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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

    狗头枣果皮GH9基因家族鉴定及不同发育期的表达与纤维素含量分析

    王真珍陈国梁张亦弛马瑞峰...
    539-549页
    查看更多>>摘要:为了明确糖苷水解酶9(glycoside hydrolase 9,GH9)基因家族在枣果皮发育过程中的作用,该研究以狗头枣果实为材料,对其幼果期(Stage Ⅰ)、青果期(StageⅡ)、膨大期(StageⅢ)、白熟期(StageⅣ)、半红期(StageⅤ)、全红期(StageⅥ)6个不同发育阶段的果皮纤维素含量、细胞组织结构、GH9基因家族的生物信息学以及基因表达进行分析.结果表明:(1)在枣果实发育过程中,果皮纤维素含量在StageⅠ~StageⅢ略有增加,于StageⅢ达到最高(217.33 mg/g),随后快速显著下降并于StageⅥ降至最低(98.51 mg/g),较StageⅢ下降了 54.7%.(2)在枣果皮发育过程中果皮细胞在未着色时期紧密排列,在着色后明显皱缩且排列松散;番红-固绿染色后,从Stage Ⅰ到StageⅣ枣果皮角质层细胞和表皮细胞的细胞壁颜色由蓝绿色逐渐变为浅蓝进而转为粉色,胞内几乎没有颜色,说明狗头枣果皮细胞壁的纤维素含量从Stage Ⅰ到StageⅣ逐渐减少.(3)枣果实转录组测序发现,与Stage Ⅰ相比,StageⅡ~StageⅥ分别检测到1 090、2 039、3 300、4 594和7 855个差异表达基因;GO富集分析表明,在枣果实发育初期差异表达基因富集在与纤维素降解密切相关的水解酶活性分子功能中.(4)从枣基因组中鉴定到30个GH9基因家族成员,根据系统发育关系分为GH9A、GH9B和GH9C共3个亚族,其中GH9A亚族最大共有19个成员.(5)基因表达模式分析显示,所鉴定的30个GH9基因中有17个基因在果皮发育的Stage Ⅰ~StageⅢ均有表达且表达量高,而在StageⅣ~StageⅥ表达量低;荧光定量PCR验证结果显示,8个差异表达基因的表达量均随枣果实发育进程逐渐快速降低,其变化趋势与枣果皮纤维素含量变化趋势一致,也与转录组测序结果的表达水平的变化趋势一致.研究推测,GH9基因家族在枣果皮发育过程中具有降解植物细胞壁的作用.

    狗头枣果皮纤维素组织结构GH9基因家族转录组测序

    水母雪莲通气组织形成的相关基因SmLSD1克隆及表达

    蒋欣悦史国民代吴斌李凤珍...
    550-558页
    查看更多>>摘要:该研究以水母雪莲为实验材料,通过RT-PCR结合RACE技术克隆了通气组织形成相关基因SmLSD1(GenBank登录号为OL690334),并对该基因在不同胁迫下的表达量及编码蛋白结构进行测定分析.结果表明:(1)水母雪莲SmLSD1基因全长965 bp,包含537 bp的开放阅读框,编码178个氨基酸.(2)同源序列比对发现,水母雪莲SmLSD1蛋白与菊科植物牛蒡LSD1的氨基酸序列相似性最高,达到98.31%.(3)亚细胞定位显示SmLSD1基因主要在细胞核和细胞膜上表达;原核表达显示,SmLSD1基因编码氨基酸的分子量约为18 kD.(4)荧光定量分析显示,SmLSD1基因在根、茎、叶中均有表达,且在叶片中表达量最高;在低温、低氧及紫外胁迫下,SmLSD1基因的表达量下调.研究推测,SmLSD1基因在水母雪莲通气组织的形成以及对逆境胁迫的响应中发挥着重要作用.

    水母雪莲SmLSD1基因通气组织表达分析

    杂交兰及其花艺突变体中类黄酮成分差异的代谢-转录组联合分析

    孔兰林榕燕林兵钟淮钦...
    559-568页
    查看更多>>摘要:为探索杂交兰花艺突变体变异的分子机理,该研究以杂交兰'玉凤'及其花艺突变体'双艺金龙'为材料,利用靶向代谢组学和转录组学鉴定两者中类黄酮化合物含量差异及其相关通路上的差异表达基因.结果表明:(1)代谢组分析发现,杂交兰'玉凤'和'双艺金龙'花瓣中共检测到271种类黄酮代谢物,其中黄酮醇类和黄酮类代谢物的相对含量约占总类黄酮的30%~50%;共检测到38个差异代谢物(15个上调,23个下调);'玉凤'中差异最高的代谢物二氢山奈酚-7-O-葡萄糖苷(黄酮醇类)含量是'双艺金龙'的124 444倍,'双艺金龙'中差异最高的代谢物3,5,7,3',4'-五羟基-5'-异戊二烯基黄酮(黄酮醇类)含量是'玉凤'的7 244倍.(2)KEGG分析显示,差异代谢物显著富集在类黄酮、黄酮和黄酮醇生物合成途径.其中,在类黄酮生物合成途径上,根皮苷、黄腐醇、二氢山奈酚、二氢杨梅素和表没食子儿茶素含量升高,柚皮苷和二氢槲皮素含量降低;在黄酮和黄酮醇生物合成途径上,三叶豆苷和槲皮素含量均下降.(3)转录组分析共筛选到563个差异表达基因,与'玉凤'相比,'双艺金龙'中有220(39.1%)个基因上调表达,343(60.9%)个基因下调表达;KEGG分析发现,与类黄酮生物合成相关的差异基因(CCoAOMT、CHS、CHI、F3H和FLS)被显著富集.(4)qRT-PCR验证结果显示,'双艺金龙'中类黄酮生物合成相关基因(CHS2、CHS3、CHI、F3H、FLS)以及转录因子基因HD-ZIP的表达量较'玉凤'均显著下降,其表达量的变化趋势与代谢物含量的变化趋势一致.研究认为,类黄酮生物合成相关基因的低表达,使下游代谢物合成受阻,进而导致'双艺金龙'花艺的产生;推测类黄酮生物合成途径中的基因可能是杂交兰花色变化的关键基因.

    杂交兰花艺代谢组转录组类黄酮

    西葫芦NCED基因家族鉴定及其响应干旱胁迫分析

    刘建汀叶新如张前荣李永平...
    569-581页
    查看更多>>摘要:NCED基因家族成员在调节植物响应干旱胁迫中发挥着关键作用,该研究通过生物信息学技术分析NCED在西葫芦基因组中的分布、结构及进化,研究家族成员在不同组织中的表达特异性及其对10%PEG 6000模拟干旱、0.1 mmol·L-1 ABA激素和自然干旱胁迫的响应,以解析NCED基因家族的生物学功能.结果表明:(1)从西葫芦全基因组中鉴定出6个NCED家族基因(CpNCED1~6),且6个基因均不含内含子、分别分布于西葫芦的1、10、12、14、19和20号共6条染色体上.(2)理化性质分析发现,CpNCED1~6蛋白长度为569~590 aa,理论分子量在62.64~65.54 kD之间.(3)蛋白保守元件分析显示,除CpNCED3蛋白在遗传进化过程中出现3个基序(motif 12、motif 13和motif 15)的缺失外,其余5个蛋白都有完整的16个motif保守基序,且分布在600个氨基酸以内,同时大部分NCED蛋白序列保守性较高.(4)顺式作用元件分析显示,西葫芦CpNCED1~6基因均含ABRE、W box、MBS、P-box、TCA-element、CGTCA-motif、TGA-element 和 TGA-box 等潜在的干旱胁迫响应元件.(5)qRT-PCR分析表明,CpNCED1~6基因在西葫芦不同组织中的表达具有组织特异性,其中,CpNCED4和CpNCED1在茎中的表达量显著高于其他4个基因,CpNCED2、CpNCED4、CpNCED6在花中的表达显著高于其余3个基因且CpNCED2表达量最高,CpNCED1~6在果实和叶中的表达量均相对较低;与对照组相比,CpNCED1~6受模拟干旱、ABA激素和自然干旱胁迫均上调表达;伴随干旱胁迫的产生,叶片中脱落酸(ABA)含量逐渐升高,暗示CpNCEDs在西葫芦干旱胁迫响应与ABA的生物合成过程中发挥着正向调控作用.研究发现,6个CpNCED1~6基因与西葫芦干旱胁迫响应密切相关,且对西葫芦干旱胁迫的响应以及ABA生物合成具有重要作用,尤其以CpNCED2和CpNCED4基因的作用更为明显.

    西葫芦NCED基因家族生物信息学分析干旱胁迫表达分析

    流苏树山东不同居群的染色体核型分析

    牛牧歌郑芹李际红刘源...
    582-591页
    查看更多>>摘要:该研究采用常规染色体制片技术,对分布于山东省的流苏树5个自然地理居群的染色体核型进行观察分析,以揭示不同居群的流苏树核型特征、差异及其系统亲缘关系,为进一步探明流苏树的系统进化关系奠定细胞学基础.结果表明:(1)流苏树5个居群的染色体数目稳定,均为2n=2x=46;染色体以小型染色体为主;核型主要有中部着丝粒(m)、亚中部着丝粒(sm)组成,其中中部着丝粒居多,有1B、2B两种类型.(2)5个居群的流苏树核型公式分别为:B 居群 2n=2x=43m+3sm、T 居群 2n=2x=46m、S 居群 2n=2x=45m+sm、WS 居群 2n=2x=44m+2sm、Z居群2n=2x=45m+sm,这或许与其所处环境有关.(3)5个居群的流苏树核型不对称系数在54.29%~58.00%之间,各居群进化程度相对大小依次为B>S>WS>Z>T.(4)聚类分析结果显示,当遗传距离为1时,T和WS居群、B和S居群分别优先聚为一类,表明二者相互间的亲缘关系相对最近.研究认为,B居群和S居群进化程度较高,T居群相对原始,且T居群(泰山罗汉崖的流苏树居群)保护相对最好.

    流苏树核型分析进化关系

    蕨类植物紫萁绒毡层细胞凋亡的细胞学特征

    戴锡玲任媛媛王全喜曹建国...
    592-600页
    查看更多>>摘要:绒毡层凋亡过程是小孢子发生中的重要事件,以往的研究主要集中在被子植物,蕨类植物尚未见此方面的报道.该研究首次采用透射电镜和免疫荧光技术对蕨类植物紫萁(Osmnunda ja ponica Thunb.)绒毡层细胞凋亡的细胞学过程进行了观察,以明确紫萁绒毡层细胞的发育类型和凋亡特征,为蕨类植物绒毡层细胞凋亡的深入研究以及孢子发育研究提供依据.结果显示:(1)紫萁的绒毡层属于复合型,即外层绒毡层为分泌型,该层细胞发育过程中液泡化,营养物质被吸收;内层绒毡层为原生质团型,经历了细胞凋亡的过程.(2)绒毡层内层细胞在凋亡过程中细胞壁和细胞膜降解,细胞质浓缩且空泡化;细胞核内陷、变形,染色质浓缩凝聚,形成多数小核仁,DAPI荧光由强变弱;线粒体、质体、内质网、高尔基体等细胞器逐渐退化,液泡中多包含纤维状物、絮状物、黑色嗜锇颗粒和小囊泡等;出现多泡体、多膜体和细胞质凋亡小体,上述特征与种子植物绒毡层凋亡特征基本一致.(3)与种子植物相比,紫萁绒毡层的细胞凋亡开始得早,在整个凋亡过程中没有核凋亡小体的产生;除了产生孢粉素外,绒毡层细胞内产生了大量的丝状物质、絮状物质和电子染色暗的颗粒物,这些物质可能用于形成蕨类植物的孢子周壁.

    紫萁绒毡层凋亡孢子发育

    不同光质对辣椒叶色黄化突变体光合生理特性的影响研究

    戴云花刘周斌杨莎毛莲珍...
    601-610页
    查看更多>>摘要:以辣椒叶色黄化突变体yl1及其野生型6421为试材,用白光、蓝光、红光、绿光、紫光、黄光和远红光不同光质进行处理,考察其表型、生理及光合特性的变化特征,探究光质对黄叶辣椒植株生长发育的影响.结果显示:(1)蓝光与红光对辣椒幼苗的生长有促进作用,黄光和远红光则会显著抑制幼苗生长,6421生长受不同光质的抑制影响比yl1更大.(2)两个辣椒材料光合色素含量在不同光质下均不同程度降低;6421叶绿素总含量和类胡萝卜素含量在不同光质下均高于yl1,yl1和6421叶片的光合色素含量分别在紫光和黄光下最低.(3)蓝光和绿光能显著提高yl1的净光合速率(Pn),而不同光质处理均显著降低了 6421的Pn.(4)紫光处理使yl1的PSⅡ潜在活性(Fv/Fo)和最大光化学效率(Fv/Fm)值均显著降低且显著低于6421,但升高了光化学猝灭系数(qP)和非光化学猝灭系数(NPQ).(5)蓝光、红光和绿光均能提高辣椒的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性,而黄光处理的作用则相反.研究发现,蓝光和红光对辣椒的生长发育具有促进作用,而黄光和远红光具有显著抑制作用,辣椒叶色黄化突变体yl1抵抗光胁迫环境能力更强,尤其是在紫光下比野生型6421有更强的适应性.

    光质辣椒叶色黄化突变体生理特性

    蜡梅'美人醉'花色变化过程中生理生化特性研究

    谢燕贺英周宁智颜玉娟...
    611-617页
    查看更多>>摘要:该研究以成年乔种蜡梅'美人醉'[Chimonanthus praecox(L.)Link'Meirenzui']5个时期(蕾期、萌动期、初花期、盛花期和末花期)的花瓣内被片为材料,考察开花过程中花瓣色度值、花色素含量、可溶性蛋白含量、可溶性糖含量及其超氧化物歧化酶(SOD)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性的变化,并探讨各指标之间的相关性,以揭示蜡梅花色变化过程中生理生化指标的变化特征.结果显示:(1)'美人醉'花瓣的色度值从蕾期到末花期,花瓣红度a*值急剧减小,亮度L*值、黄度b*值和彩度C*值、色相角h.值逐渐增大.(2)在'美人醉'开花过程中,花瓣类黄酮、花色苷、叶绿素含量逐渐减少,类胡萝卜素含量先增加后减少.(3)'美人醉'花瓣可溶性蛋白含量在萌动期和盛花期显著下降,而可溶性糖含量在初花期降到最低值.(4)'美人醉'花瓣PAL活性随着开花进程呈先下降后上升的趋势,而SOD活性先显著上升,后保持平稳.(5)'美人醉'花瓣色度值与其类黄酮、叶绿素、花色苷、可溶性蛋白含量以及PAL活性均具有显著相关关系.研究表明,蜡梅'美人醉'花色变化是花色苷、类黄酮、叶绿素共同作用的结果,但花色苷含量的变化起着最直接的作用;花瓣可溶性蛋白、SOD、PAL通过一定的生理代谢途径对花色变化起着间接的影响.

    蜡梅'美人醉'花瓣花色色度值生理生化

    额济纳胡杨叶色变化特征及其影响气象因子分析

    郭春燕王佳郝玉珠李忠...
    618-627页
    查看更多>>摘要:以额济纳胡杨林为研究对象,在秋季胡杨叶片转色不同时期,测定其叶色参数、色素含量,并分析同期的环境气象条件变化特征及其与叶色参数、色素含量的相关性,探寻秋季额济纳胡杨叶片变色的主要影响因素,为胡杨叶片衰老及黄叶物候景观气象服务奠定基础.结果表明:(1)在秋季额济纳胡杨叶片转色过程中,其叶色参数L*、a*、C*值均呈逐渐上升趋势,b*和h值先增大后减小,视觉上叶片颜色变化依次表现为绿色、浅黄、金黄和橘黄色.(2)胡杨叶片变色期间,叶片中叶绿素含量大幅度下降,叶黄素、类胡萝卜素含量有缓慢上升再小幅下降趋势,花色素苷含量变化不大,可溶性糖含量也表现为先增大后减少的态势;与变色始期相比,变色终期总叶绿素与类胡萝卜素比值累计下降了 97.5%.(3)在胡杨叶片变色同期,环境气温逐渐降低,气温日较差稳定维持在14 ℃左右,直接辐射量逐渐减弱,平均空气相对湿度先增大后减小,但总体表现为增大趋势,蒸发量逐渐减小.(4)在胡杨叶片转色期间,叶色参数L*、a*、b*、C*与叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素以及叶绿素与类胡萝卜素比值均呈极显著负相关关系(P<0.01);环境最高气温、最低气温、平均气温与叶色参数L*、a*、b*、C*均表现为显著负相关关系(P<0.05),而与叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素含量以及叶绿素与类胡萝卜素比值均呈显著或极显著正相关关系;空气相对湿度与叶黄素、类胡萝卜素含量表现出显著或极显著正相关关系.研究发现,额济纳胡杨叶片在衰老变黄过程中逐渐显现出由浅到深的黄叶景观,这是叶绿素快速分解,类胡萝卜素含量相对升高的结果;气温是影响胡杨叶片衰老变黄的主要限制性气象因子,低温加速了叶绿素分解,较大的空气湿度有利于类胡萝卜素含量维持稳定,保持更长时间的黄叶景观.

    额济纳胡杨衰老叶色参数色素含量气象要素

    外源海藻糖对高温胁迫下穗分化期水稻叶片生理特性及产量的影响

    徐鹏贺一哲方双文朱铁忠...
    628-637页
    查看更多>>摘要:该研究以耐热型水稻品种Nagina22和热敏型水稻品种YR343为供试材料,采用盆栽试验,设置喷施清水+常温处理(NT0)、喷施清水+穗分化期高温胁迫(HT0),以及分别喷施5、10、15、20 mmol·L-1外源海藻糖+高温胁迫(分别记为HT1、HT2、HT3、HT4)共6个处理,分析外源海藻糖对高温胁迫下穗分化期水稻叶片叶绿素含量、光合气体交换参数、抗氧化酶活性、渗透调节物质含量、活性氧含量等生理特性,以及籽粒产量及其构成因素的影响,为水稻抗热栽培和耐热品种的选育提供理论依据.结果表明:(1)在高温胁迫下水稻穗分化期,2个水稻品种叶片的叶绿素含量、光合气体交换参数及渗透调节物质含量均降低,叶片MDA和H202含量以及O2·-的产生速率均上升,叶片抗氧化酶活性呈先增后降的趋势,最终显示水稻籽粒产量及其构成因素显著下降.(2)喷施外源海藻糖能显著增加高温胁迫下穗分化期水稻的每穗粒数、千粒重和结实率,从而提高籽粒产量,其中弱势粒千粒重和结实率的增幅高于强势粒,外源海藻糖最适喷施浓度为15 mmol·L-1.(3)喷施适宜浓度外源海藻糖可提高水稻叶片叶绿素含量,促进光合速率,增强抗氧化酶SOD、POD、CAT活性,增加可溶性糖、可溶性蛋白含量,降低MDA、H2O2含量以及O2·-的产生速率,缓解穗分化期高温胁迫对水稻的伤害而提高产量.研究发现,在高温胁迫条件下,水稻穗分化期外源喷施15 mmol·L-1的海藻糖能够较好地改善水稻叶片光合生理特性,提高渗透调节能力,增强抗氧化酶系统活性,从而提高水稻耐热性和籽粒产量.

    水稻穗分化期高温胁迫外源海藻糖叶片牛理特件产量