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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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    桂花RAP2-12基因的克隆与表达模式分析

    欧阳绮霞丁文杰吴秀怡岳远征...
    1267-1276页
    查看更多>>摘要：该研究以桂花'日香桂'花瓣为材料,采用RT-PCR方法克隆桂花OfRAP2-12基因,并进行生物信息学分析,比较该基因在桂花花香较淡品种'日香桂'和花香较浓品种'波叶金桂'不同组织、不同花发育时期和日周期的表达丰度,鉴定其编码蛋白的亚细胞定位,进一步分析基因表达与花香物质含量的相关性,以探究其与花香物质的关系,为桂花花香物质合成的分子机制研究奠定基础.结果 显示:(1)成功克隆获得桂花OfRAP2-12基因,所得目的片段长度为1 367 bp,包含一个长度966 bp的ORF,编码321个氨基酸.(2)基因序列和系统发育分析表明,OfRAP2-12编码蛋白包含核心真双子叶植物ERF-B2亚家族RAP2-12保守结构域,其与木犀科物种RAP2-12聚为一支,具有种系特异性.(3)在线预测结果显示,OfRAP2-12蛋白定位在细胞核中,且主要分布在质膜(69％)和内质网膜(64％);构建35S∷OfRAP2-12-GFP融合蛋白表达载体,通过农杆菌介导法侵染到本氏烟草的叶片下表皮2d后,激光共聚焦显微镜观察发现,在细胞核和细胞质膜上都能明显观测到35S∷OfRAP2-12-GFP融合蛋白的绿色荧光信号.(4)qRT-PCR分析表明,OfRAP2-12基因在'日香桂'茎中表达量最高,而在'波叶金桂'花中的表达量最高,且该基因在2个品种的初花期表达量最高,总体呈先升后降的趋势,并存在明显的日变化规律.(5)相关性分析显示,OfRAP2-12的表达主要与罗勒烯及其衍生物的释放规律一致性较高,桂花OfRAP2-12的序列和表达模式分析表明,OfRAP2-12是桂花花香物质合成调控的重要候选基因.研究表明,桂花OfRAP2-12蛋白定位于细胞核和细胞质膜,OfRAP2-12基因的表达趋势与桂花花香物质的释放规律一致,且OfRAP2-12可能参与桂花花香物质的合成调控.

    桂花OfRAP2-12基因表达分析亚细胞定位

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    野生大豆GsPP2CA和GsPKA对GsSnRK1.1蛋白活性的调控

    刘圆明尤宏光卢浩然丁晓东...
    1277-1286页
    查看更多>>摘要：为了明确GsSnRK1.1蛋白激酶在野生大豆生长发育中的具体调控机制,该研究利用酵母二元杂交技术发现了蛋白激酶GsSnRK1.1的互作蛋白GsPP2CA和GsPKA,利用原核表达系统对GsSnRK1.1、GsPP2CA和GsPKA进行了表达和纯化用于Pull-down和体外磷酸化分析,并在酵母中研究了GsPP2CA和GsPKA对GsSnRK1.1蛋白活性的调控功能.结果 表明:(1)GsSnRK1.1与GsPP2CA和GsPKA具有物理互作关系,Phos-Tag和pPKDsub特异性磷酸化抗体检测发现,GsSnRK1.1的Thr176磷酸化可以被蛋白磷酸酶GsPP2CA去磷酸化,GsPKA可能会磷酸化GsSnRK1.1的其他潜在磷酸化位点,进而竞争性抑制GsSnRK1.1的Thr176位点的磷酸化水平.(2)将这些基因回补进入酵母ARY330 (-snf1/-reg1/-sit4)突变株系中,发现共转化GsSnRK1.1和GsPP2CA或GsPKA的转化子可在非葡萄糖碳源和高葡萄糖碳源的选择培养基上正常生长,GsPP2CA、GsPKA可以替代Reg1和Sit4降低GsSnRK1.1过度磷酸化对酵母细胞产生的毒害作用,进而调控GsSnRK1.1对非发酵型碳源的利用.

    GsSnRK1.1蛋白激酶蛋白磷酸酶磷酸化酵母

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    转新型抗虫基因Vip3A棉花新种质的创制

    张安红王志安肖娟丽刘圆...
    1287-1293页
    查看更多>>摘要：该研究构建植物表达载体pBin438-Vip3A,通过农杆菌介导法转化棉花品种'冀合713',将新型抗虫基因Vip3A导入到棉花植株,创制对棉铃虫抗性的转基因棉花新种质.结果 表明:(1)PCR检测Vip3A基因已经导入到棉花基因组中且能够稳定遗传.(2)室内抗虫性鉴定表明,与对照相比转基因植株对棉铃虫的抗性显著提高,并获得2株高抗和3株抗棉铃虫的转Vip3A基因株系.(3)Southern blotting结果显示,转基因株系BV01为单拷贝.(4)Elisa检测表明,外源Vip3A基因在BV01的根、茎、叶、花、种子中都有表达,在叶片中的Vip3A蛋白表达为苗期＞蕾期＞花期＞铃期＞吐絮期.该研究创制了新型抗虫转基因棉花材料,为培育棉花新型抗虫品种提供了种质资源.

    抗虫性Vip3A基因棉花棉铃虫

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    玉米热激转录因子基因ZmHSF05的克隆与功能分析

    董立红范瑞陈永欣翟广谦...
    1294-1302页
    查看更多>>摘要：该研究通过RT-PCR扩增和测序从玉米幼苗中克隆到一个高温胁迫诱导的热激转录因子(heat shock transcription factors,HSFs)基因,命名为ZmHSF05,其开放阅读框(ORF)长度为1 080 bp,编码359个氨基酸.序列分析发现,ZmHSF05具有热激转录因子蛋白的典型结构特征,含有一个DNA结合域(BD)和一个AHA激活功能结构域(AD/AHA),并且具有核定位信号(NLS).亚细胞定位分析发现,pEGAD-ZmHSF05融合蛋白仅分布在细胞核中,表明ZmHSF05基因定位于细胞核.对ZmHSF05基因起始密码子ATG上游2 102 bp序列进行顺式作用元件分析发现,该启动子区域包含多个激素和逆境胁迫响应元件.定量RT-PCR结果表明,ZmHSF05基因在根中表达水平较高,并且受高温、干旱和盐胁迫上调表达.转基因功能分析发现,ZmHSF05基因的拟南芥超表达株系耐热性显著提高,说明ZmHSF05对植物的耐热性具有正向调控作用,该研究为深入理解植物耐热性分子机制提供了新依据.

    玉米热激转录因子基因表达热胁迫功能分析

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    陆地棉蔗糖转运蛋白基因家族的鉴定及表达分析

    晁毛妮王斌陈煜张金宝...
    1303-1312页
    查看更多>>摘要：蔗糖转运蛋白(SUT)在蔗糖从“源”到“库”的运输与分配过程中发挥着重要作用.该研究基于最新公布的陆地棉基因组数据,利用生物信息学和荧光定量PCR等方法,对陆地棉SUT基因家族进行全基因组鉴定,并对他们的表达特性进行系统分析.结果 显示:(1)在陆地棉基因组中,共鉴定到18个GhSUT基因(GhSUT1-GhSUT18),他们不均匀地分布在陆地棉11条染色体上.(2)GhSUT蛋白间序列一致性很高,均具有11～12个跨膜结构域,且都定位于质膜.(3)进化关系分析表明,陆地棉GhSUT蛋白主要分布在双子叶植物特有的SUT1亚组,以及单、双子叶植物共有的SUT2亚组和SUT4亚组,其中SUT1亚组成员最多,包含8个GhSUT基因.(4)位于同一亚组的GhSUT基因具有相似的内含子-外显子分布模式,不同亚组间GhSUT基因内含子/外显子数目差异很大.(5)转录组分析表明,GhSUT基因在表达水平上存在差异,GhSU T1和GhSUT10在被检测的组织不表达,GhSUT5、GhSUT14、GhSUT7和GhSUT16在被检测的组织表达量较低,其他GhSUT基因在被检测的组织具有较高的表达水平;另外,GhSUT基因的表达具有组织特异性,其中GhSUT2和GhSUT11主要在“源”和“库”器官中表达,GhSUT6和GhSUT15主要在“库”器官中表达,而GhSUT9和GhSUT18主要在纤维中表达.(6)荧光定量PCR分析表明,GhSUT2在“源”和“库”器官中均具有较高的表达水平,GhSUT6主要在“库”器官包括根、花瓣、纤维和茎中表达,在“源”器官(叶片)中表达量很低;GhSUT18主要在纤维中特异性高表达,在其他组织表达量很低.研究表明,实验验证结果与转录组分析结果相对一致.该研究结果为进一步研究SUT家族基因的功能提供了重要的基因信息,并为棉花产量的提高和纤维品质的改良奠定了理论依据.

    蔗糖转运蛋白(SUT)基因家族进化分析组织表达陆地棉

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    芥蓝miR156a家族进化特性及表达分析

    陈冰星陈泽源赵怡娇唐为玲...
    1313-1322页
    查看更多>>摘要：miRNA广泛参与植物的发育过程.芥蓝形态多样,叶片发育因品种而异.为了解miR156a家族的进化特性及其在芥蓝叶片发育中的表达模式.该研究对芥蓝miR156a成员及其前体pre-miR156a成员进行生物信息学分析,比较不同品种芥蓝叶形的差异,并采用qRT-PCR方法分析芥蓝不同组织部位中pre-miR156a的表达水平、以及叶形相似的芥蓝品种'翠宝'和'改良香菇'中不同类型叶片的pre-miR156a成员及其靶基因的表达水平.结果 表明:(1)多序列比对和进化树分析发现芥蓝miR156a家族成员和pre-miR156a-3p_1在进化过程中高度保守;二级结构预测发现pre-miR156a每个成员均能形成茎环结构并包含2～3个miR156a成员序列;靶基因预测显示miR156a-5p和miR156a主要靶向SPL,而miR156a-3p_1则靶向CTPS等不同的基因.(2)'翠宝'和'改良香菇'芥蓝的叶形最为相似,qRT-PCR分析显示,pre-miR156a在'翠宝'营养生长期的叶片中高度表达.(3)pre-miR156a成员在'翠宝'和'改良香菇'不同类型叶片中差异表达,pre-miR156a主要在成熟叶和菇叶中表达,而pre-miR156a-3p_1和pre-miR156a-5p在第一片真叶中表达量更高.(4)靶基因分析的结果在不同品种中呈现不同趋势,'翠宝'成熟叶中SPL10/15高表达,SPL2表达量降低;'改良香菇'中SPL10在成熟叶和菇叶中表达降低,SPL15在菇叶中高表达,SPL2在不同类型叶片中表达无差异.研究认为,miR156a成员及其靶基因SPL2/10/15可能参与调控芥蓝叶片发育,不同品种中作用的靶基因可能存在差异,从而导致了各品种芥蓝叶片发育的差异.

    芥蓝叶片菇叶miR156aSPL

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    沙冬青属植物叶绿体基因组对比和系统发育分析

    段义忠张凯
    1323-1332页
    查看更多>>摘要：该研究以沙冬青和矮沙冬青叶绿体基因组为研究对象,比较分析其基因组结构和系统发育关系.结果 显示:(1)沙冬青和矮沙冬青的叶绿体基因组具有典型的四段式结构,全长为153 935 bp和154 140 bp,其中大单拷贝区(LSC)分别为83 891 bp和84 126 bp,小单拷贝区(SSC)分别为18 022 bp和18 014 bp,以及长度各自为26 011 bp和26 000 bp的成对反向重复区(IRs);沙冬青和矮沙冬青均注释130个基因,包括85个蛋白编码基因(PCGs),37个转运RNA (tRNA)以及8个核糖体RNA (rRNA).(2)沙冬青和矮沙冬青的叶绿体基因组中分别检测出26和15个回文重复序列,39和50个串联重复序列,23和34个散在重复序列.同时都鉴定出96个SSRs位点,包括74和73个单核苷酸重复,5和6个二核苷酸重复,以及各有17个复合SSR位点;边界分析显示两者IR区相似,但仍有一定差异.(3)通过近邻结合法(NJ)对沙冬青和矮沙冬青在内的17种蝶形花亚科以及2种云实亚科植物的叶绿体基因组构建的系统发育树显示,沙冬青和矮沙冬青以较高的支持率聚为一个独立分枝.该研究结果为沙冬青属的种间鉴别、SSR分子标记开发、保育工作、种群动态以及进一步研究坡塔里族的演化过程奠定了理论基础.

    沙冬青矮沙冬青叶绿体全基因组系统进化

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    金线莲花药发育中多糖和脂滴的分布特征

    陈育青林汉钦林美珍朱善岚...
    1333-1338页
    查看更多>>摘要：该研究采用细胞化学方法研究了金线莲花药发育中多糖和脂滴的分布特征,以探索其花药发育中的物质代谢规律.结果 显示:(1)在幼小花药中,花药壁的表皮和药室内壁以及造孢细胞中积累少量的淀粉粒.当小孢子母细胞形成胼胝质壁时,药壁细胞和小孢子母细胞中的淀粉粒减少并且出现一些脂滴,这一现象持续到二胞花粉;在二胞花粉中,糖类代谢显著增强;开花时,成熟花粉中积累了较多的淀粉粒和较少的脂滴.(2)金线莲花粉以花粉块形式发育,其特征为;①在造孢细胞时期一些特殊细胞壁就已确定了花粉块的界限;②在小孢子母细胞时期,胼胝质壁覆盖在整个花粉块表面,但内部花粉没有胼胝质壁结构;③二胞花粉后期,孢粉素花粉外壁覆盖在整个花粉块表面,但内部花粉没有外壁.金线莲花粉块发育的这些结构特征对植物花粉发育规律提出了多项疑问.

    金线莲花药花粉块多糖脂滴

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    早春短命植物鸢尾蒜和准噶尔鸢尾蒜的光合途径

    李岩何学敏张雪妮吕光辉...
    1339-1346页
    查看更多>>摘要：该研究以鸢尾蒜属两种早春短命植物准噶尔鸢尾蒜(Ixiolirion songaricum)和鸢尾蒜(Ixiolirion tataricum)为对象,通过解剖结构、光合参数、稳定碳同位素比值(δ13C)和光合关键酶活性分析二者的光合途径.结果 发现:(1)显微结构和超微结构显示,两种短命植物的叶脉维管束鞘细胞1层、排列较紧密,鞘细胞内含有较多叶绿体且多离心分布,类似C4花环结构.(2)准噶尔鸢尾蒜和鸢尾蒜最大净光合速率分别为14.81和15.04 μmol·m-2·s-1;两者的CO2补偿点较低,分别为3.57和2.54 μmol·mol-1,δ13C分别为-25.36±0.55％‰和-25.76±1.38‰,光合酶PEPC/Rubisco比值分为别0.244和0.322.(3)最大净光合速率、δ13C和PEPC/Rubisco比值均说明两种植物为C3光合途径,但二者均具有类似C4的维管束鞘结构、较低的CO2补偿点和暗呼吸速率,并具有高于部分C3和C3-C4中间型植物的PEPC/Rubisco比值,表明两种短命植物的光合途径并非典型的C3途径,而是C3-C4中间型.

    光合途径超微结构稳定碳同位素比值CO2补偿点PEPC

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    9个玉米DOF基因对逆境胁迫的响应模式分析

    贾利强赵秋芳陈曙
    1347-1355页
    查看更多>>摘要：植物DOF (DNA-binding with one zinc finger)锌指蛋白是植物特有的一类转录因子,在植物生长发育及代谢途径中发挥着重要作用.该研究采用qRT-PCR方法分析了玉米应答逆境(盐、干旱、硝态氮缺乏和铵态氮缺乏)胁迫条件下9个ZmDOFs基因的表达模式.结果 表明:(1)生物信息学分析显示,9个ZmDOF基因散布于5个染色体上,聚类为一个基因亚家族,且9个基因还可以细分为4个小亚家族.(2)9个ZmDOFs基因的表达具有组织特异性,且主要在玉米的穗和雄花中表达,其中ZmDOF1、ZmDOF4、ZmDO F11和ZmDOF12在穗部的表达量分别是根部的18倍、60倍、11倍和75倍以上,ZmDOF19、ZmDOF26、ZmDOF27和ZmDOF42在雄花中的表达量分别是根部的360倍、28倍、13倍和44倍以上,推测这些基因在玉米的雄花和穗的生长发育进程中具有重要的作用.(3)实时定量qRT-PCR方法显示,在硝态氮胁迫下有7个ZmDOFs基因强烈诱导表达(＞5倍),其中ZmDOF12、ZmDOF27和ZmDOF42基因的表达超过10倍,表明这些基因参与调控硝态氮胁迫的响应途径;有7个ZmDOFs基因受铵态氮胁迫的强烈诱导表达(＞2倍),表明这7个基因在玉米应答铵态氮胁迫中起作用;有5个ZmDOFs基因受PEG6000胁迫的强烈诱导表达(＞2倍),其中ZmDOF34的表达上调超过10倍;有8个ZmDOFs基因受NaCl胁迫的强烈诱导表达(＞2倍),其中ZmDOF4、ZmDOF11和ZmDOF12的表达上调在10倍以上,表明这些基因在玉米抵御干旱或盐胁迫中起重要作用.

    Dof玉米基因表达进化分析

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