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当期目录

    2022年 第42卷 第6期    刊出日期:2022-11-20
    系统与进化
    南迦巴瓦峰地区野生有毒植物资源多样性
    陈鹏英, 杨婵, 罗建
    2022, 42(6):  921-929.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2022.06.001
    摘要 ( 276 )   HTML ( 26)   PDF (743KB) ( 244 )  
    数据和表 | 参考文献 | 补充材料 | 相关文章 | 计量指标

    为了合理保护利用南峰地区野生有毒植物资源,通过野外实地调查、查阅相关文献书籍及标本,对该地区有毒植物的科属、生活型、毒性、有毒部位以及毒理作用进行分析。结果表明:南峰地区包括野生有毒植物242种,隶属于77科167属,其中优势科是天南星科(Araceae)、毛茛科(Ranunculaceae)、杜鹃花科(Ericaceae)、豆科(Fabaceae)和菊科(Compositae);有毒草本植物共计138种,是占比最多的生活型;有毒部位中全株或全草有毒的最多,共有109种;在毒性方面,只有3种剧毒植物和5种大毒植物,小毒植物有50种,中毒植物最多,有184种;有毒蜜源植物有19种,以玄参科(Scrophulariaceae)和毛茛科占优势;毒理作用方面,大多是神经系统中毒。南峰地区有毒植物资源种类丰富,但目前对这些资源的利用较少,要加强有毒植物认识与保护,进行合理开发利用。

    新疆裂叶苔科11种植物孢子、弹丝和油体的形态观察
    美合日班罕·艾则孜, 买买提明·苏来曼
    2022, 42(6):  930-938.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2022.06.002
    摘要 ( 366 )   HTML ( 17)   PDF (4361KB) ( 278 )  
    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

    为了完善有关裂叶苔科植物孢子、弹丝和油体的研究,为该科植物的分类提供详细的资料,利用光学显微镜和扫描电镜观察裂叶苔科(Lophoziaceae)11种植物的孢子、弹丝和油体的形态特征,其中有6种具备了孢子和弹丝的形态特征,9种具备了油体的形态特征。结果表明:①裂叶苔科的6种植物的孢子为球形、近球形和椭圆形;颜色为褐色、红褐色和黄褐色;直径在10~16 μm,属于小型孢子(MI);近极面向内凹,纹饰为疣状、棍棒状、刺状、颗粒状和短棒状。②弹丝均为紧密双螺旋状,两端圆钝,表面平滑或具稀的颗粒2种。③裂叶苔科的9种植物的油体形状为球形、椭圆形、球形或卵形,直径在3~10 μm。本研究对这11种植物的孢子、弹丝和油体进行了详细的描述并附图示,为裂叶苔科植物的系统分类、演化研究提供基础资料。

    水青树特殊管胞的分布位置及其形态特征的研究
    李茜然, 勇璐, 潘彪, 郑欣欣, 石江涛, 李婷
    2022, 42(6):  939-945.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2022.06.003
    摘要 ( 210 )   HTML ( 17)   PDF (2654KB) ( 209 )  
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    针对水青树(Tetracentron sinense)中一类特殊管胞进行较为全面的观察研究,判断细胞种类并分析维管组织输导机理及树木进化过程中的细胞演化规律。通过切片和解离技术,借助光学显微镜和电子显微镜对34年生水青树特殊管胞的分布位置和形态特征进行观察。结果表明:①特殊管胞在树木水平方向自内向外径向呈串排列,并贯穿年轮界限,多为一列,少数两列,且较为稀见。每个特殊管胞弦向左右两侧或单侧均与木射线细胞相连通。纵向上,特殊管胞单独或数个上下端接相连。②特殊管胞主要有以下3种类型:无端壁的纺锤形,有一个倾斜端壁,以及有两个倾斜端壁。特殊管胞的平均长度为286.44 μm;横切面为四边形,平均弦向宽度为55.22 μm,其平均壁厚为1.53 μm。③特殊管胞两端封闭,无穿孔。④特殊管胞侧面壁上的纹孔数量较多且纹孔膜明显可见,具体表现为:弦面壁上布满特殊管胞之间的具缘纹孔,呈对列、互列偶见梯状排列;径面壁上存在与射线细胞间的具狭缘单纹孔,呈大圆形至椭圆形,每区域多为2~10个纹孔,呈1~4排横列;径面壁上与正常管胞间几无纹孔。水青树特殊管胞分布有一定规律,其长度远小于水青树正常管胞,弦向宽度略大于正常管胞。其纹孔类型和排布规律与一般阔叶材树种的导管壁上纹孔的类型和排布规律有一定相似之处。特殊管胞形状不同于一般导管,处于由管胞向导管进化的一种中间状态,表明该类细胞达到一定演化水平。

    三叶木通大小孢子发生和雌雄配子体发育研究
    白洁, 周涛, 马江, 刘文, 姜治国, 陈发菊
    2022, 42(6):  946-955.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2022.06.004
    摘要 ( 255 )   HTML ( 20)   PDF (7628KB) ( 168 )  
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    三叶木通(Akebia trifoliata)属于木通科(Lardizabalaceae)木通属(Akebia),为雌雄异花,雌雄同株的木质藤本植物,具有药食两用的经济价值。本文运用石蜡切片技术观察了三叶木通的大小孢子发生和雌雄配子体发育过程中胚胎学特征,以期了解三叶木通有性生殖过程,分析该物种自然条件下结实率低的生殖原因,为其后续进行杂交育种和新品种培育提供理论基础。结果表明:三叶木通雄蕊6枚,每枚花药具4个小孢子囊,花药壁完全分化时由外到内依次为1层表皮、1层药室内壁、2~3层中层及1层绒毡层,且绒毡层为分泌型绒毡层。小孢子母细胞减数分裂的胞质分裂为同时型,小孢子四分体为四面体型排列,从四分体分离出来的小孢子经过进一步发育形成2-核成熟花粉细胞。小孢子囊中的小孢子四分体时期存在少量败育现象。雌蕊具1室子房,为侧膜胎座,胚珠横生,多枚,双珠被,厚珠心。大孢子母细胞减数分裂后形成的大孢子四分体呈线型排列,靠珠孔端的3个大孢子退化,合点端的1个大孢子发育成为功能大孢子,经3次连续有丝分裂并进一步发育为七细胞八核的蓼型胚囊。雌花中的雄蕊早期发育正常,但小孢子发育至单核靠边期不在进一步发育,花药壁不开裂。雄花中的心皮早期发生退化,心皮愈合不完全,无胚珠产生。三叶木通大、小孢子发生和雌、雄配子体发育基本正常,不是导致其结实率低的原因,结实率低可能与影响传粉的外部因素有关。

    基于单拷贝核基因的褐沙蒿遗传结构和谱系地理学分析
    唐思如, 王铁娟, 秀芳, 刘梦瑶, 张慧
    2022, 42(6):  956-963.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2022.06.005
    摘要 ( 238 )   HTML ( 18)   PDF (2152KB) ( 169 )  
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    褐沙蒿(Artemisia intramongolica)是我国浑善达克沙地重要的固沙植物。本研究利用转录组测序开发获得的直系同源单拷贝核基因c9065c7847对褐沙蒿8个自然种群进行群体遗传结构与谱系地理特征研究。结果表明:c9065c7847总长度分别为485、457 bp,具有14、19个变异位点,分别获得48、40种单倍型;褐沙蒿单倍型多样性Hd分别为0.871 6和0.934 8,各种群均在0.8以上;总核苷酸多样性π分别为0.008 2和0.005 9,各种群均在0.005以上,表明不论是种还是种群均有高的遗传多样性。AMOVA分析结果显示,基于c9065c7847,褐沙蒿分别有99.398%和98.908%的遗传变异存在于种群内,基因流Nm分别为6.810和7.270,远远大于1,说明褐沙蒿种群间基因交流十分广泛。c9065的分析结果Nst<Gstc7847虽然Nst>Gst,但差异不显著(P>0.05),说明褐沙蒿种群不存在明显的谱系地理结构。中性检验显示,2个核基因的Tajima’s D值均不显著(P>0.05),而Fu’s Fs值显著(P<0.05),结合歧点分布分析,反映出褐沙蒿在中性模式下经历有限的种群扩张。

    毛茛科和芍药科叶绿体基因组密码子特征和系统发育比较
    穆赢通, 樊东昌, 吕丽娟, 李晓杰, 路景诗, 张晓明
    2022, 42(6):  964-975.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2022.06.006
    摘要 ( 2911 )   HTML ( 21)   PDF (3380KB) ( 229 )  
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    为研究和比较毛茛科和芍药科叶绿体基因组密码子使用模式和系统进化关系,以完成测序的毛茛科33种植物、芍药科7种植物叶绿体基因组为材料,采用分析软件CodonW在线软件CUSP和R软件对叶绿体基因进行密码子特征分析。用MAFFT 软件,MEGA软件进行系统发育分析。研究结果表明芍药科植物叶绿体基因组和毛茛科植物(耧斗菜属除外)叶绿体基因组高频密码子一致性高,具有29个高频密码子,基本偏向与于A/U结尾,但最优密码子存在差异。毛茛科和芍药科叶绿体基因组密码子偏好性的形成因素主要受自然选择的影响,且芍药科叶绿体基因组密码子偏好性受自然选择的影响大于毛茛科。基于叶绿体基因组全序列和基于叶绿体基因组CDS序列的系统进化关系表明,芍药科基于叶绿体基因组全序列和基于叶绿体基因组CDS序列的系统进化关系虽然部分不同,但都可以被划分为芍药组和牡丹组。毛茛科基于叶绿体基因组的系统进化关系不符合中国植物志分类关系,但支持把毛茛科划分为4亚科14族。系统进化分析结果也支持芍药科独立于毛茛科和毛茛目,被划分到虎耳草目,同时证明了叶绿体基因组作为超级DNA条形码的可行性。

    分子生物学
    肋果沙棘和西藏沙棘转录因子bHLH94基因对海拔适应性分化的研究
    钱婷, 赵凡, 张玉洁, 李雪丽, 孙坤, 张辉
    2022, 42(6):  976-985.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2022.06.007
    摘要 ( 292 )   HTML ( 17)   PDF (5154KB) ( 265 )  
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    bHLH转录因子是植物体内的第二大类转录因子,在植物的生长发育、生理代谢及逆境应答过程中起着重要的作用。以肋果沙棘(Hippophae neurocarpa)和西藏沙棘(H. tibetana)为研究材料,通过转录组测序,筛选出受正选择作用的转录因子bHLH94基因,基于HnbHLH94HtbHLH94基因序列和基因表达量分析,研究肋果沙棘和西藏沙棘bHLH94基因对海拔的响应机制。HnbHLH94HtbHLH94基因分别编码338和335个氨基酸,Sanger法测序验证序列的正确性及二者DNA结合结构域之外的10个非同义突变位点,推测与该基因的适应性进化有关;qRT-PCR验证HnbHLH94基因表达量随海拔的升高而减小,HtbHLH94基因表达量随海拔的升高而增大,提示二者可能在干旱、冷冻及辐射等方面提供了对海拔适应的分子基础。综上,HnbHLH94HtbHLH94基因在序列结构和表达量两个方面来响应海拔升高的生境条件。

    响应盐胁迫调控的露地菊miR398a的克隆及功能研究
    岳莉然, 刘颖婕, 刘晨旭, 周蕴薇
    2022, 42(6):  986-996.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2022.06.008
    摘要 ( 172 )   HTML ( 18)   PDF (5316KB) ( 200 )  
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    miRNAs在非生物胁迫中起着重要的作用。通过前期对露地菊Small RNA高通量测序数据测得到miR398a成熟体和前体序列,命名为cgr-miR398a和cgr-MIR398a。序列对比显示,cgr-miR398a与其他植物中已经鉴定的miR398a序列高度保守;利用前期露地菊降解组数据获得miR398a预测的靶基因,cgr-miR398a根和叶中的靶基因共有18个,其中有铜/锌超氧化物歧化酶(CSD2)、铜伴侣蛋白(CCS)、类A20/AN1-l锌指家族蛋白(SAP8)等与抗性相关的基因。qPCR结果显示盐胁迫下露地菊miR398a及靶基因在不同组织部位的表达水平存在显著的负相关性。为探究cgr-miR398a响应盐胁迫的功能,克隆cgr-MIR398a并构建过表达载体转化拟南芥。结果表明,拟南芥中过表达cgr-MIR398a降低了盐胁迫下种子发芽率以及成苗期的抗盐性,说明cgr-miR398a在拟南芥响应盐胁迫中起着负调控作用。这为进一步研究露地菊mi398a的功能和露地菊的抗盐机理奠定了基础。

    橡胶树DELLA基因HbRGL1的克隆与表达分析
    覃碧, 刘明洋, 王萌, 王立丰, 黄飞
    2022, 42(6):  997-1004.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2022.06.009
    摘要 ( 177 )   HTML ( 16)   PDF (5565KB) ( 195 )  
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    DELLA蛋白属于植物特异性GRAS家族,是植物生长的负调控因子。为揭示橡胶树DELLA基因在橡胶树生长发育中的分子调控机制,本研究从橡胶树热研7-33-97中克隆HbRGL1的cDNA全长序列,含1 851 bp的ORF,编码616个氨基酸。生物信息学分析表明HbRGL1属于不稳定的亲水蛋白,定位在细胞核上,含有DELLA和GRAS保守结构域。系统进化关系分析表明HbRGL1与橡胶树HbGAIL、木薯MeGAIL、蓖麻RcGAI、麻风树JcGAI聚为一类。qRT-PCR分析表明HbRGL1在橡胶树不同组织中的表达量差异显著,在花中的表达量最高。在生长素(IAA)、乙烯利(ET)和脱落酸(ABA)等不同激素处理叶片中HbRGL1表达量均呈现显著上调趋势,尤其对赤霉素(GA3)的应答具有反应快速且上调表达倍数最高。本研究为进一步阐明HbRGL1在橡胶树生长发育中的功能奠定理论基础。

    PtrWRKY51基因的克隆及抗旱表达特性分析
    黄安瀛, 夏德安, 张洋, 那冬晨, 燕青, 魏志刚
    2022, 42(6):  1005-1013.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2022.06.010
    摘要 ( 190 )   HTML ( 21)   PDF (4700KB) ( 181 )  
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    为明确毛果杨WRKY家族成员PtrWRKY51基因功能,以Nisqually-1株系毛果杨为模板,克隆得到PtrWRKY51基因CDS序列。通过生物信息学分析,结合酵母自激活验证、亚细胞定位及模拟干旱胁迫下的实时荧光定量PCR(qRT-PCR)对PtrWRKY51基因功能进行初步研究。结果表明:PtrWRKY51全长579 bp,编码 192 aa。生物信息学分析及亚细胞定位试验结果表明,PtrWRKY51蛋白为非跨膜碱性不稳定亲水蛋白,定位于细胞核,含有WRKY家族特有的保守结构域,是第IIc类WRKY转录因子;酵母自激活验证试验表明PtrWRKY51基因具有自激活活性;qRT-PCR分析表明,8% PEG6000模拟干旱胁迫下,该基因在胁迫12 h后茎部与叶部相对表达量达到最大值,根部则出现在24 h,研究可为PtrWRKY51抗逆及生物学功能进一步研究提供参考。

    粗梗水蕨营养期和生殖期微RNA的测定与分析
    孙军, 李贵生
    2022, 42(6):  1014-1022.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2022.06.011
    摘要 ( 150 )   HTML ( 14)   PDF (2755KB) ( 132 )  
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    miRNA控制着开花植物从营养期到生殖期的转变,但这种机制的进化仍不得而知。蕨类植物是陆地植物进化的重要环节,本研究分别测定了粗梗水蕨营养期和生殖期的小RNA,鉴定了42个保守的miRNA,并证实了miR397等7个miRNA最早出现在蕨类植物。miR156在粗梗水蕨的生殖期表达下调,而其SPL靶基因与此同时表达上调。miR172则在生殖期表达上调,并同时有其AP2-like靶基因下调的现象。miR171和miR159的积累水平也发生了变化,因此miRNA控制生长时期转变的机制应该出现在原始的真叶植物中。miR160/166/319/394可能与粗梗水蕨可育叶向下内卷的形态有关。粗梗水蕨能产生tasiR-ARF,从而表明miR390-TAS3-ARF的通路第1次出现于蕨类植物。

    橡胶树胶乳高表达热激蛋白HbHSP90.4基因抗逆功能分析
    陈华峰, 代龙军, 刘明洋, 郭冰冰, 杨洪, 王立丰
    2022, 42(6):  1023-1032.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2022.06.012
    摘要 ( 129 )   HTML ( 14)   PDF (7745KB) ( 155 )  
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    为了分析热激蛋白90(HSP90)基因在橡胶树(Hevea brasiliensis)逆境胁迫和激素转导中的作用,利用PCR技术从橡胶树品种热研73397胶乳中克隆得到HbHSP90.4基因全长cDNA序列,该基因含有1个2 451 bp开放阅读框(ORF),编码816个氨基酸。生物信息学分析结果表明,HbHSP90.4含有HSP90 superfamily和HATPase superfamily结构域,属于HSP90家族成员。系统进化分析发现该蛋白与木薯MeHSP90具有较近的亲缘关系。亚细胞定位预测显示HbHSP90.4基因定位在内质网。qRT-PCR结果表明HbHSP90.4基因主要在橡胶树胶乳中表达。干旱、冷胁迫、橡胶树白粉菌侵染、H2O2和MeJA处理均可促进胶乳HbHSP90.4基因上调表达,而其在ETH、SA和ABA处理中均呈现显著下调表达。构建植物表达载体HbHSP90.4-mScarlet,为进一步的转基因植物的做成准备了材料。本研究为阐明胶乳HbHSP90.4基因响应橡胶树逆境胁迫过程和植物激素信号传导途径分子调控机制奠定坚实基础。

    马铃薯StCRKs基因家族的鉴定分析及响应逆境信号的表达
    李登高, 林睿, 穆青慧, 周娜, 张焱如, 白薇
    2022, 42(6):  1033-1043.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2022.06.013
    摘要 ( 255 )   HTML ( 21)   PDF (7088KB) ( 350 )  
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    为鉴定马铃薯(Solanum tuberosum)中富含半胱氨酸的类受体激酶(cysteine-rich receptor-like kinase,CRKs),利用Pfam等工具对马铃薯蛋白质组和基因组序列进行分析,共鉴定到18个新的马铃薯StCRKs家族基因,这些基因分布在1、2、11和12号染色体上,均具有典型保守的CRK结构域。StCRKs基因的启动子区具有响应5种植物激素、昼夜节律、生物胁迫、非生物胁迫及种子特异性的响应元件。利用qRT-PCR方法对马铃薯盆栽苗开花期的根、茎、叶和花中的18个StCRKs基因进行组织特异性表达分析,结果显示不同基因的表达部位不同。分别用水杨酸类似物BTH和4 ℃低温处理马铃薯,有13个StCRKs基因能够响应低温信号,10个StCRKs基因能够被水杨酸类似物BTH诱导。为进一步深入研究StCRKs在生物胁迫及非生物胁迫中的功能提供了线索。

    刚毛柽柳ThGRF2基因的克隆和渗透胁迫应答分析
    吴静, 王媛媛, 王丹妮, 刘百超, 刘中原
    2022, 42(6):  1044-1051.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2022.06.014
    摘要 ( 225 )   HTML ( 16)   PDF (1752KB) ( 216 )  
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    14-3-3蛋白通常也称为通用调节因子(general regulatory factors,GRF),是一类丝氨酸和苏氨酸磷酸化结合蛋白,通过与其他转录因子或信号蛋白相互作用参与调节细胞内基础代谢、信号传导、参与植物生长发育以及环境胁迫应答等一系列生理过程。本研究从刚毛柽柳干旱转录组中克隆获得一条干旱胁迫差异表达的ThGRF2基因。ThGRF2基因CDS片段全长为786 bp,编码261个氨基酸。相对分子质量为29.40 kDa,理论等电点(pI)为4.76。将ThGRF2基因构建到pROK2过表达载体上,瞬时转化刚毛柽柳,渗透胁迫前后生理指标结果显示,渗透胁迫后ThGRF2过表达提高了转基因柽柳的叶绿素含量、SOD和POD活性,降低了丙二醛(MDA)含量、电导率(EL)和失水率,表明ThGRF2基因在刚毛柽柳渗透胁迫应答中起重要作用。为进一步探究刚毛柽柳ThGRF2基因的非生物胁迫耐受性功能奠定基础。

    生理与生态
    基于叶绿素荧光成像及荧光参数分布特征的叶片光合异质性定量分析
    胡文海, 肖宜安
    2022, 42(6):  1052-1061.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2022.06.015
    摘要 ( 376 )   HTML ( 23)   PDF (3001KB) ( 330 )  
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    植物叶片光合作用具有高度的空间异质性,叶绿素荧光成像技术为叶片光合异质性的研究提供了便利,但叶片光合异质性的定量分析并没有得到广泛应用。本文利用ImagingPAM叶绿素荧光成像系统,获得 中亚热带地区越冬期小叶榕(Ficus microcarpa)阳生叶和阴生叶的叶绿素荧光参数图像,并利用仪器的分析软件对其进行分析,定量比较了阳生叶和阴生叶的光合异质性特征。研究发现:越冬期小叶榕阳生叶的光合异质性和光抑制程度明显高于阴生叶,变异系数可作为光合异质性的定量指标。低温强光导致阳生叶坏死率(PLN)达4.30%,并有53.30%的区域处于严重光抑制(0<Fv/Fm<0.627),但仍有42.27%的区域仅为轻度光抑制(0.627≤ Fv/Fm<0.800)。而低温弱光并未造成阴生叶坏死和严重光抑制。通过对光系统Ⅱ(PSⅡ)的实际光合效率 (Y(Ⅱ))、调节性能量耗散的量子产额(Y(NPQ))和非调节性能量耗散的量子产额(Y(NO))荧光参数异质性的定量分析表明,阳生叶具有相对较高的光化学能力,阴生叶则具有相对较高的热耗散能力;冬季强光虽然会导致小叶榕阳生叶PSⅡ严重激发压积累,存在严重光抑制的潜在风险,但其致死面积并不大,叶片中仍存在一定面积低激发压的低风险区,而低温弱光下的阴生叶则主要以低风险区域为主。

    硒处理对斜茎黄芪生长生理和初生代谢的影响
    姜婉婷, 杨楠, 陈晨, 郭晓瑞, 唐中华, 王洪政
    2022, 42(6):  1062-1069.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2022.06.016
    摘要 ( 187 )   HTML ( 20)   PDF (3414KB) ( 241 )  
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    以一种具有较高Se富集能力的植物——斜茎黄芪(Astragalus adsurgens)为试验材料,在水培条件下研究不同浓度Se处理对其生长发育、光合参数和初生代谢产物积累的影响。结果表明:5 μmol·L-1 Se处理显著促进了斜茎黄芪根系和地上部的伸长生长;100 μmol·L-1 Se处理则具有相反效果。光合色素含量和叶片叶绿素荧光参数研究结果与生长指标相一致,低浓度Se对斜茎黄芪叶片的光合作用具有促进作用,高浓度Se则对其具有明显的抑制作用。随着处理浓度的升高,斜茎黄芪根系和地上部Se含量逐渐增加,但Se的转运系数明显降低,100 μmol·L-1处理下Se转运系数比5 μmol·L-1处理降低了83.5%。通过对初生代谢产物进行检测和分析,发现低浓度Se处理主要上调了斜茎黄芪中与氨基酸代谢相关途径的代谢水平,而高浓度Se处理主要上调了与次生代谢物质合成关系密切的初生代谢产物的代谢水平。我们的研究结果表明,低浓度Se处理提高了斜茎黄芪光合作用水平以及与生长相关的初生代谢水平,从而促进了植株生长;高浓度Se处理下斜茎黄芪则通过降低Se向地上部的转运水平并将更多的初生代谢产物用于次生代谢产物的合成,从而提高了植株对Se胁迫的耐性。

    基于GC-MS的野生和‘鲁赫’刺蔷薇叶片代谢差异研究
    吴艳, 李赛, 吴可心, 穆立蔷
    2022, 42(6):  1070-1078.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2022.06.017
    摘要 ( 165 )   HTML ( 13)   PDF (2348KB) ( 154 )  
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    为探究野生刺蔷薇(Rosa acicularis)和‘鲁赫’刺蔷薇(Rosa acicularis ‘Luhe’)叶片的代谢物和代谢通路差异,对2种刺蔷薇叶片进行了GC-MS非靶向代谢组学试验,共检测出6种氨基酸、12种糖类、4种烷烃类化合物、17种有机酸、5种酯类和7种其他类化合物,共计51种代谢物。PCA模型符合预期,OPLS-DA模型筛选出19种显著差异代谢物,差异代谢通路分析共分析出5条主要的差异代谢通路。综合各项结果,2种刺蔷薇叶片在部分有机酸和糖类的代谢上有显著差异,同时也在ABC转运蛋白、苯丙烷的生物合成、苯甲酸的降解和丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸的代谢上有显著差异,推测2种植物可能在叶片光合效率和抗胁迫能力上有显著不同,但仍需进一步结合基因组、蛋白质组、转录组和其他方法进行深入研究。

    增补UV-B辐射对菥蓂生理特性及次生代谢产物的影响
    黄志慧, 张一宁, 李娜娜, 郑宝江, 张玉红
    2022, 42(6):  1079-1087.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2022.06.018
    摘要 ( 137 )   HTML ( 14)   PDF (2098KB) ( 176 )  
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    为了解药用植物菥蓂(Thlaspi arvense)在紫外线(UV-B)辐射增强下生长及响应规律,以2月龄菥蓂幼苗为研究对象,在自然光照基础上人工增补3.26 μW·cm-2(T1)和9.78 μW·cm-2(T2)2种不同辐射强度处理,以自然光照下生长的菥蓂幼苗为对照,研究菥蓂幼苗中光合指标和叶绿素荧光参数、光合色素(叶绿素a和b)含量、渗透调节物质(丙二醛、可溶性蛋白、可溶性糖和脯氨酸)含量、抗氧化酶(超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶和抗坏血酸过氧化氢酶)活性和总黄酮、总酚和黑芥子苷等次生代谢产物含量对不同UV-B辐射强度的响应。结果表明:2种辐射强度下净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、胞间二氧化碳摩尔分数、最大荧光(Fm)、PSⅡ最大光化学效率(Fv /Fm)和PSⅡ潜在光化学效率(Fv /Fo)均随辐射强度增大而降低;叶绿素a和叶绿素b、可溶性蛋白、可溶性糖和脯氨酸等渗透调节物质、超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶和抗坏血酸过氧化氢酶活性、总酚和黑芥子苷等次生代谢产物含量均随辐射时间增加呈现先增加后降低的趋势,而总黄酮含量则呈逐渐增加的趋势,在辐射未期与对照差异显著(P<0.05)。根据研究结果综合分析,在不同辐射强度下,菥蓂通过提高总黄酮和总酚含量的合成、可溶性蛋白和可溶性糖的积累,以及叶绿素含量、超氧化物岐化酶、过氧化物酶和抗坏血酸过氧化氢酶活性的增加,抵抗紫外胁迫对其造成的影响,进而菥蓂表现一定的抗性和对逆境环境的适应性,这为菥蓂抗逆性培育和进一步利用提供理论基础。

    遮光胁迫下外源NO对盆栽长春花土壤养分含量及幼苗生长特征的影响
    刘英, 吴嘉仪, 金玲, 季倩如, 付玉杰, 李德文
    2022, 42(6):  1088-1095.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2022.06.019
    摘要 ( 163 )   HTML ( 15)   PDF (936KB) ( 183 )  
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    为探究遮光胁迫下施加外源NO供体(硝普钠,SNP)对土壤养分变化和长春花(Catharanthus roseus)幼苗生长的影响,设置4种处理(全光照生长为对照、外施SNP、遮光、遮光+外施SNP联合处理),分析盆栽土壤中C、N、P养分含量和土壤理化指标,测定幼苗的株高、节间距、茎直径、叶长、叶宽、叶面积、全株鲜(干)质量。结果表明:遮光和外施NO联合处理下,土壤含水量、土壤pH和土壤有机碳含量显著增加(P<0.05),而土壤中全氮、碱解氮、全磷和速效磷含量增加但不显著,土壤C/N和C/P值升高,且C/N值达到显著水平(P<0.05);相关性分析结果表明:土壤pH与有机碳含量呈显著正相关性(P<0.05),土壤有机碳含量与株高、叶片鲜质量之间呈显著正相关(P<0.05)。说明施加外源NO能促进遮光胁迫下土壤pH升高,改变土壤中有机碳含量,增加C/N值,改善土壤肥力,促进叶片生长发育,增加长春花的生物量,为长春花的科学平衡施肥和生物碱含量的积累提供一定依据。

    遮荫对七子花幼苗光合特性和非结构性碳水化合物含量的影响
    魏春燕, 李月灵, 金则新, 罗光宇, 陈超, 单方权
    2022, 42(6):  1096-1105.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2022.06.020
    摘要 ( 156 )   PDF (1406KB) ( 187 )  
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    为探讨不同光环境下濒危植物七子花(Heptacodium miconioides)的生长及适应规律,以2年生七子花幼苗为研究对象,设置全光照、60%遮荫和90%遮荫3种光照强度,研究不同光环境对七子花幼苗的光合特性和非结构性碳水化合物(NSC)含量的影响。结果表明:(1)3种光照处理下,七子花幼苗的净光合速率(Pn)日变化均呈“单峰型”曲线,Pn日均值为全光照>60%遮荫>90%遮荫,90%遮荫下水分利用效率(WUE)日均值显著低于全光照和60%遮荫。(2)与全光照相比,60%遮荫下七子花幼苗的光补偿点(LCP)和暗呼吸速率(Rd)显著下降,而光饱和点(LSP)、最大净光合速率(Pnmax)、最大羧化速率(Vcmax)、最大电子传递速率(Jmax)和磷酸丙糖利用率(TPU)无显著差异;重度遮荫(90%遮荫)导致植株的PnmaxLSPLCPRdVcmaxJmaxTPU显著降低。(3)七子花幼苗叶片的淀粉、可溶性糖和NSC含量在60%遮荫处理中最高,90%遮荫处理下则显著下降。植株的NSC含量与PnVcmaxJmaxTPU呈显著正相关关系。综上所述,七子花在幼苗期具有一定的喜光性和耐荫能力,适度遮荫下植株可通过降低LCPRd来调整叶片的光合生理,维持较高的NSC含量,从而来提高对弱光的利用率和碳同化能力,但在生产育苗过程中过度遮荫不利于七子花幼苗的生长。

    植物生物化学
    灵武长枣果实发育过程中阿拉伯半乳糖蛋白组织化学分布
    王静, 章英才, 陶珊珊
    2022, 42(6):  1106-1120.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2022.06.021
    摘要 ( 133 )   HTML ( 15)   PDF (13978KB) ( 153 )  
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    为揭示灵武长枣(Ziziphus jujuba ‘Lingwu Changzao’)果实发育过程中阿拉伯半乳糖蛋白(AGPs)的分布规律,以膨大前期、快速膨大期、着色期和完熟期灵武长枣果实为试验材料,通过组织化学和免疫荧光定位的方法,研究了不同发育时期果实AGPs的分布特征。结果显示:βGlcY-AGPs形成的棕红色沉淀和MAC204抗体识别的抗原在各时期果实的外果皮及相邻的内部数层排列紧密的中果皮小细胞的细胞壁和细胞内部均有分布。中果皮大型卵圆形薄壁细胞的细胞壁和细胞内在膨大前期均有βGlcY-AGPs形成的棕红色沉淀和MAC204抗体识别的抗原分布,而在快速膨大期、着色期和完熟期均主要分布于薄壁细胞的细胞壁上,大部分细胞内部无分布;随着果实发育成熟,中果皮薄壁细胞间隙拉大排列更加松散,出现细胞破裂,βGlcY-AGPs形成的棕红色沉淀和MAC204抗体识别的抗原分布逐渐减少。各时期果实维管束中维管束鞘、木质部、韧皮部、形成层的所有细胞的细胞壁和细胞内部都分布有βGlcY-AGPs形成的棕红色沉淀和MAC204抗体识别的抗原,维管束数量和大小随果实发育及体积的进一步增大逐渐减少,βGlcY-AGPs形成的棕红色沉淀和MAC204抗体识别的抗原分布逐渐减少。研究认为,βGlcY和MAC204分别为研究灵武长枣果实AGPs组化定位有效方法和免疫荧光的良好抗体,各时期果实的不同组织βGlcY-AGPs形成的棕红色沉淀和MAC204抗体识别的抗原荧光强弱存在一定的差异;AGPs可能参与了灵武长枣果实维管束发育过程的形态建成;为果实发育提供保护和营养支持及多糖物质积累。