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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

    蒙古沙冬青AmRD22基因的克隆及耐逆功能研究

    张敏王学峰马利刘佳杰...
    1083-1092页
    查看更多>>摘要:脱水应答蛋白22(RD22)属于植物特有的BURP蛋白家族中的一个亚族,与耐逆性关系密切.该研究从中国西北荒漠区特有的强耐逆植物蒙古沙冬青克隆到一个RD22基因(AmRD22)的全长cDNA,并对其编码蛋白、表达模式和耐逆功能进行了研究.结果表明:(1)AmRD22蛋白(360 aa)的初级结构中含有RD22亚族共有的4个结构域,预测其定位于细胞壁;在功能已知的RD22蛋白中,AmRD22与大豆GmRD22的进化关系最近.(2)在室内培养的蒙古沙冬青幼苗中,AmRD22的表达受失水、高盐、低温和ABA胁迫的诱导显著上调,其中失水和低温胁迫诱导其上调幅度较大;在野外生长的蒙古沙冬青植株嫩叶中,其表达量从中秋至隆冬远高于其他季节.(3)转AmRD22基因拟南芥的耐盐性显著提高且Na+含量降低,其耐旱性也有较明显的改善且在种子萌发早期对外源ABA的敏感性降低,但耐冷性和耐冻性无明显变化.

    沙冬青RD22基因表达转基因耐逆性

    玉米MCM2基因的克隆与功能验证

    李欢欢武文昊田文静郭东伟...
    1093-1102页
    查看更多>>摘要:内复制是影响玉米胚乳发育的关键因素.通过降低CDK(周期蛋白依赖性激酶)活性,胚乳细胞可实现有丝分裂向内复制转变,进而推动籽粒快速灌浆.该研究以玉米微染色体维持蛋白ZmMCM基因家族为对象,对其基本生物信息学特征和非生物胁迫条件下的表达特征进行系统分析,并对其中低温胁迫响应明显的ZmMCM2通过转基因和酵母双杂的方法进行功能验证和分子互作分析.结果表明:(1)在玉米基因组中共鉴定到17个MCM家族成员,分布于6条染色体,而且部分基因间存在串联重复基因和片段复制基因;不同物种MCM蛋白的系统进化树可分为6个亚组,玉米、水稻和拟南芥的MCM2蛋白同属于第Ⅳ亚组;启动子序列分析显示,MCM家族基因启动子序列含有许多与激素响应、胁迫应答以及生长发育调节相关的顺式作用元件.(2)逆境胁迫响应分析表明,MCM基因表达受到NaCl和ABA抑制,对PEG、高温以及低温表现出不同程度的应答,尤其对低温具有明显响应.(3)ZmMCM2基因的过表达会对内复制产生一定的抑制作用,进而导致拟南芥植株矮小、莲座叶数减少以及种子体积缩小.(4)亚细胞定位结果显示,ZmMCM2基因定位于细胞核内;cDNA文库筛选和回转验证发现,MCM2与CDC73相互作用.该研究结果为进一步深入了解MCM2蛋白的分子作用机理奠定了基础.

    玉米内复制ZmMCM2亚细胞定位酵母双杂交

    栽培草莓潜在印记基因FaTRG-31的克隆与特征分析

    安琪张红怀欣佳荆晓彤...
    1103-1112页
    查看更多>>摘要:在前期通过筛选获得草莓候选印记基因FaTRG-31(turgor-responsive protein 31)的基础上,以八倍体栽培草莓'红颜'(Fragaria×ananassa Duch.'Benihoppe')为材料,对FaTRG-31基因的编码序列进行克隆、生物信息学、组织表达、启动子和印记特性分析,以揭示该基因的作用机理,为草莓印记基因表达调控及生物学功能研究奠定基础.结果显示:(1)草莓FaTRG-31基因开放阅读框(ORF)全长999 bp,编码332个氨基酸,含有典型的Asn-Pro-Ala(NPA)基序和6个跨膜结构,定位于细胞质膜,属于典型的AQP蛋白(aquaporin)家族;系统进化树深入分析表明FaTRG-31为PIPs(plasma intrinsic proteins)亚家族1型蛋白.(2)草莓FaTRG-31在不同组织中均有表达,胚乳中的表达量最高,且在FaTRG-31基因上游克隆出的1989 bp启动子序列中发现含有与胚乳特异表达相关的作用元件,此外还有多种非生物胁迫响应元件和激素响应元件等.(3)草莓印记特性分析结果显示,FaTRG-31在胚乳中的SNP(single nucleotide polymorphism)位点处测序峰为单峰且是母本表达,即该基因在栽培草莓胚乳中为母本表达印记基因.(4)非生物胁迫处理后分析发现,草莓FaTRG-31基因能在不同程度上响应非生物胁迫.

    草莓FaTRG-31表达分析印记基因

    刺葡萄白藜芦醇合成酶基因对不同光质的响应及转录因子筛选

    赖恭梯阙秋霞赖谱富高慧颖...
    1113-1123页
    查看更多>>摘要:为探究白藜芦醇合成酶基因(RS)的表达模式和转录调控特征,该研究以刺葡萄愈伤组织为材料,采用RT-PCR方法进行RS1基因克隆,分析RS1基因在8种不同光质培养条件下的表达模式,并对靶向RS1的转录因子进行预测分析和筛选验证.结果表明:(1)成功从刺葡萄中克隆获得RS1基因(GenBank登录号为OM339527);RS1基因开放阅读框为1179 bp,由2个外显子和1个内含子组成,编码392个氨基酸,为亲水性无信号肽的细胞质定位蛋白,磷酸化修饰主要发生于苏氨酸和丝氨酸位点上,蛋白质的二级结构主要由α-螺旋、无规则卷曲和延伸链组成.(2)RS1启动子具有多个光响应和转录因子识别与结合元件,还涉及激素调控、生长发育、环境条件响应.(3)转录调控预测发现,靶向RS1的转录因子来自9个家族,共有23个成员,其中MYB和Dof基因家族具有多个成员和RS1启动子结合位点.(4)共线性分析表明,葡萄与毛果杨的共线性最高,MYB-DIV和Dof5.1具有多个共线基因.(5)转录水平分析显示,长波光促进RS1的表达,在不同光质和培养阶段下MYB-DIV与靶基因RS1具有相同的表达模式,而Dof5.1的表达模式与RS1呈相反趋势,表明MYB-DIV和Dof5.1分别通过正负调控参与RS1的转录表达.

    刺葡萄白藜芦醇光质转录因子RSMYB

    西葫芦CCD基因家族鉴定及其在果实发育中的表达

    陈敏氡王彬李永平刘建汀...
    1124-1132页
    查看更多>>摘要:类胡萝卜素裂解双加氧酶(carotenoid cleavage dioxygenase,CCD)是类胡萝卜素氧化裂解途径中的关键酶,在植物生长发育、香气形成及胁迫响应等过程中均发挥着重要作用.该研究运用生物信息学方法从西葫芦全基因组中鉴定出13条具有完整RPE65保守结构域的CCD基因,为进一步解析CCD基因家族在西葫芦中的功能奠定基础.结果表明:(1)聚类分析显示,13个西葫芦CCD基因编码的蛋白可分为CCD1、CCD4、CCD7、CCD8、NCED、CCD1-like共6个亚组,且CCD8和CCD7亚组与其他家族成员的遗传距离较远.(2)顺式作用元件预测分析发现,CCD基因启动子中含有光信号、激素、环境胁迫和生长发育响应元件.(3)转录组数据分析显示,CCD家族基因具有组织表达特异性,其中3个CCD基因在组织中不表达,CpCCD1基因在叶和果实中显著高表达.(4)在果实发育过程中,8个CCD基因呈现上调表达,2个CCD基因呈现下调表达,其中CpCCD1、CpCCD4a、CpC-CD4b、CpCCD8a这4个CCD基因在果实膨大生长期或成熟期出现显著高表达,推测它们可能在西葫芦果实发育过程中具有重要的调控作用.

    西葫芦CCD基因家族生物信息学分析表达分析

    沙棘刺和芽的组织解剖与转录组分析

    王建武杨涛严加坤相微微...
    1133-1143页
    查看更多>>摘要:该研究通过组织切片分析比较了沙棘刺与芽的组织染色差异,通过转录组测序分析比较了刺和芽的基因表达谱差异,通过qRT-PCR验证候选基因的表达水平,为进一步通过基因工程手段调控沙棘刺的发育提供候选基因.结果表明:(1)沙棘芽横切面的组织边界层次分明,而沙棘刺横切面的组织边界模糊,且刺尖中心的红色区域较大,木质素自发荧光结果表明刺中木质化程度显著增强.(2)转录组分析组装得到81560个单基因(unigenes),其中包含9385个差异表达基因(DEGs).(3)GO和KEGG富集分析表明,富集程度最高的基因主要与细胞壁、表皮、气孔发育有关,尤其是与木质素合成途径相关;芽刺相关DEGs分析结果表明,木质素合成相关DEGs共20个,角质、木栓质和蜡质生物合成相关DEGs共29个,植物表皮发育和气孔复合体发育的相关DEGs相同共14个;结合文献分析推测,部分热头蛋白基因参与控制沙棘刺顶端分生组织消失,木质素合成相关基因则与刺硬化过程密切相关.(4)qRT-PCR分析验证显示,与芽相比,挑选的6个木质素合成相关DEGs中有3个分别上调了9.5倍、41.1倍和13.7倍,3个下调至5%、14%和24%;挑选的4个角质、木栓质和蜡质生物合成相关DEGs中有2个分别上调3.6倍和22.1倍,另外2个下调至3%和6%;挑选的4个表皮和气孔发育相关DEGs均下调至6%、13%、3%和4%;关键基因的相对表达水平与转录组测定的TPM值可相互印证,表明验证结果与转录组分析结果一致.研究发现,沙棘刺和芽具有明显的形态和组织差异,二者间的DEGs主要与木质素合成以及细胞壁、表皮和气孔发育有关.

    沙棘转录组木质素细胞壁

    叶面喷施矮壮素对番茄嫁接愈合的调节作用

    孟宪敏张锋段韫丹董春娟...
    1144-1151页
    查看更多>>摘要:该研究选用番茄接穗品种'硬粉8号'和砧木品种'砧爱1号'为试材,分别在嫁接前6 d和12 d叶面喷施100 mg·L-1生长抑制剂矮壮素(CCC),测定番茄幼苗生长指标和嫁接接合部植物激素含量,监测CCC处理对嫁接愈合进程的影响.结果显示:(1)'硬粉8号'和'砧爱1号'幼苗生长受到CCC显著抑制,株高分别显著降低33.30%和33.96%,两幼苗地上部鲜重及'砧爱1号'幼苗干重也均显著降低.(2)嫁接后12 h和48 h,CCC处理显著降低了嫁接接合部GA15和GA8含量,嫁接后48 h和72 h显著提高了嫁接接合部GA34和GA3含量;嫁接后12、48和72 h,CCC处理显著提高了嫁接接合部L-色氨酸、吲哚-3-乙酸甲酯、色胺、吲哚-3-乙酸、反式-玉米素-9-Β葡萄糖苷和异戊烯腺嘌呤-9-葡萄糖苷含量.(3)嫁接后48~168 h,CCC处理显著提高了嫁接接合部维管束品红吸收含量和平均荧光强度;嫁接后72 h,CCC处理的嫁接接合部已可见木质部导管分子连接;嫁接后96~120 h,CCC处理的嫁接接合部木质部与韧皮部基本完成连接,愈伤组织薄壁细胞填满接合部间隙,完成时间早于对照.(4)嫁接后20 d,CCC处理显著提高了接穗叶绿素(SPAD值)和砧木根系活力.研究发现,番茄幼苗嫁接前叶面喷施CCC可有效促进维管束重连和嫁接苗生长发育.

    番茄矮壮素生长植物激素嫁接愈合

    同株紫斑牡丹中单瓣与重瓣花芽分化及内源激素含量比较

    张瑞唐红何丽霞
    1152-1160页
    查看更多>>摘要:该研究以紫斑牡丹'关公红'为试验材料,通过调查'关公红'的开花情况,采用光学显微镜、扫描电镜技术考察花芽分化和花瓣发育过程的结构特征,并测定同株'关公红'单、重瓣花朵的花芽在不同分化阶段内源激素含量,分析单、重瓣花朵的花芽分化及内源激素含量的变化特征,为紫斑牡丹不同花型的培育奠定理论基础.结果表明:(1)'关公红'单瓣花朵比重瓣花朵花期长,单瓣花朵花瓣表皮细胞光滑平整无明显褶皱,而重瓣花朵花瓣的表皮有明显的褶皱;重瓣花的花芽分化时间明显早于单瓣,花瓣原基的体积也明显增大,这可能与重瓣花中雄蕊瓣化有关系.(2)低浓度GA3有利于'关公红'单瓣花朵和重瓣花朵的花芽分化;高浓度的ABA促进重瓣花原基的形成;ZR含量增加有助于紫斑牡丹的花芽分化.(3)较高ZR/IAA、ZR/GA3、ABA/GA3、ABA/IAA比值有利于'关公红'重瓣花朵的花芽分化;ABA/IAA、ZR/IAA比值的增加有利于'关公红'单瓣花朵花芽分化;(GA3+IAA+ZR)/ABA与(IAA+ZR)/GA3比值减小分别促进重瓣花朵花瓣原基和雄蕊原基的形成.

    紫斑牡丹花表型差异重瓣花花芽分化内源激素

    高温胁迫对萝卜幼苗生长及相关基因表达的影响

    周娜郑阳陆景伟胡燕...
    1161-1168页
    查看更多>>摘要:该研究以耐热性较强的11162-3-1T-1和对热敏感的Wr129A2A1萝卜高代自交系为试材,对比分析40℃高温处理对萝卜幼苗的生长表型、光合特性、渗透调节、抗氧化能力以及热激胁迫相关基因表达情况的影响,以揭示萝卜苗期对高温胁迫的生理响应机制.结果表明:(1)在田间自然高温下,11162-3-1T-1长势正常,Wr129A2A1长势较弱、越夏死株率100%;人工40℃高温胁迫处理24 h后,11162-3-1T-1仍然保持绿色,在适温条件下恢复生长1周后全部成活,而Wr129A2A1脱水严重,植株萎蔫、干枯变黄、甚至整株枯死,适温下无法恢复.(2)两个萝卜品系苗期叶片光合系统Ⅱ的最大光化学量子产量(Fv/Fm)和叶绿素含量在高温胁迫下均减少,但11162-3-1T-1的下降幅度明显较小.(3)在苗期高温胁迫下,两个品系叶片MDA和H2O2含量均升高,但11162-3-1T-1增幅明显较小;超氧化物歧化酶(SOD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性以及可溶性糖含量均呈不同程度增加,但11162-3-1T-1增幅更大;期间两个材料叶片中脯氨酸含量均未见明显变化.(4)在苗期高温胁迫下,两个品系叶片中热激胁迫相关基因RsHSP101、RsAPX2、RsSUS1、RsHSP25.3、RsHsfA2和RsGolS1表达量均呈不同程度增加,但11162-3-1T-1增幅更大.研究发现,耐热性萝卜品系11162-3-1T-1在苗期高温胁迫下的生长表型、光合特性、渗透调节能力、抗氧化能力以及热激胁迫相关基因表达等方面均比热敏感材料表现更佳,可作为培育优质早熟耐热萝卜新品种优良种质资源,该研究同时为萝卜耐高温机制解析提供了理论依据.

    萝卜高温胁迫苗期耐热性调控机制

    5种外源物质对干旱胁迫下笔筒树幼苗生长的缓解效应

    刘鑫付丽娟于静郑钠元...
    1169-1179页
    查看更多>>摘要:为探究外源物质对干旱胁迫下笔筒树生长的缓解效应和生理机制,对实验室培养的笔筒树幼苗进行了自然干旱胁迫,期间分别叶面喷施1.0 mmol/L水杨酸(SA)、150μmol/L褪黑素(MT)、100 mg/L多效唑(PP333)、2.5 mmol/L氯化钙(CaCl2)以及0.3 mg/L的2,4-表油菜素内酯(EBR)溶液,测定各处理幼苗的生长和光合作用、抗氧化酶、渗透调解物质等相关生理指标.结果表明:(1)与正常生长对照(CK)相比,干旱胁迫(DCK)显著抑制笔筒树幼苗地上部分的生长,但能够显著促进地下部分的生长;干旱胁迫显著抑制笔筒树叶片抗氧化酶活性,加剧对细胞膜的损害,进而引起幼苗叶片相对电导率和丙二醛含量显著上升,显著增加渗透调节物质的积累;干旱胁迫也使叶片叶绿素含量显著降低,不能正常进行光合作用,其净光合速率、气孔导度和蒸腾速率都显著降低.(2)与DCK处理相比,叶面喷施外源物质可以显著提高笔筒树幼苗叶片抗氧化酶活性,有效清除细胞内过多的活性氧,显著降低相对电导率和丙二醛含量,使细胞膜系统代谢正常,减轻干旱胁迫对笔筒树幼苗造成的伤害,并提高净光合速率、气孔导度、蒸腾速率和叶绿素含量,有效减轻干旱胁迫对光合作用的抑制.(3)隶属函数法综合评价表明,适宜浓度的水杨酸(SA)和褪黑素(MT)处理对笔筒树幼苗干旱胁迫的缓解效应最好.

    笔筒树干旱胁迫外源物质缓解效应