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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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    百子莲ApSPI基因原核表达及其重组菌的抗逆性研究

    李蕊莲陈冠群申晓辉
    1087-1096页
    查看更多>>摘要：丝氨酸蛋白酶抑制剂(Serine Protease Inhibitor,SPI)通过抑制靶蛋白活性参与调节内源蛋白平衡,并在植物发育、防御机制中发挥重要作用.该研究利用RACE技术克隆获得百子莲(Agapanthusp raecox ssp.orientalis)ApSPI基因全长序列,构建了E.coli Transetta(pET-32a-ApSPI)重组菌株,并检测重组菌株在不同非生物胁迫下的耐受性.结果 显示:(1)ApSPI基因全长为652 bp,开放阅读框为366 bp,编码122个氨基酸.(2)ApSPI蛋白含有一个N端信号肽和一个典型的Kazal结构域,是一种Kazal型丝氨酸蛋白酶抑制剂.重组蛋白最佳诱导温度为37℃,诱导时间6h,IPTG浓度为0.1 mmol· L-1,且主要以可溶性形式存在.(3)重组菌非生物胁迫耐受性研究发现,重组菌Transetta (pET-32a-A pSPI)对NaCl(200～400 mmol·L-1)、KCl(200～400 mmol·L-1)和PEG6000(5％)的耐受性明显高于对照菌株T ransetta (pET-32a).研究表明,过表达ApSPI蛋白增强了大肠杆菌对盐、干旱胁迫的抗性,为进一步研究ApSPI在植物抗逆中的作用奠定了基础.

    百子莲丝氨酸蛋白酶抑制剂原核表达非生物胁迫抗逆性研究

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    马铃薯萜类合酶基因StHcS的功能鉴定

    陈懿瑶王丽平谌琴琴王强...
    1097-1104页
    查看更多>>摘要：为了研究马铃薯萜类代谢物的生物合成机制,从马铃薯基因组数据中筛选到一个萜类合酶基因.通过RT-PCR方法,从致病疫霉侵染后的马铃薯品种'费乌瑞它'中成功克隆到该基因,命名为StHcS,并对其进行生物信息学分析、生化功能鉴定及表达模式分析.结果 表明:(1)序列分析显示StHcS编码区序列长1 497 bp,编码498个氨基酸,分子质量为74.78 kD.(2)StHcS基因编码的蛋白序列含有DDXXD催化功能域,与短柱茶(Camellia maliflora)中的四甲基环癸二烯甲醇合酶相似度最高.(3)蛋白体外催化实验和大肠杆菌代谢工程分析表明,StHcS可以催化生成倍半萜化合物四甲基环癸二烯甲醇(hedycaryol).(4)基因表达分析显示,StHcS可以被致病疫霉侵染诱导表达反式法尼烯焦磷酸(FPP),且在侵染后72 h表达最高;GC-MS分析显示,在受侵染的马铃薯块茎中检测到四甲基环癸二烯甲醇.StHcS生化功能的鉴定为倍半萜合酶的研究提供了多样性,也是首次在马铃薯中发现的四甲基环癸二烯甲醇合酶,为马铃薯萜类代谢途径解析提供了参考.

    马铃薯倍半萜合酶四甲基环癸二烯甲醇代谢工程生化功能

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    香鳞毛蕨DfDREB基因克隆与表达模式分析

    汤珣官亚琳陈玲玲夏德鑫...
    1105-1113页
    查看更多>>摘要：DREB (dehydration-responsive element-binding)转录因子是响应非生物胁迫反应的主要调节因子,为探索DREB在多年生草本药用植物香鳞毛蕨[Dryopteris fragrans (L.)Schott]抗逆过程中的功能,该研究克隆了DfDREB基因并进行生物信息学分析,采用qRT-PCR方法分析了DfDREB基因在不同激素及干旱、NaCl、高温和低温等逆境胁迫处理下的表达模式.结果 表明:(1)成功获得DfDREB基因全长1 203 bp,其编码401个氨基酸,相对分子质量为43.66 kD,等电点为6.13,是亲水性非分泌蛋白,该蛋白具有AP2保守结构域,属于AP2家族.(2)实时荧光定量PCR分析表明,DfDREB基因在香鳞毛蕨根、叶柄和叶中均有表达,其中在叶中表达量最高,根中表达量最低;在水杨酸(SA)、茉莉酸甲酯(MeJA)和乙烯利(ETH)处理时,DfDREB基因表达上调,并都在1h时表达量达到峰值;在脱落酸(ABA)处理时,DfDREB基因的相对表达量仅在12 h和24 h时呈上调表达,其余时间为下调表达;在干旱、NaCl和高温处理时,DfDREB基因表达均上调;低温处理0.5h和12 h时DfDREB基因表达显著上调,但在低温处理1～6 h和24 h时无明显变化.研究表明,DfDREB基因响应激素和非生物胁迫处理,且基因表达受胁迫诱导.该研究结果为进一步探索香鳞毛蕨抗逆分子机制奠定了基础.

    香鳞毛蕨DREB转录因子生物信息学分析表达分析

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    云杉NBS-LRR基因的克隆与表达分析

    刘裕峰刘利娟杨帅曾倩...
    1114-1122页
    查看更多>>摘要：为深入研究NBS-LRR基因在川西云杉(Picea bal ouriana)抗落针病过程中的分子作用机制,该研究根据GenBank数据库中其他植物NBS-LRR基因保守序列设计引物,利用RT-PCR技术,克隆云杉NBS-LRR基因全长cDNA序列(PbNBS-LRR),分析该基因及其编码蛋白的相关信息并进行基因表达研究.结果 表明:(1)成功获得PbNBS-LRR基因的全长2 616 bp(基因登录号:MK044348),且包含一个2 508 bp的完整阅读框(ORF),共编码836个氨基酸,其氨基酸序列具有NBS-LRR类抗病基因典型的NB-ARC结构域和LRR结构域.(2)云杉PbNBS-LRR与北美云杉(Picea sitchensis)NBS-LRR类抗病蛋白相似性最高,达到98％;分子进化分析进一步表明,PbNBS-LRR与北美云杉NBS-LRR亲缘关系最近,其次为糖松(Pinus lambertiana)和火炬松(Pinus taeda).(3)qRT-PCR分析表明,NBS-LRR基因在川西云杉、粗枝云杉(Picea asperata)和丽江云杉(Picea likiangensis)的根、树干韧皮部、嫩枝及针叶中均有表达,在川西云杉和粗枝云杉的根部以及丽江云杉的树干韧皮部中表达量最高;在落针病病原菌侵染川西云杉和粗枝云杉的初期(5月)以及丽江云杉的后期(9月),NBS-LRR基因的表达量最高,分别为对照的1.73倍、2.11倍和90.49倍,表明NBS-LRR基因参与了云杉落针病的防御反应.

    云杉NBS-LRR基因克隆表达分析

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    小麦MTP基因家族分析及其在胁迫下的作用

    杨蕾卢晨朱永兴尹军良...
    1123-1134页
    查看更多>>摘要：金属耐性蛋白(metal tolerance protein,MTP)通过结合流入或流出胞质溶胶中的金属来维持植物体内的金属稳态.该研究通过多种生物信息学方法鉴定并分析小麦基因组TaM TP基因,并用qRT-PCR技术分析TaMTP基因在多种重金属胁迫下的表达情况,为深入研究该家族基因对小麦生长发育的调控机理及其抗逆性提供理论依据.结果 表明:(1)TaMTPs均具有阳离子外排家族结构域,大多数成员具有锌转运蛋白二聚结构域;系统发育和聚类分析显示,TaMTP蛋白主要分为G1、G5、G6、G7、G8、G9和G12七组;基因结构和基序分析表明,TaMTP基因多具有相对保守的外显子一内含子排列和保守基序.(2)由RNA-Seq数据的基因表达谱分析发现,不同TaMTP基因都有其独特的表达机制,其中TaMTP1-1Bb和TaMTP1-1D在非生物胁迫下表达水平较高,TaMTP1-1A、TaMTP1-1Bb、TaMTP1-1D、TaMTP11-3Ab、TaMTP11-3B和TaMTP11-3D在生物胁迫下有较高的表达量.(3)qRT-PCR分析表明,当小麦遭受锌(Zn)、铜(Cu)、钴(Co)、镉(Cd)、锰(Mn)和铁(Fe)重金属胁迫时,TaMTP1-1A、TaMTP8-4A、TaMTP8一4D、TaM TP11-3Aa和TaM TP11-3B共5个TaMTP基因的表达水平增加,表明每种金属离子均可诱导这些TaM TP基因在根和叶的表达,但TaM TP1-1A和TaM TP8-4A在Fe3+与Cu2+胁迫下的表达情况完全相反,且在Fe3+胁迫下小麦叶和根组织中2个基因的表达量均很低,推测TaM TPs可能参与相应的微量元素的耐受或转运,但不同TaM TP对不同金属的转运功能存在差异.

    生物信息学分析CDF(阳离子外排)家族MTP(金属耐受蛋白)家族重金属胁迫金属稳态

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    复幼促进核桃不定根发生的DNA甲基化机制探讨

    李莉宋晓波常英英张俊佩...
    1135-1147页
    查看更多>>摘要：该研究以核桃的复幼和成龄插穗为材料,通过甲基化修饰依赖性内切酶测序技术(MethylRAD-Seq),在全基因组水平上检测成龄与复幼插穗中DNA甲基化位点分布特征,进一步对复幼处理前后插穗中差异甲基化位点相关基因的表达情况进行分析.结果 显示:(1)复幼处理可显著降低核桃插穗的DNA甲基化水平.(2)功能富集分析结果显示,差异甲基化位点相关基因主要参与油菜素内酯信号转导、次级代谢产物生物合成和木质素生物合成等功能,参与光合作用、MAPK (mitogen-activated protein kinase,MAPK)信号通路、果糖和甘露糖代谢、cAMP(cyclic AMP,CAMP)信号途径和苯丙烷生物合成等代谢通路.(3)qRT-PCR分析结果显示,复幼处理前后,不定根发生的关键调控基因NAC1、ARF5、ARF6和WRKY22在复幼和成龄材料中具有不同的表达模式.研究认为,复幼处理降低了核桃插穗中基因组DNA的甲基化水平,进而影响不定根发生过程关键功能基因的表达,可能是复幼调控核桃不定根发生能力的重要途径.

    核桃复幼不定根发育阶段转变Methyl-RAD测序

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    基于BSA-seq法的油菜野芥胞质雄性不育恢复基因的分析

    尹明智胡燕
    1148-1156页
    查看更多>>摘要：细胞质雄性不育是利用杂种优势创制油菜杂交种的重要途径之一.而恢复系的选育及恢复基因的研究有利于提高细胞质雄性不育系的应用价值.该研究以甘蓝型油菜细胞质雄性不育系1193A和恢复系15-R1为亲本,以F2群体构建了2个极端性状混池,采用BSA-seq技术方法,对恢复基因进行定位分析.结果 表明:(1)不育系1193A与恢复系15-R1之间共获得非同义突变的SNPs共33 883个,混池间共有7 996个非同义编码突变.(2)InDel检测与注释结果表明,亲本间引起移码突变的有2 918个,混池间引起移码突变的有840个.(3)综合SNP和InDel的关联分析结果,将恢复基因定位于C09染色体上的0～880000区域,总长度为880 kb.(4)对候选区域的SNP和InDel注释发现,亲本间存在非同义突变的SNP共40个,混池间存在非同义突变的SNP共65个,亲本间存在移码突变的InDel共7个,混池间存在移码突变的InDel共儿个;对候选区间内的编码基因进行注释,结果共注释到162个基因,其中存在非同义突变基因11个,移码突变基因5个,这些基因可能与育性恢复有关.

    油菜野芥细胞质雄性不育恢复基因基因组测序BSA法

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    青藏高原5种石竹科垫状植物的核型研究

    徐波孙文光李志敏
    1157-1163页
    查看更多>>摘要：垫状植物是高山冰缘带植物区系的重要组成成分,是植物适应高寒环境趋同进化的特殊生活型.该研究以采自西藏和云南高山冰缘带的5种石竹科垫状植物种子为材料,采用滤纸萌发法、常规压片法镜检观察分析其核型,为青藏高原垫状植物积累核型资料,并为探讨极端环境下特殊生活型植物的核型进化机制提供依据.结果 表明:5种植物均为二倍体,染色体核型分别为:密生福禄草(A renaria densissima),2n=2x=20m+ 2sm,2A;山生福禄草(A.oreophila),2n=2x=22m,1A;团状福禄草(A.polytrichoides),2n=2x=20m+ 2sm,2A;大花福禄草(A.smithiana),2n=2x=20m+ 2sm,1A;囊种草(Thylacospermum caespitosum),2n=2x=18m+4sm,2A.囊种草与福禄草亚属植物的染色体数目一致,为二者在分子系统发育框架下形成的独立分支提供核型证据.并讨论了5种垫状植物古多倍体物种形成的核型进化与中新世青藏高原及周边地区地质抬升的关联.

    垫状植物青藏高原石竹科染色体数目

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    槲蕨配子体形态发育的扫描电镜观察

    梅红雪顾钰峰李婧王欣...
    1164-1170页
    查看更多>>摘要：该研究以水龙骨科(Polypodiaceae)槲蕨(Drynaria roosii Nakaike)为研究对象,在人工培养条件下,采用扫描电镜观察其配子体发育的全过程,以期从三维立体角度揭示槲蕨配子体各发育阶段中的一些精细结构,为进一步补充部分经典形态学理论提供依据.结果 显示:(1)槲蕨孢子萌发过程中原叶体母细胞的初生假根存在两条同时生长的现象.(2)槲蕨配子体的假根膨大及分叉现象普遍,且具有2层细胞壁,基部呈圆孔状结构.(3)槲蕨的原叶体腹面及边缘处毛状体非常发达,且乳突状单细胞毛状体和针状单细胞毛状体混生.(4)精子器释放精子时,盖细胞前后呈不同开裂状态.(5)发现精细胞向游动精子转化可能的限制性结构是细胞膜,细胞膜表面附着有碎屑状物质.(6)观察到腹沟细胞的解体过程是从近颈卵器开口处的细胞膜开始逐渐向四周及其后下方扩展.(7)发现了颈壁细胞在排列顺序和数量上都不稳定的畸形颈卵器、体积正常但无法区分雌雄的性器及体积显著增大呈锥形的泡状败育性器.

    槲蕨配子体发育扫描电镜

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    西瓜接穗对嫁接苗根系糖代谢及生长发育的影响

    赵加欣张静亚尚庆茂谢露露...
    1171-1179页
    查看更多>>摘要：该研究以西瓜品种'早佳8424'、南瓜品种'伟砧1号'为试验材料,设置2个嫁接组合西瓜倩瓜(W/P)和南瓜/南瓜(P/P),采用贴接法嫁接,并以不嫁接的南瓜自根苗(P)为对照,通过玻璃温室营养钵育苗试验测定了西瓜接穗对嫁接苗根系生长发育及糖代谢的影响.结果 表明:(1)西瓜嫁接苗(W/P)根系生长指标(鲜质量、干质量、根体积等)和根系活力,以及地上生长指标(地上部鲜质量、干质量和叶面积)均显著低于南瓜嫁接苗(P/P)和南瓜自根苗(P).(2)幼苗根系总糖、可溶性糖、还原糖、淀粉以及蔗糖、葡萄糖和果糖含量均表现为W/P＜ P/P＜P,且在嫁接后18 d时各处理间均存在显著性差异.(3)在嫁接后18 d时,W/P嫁接苗根系中细胞壁转化酶(CWIN)和己糖激酶(HXK)的活性和相关基因(CWIN、HXK)表达水平较南瓜嫁接苗(P/P)和南瓜自根苗(P)均显著降低.研究发现,西瓜接穗可能通过抑制嫁接苗根系糖的积累,以及抑制CWIN和HXK的活性,从而抑制嫁接苗的根系生长和活力.

    嫁接西瓜接穗根系糖代谢细胞壁转化酶己糖激酶

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