• 2018年第38卷第5期文章目次
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    • 雷公藤鲨烯环氧酶基因克隆与表达分析

      2018, 38(5):785-791. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2018.05.0785

      摘要 (2413) HTML (0) PDF 3.93 M (1756) 评论 (0) 收藏

      摘要:以雷公藤(Tripterygium wilfordii Hook.f.)发状根为试验材料,采用RTPCR方法,克隆得到2个雷公藤鲨烯环氧酶编码基因,命名为TwSE1(GenBank登录号MG717395)和TwSE2(GenBank登录号MG717396)。序列分析表明,TwSE1和TwSE2的开放阅读框分别为1 578 和1 584 bp,分别编码525和527个氨基酸,2条序列相似性为76.18%,但N端序列不保守。实时荧光定量PCR检测雷公藤鲨烯环氧酶在不同组织部位的表达模式,以及雷公藤发状根受茉莉酸甲酯(MeJA)诱导后基因表达的结果表明,TwSE1、TwSE2基因在雷公藤根、茎、嫩叶、老叶、花中均有表达,TwSE1在花中表达丰度最高,在根中表达丰度最低;但TwSE2在花和嫩叶中表达量最高,在老叶中表达量最低,且TwSE2在各组织部位的表达量都低于TwSE1。雷公藤发状根经MeJA诱导后,TwSE1、TwSE2基因表达量均上升,都表现为表达量先上升后下降再上升的趋势,并于诱导后3 h达到一个高水平表达,之后下降,在诱导12 h后表达量又迅速上升;在相同诱导条件下,TwSE2基因表达水平的提高小于TwSE1基因。

    • 芜菁BrrHMA2.1和BrrHMA2.2基因的克隆与表达

      2018, 38(5):792-799. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2018.05.0792

      摘要 (1962) HTML (0) PDF 4.96 M (1479) 评论 (0) 收藏

      摘要:该研究以芜菁(Brassica rapa var. rapa)为材料,克隆得到重金属ATP酶(HMA)家族1对同源基因BrrHMA2.1(GenBank登录号:MG_283237)和BrrHMA2.2(GenBank登录号:MG_283238),并对其蛋白质序列特征和基因表达模式进行分析。结果表明:(1)BrrHMA2.1和BrrHMA2.2基因的全长开放阅读框分别为2 619和2 724 bp,分别编码872和907个氨基酸;序列结构分析显示,BrrHMA2.1和BrrHMA2.2蛋白含有6个跨膜区和HMA蛋白家族保守结构域;系统进化树结果显示,BrrHMA2.1和BrrHMA2.2蛋白与拟南芥HMA家族成员AtHMA2进化关系最近。(2)亚细胞定位结果表明,BrrHMA2.1和BrrHMA2.2蛋白都定位于细胞膜上。(3)qRTPCR分析表明,芜菁生长初期BrrHMA2.1和BrrHMA2.2基因在叶中的表达量最高;随着生长时间的延长,叶中的表达量逐渐降低,而根中的表达量逐渐增加。(4)研究发现,BrrHMA2.1受Cd2+、Zn2+、Na+、Mg2+胁迫诱导表达,BrrHMA2.2受Cd2+、Na+、Cu2+胁迫诱导表达,表明2个基因可能参与这些金属离子的转运过程。该研究结果为进一步研究植物HMA基因在重金属吸收和转运过程中的功能奠定了基础。

    • 茶树CsIDI1和CsIDI2基因的克隆及其表达分析

      2018, 38(5):800-807. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2018.05.0800

      摘要 (2163) HTML (0) PDF 3.06 M (1611) 评论 (0) 收藏

      摘要:该研究在茶树转录组测序基础上,以铁观音品种茶树为材料,采用RTPCR技术,克隆了茶树异戊烯基焦磷酸异构酶(IDI)的2个编码基因(CsIDI1和CsIDI2)的cDNA全长序列。CsIDI1的全长为1 378 bp,其开放阅读框(ORF)长度894 bp,编码297个氨基酸,亚细胞定位预测位于叶绿体上,其氨基酸序列与葡萄IDI的相似性达95%;CsIDI2的全长为1 216 bp,其ORF长度为717 bp,编码238个氨基酸,亚细胞定位预测位于细胞质上,其氨基酸序列与芝麻IDI相似性达96%。CsIDI1和CsIDI2均含有典型的NUDIX水解酶域。荧光定量PCR结果表明,CsIDI1和CsIDI2基因在茶树地上部不同组织都有表达,但CsIDI2的表达量相对较高;品种间表达量分析显示,它们在父本黄旦品种及杂交后代高香型乌龙茶品种中的表达量显著高于母本铁观音品种,表现出香气上的杂种优势;在乌龙茶做青过程中,随着摇青的进行,CsIDI2的表达被显著诱导,表明CsIDIs在茶叶萜类香气物质形成中发挥重要功能。

    • 枳砧红绵蜜柚嫁接黄化苗的光合特性及其CgSGR基因克隆与表达分析

      2018, 38(5):808-815. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2018.05.0808

      摘要 (2177) HTML (0) PDF 2.06 M (1558) 评论 (0) 收藏

      摘要:该研究以枳砧‘红绵蜜柚’(Hm/Pt)为试验材料,以枳砧‘琯溪蜜柚’(Gx/Pt)和香橙砧‘红绵蜜柚’(Hm/Cj)为对照,测定分析3种砧穗组合蜜柚的光合特性、叶绿素含量差异;利用RTPCR技术克隆并分析滞绿基因(CgSGR)表达,为进一步研究枳砧‘红绵蜜柚’嫁接不亲和机理奠定基础。结果显示:(1)枳砧‘红绵蜜柚’嫁接苗净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、叶肉羧化效率明显低于2个对照组合,且3种砧穗组合以上各指标的最大值均出现在嫁接后第98天。(2)3个嫁接组合的叶绿素含量变化趋势一致,但枳砧‘红绵蜜柚’在整个试验期间的叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素显著低于2个对照组合。(3)成功克隆获得‘红绵蜜柚’滞绿蛋白SGR调控基因序列,命名为CgSGR(GenBank登录号:MF945620);CgSGR基因片段长度为816 bp,序列编码一个含有271个氨基酸的蛋白质,分子量为30.62 kD,属于稳定的碱性亲水性蛋白;SGR序列多重比对结果显示,‘红绵蜜柚’CgSGR序列与柑橘属柚、甜橙和克里曼丁橘之间一致性较高,其中‘红绵蜜柚’与柚无碱基差异,与甜橙在第33 bp处有1个变异位点,与克里曼丁橘在33、52、118、159、622和765 bp处有6个变异位点;系统进化树表明,CgSGR与柑橘属甜橙、克里曼丁橘的距离最近,与荔枝关系较近,与其它物种的关系较远。(4)实时荧光定量PCR结果表明,CgSGR基因在香橙砧‘红绵蜜柚’中的表达量总体均低于其他2个组合材料,而嫁接139 d后,3个材料均随着植株黄化,CgSGR基因的表达水平均呈上升趋势,且枳砧‘红绵蜜柚’的CgSGR基因表达显著高于2个对照组合。(5)随着嫁接苗的生长发育,CgSGR的表达水平总体变化趋势与净光合速率、叶绿素的变化趋势相反。研究认为,枳砧‘红绵蜜柚’CgSGR基因的表达量在嫁接苗叶绿素降解过程中上调,其可能参与调控黄化幼苗的叶绿素降解。

    • 枸杞果糖激酶基因LbFRK7的克隆及表达分析

      2018, 38(5):816-822. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2018.05.0816

      摘要 (2101) HTML (0) PDF 2.34 M (1561) 评论 (0) 收藏

      摘要:该研究以‘宁杞1号’枸杞果实为材料,基于转录组测序TR28373|c0_g1序列,利用RTPCR技术, 克隆出枸杞果糖激酶基因LbFRK7的全长序列为1 060 bp,其中,ORF开放阅读框为1 044 bp,编码有348个氨基酸,蛋白质分子量为37.44 kD,理论等电点5.05; LbFRK7编码的氨基酸序列包含有pfkB碳水化合物激酶家族高度保守的3个特异性区域, 2个底物识别位点,4个ATP结合位点;LbFRK7与烟草和辣椒的FRP7基因序列相似性较高,达到90%;利用实时荧光定量技术分析发现,不同组织中LbFRK7基因均有表达,且果实中的表达量最高,根中最低;随着果实的发育,果实中LbFRK7基因的表达量呈先升后降的变化趋势,并于开花后15 d达到最高。在果实发育前期,LbFRK7基因的表达量与果糖含量的变化趋势相同,但在果实发育中期和后期,LbFRK7基因的表达量与果糖含量的变化趋势相反。相关分析结果显示,LbFRK7表达量与果糖和蔗糖含量的相关系数分别为-0.326和-0.339,但均未达到显著水平。研究表明,LbFRK7基因在枸杞果实发育过程中对果糖转化起到一定作用,特别是在果实成熟过程中对果糖含量的升高具有重要的作用。该研究结果为进一步探讨枸杞LbFRK7的功能及果糖代谢奠定了基础。

    • 2个石榴品种果皮花色苷合成相关基因表达分析

      2018, 38(5):823-829. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2018.05.0823

      摘要 (2065) HTML (0) PDF 2.02 M (1490) 评论 (0) 收藏

      摘要:以2个不同红色石榴品种‘红宝石’和‘墨石榴’为试验材料,采用荧光定量PCR方法,分析花色苷合成相关基因CHSCHIF3HDFRANSUFGT等6个基因在果实发育过程中的转录表达特性,同时分析基因表达量与果皮花色苷积累的关系。结果表明:(1)在整个果实发育期内‘墨石榴’花色苷含量明显高于‘红宝石’;随着果实的发育,‘红宝石’果皮中总花色苷含量不断增加,而‘墨石榴’中总花色苷含量初期很高,随后迅速下降,后期维持在较低水平。(2)‘红宝石’中CHSCHIF3HDFRUFGT等 5个基因均在果实发育的早期和晚期出现2个表达高峰,而ANS基因的表达量在整个果实发育期内不断升高;在‘墨石榴’中CHSCHIF3HDFRANS 等5个基因的表达高峰均出现在早期,随着果实的发育表达量均呈下降变化趋势,但UFGT基因在中期时表达量最高。(3)‘红宝石’石榴的ANS基因表达量与总花色苷含量呈显著正相关,‘墨石榴’中CHSANS基因的表达水平与总花色苷含量显著相关。研究认为,花色苷合成相关基因的初期和末期表达差异是2个石榴品种着色差异的主要原因,ANS在‘红宝石’着色中起关键作用,CHSANS 可能在‘墨石榴’花色苷积累中起重要作用。

    • 天麻种质资源的SSR指纹图谱研究

      2018, 38(5):830-838. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2018.05.0830

      摘要 (2226) HTML (0) PDF 1.41 M (1723) 评论 (0) 收藏

      摘要:天麻(Gastrodia elata Bl.)为中国珍稀濒危传统药用植物,其不同种质之间形态特征差异微小,而药用成分差异较大,种质资源混乱。为了构建天麻种质资源的DNA指纹图谱,该研究应用SSR分子标记技术对天麻的3种变型(乌天麻、红天麻和绿天麻)、12个种群,共计120个样本进行了群体遗传分析。研究结果表明:(1)7对SSR引物均能对天麻样本成功进行PCR扩增且多态性丰富,每对引物的等位基因数(Na)在5~7之间,平均为6.43;引物多态信息含量(PIC)范围为0.626 2~0.823 5,平均为0.759 5。(2)群体遗传分析结果表明,天麻在物种水平上和变型水平上均有较高的遗传多样性(物种水平:A=6.428 6, H=0.789 0, I=1.682 9;变型水平:A=2.666 6, H=0.523 9, I=0.812 3)。(3)分子方差分析结果显示,种群间和变型间均存在强烈的遗传分化(Fst=0.558 6, Fct=0.381 8)。(4)种群聚类分析结果显示,相同变型的天麻种群首先聚在一起,3种变型能被完全分开,SSR指纹图谱在变型水平上鉴定效率良好;从120个样本中共检测出有112种基因型,Simpson指数(D)为0.99 8,说明SSR指纹图谱对天麻样本在个体水平上也有着良好的鉴定效率。该研究结果揭示了天麻的遗传背景,并建立了天麻的SSR指纹鉴定图谱,为其种质资源的保护、选育及药材鉴定奠定了科学依据与技术支撑。

    • 西南地区古杨树遗传多样性的SSR分析

      2018, 38(5):839-849. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2018.05.0839

      摘要 (1947) HTML (0) PDF 2.86 M (1621) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用SSR分子标记技术,对采集于中国西南地区的7种15个群体共226株杨树古树的遗传多样性进行分析,以揭示杨树古树的遗传变异水平及其遗传关系,为该区域杨树古树资源的合理保护与利用提供依据。结果显示:(1)7对SSR引物组合共扩增出80个多态性位点;以有效等位基因数为标准,7种杨树之间的遗传多样性水平依次为:西南杨>昌都杨>康定杨>藏川杨>乡城杨>川杨>德钦杨;杨树种内群体间的遗传多样性依次表现为:乡城杨的稻城群体>乡城群体>雅江群体,西南杨的理塘群体>乡城群体>稻城群体,德钦杨的香格里拉群体>德钦群体,昌都杨的芒康群体>贡觉群体>昌都群体,藏川杨的德钦群体>芒康群体。(2)乡城杨和西南杨群体内近交系数(Fis)分别为-0.024 6和-0.253 5,藏川杨、德钦杨和昌都杨的Fis分别为0.205 4、0.240 1和0.029 2;乡城杨、西南杨、藏川杨、德钦杨和昌都杨群体间的遗传分化系数(Fst)分别为0.156 1、0.253 5、0.128 8、0.182 0和0.177 3;除西南杨群体间基因流Nm小于1外,乡城杨、藏川杨、德钦杨和昌都杨群体间的基因流Nm均大于1。(3)7种杨树古树的遗传相似系数介于0.089 0~0.691 0,平均为0.402 0;UPGMA及Bayesian聚类结果均显示,7个树种可以分为3个大组,即川杨与康定杨聚为一组,乡城杨与西南杨聚为一组,藏川杨、德钦杨和昌都杨聚为第3组;5种杨树古树的群体UPGMA聚类结果显示,除西南杨的理塘群体与乡城杨聚为一组外,各杨树古树种与群体间的聚类关系较为紧密。研究表明,西南地区杨树古树具有较为丰富的遗传多样性,且其遗传变异主要均存在于群体内不同个体之间,任何个体的丧失均会导致杨树古树遗传多样性的降低或丧失,故需要加强对该区域现存古树资源的保护。

    • 濒危植物羊踯躅全基因组SSR标记开发与鉴定研究

      2018, 38(5):850-857. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2018.05.0850

      摘要 (2212) HTML (0) PDF 591.61 K (1354) 评论 (0) 收藏

      摘要:该研究利用基于全基因组限制性酶切位点简化基因组测序技术(RADseq技术),开发濒危植物羊踯躅(Rhododendron molle G. Don)全基因组SSR标记,并对3个群体共63份羊踯躅材料进行验证鉴定,为进一步研究羊踯躅的遗传多样性和群体遗传结构以及保护利用提供技术支持。结果显示:(1)羊踯躅基因组测序获得原始数据7.653G bp,过滤后为7.513G bp;经组装发现,羊踯躅171.534 M bp的基因组分布在498 252 contigs中。(2)通过SSR检测,在11 961 SSR位点中获得了11 687对SSR分子标记,并且二核苷酸为基序的重复类型最丰富,达51.76%。(3)随机选取128对SSR标记在6个羊踯躅株系中进行PCR扩增,获得20对高多态性的SSR标记。(4)用所选的20对多态性SSR标记对3个群体共63份羊踯躅材料进行验证分析发现,这些多态性SSR标记位点的等位基因数为4~16个,期望杂合度(He)为0.489~0.908。 研究表明,羊踯躅的SSR丰度适中,且二核苷酸为羊踯躅中最丰富的重复序列,该实验进一步证明RADseq技术是一种经济有效的基因测序方法,实验中开发的SSR引物将有助于进一步研究羊踯躅和其他近缘种的群体结构和多样性。

    • 商陆属2种植物花器官发生过程观察

      2018, 38(5):858-866. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2018.05.0858

      摘要 (2376) HTML (0) PDF 4.39 M (1676) 评论 (0) 收藏

      摘要:该研究采用扫描电镜观察红蕊商陆(Phytolacca esculenta)和浙江商陆(Phytolacca zhejiangensis)的花器官发生过程,以明确商陆属植物花的基数,以及雄蕊和雌蕊是否具有叶性器官发生的特点,阐明商陆属植物花发生的模式。观察结果显示:(1)红蕊商陆和浙江商陆在花原基发生后,小苞片以2/5圆周相继发生,花被片的发生紧接小苞片的发生进行,花被与小苞片的发生均有顺时针和逆时针方向,且二者的发生方向始终一致。(2)花被发生结束后,雄蕊在花顶端分生组织的环状分生组织上发生,没有明显的发生顺序,近似同时发生; 2轮雄蕊时内轮雄蕊先发生;外轮雄蕊有少数有时偶然与花被互生,但因外轮雄蕊数多于花被数,雄蕊与花被常不互生,也没有规律性。(3)红蕊商陆和浙江商陆的心皮都在雄蕊发生后,紧接着开始发生,且雌蕊与雄蕊(或内轮雄蕊)互生发生;心皮没有发生的先后次序,且每个心皮在基部连成一个整体形成雌蕊基部并发育成为子房。(4)红蕊商陆和浙江商陆的花基数为5,雄蕊和雌蕊的发生及数目不符合5基数的特点。研究认为,红蕊商陆和浙江商陆为5基数花,该研究结果不支持商陆属植物为3基数花的发生模式。

    • DELLA蛋白缺失对拟南芥干旱胁迫耐受性的影响

      2018, 38(5):867-872. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2018.05.0867

      摘要 (1994) HTML (0) PDF 737.58 K (1508) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探索DELLA蛋白缺失对拟南芥耐旱能力的影响,对拟南芥野生型Ler和DELLA蛋白缺失突变体della进行干旱处理,测定存活率、萌发率、离体叶片的失水率、脯氨酸、可溶性糖和丙二醛含量,并对发挥植物细胞脱水保护功能的胚胎晚期丰富蛋白编码基因LEA和ABA应答基因LOX3COR15bCOR413的表达量进行了检测。结果表明:(1)干旱21 d后复水,della突变体的存活率明显高于野生型Ler;(2)della突变体在含甘露醇的固体培养基上的萌发率显著高于Ler;(3)della突变体离体叶片的失水速率明显低于Ler;(4)干旱胁迫后,della突变体脯氨酸、可溶性糖和丙二醛含量的积累低于Ler;(5)干旱胁迫后,della突变体的LEA基因上调表达程度高于Ler,而ABA应答基因上调表达程度低于Ler。研究表明,DELLA蛋白的缺失有助于提高植物抗旱能力。

    • 喷施GA3和6BA对“富士”苹果顶芽内源激素及成花成枝的影响

      2018, 38(5):873-884. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2018.05.0873

      摘要 (2296) HTML (0) PDF 1.45 M (1728) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探讨外源GA3、6BA对“富士”苹果大小年现象调控机理及其在成花成枝中的作用,试验以4年生“富士”苹果树为材料,分别在不同生长时期、相同浓度GA3、6BA喷施处理树体和以不同喷施次数、不同浓度的GA3、6BA处理树体,利用超高效液相色谱法测定枝条顶芽中内源激素(GA3、IAA、ABA、ZT)含量,同时考察不同类型枝条成花率、成枝率和枝条长度。结果显示:(1)在不同生长时期喷施GA3促进了顶芽中内源GA3和ABA含量的积累,抑制了ZT和短枝IAA的合成,同时降低了不同类型枝条的成花率、促进了生理分化前期短枝的成枝率;6BA处理增加了所有枝条顶芽中GA3、ABA以及短枝顶芽中IAA和中长枝顶芽中ZT的合成,从而促进了花芽生理分化前期不同类型枝条的成花率、短枝的成枝率以及中长枝的伸长,但对短枝的伸长有抑制作用。(2)单次喷施GA3抑制了所有枝条顶芽中IAA的合成,促进了所有枝条顶芽中GA3、ABA以及短枝顶芽ZT含量的积累,使得成花率降低、成枝率增加、枝条伸长减小,GA3浓度越大对顶芽中ZT合成的抑制越明显。多次喷施GA3增加了所有枝条顶芽中 GA3和IAA的积累,短枝中ABA含量减小而中长枝增加,并使得成花率降低,成枝率减小,但对ZT含量和枝条伸长无显著影响。(3)单次喷施6BA增加了短枝顶芽中GA3和ABA含量以及所有枝条中ZT的含量,但抑制了中长枝GA3和ABA的合成以及所有枝条顶芽中IAA的合成;使得成花率降低,成枝率增加,抑制了短枝枝条伸长而促进了中长枝伸长;多次喷施6BA使得所有枝条顶芽中GA3和IAA含量增加,短枝ABA含量减小,短枝ZT含量增加而中长枝ZT含量减小,并抑制了所有枝条成花率和短枝的伸长,但对成枝率和中长枝的伸长无显著影响。研究表明:不同生长时期使用外源激素可以促进顶芽中GA3和ABA的合成,但对IAA、ZT的含量以及成花率、成枝率、枝条长度影响随处理时期的不同而有所改变。喷施次数和浓度对内源激素的合成、成枝率以及枝条的伸长有不同的调节作用,但都抑制了花芽的分化,使成花率降低。

    • 干旱胁迫对玫瑰花瓣膜脂过氧化及抗氧化酶活性的影响

      2018, 38(5):885-893. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2018.05.0885

      摘要 (2161) HTML (0) PDF 1.59 M (1809) 评论 (0) 收藏

      摘要:以‘卡罗拉’(超玫)、‘影星’(艳粉)、‘坦尼克’(白玫)3种云南主栽玫瑰花品种为试材,研究了干旱胁迫对3种玫瑰鲜切花花瓣相对含水量、可溶性蛋白含量、丙二醛含量和抗氧化酶活性的影响,并采用隶属函数法对其抗旱性进行了综合评价。结果表明:(1)随干旱胁迫增强,各品种玫瑰花瓣相对含水量和可溶性蛋白质含量下降,而其代表膜质过氧化程度的丙二醛(MDA)含量不断增加,并在干旱胁迫的第5天达到最大值,且以‘坦尼克’MDA含量最大。(2)随干旱胁迫增强,各品种玫瑰花瓣的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、谷胱甘肽还原酶(GR)以及抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性均呈先上升后下降的趋势,其中CAT、POD、GR和APX活性均在第3天时达到最大值,之后CAT、POD、GR活性迅速下降,而APX即使在实验后期也仍然保持较高活性;‘卡罗拉’SOD活性在干旱胁迫下增幅最大,且活性均值也在3个品种中最高,其POD活性在处理第3天时达到最大值,为‘坦尼克’的9.2倍;说明玫瑰花瓣细胞在干旱胁迫第3天时有较高的活性氧(ROS)清除能力,随后细胞抗氧化能力下降并逐渐失去抵抗干旱能力,但APX在玫瑰抵抗干旱胁迫后期起更重要作用,3品种中‘卡罗拉’耐旱性相对较强。(3)根据隶属函数平均值大小对玫瑰花抗旱性进行排序,各玫瑰品种抗旱性由强到弱表现为:‘卡罗拉’>‘影星’>‘坦尼克’,这与干旱胁迫期间各品种花瓣的外观、相对含水量等变化基本相符。 综合分析认为,3种玫瑰鲜切花通过提高抗氧化酶活性来增加其抗旱能力,花瓣膜质过氧化程度随着干旱胁迫加重而加剧,且不同品种间表现出不同的抗旱性,并以‘卡罗拉’品种抗旱性较强。

    • 3种外源诱导剂预处理对甜瓜抗病特征及其Fom2和CHT基因表达的影响

      2018, 38(5):894-901. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2018.05.0894

      摘要 (2039) HTML (0) PDF 4.06 M (1518) 评论 (0) 收藏

      摘要:该研究选用水杨酸(SA)、茉莉酸甲酯(MeJA)、Ca2+、无菌水(对照)作为外源预处理诱导剂,以抗、感枯萎病甜瓜品种为材料,分别于诱导预处理2 d后接种甜瓜枯萎菌,并于接种5、7、9 d时观察发病情况,进行病情调查;在接种后1、3、5、7、9 d取甜瓜叶片,分析抗病甜瓜(MR1)和感病甜瓜(M115)叶片中甜瓜抗枯萎病基因(Fom2)、几丁质酶基因(CHT)的表达变化,以探寻提高防治甜瓜枯萎病菌侵染的技术途径。结果显示:(1)外源MeJA和SA预处理接种后2品种的病情指数显著低于对照,但Ca2+处理后的病情指数与对照无显著差异。(2)经外源诱导预处理接种后,MR1和M115品种叶片的Fom2和CHT基因均出现差异表达,但Ca2+诱导其上调表达的效果微弱。(3)经SA、MeJA诱导预处理接种后,2品种叶片的Fom2和CHT基因表达总体均显著高于对照;Fom2基因的表达抗病甜瓜MR1分别在接种后5 d、7 d时达到峰值,而感病甜瓜M115则均在接种9 d时达到峰值; CHT基因的表达抗病甜瓜MR1则均在接种后7 d时达到峰值,而感病甜瓜M115分别在接种后7 d、9 d时达到峰值。(4)Ca2+处理对抗、感甜瓜叶片的Fom2和CHT基因的表达均无显著影响。(5)相关分析表明,经SA、MeJA诱导预处理接种后,甜瓜枯萎病病情指数与Fom2和CHT基因表达量有显著的相关性;而Ca2+处理效果不显著。研究表明:SA、MeJA通过诱导Fom2、CHT基因上调表达,进而使甜瓜的抗病性提高,而Ca2+处理对两基因表达和甜瓜抗病性均无显著影响。

    • 外源ALA对干旱胁迫下山定子叶片叶绿素荧光特性及抗性生理指标的影响

      2018, 38(5):902-911. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2018.05.0902

      摘要 (2321) HTML (0) PDF 4.82 M (1997) 评论 (0) 收藏

      摘要:以两年生山定子(Malus baccata (L.) Borkh)盆栽苗为材料,正常浇水为对照,控水条件下喷施不同浓度(0、25、50、75、100 mg/L)5氨基乙酰丙酸(ALA),测定各持续干旱胁迫时期(第0、4、8、12天)叶片的抗旱生理指标及光合荧光参数,研究ALA对干旱胁迫下山定子叶绿素荧光和抗逆生理生化特性的影响及其调节机制。结果显示:(1)持续干旱胁迫条件下,外源ALA处理使得山定子叶片渗透调节物质(SS、SP、Pro)含量增加,抗氧化酶(SOD、POD、APX)活性升高, 丙二醛(MDA)积累减少。(2)ALA处理增大了干旱胁迫下山定子叶片的气孔开度,促进叶绿素的合成,并对干旱引起的最大光化学效率(Fv/Fm)、实际光量子效率(Y)、光化学淬灭系数(qP)及光合电子传递速率(ETR)的减小,以及PSⅡ调节性能量耗散的量子产额(YNPQ)、非调节性能量耗散的量子产额(YNO)和非光化学淬灭系数(NPQ/4)的增大有明显的缓解作用。研究认为,外喷ALA能够有效缓解干旱胁迫对山定子生理代谢功能的损伤,但干旱胁迫条件下山定子对不同浓度ALA响应程度不尽相同,其中以75 mg/L的ALA处理效果较为理想。

    • 干旱对紫色小白菜光合特性及营养品质的影响

      2018, 38(5):912-921. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2018.05.0912

      摘要 (1978) HTML (0) PDF 1.42 M (2032) 评论 (0) 收藏

      摘要:以‘紫薇’不结球紫色小白菜为试验材料,采用盆栽控水试验,设置正常水分供应、轻度干旱、中度干旱和重度干旱4个干旱处理,测定了紫色小白菜植株营养品质和光合色素含量、光合与叶绿素荧光参数等指标,研究不同干旱胁迫处理对紫色小白菜光合特性及营养品质的影响。结果表明:(1)紫色小白菜叶片花青苷、可溶性糖、可溶性蛋白、维生素C含量均随干旱处理程度的加重呈先升高后下降的趋势,并均在轻度干旱下达到最大值。(2)随着干旱处理程度的加重,紫色小白菜叶片叶绿素a、叶绿素b、叶绿素(a+b)和类胡萝卜素含量均呈先缓慢上升后急剧下降的变化规律,且均于轻度干旱下达到最大值。(3)随着干旱处理程度的加重,紫色小白菜叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr) 均呈逐渐下降的趋势,而瞬时水分利用效率(WUE)表现出先升后降的趋势。(4)随着干旱处理程度的加重,紫色小白菜叶片以吸收光能为基础的性能指数(PIABS)逐渐降低,而单位反应中心吸收的光能(ABS/RC)、单位反应中心捕获的光能(TRO/RC)、单位反应中心传递的能量(ETO/RC)、单位反应中心热耗散的能量(DIO/RC)以及单位面积捕获的光能(TRO/CS)、单位面积的热耗散(DIO/CS)均呈现逐渐上升的趋势;叶片中PSⅡ最大光化学效率(ψPO)、将电子传递到电子传递链中QA-下游的其他电子受体的概率(ψO)、反应中心吸收的光能用于电子传递的量子产额(ψEO)值均随着干旱处理的加重呈先缓慢下降后急剧下降的趋势,受体侧J相的相对可变荧光(VJ)增幅比供体K相可变荧光占J相可变荧光的比例(WK)大,PSⅡ受体侧受到的胁迫伤害大于供体侧。研究表明,干旱处理迫使紫色小白菜光合特性及品质都出现一定的变化,轻度干旱胁迫处理能增加紫色小白菜花青苷及其光合色素的含量, 并提高净光合速率, 进而改善植株的营养品质,值得在紫色小白菜耐旱生产中推广应用。

    • 野生酸枣光合及叶绿素荧光参数对土壤干旱胁迫的响应

      2018, 38(5):922-931. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2018.05.0922

      摘要 (2222) HTML (0) PDF 1.72 M (1798) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究鲁中地区自然条件下野生酸枣光合生理参数对土壤逐渐干旱的响应机制,明确其与土壤水分的定量关系。该研究以2年生野生酸枣盆栽苗为实验材料,采用人工给水和自然耗水相结合法模拟自然条件下土壤干旱过程,分析野生酸枣叶片光合作用和荧光参数对土壤水分含量(RWC)的响应过程及其机制。结果表明:(1)野生酸枣叶片气体交换参数净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、水分利用效率(WUE)均随着土壤含水量的增加表现出先升高后降低的趋势。当RWC<38.5%时, Pn下降,而胞间二氧化碳浓度(Ci)上升,气孔限制值(Ls)下降,叶片光合速率下降主要是非气孔限制因素所致;当RWC在38.5%~65.1%范围内,野生酸枣Pn下降,伴随Ci、气孔导度(Gs)均降低,野生酸枣叶片光合速率下降处于气孔限制阶段。(2)通过PnWUE对土壤水分的阈值模拟,发现维持野生酸枣叶片具有较高光合生产力的土壤水分范围为46.0%~0.5%,维持其较高水分利用效率的水分范围为56.3%~73.9%。(3)在土壤逐渐干旱过程中(RWC范围为29.9%~86.5%),野生酸枣最大荧光(Fm)、PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ实际光化学效率(ΦPSⅡ)逐渐降低,初始荧光(Fo)显著升高,光化学猝灭(qP)先升高再降低,非光化学猝灭(NPQ)在过高(RWC>83.7%)或过低(RWC<38.5%)的土壤水分下呈现较高值,表现出热耗散增加。研究认为,野生酸枣叶片气体交换参数及叶绿素荧光参数对土壤水分均具有明显的阈值响应,阈值点的土壤相对含水量大约为38.5%,低于阈值时叶片光合速率由气孔限制转向非气孔限制,PSⅡ受到损伤,电子传递受阻,光合机构受到破坏。

    • 5氨基乙酰丙酸对不同温度下斜生栅藻叶绿素荧光诱导动力学的影响

      2018, 38(5):932-938. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2018.05.0932

      摘要 (1946) HTML (0) PDF 1.24 M (1626) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究外源5氨基乙酰丙酸(ALA)对不同温度下斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)生长及叶绿素荧光诱导动力学的影响,设置1次添加ALA(ALA组)、每隔3 d添加ALA(CALA组)和对照(CK组)3个处理,分别置于5 ℃、15 ℃和25 ℃条件下培养,并于对数生长期测定斜生栅藻叶绿素荧光参数。结果表明:(1)在5 ℃和15 ℃时,斜生栅藻的最大比生长速率(μmax)表现为ALA>CALA>CK,其中ALA组的μmax分别达到各自CK组的122.7%和126.8%。(2)在5 ℃低温时,一次添加ALA后斜生栅藻PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)和以吸收光能为基础的性能指数(PIABS)下降幅度显著低于CK组(P<0.05),放氧复合体(OEC)活性状态(Fo-k)、QA被还原能力(Fk-J)、QB(含快还原PQ库)被还原能力(Fj-i)和慢还原PQ库被还原的能力(Fi-p)均显著升高(P<0.05)。(3)JIPtest参数显示,ALA处理使得斜生栅藻单位反应中心吸收的光能降低,热耗散也减少,更多的能量通过电子传递链传递并参与光化学反应。研究表明,外源ALA能在一定程度上促进斜生栅藻的生长,且在5 ℃低温下促进作用更加明显;外源ALA使得斜生栅藻光合效率提高,QA、QB被还原的能力以及PQ库被慢还原的能力获得显著提升;在一定温度范围内,环境温度越低,ALA对斜生栅藻PSⅡ保护作用越显著。

    • 干旱胁迫下景天植物能量水平与超微弱发光的关系

      2018, 38(5):939-946. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2018.05.0939

      摘要 (2255) HTML (0) PDF 870.28 K (1564) 评论 (0) 收藏

      摘要:该试验以德景天幼苗为材料,设计PEG、PEG+H2O2、PEG+苯甲酸钠、蒸馏水(CK)4个处理,分析PEG模拟干旱胁迫及活性氧调控干旱胁迫下超微弱发光(ultraweak luminescence, UWL )和能量水平的变化及两者的关系,为揭示UWL的产生及其来源提供理论依据。结果表明:(1)在PEG模拟干旱胁迫过程中,CK和PEG处理德景天叶片的ATP含量、能荷和UWL强度均随着胁迫时间延长呈下降趋势,但PEG处理的上述指标的下降较CK更快、降幅更大。(2)进一步采用H2O2和苯甲酸钠调控活性氧的PEG干旱胁迫过程中,PEG+H2O2、PEG+苯甲酸钠处理的德景天叶片ATP含量、能荷和UWL强度的变化趋势与PEG处理基本一致,均随胁迫时间的延长呈下降趋势;但PEG+H2O2处理的上述指标均低于PEG处理,而PEG+苯甲酸钠处理的上述指标却高于PEG处理。(3)相关分析表明,在干旱胁迫及活性氧调控干旱胁迫下,德景天叶片UWL强度均与ATP含量和能荷呈显著正相关。研究发现,在干旱胁迫和活性氧调控干旱胁迫下,德景天叶片ATP含量和能荷较CK均明显下降,UWL强度也随之明显降低;UWL强度随着以ATP为代表的能量水平的下降而降低,说明植物中UWL的产生与其能量水平的高低显著相关。

    • 氮磷肥配施对苦荞根系生理生态及产量的影响

      2018, 38(5):947-956. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2018.05.0947

      摘要 (2183) HTML (0) PDF 1.13 M (1531) 评论 (0) 收藏

      摘要:以苦荞品种‘迪庆’为材料,在盆栽试验条件下,研究了氮(纯氮用量分别为0 g/kg、0.1 g/kg、0.2 g/kg)、磷(P2O5用量分别为0.1 g/kg和0.2 g/kg)配施对苦荞根系生长、生理指标及其产量的影响,旨在为黄土高原苦荞高产优质栽培提供理论依据。结果表明:(1)在相同施磷量条件下,苦荞幼苗的株高、茎粗、茎叶干重、主根长、根表面积、根系体积、根系直径、根系干重以及壮苗指数等均随施氮量的增加而呈先升后降的趋势,但根冠比随施氮量的增加而呈先降后升的趋势;叶片叶绿素含量以及根系活力、酸性磷酸酶(Apase)活性、可溶性蛋白含量和植株氮积累量随施氮量的增加呈抛物线变化趋势,根系硝酸还原酶(NR)活性和植株氮含量随施氮量的增加而增加;而根系可溶性糖含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性、丙二醛(MDA)含量和游离脯氨酸含量等指标均随施氮量的增加而呈先降后升的趋势,0.1 g/kg施氮处理各指标均显著低于其他处理;成熟期单株粒重、百粒重随施氮量的增加呈先升后降的趋势,0.1 g/kg施氮处理各指标均显著高于其他处理。(2)在相同施氮量条件下,随着施磷量的增加,苦荞根系酸性磷酸酶(Apase)活性、SOD活性、POD活性、MDA含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白以及游离脯氨酸含量等指标均降低,其余各指标则呈增加趋势。(3)无论施磷量条件如何,0.1 g/kg的施氮处理下苦荞产量最高,与其他施氮处理相比,在低磷和高磷处理下的增产幅度分别为7.04%~37.40%和14.73%~68.26%;在施氮量一定的情况下,高磷处理比低磷处理增产15.96%~42.00%。(4)在该试验条件下,适当的氮磷肥配施表现出了明显的正加和效应,但过量施肥也有可能导致增产幅度下降,中氮高磷(施纯N量0.1 g/kg,施P2O5量0.2 g/kg)配施效果最优。

    • 矮嵩草草甸主要植物不同器官对氮素的吸收及分配特征研究

      2018, 38(5):957-966. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2018.05.0957

      摘要 (2206) HTML (0) PDF 1.93 M (1973) 评论 (0) 收藏

      摘要:以高寒矮嵩草(Kobresia humilis)草甸7个主要植物种为研究对象,利用 15N同位素标记技术,通过分析不同器官对氮素的吸收及分配特征,揭示主要植物种在群落中的生态适应性、竞争力和地位。结果显示:(1)矮嵩草的叶和茎、垂穗披碱草(Elymus nutans)的叶,以及双柱头藨草(Scirpus distigmaticus)和鹅绒委陵菜(Potentilla anserina)的叶、茎、根均偏好累积硝态氮,早熟禾(Poa annua)的穗和叶以及甘肃马先蒿(Pedicularis kansuensis) 和短穗兔耳草(Lagotis brachystachya)的根均偏好积累铵态氮。(2)矮嵩草对吸收的甘氨酸和硝态氮主要分配于叶中,铵态氮分配于茎中;双柱头藨草对吸收的甘氨酸和硝态氮主要分配于茎中,铵态氮分配于叶中;垂穗披碱草和早熟禾对吸收的硝态氮和铵态氮主要分配于叶中;垂穗披碱草对吸收的甘氨酸主要分配于根中,而早熟禾将较多的甘氨酸分配到穗中;甘肃马先蒿对吸收的硝态氮主要分配于叶中,铵态氮分配于根中;鹅绒委陵菜对吸收的甘氨酸、硝态氮和铵态氮主要分配于叶中;短穗兔耳草对吸收的甘氨酸主要分配于叶中,硝态氮和铵态氮主要分配于根中。(3)在牧草生长盛期,矮嵩草草甸土壤的有机氮和无机氮主要贡献于甘肃马先蒿的花、早熟禾的穗、垂穗披碱草的根和鹅绒委陵菜的茎叶。研究表明,高寒矮嵩草草甸主要植物不同器官对氮素的吸收及分配呈现多元化特征,因不同植物种的生物学特性和生态适应习性而异。

    • 五大连池新期火山熔岩台地3种共有植物的叶功能性状及其相互关系

      2018, 38(5):967-975. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2018.05.0967

      摘要 (2148) HTML (0) PDF 858.10 K (1424) 评论 (0) 收藏

      摘要:以五大连池新期火山熔岩台地13个稳定的自然植物群落共有种香杨、万年蒿、岩败酱为研究对象,测定其叶干物质含量(LDMC)、比叶面积(SLA)、叶氮含量(LNC)、叶磷含量(LPC)、叶氮磷比(N/P)等叶功能性状,研究不同生境下3种植物叶功能性状的变异特征,探讨新期火山熔岩台地植物叶功能性状相互之间的内在联系及其对环境的适应性。结果表明:(1)3种植物LDMC变化在0.294~0.359 g·g-1之间,SLA变化在9.082~22.347 m2·kg-1之间;与其他区域的研究结果相比,新期火山熔岩台地植物的LDMC值相对偏大、SLA值相对偏小,说明五大连池新期火山熔岩台地的植物采用高LDMC低SLA策略适应贫瘠恶劣的环境。(2)3种植物LNC变化在9.690~15.710 g·kg-1之间,LPC变化在0.669~1.078 g·kg-1之间,叶钾含量(LKC)变化在10.410~29.830 g·kg-1之间,叶N/P的变化在9.781~20.990之间;与其他区域的研究结果相比,新期火山熔岩台地植物LNC和LPC值相对偏小,LKC和N/P值相对偏大, 说明五大连池新期火山熔岩台地的植物生长主要受磷素的限制,而且LNC偏小和LKC偏高与新期火山熔岩台地土壤中全N、全K的含量变化特征有关。(3)通过ANVOA分析发现,群落间植物叶功能性状的变异幅度较小,3种植物之间N/P、LDMC和SLA的变异幅度也较小,这说明在水分和养分极缺的火山熔岩台地植物对其生境的适应对策相似。(4)Pearson相关分析发现,SLA与LDMC以及N/P与LDMC和SLA均呈显著负相关关系。

    • 中国淡水硅藻新记录种——伊拉万短纹藻

      2018, 38(5):976-982. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2018.05.0976

      摘要 (2132) HTML (0) PDF 3.08 M (1506) 评论 (0) 收藏

      摘要:于2013年对江苏茅山溪流水体进行藻类多样性调查时,发现了中国淡水硅藻的1个新记录种——伊拉万短纹藻[Brachysira irawanae (Podzorski & Hakansson) LangeBertalot & Podzorski]。伊拉万短纹藻在世界范围内较为少见,此前仅在菲律宾和日本有过报道;早期文献仅简单描述了该种光镜下的形态特征。该研究对伊拉万短纹藻的光镜特征进行了详细描述,并首次用扫描电镜对其超微形态结构进行了观察。并对短纹藻属中7 种外形相近的物种进行了比较,对中国报道的短纹藻属物种拉丁文名称进行了整理和修订,确认中国地区共报道短纹藻属7种1变种及其最新的物种名录。