• 2021年第41卷第10期文章目次
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    • 拟南芥黄心突变体yh基因的图位克隆及分析

      2021, 41(10):1621-1626. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2021.10.1621

      摘要 (1132) HTML (0) PDF 3.50 M (1368) 评论 (0) 收藏

      摘要:在研究光合作用相关基因的过程中,获得了一个叶片为黄心(yellow heart,yh)的突变株,与野生型拟南芥(Col0)相比,其新生叶片发黄,突变表型由隐性单基因控制。采用图位克隆及其精细定位技术,将yh突变基因定位在1号染色体的INS1_55_342与INS1_56_34区间,物理距离约为676 kb。通过测序得知yhAt1g64790第44个内含子剪接处有4个碱基的缺失,导致内含子剪切位点的变化。RTPCR分析显示,该基因表达降低,是At1g64790基因的一个新等位突变。研究表明,yh突变体与叶绿体的发育相关,可为进一步探究植物叶绿体和叶片发育机制提供新的遗传材料。

    • 彩斑突变体菊花CmF3′Ha基因及启动子的克隆与分析

      2021, 41(10):1627-1634. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2021.10.1627

      摘要 (1227) HTML (0) PDF 8.60 M (1205) 评论 (0) 收藏

      摘要:该研究以菊花彩瓣突变体CQ17mu为材料,利用RTPCR克隆获得了类黄酮3′羟化酶基因(F3′H),该基因开放阅读框全长1 527 bp,编码508个氨基酸,与已知的菊花CmF3′H相似性达到99%,故将其命名为CmF3′Ha。氨基酸序列分析表明,CmF3′Ha编码的蛋白具有保守的F3′H结构域,属于P450超家族。多重序列比对和系统发育分析表明,CmF3′Ha与其他菊花品种的F3′H亲缘关系最近。实时定量PCR分析显示,CQ17mu花瓣中CmF3′Ha基因的表达水平显著高于CQ17的粉色花瓣,表明CmF3′Ha参与了CQ17mu花瓣紫色条斑部位的花色素代谢。进一步利用染色体步移法克隆得到了CQ17mu的F3′H基因上游1 086 bp的启动子区序列,经分析显示,该序列中除包含TATAbox等核心启动子元件外,还包括多个MYB、MYC结合位点及多个光响应元件和激素应答元件。研究结果证明了菊花CmF3′Ha基因与植物花青素积累呈正相关,参与彩色条斑部分的花青素合成过程,为菊花的分子育种提供了理论依据。

    • 黄瓜叶绿素降解关键酶基因CsPAO的克隆与分析

      2021, 41(10):1635-1642. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2021.10.1635

      摘要 (1321) HTML (0) PDF 19.80 M (2456) 评论 (0) 收藏

      摘要:该研究以黄瓜“津春2号”cDNA为模板,采用RTPCR方法克隆得到黄瓜叶绿素降解关键酶(pheophorbide a oxygenase,PAO)基因(CsPAO),对其进行亚细胞定位观察,并采用实时荧光定量PCR技术和生物信息学技术,分析了CsPAO基因的表达模式及其编码蛋白的特性。结果表明:(1)CsPAO编码545个氨基酸,理论等电点为6.09,蛋白相对分子质量为61.02 kD。蛋白预测发现,黄瓜CsPAO属于不稳定蛋白,具有2个蛋白结合位点,且存在跨膜现象。(2)荧光定量PCR结果表明,CsPAO基因表达响应水杨酸(SA)、茉莉酸 (JA)和赤霉素(GA3)的调控,在高温(42 ℃)和低温(4 ℃)处理下CsPAO基因的表达量显著上升并达到最高,但黑暗处理对CsPAO基因表达没有影响;在黄瓜不同组织中花的表达显著高于根、茎、叶、萼、须、果。(3)亚细胞定位结果表明,CsPAO蛋白定位于叶绿体内。(4)系统进化树分析显示,黄瓜CsPAO与葫芦科植物苦瓜、西葫芦、南瓜、笋瓜等亲缘关系较近。本研究结果为进一步揭示黄瓜叶绿素降解的分子机制奠定了基础。

    • 吸水和干燥条件下发菜核糖体代谢差异表达基因分析

      2021, 41(10):1643-1651. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2021.10.1643

      摘要 (1149) HTML (0) PDF 3.86 M (1206) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解析发菜吸水和干燥条件下的基因差异表达规律以及发菜适应“干湿”水分节律调控机制,该研究以充分吸水发菜藻体为对照组,干燥状态下的发菜藻体为处理组,采用高通量Illumina HiSeq PE150测序平台结合生物信息学分析方法对发菜吸水和干燥条件下的差异表达基因进行分析。结果显示:(1)发菜吸水和干燥条件下共鉴定到差异表达基因3 383个,其中显著上调和显著下调表达的基因数分别为1 767个和1 616个。(2)GO功能富集分析发现,在吸水和干燥条件下发菜差异表达基因主要富集在蛋白质合成与代谢等相关途径中;KEGG显著性富集分析发现,吸水和干燥条件下发菜有46个差异表达基因被显著富集到核糖体代谢途径,且均为显著上调表达,这些基因可能参与发菜对干旱胁迫的响应。(3)随机挑选6个被显著富集到核糖体代谢途径的基因进行qRTPCR分析发现,其基因相对表达量与转录组测序结果一致。研究表明,发菜在干燥条件下可能通过激活核糖体代谢特定基因表达帮助抗旱相关的蛋白质的合成和正确折叠、并参与渗透调节等重要生理活动进而调控其适应干燥环境条件。

    • 濒危植物秦岭石蝴蝶花瓣数量变异机理研究

      2021, 41(10):1652-1661. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2021.10.1652

      摘要 (1099) HTML (0) PDF 9.46 M (1056) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了探明秦岭石蝴蝶花瓣数量变异原因,该研究采用Illumina HiSeq 2500高通量测序技术对秦岭石蝴蝶两种花型发育的早期和晚期进行转录组测序,挖掘参与其花发育相关的差异基因,并探讨花器变异的可能机制。结果显示:(1)与NR数据库进行比对,共有52 677个Unigene注释到NR库,占Unigene总数的46.25%,与旋蒴苣苔(Dorcoceras hygrometricum)的序列同源性最高(54.29%)。(2)GO富集分析结果显示,正常23型和变异24型差异基因富集最显著的GO条目为:细胞组分类的细胞膜、分子功能类的反转运蛋白活性和酶抑制剂活性、生物过程类的跨膜转运和催化活性的负调控等;KEGG富集分析结果显示,正常23型和变异24型差异基因富集最显著的KEGG通路为:植物激素信号转导、脂肪酸延长、戊糖和葡萄糖醛酸酯的相互转化、苯丙烷生物合成、硫代谢、类黄酮生物合成、玉米素的生物合成等途径。(3)对表达差异基因进行筛选并进一步对4个比较组进行交叉比对分析,确定了6个可能与秦岭石蝴蝶花器官发育相关的基因,分别为PqMIF2、PqMYB340、PqMYB305、PqGATA12、PqCCD4和PqZBED;qRTPCR验证发现,其表达趋势和转录组测序分析结果一致。该研究结果为秦岭石蝴蝶的花器官发育和系统进化及其濒危机制方面研究提供了重要的信息。

    • 元宝枫花芽分化及花开放过程研究

      2021, 41(10):1662-1672. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2021.10.1662

      摘要 (1095) HTML (0) PDF 33.78 M (1236) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探明元宝枫花性别、交配系统及花芽分化过程,通过石蜡切片和连续解剖观察,对元宝枫花开放及花芽分化过程进行了研究。结果表明:(1)元宝枫花性别可分为雌能花和雄能花两种,雌能花花药不开裂,只表现雌性功能,而雄能花分Ⅰ型和Ⅱ型两种,花药均可产生成熟花粉并开裂散粉,只表现雄性功能。(2)元宝枫是较为少见的二重雌雄异型异熟树种,且交配系统有雄先型和雌先型两种;雄先型小花开放顺序为:雄能花→雌能花→雄能花,雌先型小花开放顺序为雌能花→雄能花→雄能花。(3)元宝枫花芽的形态分化期开始于7月上旬,花序和小花分化期为8月上旬,雄蕊和雌蕊分化开始于8月下旬,雌配子体发育晚于雄配子体。(4)元宝枫花性别分化的关键期为第二年的3月下旬至4月上旬。

    • 籽用美洲南瓜叶片对白粉病菌的抗逆生理响应

      2021, 41(10):1673-1680. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2021.10.1673

      摘要 (1253) HTML (0) PDF 8.67 M (1192) 评论 (0) 收藏

      摘要:以籽用美洲南瓜(Cucurbita pepo L.)白粉病抗病品系F2和感病品系M3为试材,在人工气候箱内接种白粉病生理小种2US孢子悬浮液,考察在接种白粉病菌后南瓜幼苗植株与白粉病菌的互作、叶片活性氧代谢及保护酶活性的变化,探讨南瓜抵御白粉病的生理机制。结果表明:(1)与感病品系M3相比,接种白粉病菌后,抗病品系F2叶片上病原菌发育缓慢,较难侵染叶片。(2)抗病品系F2在感病初期叶片H2O2、O2-·含量迅速升高后逐渐下降,而感病品系在感病初期H2O2、O2-·含量上升缓慢,在达最大值后始终保持较高水平,且感病品系叶片MDA含量始终高于抗病品系;组织化学染色分析发现,抗病品系叶片着色比感病品系快,之后着色面积有所减少并趋于较低水平。(3)抗病品系F2和感病品系M3叶片抗氧化酶CAT、SOD、POD活性及PAL、PPO活性在接种白粉病菌后均显著增加,但抗病品系的活性及其增幅均高于感病品系。研究发现,籽用美洲南瓜抗病品系叶片上白粉病菌发育缓慢,较难受到侵染,生成菌丝体后叶片上粉状斑点较小;抗病品系在被白粉病菌侵染初期依靠活性氧的增加抵御病原菌的入侵,随着活性氧含量增加抗病品系通过迅速增加自身抗氧化酶活性来防止氧化胁迫;与感病品系相比,抗病品系在受病原菌侵染后能迅速增加PAL、PPO活性以抵御病原菌侵染。

    • 不同浓度Fe2+与Zn2+对羊草幼苗生长和生理特性的影响

      2021, 41(10):1681-1690. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2021.10.1681

      摘要 (1043) HTML (0) PDF 6.31 M (1010) 评论 (0) 收藏

      摘要:以羊草幼苗为研究对象,通过调整全营养培养基(CK,0.05 mmol/L Fe2+、0.015 mmol/L Zn2+)中铁或者锌含量设置0、10倍、20倍Fe2+(Zn2+)浓度处理Fe0(Zn0)、Fe10(Zn10)、Fe20(Zn20),以及在高铁培养基中单独添加0.15 mmol/L Zn2+或同时添加10 mmol/L Ca2+、5 mmol/L Mg2+、20 mmol/L K+处理,测定培养6 d后幼苗生长指标和矿质元素含量、以及高铁(Fe20)处理下幼苗根中抗氧化指标和相关基因表达量,探究不同浓度Fe2+、Zn2+对羊草幼苗生长、矿质元素吸收积累及抗氧化指标、基因表达的影响。结果表明:(1)缺锌(Zn0)显著抑制羊草幼苗鲜重的增加和Zn元素的积累,但促进Fe、Mg元素的积累;高浓度锌(Zn10、Zn20)显著促进幼苗叶片生长和Zn元素的积累;缺铁(Fe0)显著抑制幼苗的根长、鲜重和Fe元素的积累,促进Mg、Zn元素的积累;高浓度铁(Fe10、Fe20)显著抑制羊草幼苗根叶生长、根毛发育和Ca、Zn、Mg、K元素的积累。(2)增加Zn2+和Ca2+、Mg2+、K+浓度无法恢复高铁胁迫对幼苗生长的抑制作用。(3)高浓度铁(Fe20)处理羊草幼苗48 h后,根部过氧化物酶、超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、抗坏血酸过氧化物酶、谷胱甘肽还原酶活性和丙二醛、抗坏血酸、还原型谷胱甘肽含量显著升高;烟酰胺合成酶基因、过氧化物酶基因表达量显著下调,植物类萌发素蛋白基因表达量显著上调。研究发现,羊草幼苗生长发育和矿质元素积累对环境中Zn2+浓度变化不敏感,却受到环境中高浓度Fe2+的显著抑制,并造成严重的氧化胁迫伤害,这种伤害无法在添加Zn2+或同时添加Ca2+、Mg2+、K+的条件下恢复。

    • 玉米跨代干旱胁迫记忆生理机制及DNA甲基化变化分析

      2021, 41(10):1691-1699. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2021.10.1691

      摘要 (1340) HTML (0) PDF 2.66 M (1106) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究亲代干旱锻炼对后代玉米生理特性和DNA甲基化修饰的影响,以亲代(G0代)经干旱锻炼的玉米自交系B73和H99自交后代(G1代)为材料,利用20% PEG6000模拟干旱胁迫条件,检测G1和G0代叶片相对含水量(RWC)与丙二醛(MDA)、可溶性糖、脯氨酸含量以及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性变化,并利用甲基化敏感扩增多态性技术(MSAP)检测G1和G0代基因组DNA甲基化状况,分析2个世代玉米生理指标和基因组DNA甲基化修饰的变异规律。结果表明:(1)在相同干旱胁迫条件下,玉米B73和H99 自交系G1代叶片的RWC、可溶性糖与脯氨酸含量以及SOD和POD活性均高于G0代,其G1代MDA含量则低于G0代;G1代叶片的RWC减少量和MDA增加量小于G0代,G1代可溶性糖和脯氨酸含量以及SOD和POD活性增加量均大于G0代。(2)干旱胁迫诱发了B73和H99 自交系G1和G0代DNA甲基化水平和甲基化模式的改变;在相同干旱胁迫条件下,两自交系G1代DNA甲基化修饰变化均大于G0代。(3)B73和H99 自交系DNA甲基化修饰变异规律不同,随胁迫时间延长,B73 自交系2个世代CG、CHG甲基化水平均呈上升趋势,H99 自交系2个世代CG甲基化水平呈上升趋势,CHG甲基化水平呈下降趋势;B73 自交系2个世代均以CG hypo和CHG hypo变化为主,H99 自交系2个世代均以CHG hypo和CG hyper变化为主。研究发现,B73和H99玉米自交系G1代植株的抗氧化和渗透调解能力以及DNA甲基化修饰变化均大于G0代,其抗旱性也强于G0代,从而证明玉米存在跨代干旱胁迫记忆。

    • 外源H2O2对盐碱胁迫下苹果矮化砧木幼苗生理特性的影响

      2021, 41(10):1700-1710. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2021.10.1700

      摘要 (1069) HTML (0) PDF 2.06 M (1051) 评论 (0) 收藏

      摘要:以2年生苹果矮化砧木M9T337为试材,采用盆栽试验法,设置浇灌清水(CK)和盐碱胁迫(0.1 mol/L NaCl+NaHCO3溶液)+ 喷施5种浓度的H2O2 [0(T1)、0.2 mmol/L(T2)、0.4 mmol/L(T3)、0.6 mmol/L(T4)、0.8 mmol/L(T5)] 处理,测定各处理叶片叶绿素含量、光合气体交换参数、渗透调节物质含量、抗氧化酶活性和细胞膜透性,并利用相关性与主成分分析进行综合评价,以探讨外源过氧化氢(H2O2)增强其盐碱耐性的生理机制。结果表明:(1)随着盐碱胁迫(T1)的时间延长,M9T337幼苗叶片叶绿素a(Chl a)含量、叶绿素b (Chl b)含量、叶绿素总量(Chl t)、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、可溶性蛋白(SP)含量均呈逐渐下降趋势;胞间CO2浓度(Ci)、可溶性总糖(TSS)含量、脯氨酸(Pro)含量、过氧化氢酶(CAT)活性、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性、相对电导率(REC)、丙二醛(MDA)含量均呈上升趋势;超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性均呈先升后降趋势。(2)与CK相比,盐碱胁迫+外源H2O2(T2- T5)处理后M9T337幼苗叶片各指标均呈现不同幅度变化,且存在明显浓度效应,并以T3(0.4 mmol/L H2O2)处理叶片的Chl a、Chl b、Chl t、SP和Gs降幅最小,Ci、REC、MDA升幅最小,TSS、Pro、APX升幅最大。(3)M9T337幼苗叶片PnTrGs、Chl a、Chl b、Chl t、SP、SOD、POD呈显著正相关,与Ci、MDA、CAT、APX、REC呈显著负相关。(4)综合评价表明,各处理对M9T337幼苗叶片生理特性的效应依次为:CK>T3>T4>T2>T5>T1。研究发现,叶面喷施适宜浓度H2O2可有效改善盐碱胁迫下M9T337幼苗光合能力,显著提高抗氧化酶活性和渗透调节物质的含量,降低细胞膜透性,从而达到缓解盐碱胁迫的作用,并以0.4 mmol/L H2O2处理效果最佳。

    • 外源褪黑素对复合盐碱胁迫下黑果枸杞种子萌发和幼苗生长的缓解效应

      2021, 41(10):1711-1724. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2021.10.1711

      摘要 (1353) HTML (0) PDF 3.67 M (1192) 评论 (0) 收藏

      摘要:以黑果枸杞种子为实验试材,将中性盐NaCl、Na2SO4和碱性盐NaHCO3、Na2CO3按碱性盐占比由小到大模拟组成中性复合盐L(1∶1∶0∶0)、中度碱性复合盐M(1∶9∶9∶1)和重度碱性复合盐H(9∶1∶1∶9),采用纸上萌发法,研究外源褪黑素浓度(0.1、0.3、0.5、1.0 mmol/L)对不同盐碱组成(L、M、H)及其盐碱浓度(50、100、200 mmol/L)组合胁迫下黑果枸杞种子萌发和幼苗生长的影响。结果显示:(1)黑果枸杞幼苗的生长表型(长势)随盐碱浓度及碱性盐占比升高明显减弱;适当低中浓度外源褪黑素(0.1、0.3、0.5 mmol/L)能在一定程度上缓解盐碱胁迫对幼苗生长的伤害,过高浓度外源褪黑素(1.0 mmol/L)则使伤害加剧;施加外源褪黑素使黑果枸杞幼苗侧根数量明显增多。(2)黑果枸杞种子的萌发进程与盐碱组成、盐碱浓度及褪黑素浓度密切相关,随盐碱浓度和碱性盐占比升高,黑果枸杞种子萌发的起始时间延迟,萌发总时长缩短;施加适当浓度外源褪黑素能使盐碱胁迫下黑果枸杞种子萌发起始时间提前,并延长萌发总时长。(3)在L复合盐处理中,随盐碱胁迫浓度升高,黑果枸杞种子的发芽率(GR)、发芽势(GP)、发芽指数(GI)、活力指数(VI)、芽长(SL)、根长(RL)均先升后降,但在M和H复合盐碱处理中,各项萌发指标均随盐碱胁迫浓度升高呈逐渐下降趋势。(4) 外源褪黑素对黑果枸杞种子各项萌发指标具有明显“低促高抑”现象,L复合盐中,在3种盐碱浓度胁迫下,褪黑素浓度为0.1和0.3 mmol/L时对GP、GR、GI、VI、SL、RL有促进作用,并以0.1 mmol/L综合促进效果最佳,褪黑素浓度为0.5和1.0 mmol/L时对GP、GR、GI、VI产生抑制作用,褪黑素浓度为1.0 mmol/L对SL、RL有抑制作用;M和H复合盐中,在3种盐碱浓度胁迫下,褪黑素浓度为0.1、0.3、0.5 mmol/L时对各指标均有促进作用,并以0.3 mmol/L综合促进效果最佳,褪黑素浓度为1.0 mmol/L时则产生抑制。研究表明,低浓度中性复合盐处理对黑果枸杞种子萌发和幼苗生长有一定促进作用,高浓度中性复合盐及中度和重度碱性复合盐则产生抑制作用;外源褪黑素对盐碱胁迫下黑果枸杞种子萌发和幼苗生长的缓解具有明显剂量效应,0.1 mmol/L褪黑素对中性复合盐胁迫的综合促进效果更佳, 0.3 mmol/L褪黑素则对中度和重度碱性复合盐胁迫有最佳促进效果。

    • 施钾量对设施基质栽培番茄生长生理及其产量和品质的影响

      2021, 41(10):1725-1735. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2021.10.1725

      摘要 (1071) HTML (0) PDF 747.71 K (1306) 评论 (0) 收藏

      摘要:以番茄品种‘184’为材料,采用水肥一体化番茄设施基质栽培模式,以甘肃农业大学植物营养液配方C中钾肥为对照(T1常规钾肥量),再在配方C中添加不同量钾肥组成T2(钾肥增量25%)、T3(钾肥增量50%)、T4(钾肥增量75%)等处理,探究不同施钾量对设施基质栽培番茄生长、生理、产量及品质的影响,并筛选设施基质栽培条件下最佳施钾量。结果显示:(1)与常规施钾肥量(T1)相比,增施钾肥处理(T2-T4)均可显著提高番茄株高、茎粗、根系活力,且T3处理的各指标均最高,但增施钾肥对叶片数的影响不显著。(2)增施钾肥处理较T1均能够显著提高番茄叶片光合色素含量,增强光合和荧光过程,进一步促进光能的吸收与转化,且T3处理的增幅最高。(3)随着施钾量的升高,增施钾肥处理的番茄单果重、果实产量呈现不同程度的增长趋势,适量增施钾肥处理增幅均达到显著水平,并以T3番茄产量最高,且较T1显著增产20.87%。(4)与T1相比,各施钾处理番茄果实硬度、可溶性总糖、Vc、可溶性蛋白、番茄红素含量等均有不同程度提升,各指标均随着施钾量增加呈先上升后下降的变化趋势,并在T3处理下达到最优。(5)主成分分析表明,各处理的综合得分依次为T3>T4>T2>T1。研究发现,在设施基质栽培条件下,适量增施钾肥能显著提高番茄植株光合作用效率,促进植株生长,达到提高果实产量和改善品质的目的,并以常规钾肥增量50%处理的效果最佳。

    • 栽培基质中添加砻糠灰对甜瓜生长和果实品质的影响

      2021, 41(10):1736-1746. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2021.10.1736

      摘要 (936) HTML (0) PDF 860.35 K (1077) 评论 (0) 收藏

      摘要:为减少不可再生资源草炭的使用,降低无土栽培基质生产成本,以甜瓜品种‘羊角蜜’为试验材料,将砻糠灰和市售成品栽培基质按照不同体积比[1∶5(T1)、2∶4(T2)、3∶3(T3)、4∶2(T4)、5∶1(T5)]进行混配,以未添加砻糠灰的市售成品栽培基质为对照(CK),研究不同配比基质的理化性质及其对甜瓜生长、叶片叶绿素含量、光合气体交换参数以及果实品质的影响。结果表明:(1)在市售栽培基质中添加一定量的砻糠灰可显著改善基质通气状况,提高混配基质的pH、电导率(EC),显著抑制基质中微生物数量。(2)与对照相比,适量砻糠灰混配基质能够显著促进甜瓜植株的生长,其中T2处理下,甜瓜植株的株高、根系活力、根冠比相比于CK分别显著提高了14.69%、19.73%、23.08%。(3)在T2处理下,甜瓜叶片叶绿素含量、净光合速率、气孔导度、蒸腾速率显著升高。(4)T2处理下甜瓜横径、纵径、单果重和单株产量与对照相比均显著提高,其单果重增幅达到20.3%,并且果实可溶性糖、可溶性固形物、可溶性蛋白、蔗糖、葡萄糖等含量显著增加,蔗糖合成酶活性和蔗糖磷酸合成酶活性有明显增强。研究发现,混配适量砻糠灰可有效改善栽培基质理化特性,显著促进甜瓜植株生长,提高甜瓜叶片光合作用能力,改善甜瓜果实品质,并以砻糠灰与市售成品栽培基质体积比为2∶4的混配基质配方最为适宜,可替代传统基质用于甜瓜栽培。

    • 模拟干旱胁迫处理下北柴胡种苗MYC2基因的调控研究

      2021, 41(10):1747-1754. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2021.10.1747

      摘要 (1233) HTML (0) PDF 688.15 K (1186) 评论 (0) 收藏

      摘要:该研究以北柴胡一年生种苗为材料,使用质量分数为10%、20%的PEG6000营养液进行模拟干旱胁迫实验,检测北柴胡根内源信号物质OPR、JA含量,转录因子BcMYC2和柴胡皂苷生物合成途径中4个关键酶基因HMGRIPPIFPSβAS表达量,以及柴胡皂苷a、d含量,探究模拟干旱胁迫下茉莉酸信号通路调控BcMYC2进而影响柴胡皂苷生物合成的机制。结果表明:(1) PEG6000模拟干旱胁迫处理北柴胡种苗后,20% PEG6000处理组根内OPR含量在2 h时出现峰值,10% PEG6000处理组的根内OPR含量在6 h时出现峰值;两个胁迫组内源JA含量均在2 h时出现峰值。(2)两个胁迫处理组北柴胡根内BcMYC2相对表达量均在2 h处出现峰值,之后的2~4 h时间段内大幅度下降,且20% PEG6000处理组的BcMYC2相对表达量高于10% PEG6000处理组;其余4个柴胡皂苷生物合成途径关键酶基因HMGRIPPIFPSβAS的相对表达量均在4 h时出现峰值,晚于BcMYC2相对表达量出现峰值的时间。(3)经模拟干旱胁迫处理后,北柴胡根内的柴胡皂苷含量在36 d内逐渐上升;在处理36 d时,20% PEG6000处理组的柴胡皂苷含量略高于10% PEG6000处理组,且两处理组均显著高于对照组。研究发现,经PEG6000模拟干旱处理后,北柴胡根内信号物质OPR及JA含量提高,促进BcMYC2的表达,进而提高柴胡皂苷生物合成途径中的关键酶基因的表达,最终显著提高了根内柴胡皂苷的含量。

    • 3种荒漠植物光合及叶绿素荧光对干旱胁迫的响应及抗旱性评价

      2021, 41(10):1755-1765. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2021.10.1755

      摘要 (1325) HTML (0) PDF 1.00 M (2101) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用盆栽试验结合人工浇水后自然耗水的方法测定干旱胁迫对梭梭、白刺、沙蒿3种荒漠植物叶片水分、光合及叶绿素荧光参数的影响,探讨各指标在干旱胁迫过程中的变化特征、响应机制及其与土壤水分的定量关系,并用隶属函数法对其进行抗旱性排序。结果表明:(1)3种植物叶片相对含水量(RWC)随干旱胁迫天数增加持续降低,最大水分亏缺(RWD)呈波动式上升趋势。(2)3种植物总叶绿素含量(Chl)和叶绿素a(Chla)、叶绿素b(Chlb)含量,以及梭梭、白刺类胡萝卜素含量均随胁迫天数增加而降低;沙蒿类胡萝卜素随土壤含水率降低逐渐升高。(3)梭梭、白刺、沙蒿叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、水分利用效率(WUE)等主要光合气体交换参数对土壤水分表现出明显的阈值响应,适宜的土壤含水率分别为8.04%~19.33%、4.17%~19.10%、6.48%~17.51%。(4)3种植物 PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、实际光化学效率(Fv′/Fm′)及光化学淬灭系数(qP)均随干旱胁迫天数增加和光照强度增大而降低,非光化学淬灭系数(NPQ)则呈逐渐上升趋势;干旱胁迫中后期,梭梭、沙蒿的Fv/FmFv′/Fm′均下降,光合机构光合活性遭到破坏,电子传递受阻,PSⅡ反应中心受损,表现出光抑制,而白刺调节自身PSⅡ反应中心免受伤害的能力较强。(5)隶属函数法综合分析表明,3种植物耐旱能力大小依次为白刺>梭梭>沙蒿。研究发现,3种荒漠植物均可通过调节 PSⅡ反应中心开放程度与活性,对干旱胁迫表现出较强的耐性,胁迫后期植物PSⅡ反应中心关闭或不可逆失活,表现出光抑制。

    • 四川盆地油用牡丹种子品质地区差异及其与生态因子的关系

      2021, 41(10):1766-1775. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2021.10.1766

      摘要 (1004) HTML (0) PDF 1.00 M (1299) 评论 (0) 收藏

      摘要:以四川盆地12个引种地的油用牡丹‘凤丹’种子为研究对象,对其表型性状及营养成分进行测定分析,并结合气象、土壤养分和海拔等生态因子,探讨各性状与生态因子的相关性,揭示影响种子品质的关键生态因子,以期为‘凤丹’科学引种、高效栽培提供理论支撑。结果显示:(1)各采样地‘凤丹’种子表型性状横径、纵径、种形指数以及千粒重均具有极显著差异(P<0.01),其变幅分别为7.98~10.63 mm、7.75~10.86 mm、0.80~1.32以及311.23~393.15 g,且种子纵径和千粒重均以巴中市南江县最大(10.86 mm,393.15 g),横径和种形指数分别以乐山市峨边县、南充市西充县最大(10.63 mm,1.32)。(2)各采样地‘凤丹’种子营养成分中含油率、蛋白质、α亚麻酸及亚油酸存在极显著差异(P<0.01),其变化幅度分别为20.5%~26.9%、15.6%~19.6%、42.8~47.1%和15.7%~19.6%,且均以巴中市南江县较高(26%、18.3%、47.1%和18.3%)。(3)‘凤丹’种子千粒重与α亚麻酸、亚油酸含量(r= 0.760和-0.701),蛋白质与亚油酸、油酸含量(r= -0.686和0.665),α亚麻酸与亚油酸含量(r= -0.904),以及棕榈酸与硬脂酸含量(r= -0.792)均呈极显著相关关系。(4)立地条件对‘凤丹’种子表型性状和营养成分贡献率大小为速效钾 >有机质 >海拔 >碱解氮 >有效磷>pH,气候条件贡献率大小为全年日照>1月均温>7月均温>年降雨量>年均温,其中海拔对种子表型性状的影响较大,速效钾对种形指数和油酸的影响较大,有机质和碱解氮对蛋白质和含油率的影响较大;海拔、速效钾、有效磷、碱解氮和温度与种子表型性状、含油率、α亚麻酸、蛋白质和棕榈酸呈正相关程度大,与硬脂酸和亚油酸呈负相关关系。研究发现,四川盆地不同区域引种栽培的‘凤丹’种子表型性状及主要营养成分含量具有显著差异,气象、土壤养分和海拔等生态因子对‘凤丹’种子品质具有重要影响,在选择‘凤丹’种植基地时应选择海拔、温度较高,土壤养分(有机质、速效钾、有效磷、碱解氮)充沛的地区。

    • 中国新记录——毛齿藓短蒴变种(新拟)

      2021, 41(10):1776-1780. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2021.10.1776

      摘要 (1052) HTML (0) PDF 9.55 M (1197) 评论 (0) 收藏

      摘要:该研究首次报道了毛齿藓短蒴变种(新拟)在中国的分布和毛齿藓属在新疆的分布。研究表明:(1)毛齿藓短蒴变种的主要识别特征为:叶基部鞘状,突然狭窄成线状披针形,背仰,叶缘平展,中肋充满叶上部,背面粗糙,远轴面有厚壁细胞束分化,叶细胞长方形至短长方形;有假根生芽胞;孢蒴椭球形,稍弓形弯曲,蒴齿线状披针形,二裂至近基部。(2)毛齿藓属的3个分类单位在中国均有分布,毛齿藓短蒴变种以较短的孢蒴和蒴柄区别于原变种,以有根生芽胞、叶基部呈明显鞘状、叶缘平展区别于云南毛齿藓的无假根生芽胞、叶基部略呈鞘状、叶缘背卷。(3)在牛毛藓科中有许多类群与毛齿藓短蒴变种形态相似,但仅有毛齿藓属的叶在横切面上主细胞的远轴面有厚壁细胞束,而其他类群的叶在横切上主细胞的近轴面和远轴面均有厚壁细胞束。该变种的叶背仰不同于牛毛藓科其他属的叶直立;以具鞘部的叶、表面光滑的孢蒴、内弯的蒴齿区别于无鞘部的叶、表面有纵沟槽的孢蒴、直立的蒴齿的牛毛藓属。(4)该变种属北极高山分布类型,表现出了明显的欧洲亚洲北美洲间断分布模式,可作为研究气候变化、海陆变迁的重要材料。

    • 中国绿绒蒿属新资料

      2021, 41(10):1781-1784. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2021.10.1781

      摘要 (1157) HTML (0) PDF 3.47 M (1476) 评论 (0) 收藏

      摘要:吉隆沟是喜马拉雅西部最大的水汽通道,水热条件好,地形地貌多样,孕育了丰富的植物多样性。该文报道了在西藏吉隆县发现的中国绿绒蒿属2个中国新记录种——秋花绿绒蒿(Meconopsis autumnalis P. Egan)、美花绿绒蒿(Meconopsis bella Prain)以及1个发表后再次记录到的物种——心叶绿绒蒿[Meconopsis polygonoides (Prain) Prain]。文中提供了形态特征描述、分布及生境,并简要说明了与近似种的区别。该发现丰富了中国西藏植物区系,为中国绿绒蒿属研究提供了新资料。结合过往的调查,作者认为吉隆县的植物多样性调查应减少传统吉隆县沿吉隆藏布到吉隆镇的过度采集,建议向吉隆口岸及两侧深入采集。

    • 硅藻中国新记录属种——未知等片星杆藻

      2021, 41(10):1785-1792. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2021.10.1785

      摘要 (1049) HTML (0) PDF 26.69 M (1164) 评论 (0) 收藏

      摘要:该文利用光学和扫描电子显微镜对采自青海省门源县水域的未知等片星杆藻形态特征进行了详细观察研究,并对其特征与其相似种类——拟星状等片星杆藻比较,以确定其分类属种。结果表明:(1)青海省门源县水域的未知等片星杆藻具有以下8个鉴定特征:①狭披针形的壳瓣外形和头状末端;② 3种类型的增厚横肋,即初生横肋、次生横肋和三生横肋;③ 星状细胞群体;④ 壳面上不均匀分布的线纹;⑤ 不凸起的胸骨;⑥每个壳瓣只着生一个唇形突;⑦ 非嵌入式顶孔区;⑧ 每条环带上只有一列孔纹;故确定该硅藻为未知等片星杆藻。(2)对未知等片星杆藻与其相似种类——拟星状等片星杆藻比较发现,二者最大区别是群体着生形态不同,前者可形成Z字形或星状群体,而后者是单生,不形成群体,表明二者为不同的种类,故支持其作为独立种类。(3)该研究结果扩大了未知等片星杆藻的地理分布区域;未知等片星杆藻为中国新记录属种,永久装片保存在吉首大学植物标本馆(JIU)。

    • 蔷薇科果树类受体激酶的研究进展

      2021, 41(10):1793-1800. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2021.10.1793

      摘要 (1123) HTML (0) PDF 549.13 K (1259) 评论 (0) 收藏

      摘要:类受体激酶(receptor like kinase,RLK)参与调控植物几乎所有的生命活动,是植物生长发育和环境适应的“中央处理器”。该文对近年来国内外有关蔷薇科果树RLK基因鉴定、进化特征及其在各器官生长发育、非生物和生物逆境中的作用及调控机制等方面的研究进展进行了综述。蔷薇科果树基因组中存在数目庞大的RLKs,不同树种间的RLK数目和各亚家族成员数目都存在较大差异,而且蔷薇科果树RLK存在极为普遍的部分重复和串联重复现象,是导致家族成员迅速变化的重要原因。有研究发现,一些RLKs调控蔷薇科果树器官发育和对环境的适应性。在器官发育方面,LRRRLK亚家族成员调控根系发育,CrRLK1L、LysMRLK和LRRRLK亚家族部分成员参与调控果实发育,CrRLK1L亚家族成员参与调控花粉管发育,LRRRLK、LysMRLK、LLECRLK和BLectinRLK亚家族部分成员调控蔷薇科果树对生物逆境的适应。今后RLK功能研究可侧重于蔷薇科果树特色性状,通过提高目标基因的筛选和验证的效率,加速主效RLKs的筛选进程,并通过筛选主效RLKs诱导方式和加速分子育种进程等途径,将研究成果应用于实际生产。