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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

    中国野生毛葡萄VqTLP15基因的克隆与抗病性功能研究

    王雅闫筱筱张修铭李智...
    727-738页
    查看更多>>摘要：该研究以抗病品种中国野生毛葡萄‘商-24'和感病品种欧洲葡萄‘红地球’为材料,利用RT-PCR方法克隆TLP15基因,分别命名为VqTLP15和VvTLP15(GSVIVT01018769001),对其进行生物信息学分析、亚细胞定位、转化拟南芥,并接种不同病原菌观察分析转基因株系的抗性,采用qRT-PCR检测SA和JA/Eth信号途径以及调控气孔运动的相关基因表达.结果 显示:(1)成功克隆获得VqTLP15基因的开放阅读框(ORF);氨基酸序列比对显示,VqTLP15基因与葡萄基因组网站欧洲葡萄‘黑比诺’VvTLP15和‘红地球’克隆的VvTLP15基因的同源性分别为98.99％和99.66％.(2)亚细胞定位表明,VqTLP15定位于细胞质.(3)成功获得VqTLP15转基因拟南芥株系(L1、L2、L3).(4)接种观察发现:白粉菌处理7d后转基因株系对白粉菌的抗性较野生型(Col-0)提高,且其叶片的白粉菌孢子浓度显著低于Col-0;灰霉菌诱导的叶片坏死性损伤在转基因株系(L1、L2和L3病斑面积＞40％的比例分别为71％、62％和67％)中显著大于Col-0(43％);接种PstDC3000后转基因株系叶片的病害表型没有Col-0明显,叶片孔径减小程度大于Col-0,且细菌浓度低于Col-0.(5)组织化学染色分析表明:白粉菌处理后转基因株系叶片胼胝质沉积、细胞死亡率和O2(-·)水平都显著大于Col-0;灰霉菌处理后转基因株系的细胞死亡率、H2O2和O2(-·)水平均高于Col-0;PstDC3000处理后细胞死亡率和O(-·)积累水平都高于Col-0.(6)qRT-PCR检测显示:接种白粉菌后,转基因株系中PR1和ICS1的表达水平均升高,PR1表达在接种72 h时达到峰值,而ICS1在接种120 h时达到峰值,LOX3的表达水平逐渐降低,并于接种120 h时降至最低水平,但仍高于Col-0;接种灰霉菌后,转基因株系中PR1、NPR1和PDF1.2基因的表达均上调,并在接种48 h时达到峰值,LOX3基因的表达水平下降,但仍高于Col-0;接种PstDC3000后,转基因株系中PR1、PDF1.2和NHL10的表达均高于Col-0,但WRKY53的表达低于Col-0,L1中COI1、FRK1、ATPPC2、FLS2、OST1的表达水平高于Col-0;接种flg22或LPS后,L1中COI1基因的表达低于Col-0,但ATPPC2、FLS2、OST1基因的表达水平高于Col-0.研究表明,过量表达VqTLP15基因降低了对白粉菌和PstDC3000的敏感性,增加了对灰霉菌的敏感性.VqTLP15基因可能通过介导水杨酸(SA)和茉莉酸/乙烯(JA/Eth)信号转导途径以及气孔免疫反应来参与植物的抗病防御反应,为葡萄抗病分子育种提供了一个可能的候选基因.

    VqTLP15白粉病灰霉病菌PstDC3000气孔中国野生毛葡萄

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    文心兰COL基因的分离及其表达分析

    方能炎罗远华林榕燕樊荣辉...
    739-746页
    查看更多>>摘要：CONS TANS (CO)及CONSTANS-like (COL)基因在光周期调控植物开花中起到重要的作用.该研究以文心兰(Oncidium)品种‘金辉’为材料,分离了CO同源基因OnCOL2及另外2个COL基因(OnCOL8和OnCOL9),它们分别编码326、411和291个氨基酸;生物信息分析预测它们均定位于细胞核;OnCOL2、OnCOL8有2个锌指B-box结构域和1个CCT结构域,而OnCOL9缺少B-box结构域.多序列比对及进化树分析结果表明,所有COL蛋白可划分为3组,OnCOL2与OnCOL8、OnCOL9分到了2个不同组中.OnCOL2与建兰(Cymbidium ensifolium)CeCOL(90.77％)高度相似;OnCOL8与OnCOL9在进化关系上更为接近,分别与拟南芥(Arabidopsisthaliana)AtCOL9和AtCOL10关系最近,它们在B-box和CCT结构域都极为保守.表达分析结果表明OnCOL2、OnCOL8与OnCOL9分别在花、根和假鳞茎中表达量最高,在叶片中的表达呈周期性变化趋势,且在长、短日照条件下表达的峰值及时间均存在差异,在花芽分化时期的叶片中表达量均显著上调.研究表明,OnCOL2、OnCOL8与OnCOL9基因均受到生物钟和日长调节,在光周期途径中,可能通过上调它们的表达以促进文心兰花芽的形成.该研究结果为进一步研究基因功能及光周期调控文心兰开花机制奠定了基础.

    文心兰COL生物钟花芽分化表达分析光周期

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    龙眼体胚发生过程中DlAGO4基因的克隆及表达分析

    陈荣珠申序林美珍陈晓慧...
    747-755页
    查看更多>>摘要：该研究基于龙眼基因组数据库,采用RT-PCR技术,以‘红核子’品种龙眼松散型胚性愈伤组织cDNA为模板,进行龙眼胚性愈伤组织DlAGO4基因的克隆和生物信息学分析,并采用实时荧光定量技术分析其在龙眼体细胞胚胎发生不同阶段、不同组织部位、激素和非生物胁迫处理以及5-氮胞苷(5-azac)处理的表达模式.结果 表明:(1)DlAGO4基因cDNA全长为3 425 bp,包含开放阅读框长度为2 781 bp,编码926个氨基酸.(2)生物信息学分析表明,DlAGO4蛋白为碱性亲水非分泌蛋白,含有AGO经典的保守结构域PAZ和Piwi,与克莱门柚CcAGO4的同源性最近,含有85个磷酸化位点和2个糖基化位点;亚细胞定位预测其最可能定位于细胞核;MicroRNA预测显示,DlAGO4基因受到4个miRNA靶向调控.(3)qRT-PCR结果表明,DlAGO4在龙眼球形胚阶段和种子中相对表达量最高;激动素、水杨酸、NaCl、甘露醇、PEG-4000和ABA处理均能促进DlAGO4基因的表达,而2,4-D和MeJA处理抑制其表达;不同浓度的5-azac处理1d和3d抑制DlAGO4的表达,但从处理第6天开始该基因呈上调表达,并于处理第12天相对表达量最高.研究认为,DlAGO4基因可能参与龙眼球形胚和种子的转录调控,且可能参与KT、SA的激素信号转导途径和NaCl、甘露醇、PEG-4000、ABA的逆境胁迫响应途径以及DNA甲基化调控机制.

    龙眼体胚发生AGO4激素响应非生物胁迫5-氮胞苷实时荧光定量PCR

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    毛果杨羧酸酯酶基因家族的功能研究

    金宇霆王晓茹
    756-765页
    查看更多>>摘要：羧酸酯酶(CXE)是一类具有α/β折叠结构域的水解酶类,在植物生长发育和胁迫响应中发挥着重要作用.该研究以毛果杨(Populus trichocarpa)植株为材料,通过TBLASTN搜索和手动校正鉴定毛果杨CXE基因,并分析CXE基因家族基本特征、基因结构和表达模式,通过亲和层析纯化大肠杆菌表达的毛果杨CXE蛋白,然后利用荧光法和pH指示剂法测定CXE蛋白酶学活性,为深入揭示林木CXE基因家族的功能奠定基础.结果 表明:(1)从毛果杨基因组中共鉴定出52个CXE基因,且52个CXE蛋白都含有完整的α/β水解酶结构域;毛果杨52个CXE基因分为3个类型,每一类型分别有39、4和9个CXE基因.(2)毛果杨CXE基因在染色体上的分布不均匀,其中有28个CXE基因以基因簇的形式分布在6条染色体上,其余24个CXE基因分散分布在16个染色体上.(3)毛果杨8个CXE基因在木质部、韧皮部、叶、小枝和根等5个组织部位均未检测到表达,其余44个CXE基因在5个组织部位呈现差异性表达.(4)在大肠杆菌中表达并纯化了5个毛果杨CXE蛋白(PtCXE4、5、6、41、43),且5个蛋白对植物体内发现的24个天然底物的催化能力测定发现,PtCXE5可以催化天然底物的个数最多(11个);酶学性质分析表明,5个蛋白都可以催化4-甲基伞形酮乙酸酯(4-MU acetate)和4-甲基伞形酮丁酸酯(4-MU buty-rate)水解,却都不能催化4-甲基伞形酮月桂酸酯(4-MU laurate)和4-甲基伞形酮棕榈酸酯(4-MU palmitate)水解,且随着底物碳链长度的增加,蛋白的催化活性也随之下降;酶活性的pH依赖性分析发现,在pH6.0～9.0范围内,随着pH的升高5个蛋白的催化活性均呈现升高的趋势.

    毛果杨羧酸酯酶基因家族表达模式酶学性质分析

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    SPINDLY在壳寡糖诱导拟南芥抗丁香假单胞菌中的功能

    刘俊杰贾晓晨赵小明王文霞...
    766-772页
    查看更多>>摘要：为了探讨拟南芥O-岩藻糖基转移酶(SPINDLY)在病原体相关分子模式诱导抗性中的作用,该研究以SPINDLY缺失拟南芥突变体spy-3为实验材料,从叶片表型、病情指数、病菌定殖量以及丁香假单胞菌(PstDC3000)关键基因的表达水平等指标,系统考察了SPINDLY在壳寡糖诱导拟南芥抗Pst DC3000中的功能.结果 显示;(1)spy-3突变体比野生型更易被PstDC3000侵染.(2)与病菌侵染组相比,壳寡糖预处理明显缓解植株叶片黄化现象,显著降低PstDC3000的定殖量.(3)壳寡糖预处理的spy-3植株中水杨酸和茉莉酸途径相关基因的表达量及水杨酸和茉莉酸含量均较病菌侵染组明显升高.(4)壳寡糖在spy-3中的诱抗效果与野生型相比无明显差别.研究表明,SPINDLY在植物先天免疫过程发挥重要作用,但并不影响壳寡糖的诱导抗性.

    O-岩藻糖基化壳寡糖病原体相关分子模式O-岩藻糖基转移酶植物免疫丁香假单胞菌(PstDC3000)

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    多年生黑麦草温度胁迫差异表达转录因子的比较转录组分析

    李鑫雨何媛代娅李彩侠...
    773-784页
    查看更多>>摘要：多年生黑麦草是禾本科冷季型草种,温度胁迫严重影响其分布和产量.转录因子调控基因表达在植物响应逆境胁迫中发挥重要作用.该研究以多年生黑麦草品种雅晴为材料,采用高通量RNA-seq技术,对热(40℃)、冷冻(-10℃)和对照(22℃)处理的样本进行转录因子应答分析,以探索多年生黑麦草转录因子对温度胁迫的响应规律,并筛选抗逆转录因子候选基因.结果 显示:(1)共鉴定了694个转录因子unigenes,分属于AP2/ERF、GTF、HSF、MYB、NAC、WRKY、bHLH和bZIP等32个家族.(2)在热和冷冻胁迫下,ERF(AP2/ERF)、MYB、NAC和bZIP家族基因均以上调为主,而WRKY家族则多数下调.HSF、GTF和DREB(AP2/ERF)家族成员大多数受热诱导上调,而多数bHLH家族成员受冷冻胁迫上调.(3)功能富集结果表明,多年生黑麦草差异表达的转录因子基因主要参与植物激素信号转导、昼夜节律和病原体互作等通路.研究表明,多年生黑麦草中与胁迫适应相关的转录因子基因普遍上调表达,而与生长和抗病相关的基因多数下调.该研究筛选到大量抗逆转录因子候选基因,为分子育种提供抗逆基因资源.

    多年生黑麦草转录因子热和冷冻胁迫应答AP2/ERFbHLHbZIPGTFHSFMYBNACWRKY

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    江西野生寒兰居群遗传结构与遗传多样性研究

    谢慧敏张威罗火林杨柏云...
    785-794页
    查看更多>>摘要：该研究采用叶绿体基因组片段(petB-petD)和核基因组ITS序列,对分布于江西的寒兰17个自然居群的252个体进行遗传结构与遗传多样性分析,以明确江西野生寒兰遗传多样性水平与居群遗传结构特征,为探寻江西寒兰资源数量锐减以及保护提供理论依据.结果 表明:(1) nrDNA ITS序列长度652～658 bp,总变异位点140处,变异位点百分率为21.3％～21.5％,(G+C)含量为58.9％～67.1％.cpDNA序列长度522～529 bp,有变异位点9处,变异位点百分率为1.70％～1.72％,(G+C)含量为32.9％～33.7％.(2)分子方差分析(AMOVA)表明,种群内的遗传变异大于种群间变异,cpDNA片段居群间的遗传变异为40.76％,居群内为59.24％;ITS居群间的遗传变异为28.96％,居群内为71.04％;基因流(Nm)较大,cpDNA片段Nm为1.226 5;ITS Nm为0.726 7.(3)ITS和cpDNA数据失配分析和中性检验均表明江西寒兰野生居群在历史近期经历了扩张事件,nrDNA ITS序列较叶绿体序列进化较快,变异速率也较快.

    寒兰ITScpDNA遗传结构遗传多样性

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    中国部分野生黄精属植物的染色体核型分析

    周建金罗晓锋江金兰叶炜...
    795-810页
    查看更多>>摘要：采用常规压片法,对中国部分野生黄精11个种、43个居群的染色体进行了核型分析,结果显示:(1)43个居群均为二倍体,染色体数目在16～60之间,基数n=8、9、10、11、12、13、15、17、30.(2) 43个居群中,15个居群为“2B”型,22个居群为“3B”型,6个居群核型为“2C”型;核型不对称系数在55.78％～75.60％,最长染色体与最短染色体的比值在2.01～6.12之间.(3) 43个居群中有23个居群有数目不等、位置不同的随体.(4)中国野生黄精资源从互生叶到轮生叶的染色体数目逐步增加,核型特点表现为:①臂比逐渐增大;②随体逐渐消失;③核型不对称性逐步增强;④不对称系数逐渐增加.研究表明,中国野生黄精不同种或居群的遗传多样表现在染色体数量、不同类型染色体数量以及它们在核型中的排序位置、随体的位置等方面的差异.

    中国野生黄精属染色体核型分析

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    藏东南色季拉山薄毛海绵杜鹃叶解剖结构特征与环境适应性

    郭文文卓么草方江平卢杰...
    811-818页
    查看更多>>摘要：以藏东南色季拉山9个不同海拔梯度的薄毛海绵杜鹃(Rhododendron aganniphum var.schizopeplum)叶片为试验材料,采用石蜡切片技术,测定10项叶片解剖结构指标,应用叶片解剖结构指标的可塑性指数和相关性分析方法探索薄毛海绵杜鹃对藏东南色季拉山强紫外辐射和高寒环境的适应性.结果 表明:(1)薄毛海绵杜鹃叶片为异面叶,上表皮有明显的角质层,下表皮有表皮毛,栅栏组织细胞2～3层.(2)随着海拔的升高,叶片角质层厚度、上下表皮厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度、叶片厚度呈现明显增大趋势,而组织结构紧密度和疏松度变化不显著,主脉突起度呈现下降趋势.(3)各项叶片解剖结构指标的可塑性指数显示,薄毛海绵杜鹃在解剖结构上表现出较小的可塑性,对外界环境的适应能力较弱.(4)依据薄毛海绵杜鹃各项叶片解剖结构指标的相关性分析结果,除海绵组织厚度与栅栏组织厚度、下表皮厚度与上角质层厚度之间相关性不显著外,其余各指标之间均呈显著相关关系,且叶片的解剖结构指标方面也存在明显的协同进化现象.研究发现,藏东南色季拉山薄毛海绵杜鹃通过增加叶片角质层厚度、表皮厚度和叶肉厚度等解剖结构指标的方式增强对外界极端环境的适应能力,从而有利于其在恶劣的高山生境下生存繁衍,使该物种成为生态位理论中的广幅种.

    薄毛海绵杜鹃叶片解剖结构环境适应性色季拉山

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    甘草叶片渗透调节物质及蔗糖代谢相关酶对干旱胁迫的响应特性

    张东刘艳张晗王洋...
    819-827页
    查看更多>>摘要：该研究以甘草幼苗为试材,采用盆栽自然干旱方法,设计对照(CK)、轻度(LS)、中度(MS)、重度(SS)干旱胁迫处理,测定分析甘草叶片的渗透调节物质及蔗糖代谢相关酶[蔗糖磷酸合成酶(SPS)、蔗糖合成酶合成方向(Ss+)、蔗糖合成酶分解方向(Ss-)、中性转化酶(NI)、酸性转化酶(A1)、淀粉磷酸化酶(SP)]活性的变化,以探讨甘草的渗透调节特性以及糖分调节的酶学机制,揭示甘草对干旱胁迫的响应机理.结果 显示:(1)随着干旱胁迫程度的加剧,甘草叶片可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸含量呈逐渐增加的趋势,束缚水/自由水的比值呈先增加后降低的趋势.(2)随着干旱胁迫程度的加剧,甘草叶片蔗糖、葡萄糖、果糖含量均呈先升高后降低的趋势,但不同胁迫强度出现峰值的时间不同;其中在CK和LS干旱胁迫时蔗糖含量＞淀粉含量＞葡萄糖含量＞果糖含量,在MS和SS干旱胁迫时淀粉含量＞葡萄糖含量＞蔗糖含量＞果糖含量,表明随着干旱程度的增加,甘草叶片中蔗糖转化成了淀粉.(3)随着干旱胁迫程度的加重,甘草叶片的SPS活性呈先升高后降低的趋势,Ss活性和Inv(蔗糖转化酶)活性呈逐渐升高的趋势,SP活性呈逐渐降低的趋势;各胁迫处理的Ss+活性与CK差异不显著,而Ss-活性与CK差异显著,并且Ss-活性在各胁迫处理下远大于Ss+活性,表明甘草叶片Ss-活性在蔗糖代谢过程中占主导作用.(4)相关分析结果显示,在LS中,NI与蔗糖呈负相关关系,Ss-与淀粉呈显著正相关关系、与蔗糖呈负相关关系;在MS中,蔗糖和葡萄糖与SPS、Ss+、Ss-、NI和AI均呈正相关关系,与SP呈负相关关系;在SS中,SP和NI与蔗糖呈正相关关系,而与淀粉呈负相关关系;表明在轻度干旱处理下,Ss参加了蔗糖的分解,继而合成淀粉;在中度和重度干旱条件下,SP主要催化淀粉的分解来增加蔗糖含量以此平衡蔗糖代谢.

    甘草干旱胁迫渗透调节蔗糖

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