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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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    二穗短柄草根部木栓质调控基因BdMYB92的克隆及功能研究

    呼宁何兆峰朱雨遥贺佳佳...
    359-365页
    查看更多>>摘要：为了探究二穗短柄草(Brachypodium distachyon)根部木栓质合成的调控机制,该研究以二穗短柄草Bd21为试验材料,利用生物信息学分析方法克隆了二穗短柄草根部木栓质合成的调控转录因子基因BdMYB92(Gen-Bank登录号为OP497966);采用荧光定量PCR方法,分析BdMYB92基因在二穗短柄草不同组织中的表达模式以及对6种非生物胁迫处理(空气中干旱、20％PEG-6000模拟干旱、4℃中冷处理、200 mmol/L NaCl、100 μmol/L ABA和机械损伤)的响应表达特征;利用双荧光素酶和酵母单杂交验证BdMYB92蛋白和BdFAR4基因启动子的互作关系.结果表明:(1)二穗短柄草BdMYB92基因cDNA全长为1 343 bp,开放阅读框为990 bp,编码329个氨基酸,蛋白分子量为36.4 kD,理论等电点为5.54.(2)亚细胞定位结果显示,BdMYB92定位在细胞核.(3)荧光定量PCR分析表明,BdMYB92在二穗短柄草根中的表达量显著高于叶鞘、节、穗、节间等其他组织;6种非生物胁迫处理均能诱导BdMYB92的上调表达,且对干旱胁迫的响应最为迅速,表明BdMYB92参与二穗短柄草响应逆境的过程.(4)双荧光素酶和酵母单杂交试验结果表明,BdMYB92与木栓质合成基因BdFAR4启动子区存在相互作用,且能够直接调控木栓质合成基因BdFAR4的转录表达.研究推测,BdMYB92可能与二穗短柄草中其他的木栓质合成基因存在相互作用,进而调控木栓质在根部的沉积.

    二穗短柄草木栓质BdMYB92亚细胞定位表达模式分析非生物胁迫相互作用

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    甘菊ClCOL16基因的克隆与功能初步研究

    陈新娜张利英喻锌陈东亮...
    366-373页
    查看更多>>摘要：CO基因通过光周期途径整合昼夜规律、光信号以及分生组织相关基因来调节开花时间,在植物成花过程中起着至关重要的作用.该研究利用RT-PCR法从甘菊(Chirysanthiemnum lavandulifolium)中克隆得到一个CO家族基因,命名为ClCOL16(GenBank登录号:AOA52174);采用农杆菌介导的花序浸染法转化拟南芥,抗性筛选并经过PCR鉴定得到T3代转基因植株;随机抽取6个转基因拟南芥株系与野生型(WT)共同于长日照环境(16 h/8 h光暗交替)培养,观察其表型,并于定植后37 d检测WT和转基因拟南芥植株叶片的ClCOL16表达,以明确甘菊ClCOL16基因在植物光周期调控开花中的作用,为进一步解析菊花花期调控机理奠定基础.结果显示:(1)甘菊ClCOL16基因含有一个1 278 bp的编码框,编码425个氨基酸;ClCOL16编码蛋白含有一个B-box和一个CCT保守结构域,为典型的CO家族第Ⅲ组成员.(2)NCBI同源比对分析显示,C1COL16蛋白与除虫菊COL16蛋白(GenBank登录号:GEZ38716.1)的一致性最高,达到94.38％.(3)荧光定量分析显示,ClCOL16基因为组成型表达,在叶片中的表达量最高,其表达受生物钟调节,在短日照调控下表现出明显的昼夜节律.(4)异位表达结果显示,与野生型拟南芥相比,转ClCOL16基因拟南芥株系的花期提前了 7 d,莲座叶减少了 3～4片,叶片中ClCOL16基因的表达量均显著提高,表明ClCOL16基因能够促进转基因拟南芥开花.研究推测,甘菊ClCOL16基因可能是甘菊响应光信号、参与菊花光周期开花途径调控的重要基因.

    甘菊COL16花期调控异位表达

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    miR156调控菊花逆境响应与开花的表达特性研究

    秦梅田心宇于凯丽朱文静...
    374-381页
    查看更多>>摘要：为明确菊花miR156及其靶基因CmSPL13在逆境胁迫应答和生长发育中的表达特性,该研究以菊花'神马'为材料,采用高保真PCR技术扩增MiR156启动子序列,并分析该序列特性;通过激素(茉莉酸甲酯、水杨酸甲酯、生长素类似物NAA)和逆境胁迫(干旱、盐)处理,分析菊花miR156及其靶基因CmSPL13对激素和逆境胁迫的响应表达特征;并分析蔗糖处理下miR156表达特性与开花时间的关系,为miR156参与菊花生长发育与逆境响应的分子机制研究奠定基础.结果表明:(1)克隆获得了 MiR156启动子1 584 bp,该启动子序列包含激素(茉莉酸、水杨酸和生长素)应答、厌氧和干旱诱导等逆境胁迫以及光响应等顺式作用元件.(2)茉莉酸甲酯处理下,miR156的表达水平在0～3 h显著上调,3 h后逐渐下降,呈现出先上升后下降的趋势,而其靶基因CmSPL13的表达量呈先下降后上升的趋势,在12 h达到峰值;水杨酸甲酯和生长素NAA处理下,miR156的表达在3 h显著下调,而后逐渐升高,在6～12 h时达到峰值,而后又逐渐下降,但CmSPL13的表达具有与之相反的趋势;PEG处理下,miR156的表达水平均低于处理前,且在6～24 h逐渐下调,其靶基因CmSPL13在6～12 h显著上调;盐处理下,miR156的表达水平在0～3 h显著上调,而后逐渐降低,CmSPL13的表达在6～12 h逐渐上调.(3)miR156的表达水平随着菊花叶片成熟度的增加而逐渐降低,而CmSPL13的表达逐渐升高.(4)蔗糖可以抑制miR156的表达,但蔗糖处理可显著提高开花相关基因CmFTL3、CmAP1L1和CmSOC1的表达,从而促进菊花开花,花期提前2.8 d.研究认为,菊花miR156及其靶基因CmSPL13有参与调控幼年期向成年期的功能,也存在糖信号抑制miR156的表达从而促进菊花开花的调控机制;茉莉酸和水杨酸可能在处理的后期拮抗调控菊花miR156及其靶基因的表达,并且可能参与盐胁迫的早期应答.

    菊花miR156CmSPL13启动子激素胁迫表达特性

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    陆地棉低磷胁迫应答基因GhERF5的克隆与表达分析

    孟超敏耿翡翡卿桂霞李雪林...
    382-388页
    查看更多>>摘要：该研究基于前期陆地棉根部低磷胁迫基因表达谱芯片差异表达序列数据分析及基因组数据库,从陆地棉'新陆早19'中克隆AP2/ERF基因(GhERF5),并对其基因组DNA与cDNA测序分析,借助生物信息学方法分析其基因结构和进化关系;采用半定量RT-PCR技术与荧光定量PCR(qRT-PCR)方法检测该基因于根、茎、叶、花等组织的表达变化以及低磷胁迫不同时间的相对表达.结果表明:(1)成功克隆获得一个AP2/ERF基因,命名为GhERF5;GhERF5基因开放阅读框序列长度963 bp,共编码320个氨基酸;该基因在177～241处存在一个AP2保守结构域,属于AP2家族.(2)多序列比对发现,GhERF5与亚洲棉GaERF5、雷蒙德氏GoraiERF5L相似性达到95％;系统进化树分析显示,陆地棉GhERF5蛋白序列与陆地棉GhERF5L(NP_001386305)的相似性最高,推测GhERF5基因是位于D亚基因组的基因.(3)半定量RT-PCR和qRT-PCR检测发现,GhERF5基因在陆地棉根、茎、叶和花中均有表达,但主要在叶中表达,其次为根和茎,花中的表达量最低;低磷处理0～72 h过程中,GhERF5基因在根部组织中的表达量呈先下降后上升再下降的变化趋势,且在低磷处理72 h时GhERF5的表达量仅为适磷处理的33％.研究表明,GhERF5基因属于低磷胁迫响应基因,可能参与陆地棉低磷胁迫下的应答反应.

    陆地棉低磷胁迫基因克隆表达分析

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    穿龙薯蓣DnSQS基因的克隆及表达分析

    冯宇梅王帅高润梅岳爱琴...
    389-400页
    查看更多>>摘要：角鲨烯合成酶(SQS)是植物甾醇和萜类化合物合成的关键酶之一.为了揭示穿龙薯蓣SQS基因的功能,该研究以穿龙薯蓣cDNA为模板,采用PCR方法克隆DnSQS基因,并对得到的序列进行生物信息学分析.采用HPLC方法检测不同组织的薯蓣皂苷元含量,采用实时荧光定量PCR技术分析DnSQS基因在不同组织、激素诱导及非生物胁迫下的表达特征.结果表明:(1)成功克隆得到穿龙薯蓣2个基因DnSQS1与DnSQS2,二者分别编码409和433个氨基酸,但编码的蛋白二级结构均以a螺旋和无规则卷曲为主,都存在由α螺旋折叠形成的保守催化中心以及2个富含天冬氨酸的功能结构,都具有2个跨膜螺旋结构,并且都定位于内质网.(2)DnSQS1和DnSQS2与盾叶薯蓣DzSQS的亲缘关系较近,2个DnSQS蛋白在进化上相对保守.(3)不同组织的薯蓣皂苷元含量存在差异,其含量大小依次为叶＞根状茎＞地上茎＞根;DnSQS1与DnSQS2基因在不同组织中的表达也具有显著差异,其中DnSQS1在地上茎中表达水平最高,DnSQS2在叶中表达水平最高.(4)以激素MeJA、ABA、SA、Eth及非生物胁迫H2O2、NaCl、PEG-6000处理叶片,2个DnSQS基因均可诱导表达;而GA3处理下抑制了 2个DnSQS基因的表达.研究表明,穿龙薯蓣的2个DmSQS基因可能参与薯蓣皂苷元的合成,并在逆境胁迫机制中发挥重要作用.

    穿龙薯蓣DnSQS生物信息学表达分析

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    镉胁迫对西瓜幼苗生长及其叶片解剖结构和生理特性的影响

    张涵洋李爱张卫华王琪...
    401-409页
    查看更多>>摘要：该研究以'北抗1号'西瓜幼苗为试验材料,采用实验室盆栽方法,考察在不同浓度镉胁迫(0、60、120、180和240 mg/L)处理下西瓜幼苗的生长及其叶片生理特性和解剖结构的变化特征,初步探讨西瓜耐受镉胁迫的生理机制.结果显示:(1)在镉胁迫条件下,西瓜幼苗的生长受到抑制,随着镉胁迫浓度的增加,西瓜幼苗的叶片形态黄化现象逐渐加重,根系形态逐渐纤弱,株高、茎粗、茎节数和叶片数均呈现下降趋势.(2)镉胁迫下,西瓜幼苗叶片主脉中细胞受损,主脉直径显著减小,叶肉组织疏密度显著降低.(3)随着镉胁迫浓度的升高,西瓜幼苗的含水量、净光合速率、SOD活性等显著降低,丙二醛和游离脯氨酸含量显著升高,POD活性和可溶性蛋白含量先升高后降低,生理特性受到显著影响.研究发现,'北抗1号'西瓜幼苗对镉有一定的适应性,在低浓度(60 mg/L)镉胁迫处理下,西瓜幼苗的形态特征、生理特性变化不显著,但在高浓度(180 mg/L)镉胁迫下,幼苗的生长受到严重抑制,渗透调节系统以及生物膜保护系统严重受损.

    西瓜镉胁迫形态特征生理特性解剖结构

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    淹水胁迫对美国流苏幼苗生理特性和叶片结构的影响

    赵雪瑶韩丽霞张鸽香
    410-420页
    查看更多>>摘要：以美国流苏2年生实生苗为材料,测定不同程度淹水处理(对照、轻度淹水、渍害、涝害)及其不同胁迫时间下幼苗生理指标和叶片结构特征,分析淹水胁迫对美国流苏幼苗生理生化和叶片结构的影响,探讨其耐涝性及其生理机制,为引种和栽培应用提供理论依据.结果表明:(1)美国流苏叶片过氧化物酶(POD)活性在轻度淹水和涝害处理下呈"下降-上升-下降"趋势,在渍害处理下呈先降后升趋势;在各淹水处理下,叶片超氧化物歧化酶(SOD)活性均呈先升后降趋势,相对电导率呈上升趋势,丙二醛(MDA)不同程度积累.在轻度淹水处理下,叶片可溶性糖(SS)、可溶性蛋白质(SP)含量呈先升后降趋势;在渍害和涝害处理下,叶片SS含量呈上升趋势,SP含量呈先降后升趋势.(2)随着淹水胁迫程度的加深,叶片厚度总体呈上升趋势,上、下表皮厚度总体呈下降趋势,栅栏组织厚度、海绵组织厚度、组织结构紧密度(CTR)和栅海比(P/S)总体呈先降后升趋势,组织结构疏松度(SR)总体呈先升后降趋势.(3)淹水胁迫使叶绿体形态膨胀变圆,多数不贴细胞壁,边缘降解,嗜锇颗粒和淀粉粒膨胀增多,基粒片层空泡化;随着淹水胁迫加剧,细胞核与叶绿体降解,淀粉粒大量聚集,细胞死亡.(4)叶片上表皮厚度与SOD、POD活性分别呈极显著和显著正相关关系;栅栏组织厚度与MDA和SS含量呈极显著正相关关系,与SP含量呈显著正相关关系;叶片厚度与叶片相对电导率、MDA、SS、SP含量均呈极显著正相关关系;海绵组织厚度与叶片相对电导率和SS含量呈显著正相关关系.研究发现,轻度淹水和渍害处理对美国流苏幼苗叶片生理特性和结构影响较小,幼苗能通过调节生理指标和叶片结构来适应胁迫,表现出一定的耐涝性;而涝害处理下,幼苗生理指标和叶片结构发生明显变化,植株大量死亡.

    美国流苏淹水胁迫生理生化特性叶片结构

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    丛枝菌根-黑心菊共生体对盐碱逆境的生理响应特性

    方林林周昀晖杨春雪
    421-431页
    查看更多>>摘要：黑心菊(Rudbeckia hirta L.)是城市园林绿化中最常用的地被植物,具有耐寒耐旱和耐盐碱的特点.该研究以丛枝菌根(arbuscular mycorrhiza,AM)真菌摩西斗管囊霉(Funneliformis mosseae)为菌剂接种基质进行黑心菊盆栽,正常培养70 d后分别以不同浓度(0、65、135、195和260 mmol·L-1)NaCl和NaHCO3溶液进行盐或碱胁迫处理,处理10 d后测定黑心菊菌根侵染率以及叶片叶绿素含量、丙二醛含量、抗氧化酶活性和渗透调节物质含量,以明确AM真菌对黑心菊根系侵染状况以及耐盐碱性的影响,为实际生产中利用黑心菊进行盐碱地修复和AM真菌应用提供理论依据.结果显示:(1)与对照相比,AM真菌的侵染率和侵染强度在盐胁迫下均呈现下降趋势,在碱胁迫下则呈先上升后下降的趋势.(2)AM真菌能够在一定程度上提高盐碱胁迫下黑心菊叶片中的叶绿素含量,降低丙二醛含量;随着盐碱胁迫浓度的增加,接种AM真菌不仅能提高黑心菊叶片脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白等渗透调节物质的含量,还能够增强植株超氧化物歧化酶、过氧化物酶和抗坏血酸过氧化物酶的活性,从而显著提高黑心菊的耐盐碱能力.(3)主成分分析(PCA)发现,黑心菊对盐胁迫和碱胁迫的抗性机制不尽相同,在盐处理中以叶绿素、丙二醛、POD、SOD、脯氨酸和可溶性糖为主要因子,而在碱处理中以SOD、CAT和脯氨酸为主导因子;VPA分析也表明,AM真菌对黑心菊植株生理特性的总体表征影响较盐碱胁迫更大.研究表明,低浓度碱胁迫能够促进AM真菌对黑心菊的侵染,接种AM真菌能够显著降低盐碱胁迫下黑心菊植株MDA含量,提高抗氧化酶活性和渗透调节物质积累,从而提高黑心菊的耐盐碱性.

    黑心菊丛枝菌根真菌盐碱胁迫抗氧化酶渗透调节物质

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    外源5-氨基乙酰丙酸对NaCl胁迫下黑果枸杞幼苗生理及生长的影响

    包新光郭有燕张金菊孔东升...
    432-440页
    查看更多>>摘要：5-氨基乙酰丙酸(ALA)是植物血红素、叶绿素等四毗咯化合物的关键生物合成前体,对植物适应非生物胁迫至关重要.为验证外源ALA对黑果枸杞幼苗生理生长的影响,该研究用300 mmol·L-1 NaCl和不同浓度(0、5、10、15、20、25mg·L-1)的ALA共同处理黑果枸杞幼苗,并测定其相关的生理指标和生长指标,综合评价各处理幼苗的耐盐性.结果表明:(1)NaCl胁迫使黑果枸杞幼苗总生物量和叶片总叶绿素、类胡萝卜素、可溶性糖含量以及过氧化物酶(POD)活性较CK分别显著降低了 33.39％、19.06％、24.38％、39.57％和47.91％(P＜0.05),使黑果枸杞幼苗脯氨酸和丙二醛的含量较CK分别显著增加了 165.74％和49.16％.(2)当外源ALA和NaCl同时处理时,黑果枸杞幼苗叶片类胡萝卜素和丙二醛含量、POD和过氧化氢酶(CAT)活性以及株高、总生物量均恢复至对照水平,叶片总叶绿素和脯氨酸含量以及SOD活性较CK显著增加.(3)黑果枸杞幼苗叶片叶绿素和脯氨酸含量以及抗氧化酶活性、生物量等指标随ALA浓度增加均呈先上升后下降的趋势,隶属函数综合评价发现,叶面喷施15 mg·L-1 ALA缓解盐胁迫伤害的效果最佳.研究认为,适宜浓度ALA可通过促进叶绿素和血红素的积累来调节黑果枸杞幼苗光合作用能力和抗氧化酶活性,增加体内脯氨酸的积累,有效缓解盐胁迫对植物的毒害作用,从而促进植株生长.

    黑果枸杞5-氨基乙酰丙酸(ALA)NaCl胁迫抗氧化酶渗透调节物质光合色素

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    外源CaCl2缓解东京四照花幼苗盐胁迫的生理机制

    孙大伟杨玲毛霞刘国华...
    441-449页
    查看更多>>摘要：以东京四照花(Cornus hongkongensis subsp.tonkinensis)幼苗为试验材料,考察施用外源CaCl2对3％0海盐处理条件下东京四照花幼苗生长、光合色素含量、光合气体交换参数、渗透调节物质含量等生理指标的变化特征,探讨外源CaCl2对盐胁迫伤害的缓解效果及生理机制.结果表明:(1)3‰海盐胁迫处理下,东京四照花幼苗生长受到显著抑制,其叶片丙二醛(MDA)含量和超氧化物歧化酶(SOD)活性以及渗透调节物质可溶性糖、可溶性蛋白及脯氨酸的含量均显著增加,而叶片光合色素含量、胞间二氧化碳浓度(Ci)、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)显著降低.(2)3‰海盐和CaCl2复合处理下,施用低浓度(10～20 mmol·L-1)外源CaCl2降低了幼苗的盐害率和死亡率,促进了幼苗的叶片和植株生物量积累,但降低了可溶性蛋白含量;中低浓度外源CaCl2均显著降低了幼苗叶片的MDA含量与SOD活性,而施用中浓度(30 mmol·L-1)外源CaCl2则提高了幼苗叶片叶绿素b和总光合色素的含量;所有浓度的外源CaCl2处理均有效增强了幼苗叶片Ci、Pn、Gs 和Tr,但低浓度处理的效果显著优于中高浓度处理;高浓度CaCl2(40 mmol·L-1)对盐胁迫幼苗的各项生理指标均未产生有效的缓解作用.研究发现,适宜浓度(10～20 mmol·L-1)外源CaCl2可以通过减少光合色素的分解,提高光合速率,抑制活性氧的积累,维持质膜稳定性来降低盐胁迫的伤害,从而降低幼苗的盐害率和死亡率,有效缓解盐胁迫对东京四照花的抑制作用.

    东京四照花盐胁迫CaCl2光合作用抗逆生理

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