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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
收录年代

    番茄SlGRAS4基因特征分析和耐热功能鉴定

    朱珍花蒋芳玲文军琴石潇瀑...
    539-548页
    查看更多>>摘要:GRAS转录因子是调控植物生长发育和非生物胁迫响应的重要转录因子之一,而目前还没有GRAS调控高温胁迫的研究.为了深入研究番茄SlGRAS4生物功能,以耐热番茄LA2093为试验材料,分析番茄SlGRAS4基因结构、启动子序列及进化关系,利用qRT-PCR检测SlGRAS4在不同胁迫和不同激素处理下的表达水平,利用VIGS验证SlGRAS4基因耐热功能.结果表明:(1)生物信息学分析显示,SlGRAS4蛋白长度为666 aa,分子量为75 737.72 Da,理论等电点为6.31,含有GRAS转录因子家族典型的结构域,主要集中在C末端的277~657 aa之间;在SlGRAS4启动子区域发现脱落酸(ABA)和水杨酸(SA)响应元件;SlGRAS4与烟草NtGRAS1蛋白亲缘关系最近,推测SlGRAS4可能与其同源基因具有相似的生物功能.(2)在高温、低温、盐和干旱胁迫处理12 h时番茄SlGRAS4基因表达量升至最高,分别增加到对照的8.86、4.86、55.38和7.63倍;在ABA和SA激素处理8 h时SlGRAS4基因的表达量达到峰值,分别达到对照的120.72和3.55倍,说明SlGRAS4可能参与了多种非生物胁迫响应和激素信号传导.(3)沉默SlGRAS4基因番茄植株(VSlGRAS4)在高温胁迫下较对照植株(Ve)更容易萎蔫,且Fv/Fm与SOD、POD活性显著降低,RREL和H2 O2含量显著升高,说明在高温胁迫下沉默SlGRAS4使番茄植株细胞膜氧化损伤加重,光合能力降低,活性氧(ROS)清除酶活性减弱.(4)qRT-PCR分析显示,VSlGRAS4植株中高温信号应答关键基因HsfA1b、ROS信号应答基因ZAT10和ZAT12以及ROS清除酶编码基因CuZn-SOD、FeSOD、APX1、APX2、CAT的表达水平均显著低于Ve植株,表明SlGRAS4转录因子可以通过调控高温和ROS信号转导来影响番茄的耐热性.研究认为,高温、低温、干旱、盐、ABA和SA均可显著诱导番茄SlGRAS4基因的表达,沉默SlGRAS4基因番茄植株的耐热性显著降低,证明番茄SlGRAS4基因具有耐热功能,为进一步解析SlGRAS4参与番茄耐热调控的分子机制奠定基础.

    番茄SlGRAS4基因沉默高温胁迫ROS清除酶

    龙眼组蛋白去乙酰化酶基因DlHDT1的克隆与特性分析

    李晓斐张舒婷蒋梦琦申序...
    549-557页
    查看更多>>摘要:组蛋白去乙酰化是植物表观遗传调控的重要组成部分,对染色体结构修饰和基因表达调控发挥着重要的作用.为深入探究组蛋白去乙酰化酶基因(histone deacetylase 1,HDT1)在龙眼体胚发生过程中的功能,该研究结合龙眼基因组数据,采用RT-PCR方法克隆得到龙眼组蛋白去乙酰化酶基因(DlHDT1),对其进行生物信息学分析及亚细胞定位观察,同时结合转录组数据分析DlHDT1在体胚发生过程中的FPKM值,并利用qRT-PCR技术检测PEG6000和NaCl处理下DlHDT1的表达模式.结果表明:(1)DlHDT1基因CDS序列全长918 bp,编码305个氨基酸,该蛋白为不稳定亲水性蛋白,不含信号肽和跨膜结构,共含43个磷酸化位点,相对分子量为32 585.54 Da,等电点为4.65;进化树分析显示龙眼D1HDT1与漾濞槭亲缘关系最近(78.76%).(2)亚细胞定位显示,DlHDT1蛋白定位于细胞核中;顺式作用元件分析发现DlHDT1基因含有大量光响应元件和脱落酸、茉莉酸甲酯等激素及逆境胁迫响应元件;转录组数据显示,DlHDT1在龙眼体胚发生不同时期均有表达,在胚性愈伤组织(EC)阶段表达最低,在球形胚(GE)阶段表达最高.(3)qRT-PCR显示,在PEG6000和NaCl处理下DlHDT1基因,呈下调表达趋势,推测DlHDT1可能参与调控龙眼对干旱及盐胁迫的响应,并存在负调控关系.研究认为,DlHDT1为核定位基因,可能参与龙眼体胚形态建成并在龙眼响应非生物逆境胁迫过程中发挥重要作用.

    龙眼组蛋白去乙酰化酶1体胚发生亚细胞定位表达模式

    铁皮石斛DoSMT2基因的功能分析

    林江波王伟英邹晖戴艺民...
    558-564页
    查看更多>>摘要:为了揭示铁皮石斛(Dendrobium officinale)甾醇C-24甲基转移酶2基因(DoSMT2)在甾醇代谢过程的功能,该研究通过根癌农杆菌介导法将来源于铁皮石斛的DoSMT2基因转化烟草(Nicotiana tabacum),并采用qRT-PCR技术检测DoSMT2基因在转基因烟草叶片中的表达,采用气相色谱质谱法分析菜油甾醇和谷甾醇的含量.结果显示:(1)成功获得DoSMT2基因的开放阅读框(1 119 bp),并成功构建正义植物表达载体质粒pCXSN-DoSMT2,经农杆菌介导的烟草叶盘转化法转化烟草并鉴定,获得4株阳性转基因烟草植株.(2)Southern blot结果表明,4株转基因烟草植株都有1条杂交信号带,而非转基因烟草植株没有,说明外源DoSMT2基因都以单拷贝整合到4株转基因烟草基因组中.(3)qRT-PCR检测显示,非转基因烟草未检测到外源DoSMT2基因的表达,4株转基因烟草都能检测到DoSMT2基因的表达,且表达水平差异极显著,各株系表达量高低依次为P3>P1>P2(P4).(4)气相色谱质谱分析显示,转DoSMT2基因烟草叶片的菜油甾醇含量均极显著低于非转基因烟草叶片,而谷甾醇含量均极显著高于非转基因烟草叶片.研究表明,DoSMT2具有催化24-亚甲基胆甾烯醇转化形成24-亚乙基胆甾烯醇活性.

    铁皮石斛甾醇C-24甲基转移酶烟草遗传转化功能

    马铃薯StCML基因家族鉴定及表达分析

    张满仓张超赵朋陈越...
    565-575页
    查看更多>>摘要:类钙调蛋白(calmodulin-like protein,CML)是植物中一种重要的Ca2+结合蛋白,在植物生长发育和胁迫响应过程中起着重要的作用.该研究通过生物信息学方法在马铃薯基因组中鉴定了 StCML基因家族成员,并对它们的表达模式及胁迫响应进行了分析,为深入解析马铃薯StCML基因家族成员在生长发育和胁迫响应中的作用机制奠定理论基础.结果显示:(1)在马铃薯基因组中共鉴定到80个StCML基因,它们均具有EF-hand结构;根据系统进化树拓扑结构可分为5个亚家族,在1~5亚家族中分别含有18、12、14、12、和24个基因,大部分基因具有较为保守的基因结构和基序.(2)RNA-Seq数据分析发现,StCML基因主要在马铃薯的花、叶柄、芽、雄蕊、匍匐茎和块茎中有特异表达,并且主要对盐、热、干旱和赤霉素处理有响应.(3)qRT-PCR分析发现,在低温胁迫下StCML 13、StCML21和StCML53表达上调;在高温胁迫下StCML11、StCML21和StCML39表达上调;盐胁迫下StCML21和StCML60表达上调;青枯菌处理下StCML53表达上调,StCML8、StCML 13、StCML 21和StC-ML 60表达下调.研究表明,StCML基因对多种胁迫均有响应.

    马铃薯类钙调蛋白基因家族胁迫

    沙棘HrTCP转录因子家族鉴定及其干旱胁迫下的表达分析

    姚莹王伟孙永媛曹金锋...
    576-584页
    查看更多>>摘要:TCP家族是植物特有的响应高盐、干旱等非生物胁迫的重要转录因子.该研究基于沙棘转录组数据,利用生物信息学与qRT-PCR对HrTCP转录因子家族进行鉴定,预测其家族成员的结构和功能,为解析TCP转录因子调控沙棘抵御干旱胁迫的作用机制奠定基础.结果表明:(1)获得了 11个HrTCP转录因子成员,并命名为HrTCP2/4/7/8/11/13/15/17/18/19/20,编码氨基酸序列长度在218~590之间,蛋白质相对分子量为23.44~61.78 kD;亚细胞定位预测发现,除HrTCP13/17/18蛋白定位于细胞质,其余8个蛋白均定位于细胞核.(2)在干.旱(15%PEG-6000)和高盐(200 mmol/L NaCl)胁迫后HrTCP4/7/19/20基因表达量呈不同程度上升趋势,其中HrTCP20表达量极显著高于对照,分别是对照的24倍与23倍.(3)外源激素脱落酸(0.1 mmol/L ABA)和茉莉酸甲酯(0.1 mmol/L MeJA)处理后,HrTCP7/19/20基因表达量也均呈上升趋势,其中,ABA诱导下HrTCP 19基因表达量达到最高,是对照的16倍,而MeJA诱导下HrTCP20基因表达量上升最高,是对照的5倍.研究发现,HrTCPs转录因子家族成员可受干旱、高盐和激素诱导表达,进而调控沙棘对干旱胁迫的响应.

    沙棘HrTCP转录因子家族干旱胁迫茉莉酸甲酯(MeJA)脱落酸(ABA)

    穿龙薯蓣种子离体再生体系构建及其组培苗解剖结构特征

    党裳霓高润梅石晓东张雨晴...
    585-594页
    查看更多>>摘要:以药源植物穿龙薯蓣种子为外植体,构建优化种子消毒时间以及愈伤组织、不定芽和生根诱导等激素浓度、组成和配比体系,并比较组培苗的叶片、缠绕茎和根状茎等营养器官与实生苗在解剖结构上的差异,初步建立以种子为外植体的再生体系.结果表明:(1)外植体采用2%NaClO消毒15 min和18 min为宜;愈伤组织诱导培养基为MS+1.0 mg·L-16-BA+2.0 mg·L-1 2,4-D时效果最佳,出愈率为83.33%;不定芽诱导的最佳培养基为MS+2.0 mg·L-16-BA+0.2 mg·L-1 NAA,诱导率达到90.00%;以 1/2MS+0.5 mg·L-1NAA 进行生根培养为宜,生根率达86.70%,组培苗可产生13.2条根,且组培苗生长旺盛,叶片浓绿,茎粗长.(2)组培苗与实生苗在叶片、缠绕茎的解剖结构上存在显著差异:组培苗叶片薄,主脉维管束小,栅栏组织厚度/海绵组织厚度P/S低;组培苗缠绕茎的内径、导管面积和维管束数量均小于实生苗,导管/维管束为0.06,为实生苗的1/2;组培苗缠绕茎皮层比例大,但厚角组织与厚壁组织分化不完全,仅存在排列极为分散的双韧维管束.研究认为,组培苗在外形和结构上的变化主要是对其高湿、低光、恒温、密闭培养瓶培养环境的高度适应的结果.

    穿龙薯蓣种子再生体系解剖结构

    '砀山酥梨'黄化叶复绿过程中内源IAA含量及其信号转导基因的表达量分析

    贾兵郭国凌余桃董炜昱...
    595-605页
    查看更多>>摘要:为探讨IAA在梨黄化叶复绿过程中的作用,以'砀山酥梨'(Pyrus bretschneideri Rehd.)黄化植株与正常植株为试材,对生长期黄化植株叶面喷施0.2%FeSO4溶液,于处理后第3、6、9、12天分别观察黄化叶复绿情况,取样测定黄化叶片复绿过程中各时期叶片与对照组(正常、黄化)叶片的Fe2+含量、内源IAA含量、IAA相关信号转导基因相对表达量,并分析Fe2+、IAA含量及相关基因表达量之间相关性.结果表明:(1)FeSO4溶液处理可使梨黄化叶片复绿,且黄化叶面在处理后第3天开始出现复绿斑点,在处理后第6、9天时出现大范围的复绿斑块,第12天整叶复绿.(2)ELISA测定结果显示,对照组正常叶的内源IAA含量显著高于对照组黄化叶,FeSO4处理后各个时期的复绿叶内IAA含量均显著高于对照组(正常叶和黄化叶).(3)qRT-PCR结果显示,对照组黄化叶内AUX1.1/1.3、GH3.1/3.2/3.5、SAUR 1/2/3/4、AUX/IAA 1/2/3/7表达量均显著高于对照组正常叶,FeSO4处理后其表达量大多较黄化叶显著减少;而对照组黄化叶内TIR1.1、GH3.3/3.4、AUX/IAA4/5/6表达量均显著低于对照组正常叶,FeSO4处理后其各时期表达量均较黄化叶显著增加.(4)对照组黄化叶内ARF3/4/5/6/7/8/9/10/15/17/18/19/20/21/22/23表达量均显著低于正常叶,FeSO4处理显著促进了 ARF3/5/6/9/19/20/21/22/23的表达;而对照组黄化叶内ARF1/2/11/12/13/14表达量显著高于正常叶,FeSO4处理则显著抑制了 ARF1/2的表达.(5)相关性分析结果表明,FeSO4处理后复绿叶内显著增加的Fe2+含量主要与AUX/IAA5、AUX/IAA6表达量显著上调相关;而IAA含量的显著增加则与GH3.3表达量显著上调、与SAUR1/2表达量显著下调相关.两者之间相关网络图错综复杂,其简要途径为:Fe2+→AUX/IAA5、AUX/IAA6→(ARF14)→ARF5→SAUR1、AUX/IAA1→SAUR2/TIR1.1/GH3.3→IAA.研究认为,IAA及其信号转导基因在FeSO4所诱导的'砀山酥梨'缺铁黄化叶复绿过程中可能发挥重要作用.

    '砀山酥梨'黄化复绿IAA信号转导基因相关性分析

    不同类型双色百合的花色形成分析

    王欢孔滢窦晓莹郎利新...
    606-614页
    查看更多>>摘要:以3个花朵双色的亚洲百合品种('Black Eye'、'Pieton,和'Twosome')为试验材料,通过对不同部位(花被片上部和下部)的花色表型、色素成分和含量进行综合分析,解析不同类型双色百合的形成机理.结果表明:(1)于紫色花被片下部检测到矢车菊素3-O-β-芸香糖苷一种花青苷,且在花被片下部深紫色的'Black Eye,中含量最高,而白色、黄色和橙色的花被片上部均未检测到花青苷.(2)3个品种的双色百合花被片上部和下部共检测到15种类胡萝 卜素成分,不同品种花被片上部和下部中类胡萝 卜素含量差异明显;'Pieton'花被片中的特征成分为花药黄质、紫黄质和β-胡萝 卜素,'Twosome'花被片中的特征成分为辣椒红素,'Black Eye,花被片中未检测到特征类胡萝卜素成分.(3)主成分分析发现不同百合品种中类胡萝 卜素成分和含量具有明显差异,而同一品种花被片上部和 下部类胡萝 卜素组成接近但含量差异显著.(4)回归分析发现,矢车菊素-3-O-β-芸香糖苷、辣椒红素、八氢番茄红素、玉米黄质和β-胡萝 卜素是影响百合花色的主要色素成分.研究表明,花青苷和类胡萝 卜素成分在花被片不同区域的差异积累是双色百合形成的主要原因.

    双色百合色素花青苷类胡萝卜素

    硝态氮与无机磷浓度及其比例对簇生舟形藻生长生理及细胞形态的影响

    陈宁何佳昕孙晓莉刘妍...
    615-626页
    查看更多>>摘要:为探究水体中不同氮、磷营养盐水平对硅藻生长的影响以及硅藻对营养盐污染的指示作用,该研究以簇生舟形藻(Navicula gregaria Donkin)为研究对象,采用不同浓度硝态氮(NO3--N,0.5~500 mg·L-1)、无机磷(H2PO4--P,0.05~25 mg·L-1)及氮磷浓度比(5 ∶ 1~100 ∶ 1)于室内培养13 d,胁迫期间测定分析各处理组簇生舟形藻的生长状况、生理指标及细胞畸形率.结果显示:(1)当NO3--N、H2PO4--P浓度及氮磷比分别低于50 mg·L-1、1 mg·L-1和50 ∶ 1时,簇生舟形藻13 d内的细胞密度、叶绿素a含量和蛋白质含量均随着浓度的增加逐渐升高,藻细胞内的MDA含量及SOD、CAT活性呈现持续下降的趋势;当NO3--N浓度为50 mg·L-1、H2PO4--P浓度为1 mg·L-1、氮磷比为50∶ 1时,簇生舟形藻的细胞密度、叶绿素a含量、蛋白质含量以及比生长速率最高;高浓度NO3--N(>250 mg·L-1)、H2 PO4-P(>5 mg·L-1)和高氮磷比(>50 ∶ 1)处理下,簇生舟形藻细胞密度、叶绿素a含量、蛋白质含量多显著降低,MDA含量及SOD、CAT活性与其他处理组相比却呈现明显上升趋势.(2)在500 mg·L-1NO3--N和25 mg·L-1 H2PO4--P处理第13天时,分别有8.6%和7.2%藻细胞形态发生畸变,表面不规则,细胞严重变形,细胞中心区域增宽,细胞末端微尖等现象.研究表明,水体中增加适当浓度和比例的氮磷营养盐可以促进簇生舟形藻类的生长和生理活性,但当环境中氮、磷及氮磷比过高时则会抑制簇生舟形藻的主要生理指标,最终影响其在水体中的生长情况甚至导致其生态群落结构发生变化.

    簇生舟形藻氮磷营养氮磷比生长生理

    平茬高度对中国沙棘萌枝能力及非结构性碳水化合物积累与分配的影响

    田登娟白双成聂恺宏吉生丽...
    627-634页
    查看更多>>摘要:为探讨中国沙棘(Hippophae rhamnoides ssp.sinensis)伐桩萌枝的养分投资与分配机制,以陕西省定边县15a中国沙棘人工林为研究对象,设置不平茬(对照)和平茬高度0、10、20 cm处理,分析伐桩萌枝能力、非结构性碳水化合物(NSC)对平茬高度的响应规律及其因果关系.结果显示:(1)随平茬高度增大,伐桩萌枝数量上升,萌枝存活力及生长能力先升后降;各个构件NSC含量先升后稳或先升后降,所有平茬处理均显著高于对照.(2)各个构件NSC储量先升后降,平茬10 cm时叶片、根系及整个克隆NSC储量均显著高于对照.(3)地上构件NSC分配比例先升后降、地下构件则先降后升,平茬10 cm时叶片、根系NSC分配比例最高且明显高于对照.(4)萌枝生长量与叶片NSC含量、储量呈显著正相关,萌枝数量及萌枝存活数量与其具有正相关趋势.研究表明,适当高度平茬可提高叶片和根系的NSC含量、储量及其分配比例,从而促进伐桩萌枝生长及其存活;中国沙棘叶片和根系的NSC含量、储量及其分配比例均以平茬10 cm时最大,且萌枝生长及存活能力最强.

    平茬高度萌枝能力非结构性碳水化合物中国沙棘