNA和8个rRNA.(2)序列共鉴定到169个SSR位点,以A、T组成为主,包括129个单核苷酸、18个双核苷酸、11个三核苷酸、9个四核苷酸和2个五核苷酸,六核苷酸SSR未检测到;边界分析显示,茜草叶绿体基因组LSC区差异性最大,变异程度最高,而IRa区则差异性最小,最为保守.(3)最大似然法(ML)构建系统发育树显示,样品茜草与同属植物Rubia horrida以100％支持率聚为一类,茜草亚科、仙丹花亚科与金鸡纳亚科聚为姐妹类群,证明茜草科植物在进化过程中保守发育.

    茜草茜草科叶绿体基因组序列分析系统发育

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    基于叶绿体基因组数据的芸香科属间系统发育初步分析

    刘涵孙冲吴杰黄威...
    1866-1871页
    查看更多>>摘要：为探究花椒属种水平系统进化关系以及为新品种培育研究奠定理论基础,该研究以芸香科物种的叶片为材料,采用改良CTAB法提取叶绿体DNA,利用BGISEQ-500平台进行叶绿体基因组测序,并对叶绿体基因组进行组装、注释,联合NCBI数据库数据,共获得芸香科19属49个物种的全叶绿体基因组序列.构建了芸香科属间系统进化关系.结果表明,(1)基于叶绿体基因组序列矩阵(总长196 641 bp),ML和BI 2种方法得到的系统发育树的拓扑结构基本一致,系统发育树各分支具有较强的支持率,叶绿体基因组数据可以解决芸香科属间的系统发育关系.(2)芸香科为单系类群,并进一步形成两大分支,其中柑橘亚科为单系,与芸香亚科内的芸香属聚为分支Ⅰ,分支Ⅱ由芸香亚科和飞龙掌血亚科组成,两亚科均不是单系,其中飞龙掌血亚科的香肉果属,茵芋属与芸香亚科的白鲜属,臭常山属是最早分化出来的类群,其次是蜜茱萸属和山油柑属;黄檗属和吴茱萸属与花椒属类群形成姊妹群,飞龙掌血属的物种飞龙掌血嵌套于花椒属分支中,支持飞龙掌血物种并入花椒属的处理.

    系统发育叶绿体基因组系统进化花椒属芸香科

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    干旱及复水循环对苗期药用大黄叶片光合碳同化功能和光化学活性的影响

    谢丰璞王楠高静张岗...
    1872-1887页
    查看更多>>摘要：以三叶期药用大黄幼苗为材料,采用盆栽控水实验考察其在不同干旱时间(首次干旱10 d,复水后第2次干旱25 d,再复水后第3次干旱40 d)、干旱梯度(正常供水、轻度、中度、重度干旱)及复水时间(复水第1、3天)条件下的生长指标、光合气体交换参数、叶绿素荧光参数的响应特征,探讨植物在间歇性、季节性干旱带来的干湿交替土壤环境中的光合生理响应机制.结果显示,(1)干旱胁迫下,药用大黄幼苗地上部分生物量降低,根冠比显著增大,复水后生物量均有所回升.(2)叶片叶绿素含量在干旱胁迫下显著降低,复水后均有所回升,且在10 d、25 d干旱后复水产生较强的补偿效应.(3)叶片气体交换参数(Pn、Ci、Gs、Tr、CE)及光合系统性能指数(PIabs、PItotal)在干旱胁迫下显著降低;Ls在短期干旱胁迫下显著升高,而在干旱40 d先升高后下降;复水后,各指标产生与叶绿素含量相似的恢复趋势.(4)干旱胁迫下,叶片荧光参数(Fv/F.、Fv/Fm、qP)显著降低,Q(A)大量积累,OJIP曲线J相和I相显著升高;随着干旱时间延长,PSⅡ受到明显损害,重度干旱40 d后叶片NPQ几近于0;短期干旱后复水,大部分荧光参数能恢复至对照水平,干旱40 d后复水,大部分荧光参数、OJIP曲线J相和I相等无法恢复到对照水平.研究发现,药用大黄叶片在干旱胁迫下能通过热耗散等光保护机制来抵御胁迫带来的光伤害,但随着干旱胁迫加剧及干旱时长延长,光系统电子传递速率受到严重抑制,光保护机制失效,反应中心失活;大黄叶片光合和荧光参数在短期干旱后复水能迅速恢复,并表现出补偿效应;部分生理指标在二次干旱25 d时表现出比初次干旱10 d更强的抗旱性和复水后的恢复能力,而长期且重度干旱会严重破坏叶片的光合器官,产生极强的光抑制和生长抑制使植株在复水后也不能完全恢复正常的生理功能;适当的苗期干旱锻炼能够增强药用大黄叶片光合作用和PSⅡ功能,提高其抗旱性.

    药用大黄干旱胁迫复水光合作用光合色素OJIP曲线叶绿素荧光

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