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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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    苹果MdMAP70-1克隆及异源过表达番茄的抗旱性分析

    李敏韩丽娜梁国平陈佰鸿...
    181-189页
    查看更多>>摘要：植物应答非生物胁迫与微管的动态变化有着密切的联系,而微管蛋白的结构和功能通过微管结合蛋白(microtubule-associated proteins,MAPs)进行调控.MAP70-1 是一种微管结合蛋白,为了揭示MAP70-1 响应干旱胁迫的分子机制,该研究以苹果砧木M26 为材料,采用PCR 方法,克隆MdMAP70-1基因(登录号XM_008390949),并进行生物信息学分析;采用叶盘法转化'黄珍珠'番茄,并进行抗旱性分析.结果显示:(1)成功克隆得到苹果MdMAP70-1,其开放阅读框(ORF)为1 860 bp,编码619 个氨基酸,相对分子量为68.77 kD,等电点8.64;多序列比对和系统进化分析表明,苹果MdMAP70-1 具有MAP70 家族蛋白的保守结构域,与葡萄VvMAP70-1 蛋白(Vitis vinifera VIT_201s0011g05790)的亲缘关系较近.(2)用农杆菌介导的叶盘法转化野生型番茄,经抗性筛选获得12株阳性植株,PCR检测获得分别含有目的条带(1 860 bp 和680 bp)的8个过表达株系,证明Md MAP70-1 基因已转入番茄中;qRT-PCR检测并选择表达量显著高于野生型的3 个转基因番茄株系OE-1、OE-2 和OE-3.(3)T3代转基因番茄干旱胁迫抗性分析表明,干旱胁迫0d和5 d,过表达番茄株系叶片的相对含水量(RWC)、脯氨酸(Pro)含量、可溶性蛋白(SP)含量及抗氧化酶活性等与野生型(WT)对照无差异;胁迫10 d和15 d时,过表达Md MAP70-1 转基因番茄植株的RWC、Pro含量、SP含量及抗氧化酶活性显著高于WT,而相对电导率(REC)和MDA含量较WT降低.研究表明,番茄中过表达苹果Md MAP70-1 基因能够提高番茄体内RWC、Pro、SP含量以及SOD、POD和CAT活性,并降低REC和MDA含量,增强番茄的抗旱性;该研究结果为利用MdMA P70-1基因提高植株的耐旱性研究以及微管结合蛋白的功能研究奠定了基础.

    苹果MdMAP70-1番茄干旱胁迫抗氧化酶

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    东方百合LoABI1基因的克隆及表达分析

    赵一燃胡钧舒朱云涛孙婷婷...
    190-201页
    查看更多>>摘要：该研究以东方百合'索邦'为材料,采用RT-PCR 扩增方法克隆ABI1 基因,对其进行了生物信息学分析,并采用实时荧光定量PCR 检测其组织表达特性和低温处理过程及定植后的表达特征,以明确ABI1 基因的功能特性,为解析百合ABA信号转导途径及其调控低温解除休眠过程的机理奠定基础.结果表明:(1)成功克隆得到东方百合LoABI1 基因,其编码序列长度为1 341 bp,共编码446个氨基酸;LoABI1 氨基酸序列中含有1 个蛋白磷酸酶2C(PP2C)保守结构域.(2)系统进化分析显示,LoABI1 蛋白与水稻PP2C家族成员OsPP2C06 的同源进化关系最近,且与拟南芥AtABI1 聚为一支,同属于PP2C基因家族中的A亚群.(3)亚细胞定位发现,LoABI1 蛋白定位于烟草表皮细胞的细胞核和细胞质.(4)qRT-PCR荧光定量分析显示,LoABI1基因在百合茎生根、嫩茎、叶片及各花部组织中均有表达,且在幼嫩组织中表达量较高;LoAB1I 基因在冷藏期间的表达量呈先升高后降低的趋势,并于冷藏期第5周达到峰值,但在定植期间持续下降且保持较低水平.(5)经4 ℃低温处理60 d的百合鳞茎在定植后14～28 d能发芽、28～48 d可见花蕾,而不进行低温处理的鳞茎既不萌芽也不开花.研究推测,百合LoA-BI1 基因可能在低温解除种球休眠过程中具有重要作用,LoABI1蛋白可能在百合ABA信号转导过程中发挥作用.

    东方百合'索邦'ABI1基因克隆基因表达

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    沙鞭PvDREB基因克隆与表达特异性分析

    张雨苏旭刘玉萍苏丹丹...
    202-210页
    查看更多>>摘要：基于沙鞭的三代转录组数据,该研究利用PCR技术克隆DREB 基因,并对其进行生物信息学分析;采用实时荧光定量PCR分析该基因的表达模式以及在20％PEG-6000模拟干旱胁迫处理下的表达特征,以探讨干旱胁迫下沙鞭DREB转录因子的功能和作用,为揭示PvDREB基因响应沙鞭的耐旱分子机制奠定基础.结果表明:(1)成功克隆获得一个沙鞭DREB基因,命名为Pv DREB;Pv DREB基因编码区长度831 bp、编码276个氨基酸,含有典型的AP2转录因子保守结构域;PvDREB蛋白是亲水性蛋白,不具有信号肽结构,存在跨膜结构和可能的糖基化及磷酸化位点.(2)系统进化分析显示,Poo DREB基因与毛竹的DREB 亲缘关系较近.(3)亚细胞定位预测表明,PvDREB蛋白定位于线粒体和细胞核中.(4)qRT-PCR显示,沙鞭根、茎和叶中PvDREB均可诱导表达但差异较大,且在茎中表达量最高,叶中次之,根中最低,具有明显的组织特异性;20％PEG-6000模拟干旱下,PvDREB基因在叶中的表达量随干旱胁迫时间增加而增加,12 h时达到最高,之后逐渐下降.研究推测,沙鞭PvDREB基因受干旱胁迫诱导表达,且该基因可能在沙鞭响应干旱胁迫的过程中起重要作用.

    沙鞭DREB基因基因克隆表达特异性生物信息学干旱胁迫

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    '凤丹'牡丹PoKAS基因的克隆及表达分析

    刀梅刘琅杨自云王娟...
    211-219页
    查看更多>>摘要：为探究'凤丹'牡丹(Paeonia ostii 'Feng Dan')PoKAS 基因在脂肪酸合成中的功能,从转录组数据中获得3 个PoKAS 基因,克隆基因全长并进行生物信息学分析,通过qRT-PCR 检测它们在牡丹落花后第23、45、75、100和125 天时的表达.结果显示:(1)克隆得到的3 个基因序列全长分别为1 401、1 692 和1 215 bp,分别编码466、563 和404 aa;保守结构域分析发现,它们都含有KAS保守结构域,属于cond-enzymes 超蛋白家族.(2)系统进化树将三者分为三大类,表明其在进化上相对独立,分别命名为PoKASS Ⅰ、PoKAS Ⅱ和PoKASⅢ(GenBank登录号分别为OP056413、OP056412 和OP056414).(3)qRT-PCR分析发现,在牡丹落花后种子发育的5 个时期中,Po-KAS Ⅰ 和Po K AS Ⅱ基因在落花后75 d 和45 d时的表达量分别显著高于其他发育时期;PoKASⅢ基因在落花后45～125 d时的表达量均显著高于落花后23 d,说明PoKASⅢ基因在牡丹种子脂肪酸合成的整个过程中发挥着重要作用,而PoKASⅡ基因主要在种子油脂快速累积前期发挥作用.研究推测,该基因家族在'凤丹'牡丹种子脂肪酸形成过程中的不同发育时期发挥不同的作用.

    '凤丹'牡丹PoKAS基因脂肪酸基因克隆表达分析

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    续随子溶血磷脂酸酰基转移酶基因家族的鉴定与表达分析

    盛晓倩葛丽萍牛听风王壮琳...
    220-228页
    查看更多>>摘要：该研究利用组学方法从续随子(Euphorbia lathyris)基因组数据库中鉴定出续随子溶血磷脂酸酰基转移酶(lysophosphatidic acid acyltransferase,LPAT)家族基因,并对其基因结构、蛋白理化性质、进化关系进行生物信息学分析,利用qRT-PCR等技术对该基因家族的时空表达特性进行分析,以探讨ElLPAT 家族基因在调控种子脂肪酸生物合成中的作用.结果表明:(1)从续随子基因组共检测出5 个LPAT 家族基因,分别命名为ElLPAT1～5;ElLPAT1～5 基因编码氨基酸长度介于237～388 aa之间,理论等电点在6.23～9.56 之间.(2)系统进化分析显示,5个ElLPATs蛋白分别属于3 个亚类,其中ElLPAT1 属于1 型LPAT,ElLPAT2 和ElLPAT3 属于2/3 型LPAT,ElLPAT4 和ElLPAT5 属于4/5 型LPAT.(3)实时荧光定量qRT-PCR结果显示,5 个ElLPATs 基因在续随子不同组织中均有表达,ElLPAT1 和ElLPAT4 在各组织中表达量较低;ElLPAT2 在各组织中表达量较高,且在种子中表达量最高.研究推测,ElLPAT2 在续随子种子油脂合成代谢过程中可能发挥重要作用.

    续随子LPAT家族基因表达分析油脂合成

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    薇甘菊花芽分化前后内源激素及相关基因表达的研究

    梁晨泽桑梓高燕珠季梅...
    229-241页
    查看更多>>摘要：以云南省瑞丽市勐秀林场扦插种植的薇甘菊为试材,采用液相色谱串联质谱(LC-MS/MS)技术对花芽未分化期和花序原基分化期花芽中的生长素(IAA)、赤霉素(GA)、脱落酸(ABA)、反式玉米素(tZ)、异戊烯腺嘌呤(IP)、1-氨基环丙烷羧酸(ACC)、茉莉酸(JA)和水杨酸(SA)含量进行定量分析,同时基于转录组基因功能注释数据对内源激素合成、代谢及信号转导途径相关基因进行表达分析,以探讨不同内源激素对薇甘菊花芽形成的调控作用,以及内源激素合成和信号转导途径相关基因调控薇甘菊花芽分化的机制,为后期通过外源激素调控薇甘菊内源激素水平的方式来控制薇甘菊的有性繁殖提供理论和技术支持.结果表明:(1)薇甘菊未分化期花芽中GA、GA19、GA20、GA24、IAA、ABA和ETH含量低于花序原基分化期,而未分化期花芽中两种细胞分裂素tZ和IP含量显著高于花序原基分化期.(2)基于RNA-seq测序结果,在薇甘菊两个花芽分化时期共获得7 116个差异表达基因(DEGs),其中上调3 907个,下调3 209个.(3)在内源激素合成方面,参与GA15、GA19、GA20、GA24、IAA、ABA和ACC合成的大量DEGs在花序原基分化期上调表达,这与它们在薇甘菊花序原基分化期的高含量趋势相一致;参与IAA合成的Y UCCA基因家族和ACC合成的ACS基因在花序原基分化期的高表达也可能参与促进薇甘菊花芽分化.(4)在植物激素转导途径中,在花序原基分化期,生长素信号转导途径通过AUX/IAA(gene-E3N88_07743)的下调表达和ARF(gene-E3N88_41119)的上调表达,乙烯信号转导途径通过ERF(gene-E3N88_41547)的上调表达,赤霉素信号转导途径通过GID1(gene-E3N88_19448)基因的上调表达,细胞分裂素信号转导途径通过B-ARR(gene-E3N88_28086)和A-RRR(gene-E3N88_40764)基因的下调表达,脱落酸途径通过AREB(gene-E3N88_18558)基因的上调表达,茉莉酸信号转导途径通过J AZ(gene-E3N88_05628)的上调表达和MYC2(gene-E3N88_32405)的下调表达来调控薇甘菊花芽分化.研究发现,高水平的GA15、GA19、GA20、GA42、IAA、ABA和ACC有利于薇甘菊的花芽分化;薇甘菊在花芽分化过程中通过改变不同种类内源激素合成、代谢基因的表达来调控激素浓度,而激素又通过信号转导途径引起下游基因的表达,进而调控薇甘菊的花芽分化.

    薇甘菊花芽分化内源激素信号传导分子机制

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    珍稀濒危植物蒜头果种子萌发特征与幼苗类型的研究

    普甜栗宏林王娟潘悦...
    242-254页
    查看更多>>摘要：以去除果皮后阴干的珍稀濒危植物蒜头果种子为材料,在温室大棚沙池内进行层积处理,从层积处理开始至子叶出土的不同萌发阶段,考察蒜头果种子发育形态、贮藏物质积累、酶活性以及幼苗类型等变化特征,初步探讨其种子休眠形成原因.结果显示:(1)蒜头果种子从解除休眠开始至萌发形成幼苗的过程约需195 d,其中幼胚的形态发育后熟约需75 d,随后30 d内是种子集中萌发的时期,其发芽率达到最高(53.33％);依据种胚发育形态的标志特征将此过程划分为7个阶段(S1～S7阶段):S1 阶段种子未萌发,S2 阶段种胚"露白",S3 阶段胚根突破种皮长超过1 cm,S4 阶段下胚轴与胚根连接处形成弯钩结构,S5 阶段"S"型胚形成及胚根前端膨大,S6 阶段种子不仅具有膨大的胚根且已有侧根的分化,S7 阶段子叶脱落,胚芽出土,真叶出现.(2)蒜头果种子在湿沙层积过程中,种胚胚长和胚率从S1 阶段的(5.49±1.57)mm和(19.48±5.72)％分别增加至S6 阶段的(67.92±2.94)mm和(240.75±15.29)％,胚率平均增加了12.4倍,显示蒜头果种子的胚需要经历后熟过程才能萌发,属于胚后熟型种子.(3)从种子生理指标看,随着湿沙层积时间的增加,种胚内可溶性蛋白含量、淀粉含量先降后升,可溶性糖和丙二醛(MDA)含量以及超氧化物歧化酶(SOD)及过氧化物酶(POD)活性总体呈先升后降的趋势,而同期胚乳的大小和形态没有明显变化,但其淀粉、可溶性糖、可溶性蛋白等含量以及SOD和POD活性总体呈下降的趋势.(4)种子胚率、萌发率与胚乳内可溶性蛋白含量、淀粉含量均呈极显著负相关关系(P＜0.01),与可溶性糖含量呈极显著正相关关系.研究发现,蒜头果种子从解除休眠至萌发前内部发生了一系列的生理生化变化,包括胚乳中贮藏营养物质可溶性蛋白等大分子物质的降解和酶活性不断下降,为种胚完成后熟解除休眠进入萌发提供了物质和能量;生理指标的变化过程与种胚的形态发育过程相互配合共同完成蒜头果种子的萌发;蒜头果种子完成萌发形成原始的、紫玉盘型的、子叶留土的幼苗类型,子叶仅具有吸收营养成分的功能,而不具有同化功能.

    蒜头果种子萌发种子后熟种胚形态生理变化幼苗类型

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    避雨栽培对鲜食葡萄植株生长及病害发生的影响

    张晓月郭俊强王祎玮王琦俐...
    255-264页
    查看更多>>摘要：以欧亚种葡萄品种'红地球'、'火焰无核'以及欧美杂交种葡萄品种'户太八号'、'夏黑'为试材,分析了露地和避雨两种栽培模式下鲜食葡萄叶片光合气体交换参数、生理指标、抗病性以及枝条生长的差异,探明避雨栽培模式对鲜食葡萄生长发育以及病害发生的影响.结果表明:(1)避雨栽培下鲜食葡萄叶片的净光合速率和蒸腾速率均低于露地栽培,而其叶片的气孔导度较露地栽培有所上升;避雨栽培显著促进了鲜食葡萄叶片叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量的增加,降低了叶绿素a/b比值,且在'红地球'、'火焰无核'中的作用更显著.(2)各葡萄品种叶片中可溶性总糖和可溶性蛋白含量在两种栽培模式间无显著差异,但露地栽培葡萄叶片中水杨酸(SA)含量显著高于避雨栽培,且抗霜霉病品种'户太八号'和'夏黑'叶片中SA含量的增加幅度显著高于感病品种'红地球'和'火焰无核'.(3)避雨栽培显著降低了鲜食葡萄病叶率、叶片病情指数,且在欧亚种葡萄上达到极显著水平.(4)与露地栽培相比,避雨栽培葡萄枝条的长度和粗度均显著增加,且在葡萄果实采收后'户太八号,和'夏黑'枝条粗度在增幅上表现极显著.研究发现,避雨栽培显著减少了鲜食葡萄病害的发生,提高叶片光合作用效率,促进枝条生长和葡萄生长发育.

    鲜食葡萄避雨栽培霜霉病生长发育

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    乙烯利对库尔勒香梨果实发育进程和品质的影响

    邵白俊杰田嘉郝志超王乾...
    265-275页
    查看更多>>摘要：以库尔勒香梨为试材,在大蕾期喷施不同浓度乙烯利,调查库尔勒香梨萼片脱落率,观测果实生长发育进程和落果情况,测定成熟期果实品质,并基于主成分分析法对乙烯利处理下的果实品质进行综合评价,以揭示乙烯利对库尔勒香梨果实生长发育进程和果实品质的影响,为筛选最优乙烯利浓度应用于提高库尔勒香梨果实品质提供理论依据和技术支持.结果表明:(1)2021年自然生长状态下(对照)库尔勒香梨萼片脱落时间为9 d,不同浓度乙烯利处理后脱落时间会缩短1～2 d,且随着处理浓度梯度的升高,萼片脱落时间和萼片脱落高峰提前.(2)库尔勒香梨果实生长发育期约为130 d,乙烯利处理下和自然状态下的果实生长发育均呈"S"型曲线的变化趋势;乙烯利处理明显加快了果实成熟的速度,果实在花后110 d左右已达到成熟标准,从而可以确定合理的采收时间,并以300 mg·L-1 乙烯利处理下脱萼果和宿萼果的纵横径和单果重增长最大;乙烯利处理下库尔勒香梨在第二次果实膨大期间落果较多,在花后50 d和110 d左右出现落果高峰,并以200 mg·L-1乙烯利处理对库尔勒香梨果形指数和落果率的影响最明显.(3)300 mg·L-1 乙烯利处理对库尔勒香梨果实品质影响最大,宿萼果纵、横径和单果重较对照分别显著增加5.02％、10.90％和11.40％,脱萼果鲜干比重、可溶性固形物含量、VC含量和可溶性糖含量比对照分别显著提高5.67％、12.03％、21.48％和10.22％,脱萼果硬度和可滴定酸含量比对照分别显著降低10.10％和19.75％.(4)主成分分析显示,各浓度乙烯利处理下库尔勒香梨综合品质得分从高到低依次为300 mg·L脱萼果、300 mg·L-1宿萼果、200 mg·L-1 宿萼果、200 mg·L-1 脱萼果、100 mg·L-1脱萼果、100 mg·L-1宿萼果、CK脱萼果和CK宿萼果.研究发现,大蕾期喷施乙烯利促进了库尔勒香梨萼片的脱落,明显加快了果实的生长发育进程,并可有效提高果实品质,且以300 mg·L-1乙烯利处理对库尔勒香梨果实品质改善效果最优.

    乙烯利库尔勒香梨果实发育进程果实品质主成分分析

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    油菜幼苗光合及叶绿素荧光参数对干旱胁迫的响应及其抗旱性分析

    庞进平王永生
    276-284页
    查看更多>>摘要：该研究在人工控制水分条件下,设置3个干旱胁迫处理,选用3个主栽油菜品种'陇油10号'、'陇油2号'、'青杂5号'幼苗进行盆栽试验,测定干旱胁迫条件下叶片相对含水量、叶绿素含量、光合气体交换参数及叶绿素荧光参数等指标,考察各指标在干旱胁迫过程中的变化特征,并通过主成分分析(PCA)和隶属函数法评价品种的抗旱性及其主要响应因子,以揭示西北地区油菜幼苗响应干旱胁迫的光合调控机制.结果表明:(1)各品种油菜幼苗的叶片相对含水量(R WC)均随干旱胁迫程度的递增而逐渐降低,最大水分亏缺(WSD)却逐渐上升.(2)各品种油菜幼苗叶片的叶绿素a含量、叶绿素总含量随着干旱胁迫程度的递增而先增加后递减,且同一种幼苗在不同处理间差异显著.(3)各品种油菜幼苗叶片的净光合速率(Pn)、水分利用效率(WUE)、单株生物量、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)均在受到干旱胁迫时迅速降低,且同一品种幼苗在不同处理间差异显著,而其叶片蒸腾速率(T,)在干旱胁迫下无显著变化.(4)各品种油菜幼苗叶片光化学猝灭系数(qP)和非光化学猝灭系数(NPQ)随着干旱胁迫程度的递增先增加后递减,最大光化学效率(Fv/Fm)和电子传递速率(ETR)在受到干旱胁迫时迅速降低,且同一品种幼苗在不同处理间差异显著.(5)主成分分析结果表明,在油菜幼苗受到干旱胁迫时RWC、Ci、G,、Pn、WUE、叶绿素总含量、叶绿素a含量和NPQ起主要调控作用;隶属函数法综合评价表明,3个品种油菜幼苗耐旱能力由高到低依次为'陇油10号'＞'陇油2号'＞'青杂5号'.

    油菜幼苗干旱胁迫:光合气体交换参数叶绿素荧光参数抗旱性评价

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