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2022年 第42卷 第5期    刊出日期：2022-09-20

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植物分类学



Orthotrichum tortifolium Lewinsky（Orthotrichaceae，Bryophyta），一个不丹藓类植物在中国的新记录

王庆华, 郑笑傲, 蒋勇, 贾渝

2022, 42(5):  721-725.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2022.05.001

摘要 ( 321 )   HTML ( 28)   PDF (5889KB) ( 377 )  

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Orthotrichum tortifolium Lewinsky，作为一个不丹特有种， 最近在中国首次发现。2021年4月，我们在四川贡嘎山自然保护区采集到2份标本。它们的形态与Orthotrichum tortifolium的模式基本一致。该种的主要鉴定特征是扭曲或卷缩的叶片和具很高基膜的内蒴齿。而且，这2个特征在木灵藓属（Orthotrichum）中都较罕见。我们在此提供了详细的形态描述和照片，并讨论了它与相似种的主要区别。



中国11个维管束植物分类群名称原白中错误信息之更正

陈玉秀, 林云, 何珊珊

2022, 42(5):  726-732.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2022.05.002

摘要 ( 316 )   HTML ( 28)   PDF (10208KB) ( 375 )  

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根据《国际藻类、菌物和植物命名法规》（深圳法规）条款9.2的要求，对中国11个维管束植物分类群名称原白中主模式指定的错误信息做了更正，这些名称是绒毛叶轮木（Holotype of Ostodes kuangii Y. T. Chang）、披针叶鹅耳枥（Holotype of Carpinus lancilimba Hu）、滇马蹄果（Holotype of Santiria yunnanensis Hu）、长尾观音座莲（Holotype of Angiopteris caudipinna Ching）、长萼黄芪（Holotype of Astragalus longicalyx C. C. Ni & P. C. Li）、越南油茶（Holotype of Camellia vietnamensis T. C. Huang ex Hu）、宽叶丛茎滇紫草（Holotype of Onosma waddellii f. latifolium W. T. Wang）、细齿堇菜（Holotype of Viola microdonta C. C. Chang）、糙叶毛蕨（Holotype of Cyclosorus scaberulus Ching）、两型叶乳源槭（Holotype of Acer chunii subsp. dimorphophyllum Fang）和南荻（Holotype of Miscanthus lutarioriparius L. Liu ex S. L.Chen & Renvoize）。这些名称的主模式标本均收藏在中国科学院植物研究所国家植物标本馆（PE）。

系统与进化



青藓科（Brachytheciaceae）植物假鳞毛形态及其分类学意义

魏博嘉, 张学文, 王幼芳, 赵建成, 李敏

2022, 42(5):  733-740.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2022.05.003

摘要 ( 341 )   HTML ( 23)   PDF (4689KB) ( 265 )  

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青藓科是侧蒴藓类植物中种类最为丰富、分类学问题较多的类群之一。以青藓科19属、44种，594份标本为研究对象，对其假鳞毛特征进行了系统研究。结果表明：①青藓科假鳞毛均为三角形至半圆形的叶状假鳞毛；根据其顶端特征又可划分为两种类型：顶端平截或钝，顶端具毛尖；②除青藓属（Brachythecium）外，其余18属内不同种间的假鳞毛形态基本一致；③假鳞毛形态特征在青藓科植物属级水平分类上具有一定的分类学价值。



长柄马兰（菊科）的形态补充描述及细胞学研究

肖佳伟, 王颖嘉, 黄文轩, 黎维平, 康公平

2022, 42(5):  741-745.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2022.05.004

摘要 ( 266 )   HTML ( 20)   PDF (2890KB) ( 291 )  

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结合模式产地采集的长柄马兰（Aster longipetiolatus C.C.Chang）标本以及查阅相关文献资料，发现已有的形态描述不充分且缺乏细胞学方面的报道。本研究对长柄马兰的形态特征进行补充描述和核型分析，为探讨其分类地位提供资料。结果包括：①发现并补充长柄马兰新的形态特征：花序托凸起、总苞片3~4层、舌状花具有退化雄蕊、舌片具柔毛、瘦果5肋。②细胞学结果表明，长柄马兰的染色体数目为2n=18，核型公式为2n= 18=16m+2sm，核型属于1A。



桃儿七种子解剖结构及其萌发生长期形态特征

曹小路, 赵巧竹, 幸华, 栗孟飞

2022, 42(5):  746-752.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2022.05.005

摘要 ( 643 )   HTML ( 33)   PDF (4124KB) ( 556 )  

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为探明种皮和胚乳是否是限制桃儿七种子萌发的主要因素，利用组织切片和显微技术，对桃儿七种子及其不同萌发期（1、7、14、21、28 d）解剖结构和播种后一定时期内（7~210 d）的植株生长形态进行观察。桃儿七种子由种皮、胚乳和胚构成。种皮包括外种皮和内种皮，外种皮致密规整，由外至内分别为栅状石细胞和表皮层细胞，内种皮由5~6层海绵细胞组成。胚乳占种子体积的绝大部分，包括珠孔胚乳和外胚乳。胚由胚根、胚轴和子叶组成，被致密种皮、多层珠孔胚乳和外胚乳包围。萌发期1~7 d胚根和胚轴开始伸长，7~14 d两片子叶分离，14~21 d胚根突破珠孔胚乳和种皮，21~28 d胚根、胚轴和子叶继续扩张伸长。种子播种210 d后可平均形成3片功能真叶和5条不定根。致密种皮（物理休眠）和多层胚乳（机械休眠）是限制桃儿七种子萌发的两个主要因素。



中国东北地区植物特有性研究

曹晓杰, 曹伟, 张悦, 郭佳, 高燕

2022, 42(5):  753-761.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2022.05.006

摘要 ( 649 )   HTML ( 38)   PDF (1750KB) ( 793 )  

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为了更好地理解植物区系的起源、种系分化及演化进程，推进特有植物保护工作，本文对东北地区内分布的中国特有植物、东北地区特有植物和植物区系地区特有植物的物种组成、科属结构、生活型组成、区系特征和地理分布情况进行了系统研究。结果表明：①研究区域内共有中国特有植物289种、东北地区特有植物109种、长白植物区系地区特有植物154种、大兴安岭植物区系地区特有植物16种、蒙古草原植物区系地区特有植物10种、华北植物区系地区特有植物20种。②各类特有植物中均以草本植物种数最多，其中多年生草本植物占绝对优势，乔木、灌木和藤本相对较少。③中国特有植物集中分布在东北地区大兴安岭山脉和长白山山脉。④东北地区特有植物集中分布地区与东北地区主要山脉走向一致，说明东北地区特有植物以山地起源植物为主。⑤长白植物区系地区植物特有性较强，表现出区系较为成熟的性质。大兴安岭植物区系地区、蒙古草原植物区系地区和华北植物区系地区特有性较弱，表现出区系较年轻的性质。⑥长白植物区系地区特有植物集中分布在吉林长白山山脉和长白山山脉向南延伸的余脉上。大兴安岭植物区系地区特有植物在区内分布较均匀，华北植物区系地区和蒙古草原植物区系地区特有植物在区内分布较零散。

遗传与育种



膨大剂处理对樟子松种实性状的影响

徐玉金, 王喜和, 李平扬, 李玉磊, 李德尧, 吴蕴洋, 孙权, 葛丽丽, 赵曦阳

2022, 42(5):  762-771.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2022.05.007

摘要 ( 221 )   HTML ( 19)   PDF (2021KB) ( 206 )  

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樟子松（Pinus sylvestris var. mongolica）是我国北方重要的用材、园林绿化及生态防护树种。研究膨大剂处理对樟子松种实性状的影响，可以为樟子松优质球果的高产、稳产的科学管理方式提供依据。本研究以吉林省延边自治区汪清县亲和种子园樟子松优良单株为研究对象，分析氯吡脲（PPU）和α-萘乙酸钠（α-NA）2种膨大剂处理对樟子松球果产量、球果质量、种子产量和种子质量等指标的影响。膨大剂处理后，樟子松种实性状的平均值均大于对照，表明膨大剂处理对于樟子松的种实发育有促进作用；樟子松的球果重、单果出籽量、种长及种宽在各处理间差异均达极显著水平（P<0.001），表明膨大剂处理对樟子松球果产量以及种子质量有极显著影响。膨大剂处理后单果出籽量和单果出籽重的表型变异系数分别达到28.54%、33.88%。利用球果性状对各处理进行综合评价，初步选出氯吡脲浓度10 mg·L^-1为最佳处理，该处理条件下球果长、球果宽、球果重的现实增益分别为11.81%、4.65%和24.35%；根据种子性状初步选出α-萘乙酸钠质量浓度为10 mg·L^-1的最佳处理，该处理单株出籽量、单果出籽重、种长、种宽、翅长、翅宽的现实增益分别为21.32%、24.15%、0.24%、9.16%、0.33%和12.16%。研究证明氯吡脲（10 mg·L^-1）和α-萘乙酸钠（10 mg·L^-1）两种膨大剂处理均可以显著提高樟子松球果大小和结实量。



岷江柏野生居群和迁地保护居群的遗传多样性比较

常二梅, 刘建锋, 黄跃宁, 李红丽, 单冰燕, 江泽平, 赵秀莲

2022, 42(5):  772-779.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2022.05.008

摘要 ( 323 )   HTML ( 19)   PDF (2953KB) ( 315 )  

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通过分析岷江柏的迁地保护居群和野生居群的遗传多样性、遗传结构及居群间基因流，判断迁地保 护岷江柏居群的遗传多样性水平，为其迁地保护提供理论基础。本研究利用GBS（Genotyping-by-Sequencing） 测序技术获得的SNP位点对四川大渡河双江口岷江柏迁地保护移栽苗、苗圃播种苗及3个野生居群进行主成分分析（PCA分析）、聚类分析、分子进化树、遗传多样性和遗传结构分析。经过GBS测序共获得高质量Clean Data 118 321 514 728 bp，并开发了1947 047个tags，从中鉴定到了1 259 610个SNP位点。系统发育进化树显示大部分移栽岷江柏居群和野生岷江柏聚在一起，居群结构分析结果显示交叉验证错误率的谷值确定最优分群数为1。4个岷江柏居群的观测杂合度（H_o）、期望杂合度（H_e）、Shannon信息指数I（S_hi）、近交系数（F_is）、多态信息含量（P_ic）的值分别为0.181 5~0.272 0、0.223 2~0.300 3、0.331 0~0.464 9、0.178 0~0.246 5和0.272 2~0.309 2，说明岷江柏居群的遗传多样性水平较高。移栽岷江柏居群的H_e=0.300 3，S_hi=0.464 9，岷江柏居群迁地保护居群遗传多样性总体水平略高于野生居群。野生岷江柏居群中白湾隧道（BW）_vs_松岗镇（SA）的遗传分化指数（F_st）较大，基因流（N_m）较小（F_st=0.091，N_m=2.496），而迁地保护的岷江柏居群与野生岷江柏居群没有明显的遗传分化，居群间的基因交流频繁（F_st<0.05，基因流N_m>4），说明没有明显的分群现象，岷江柏居群迁地保护居群遗传多样性较高。因此，移栽濒危植物是迁地保护过程中较好的方法，本文为以后野生岷江柏迁地保护提供参考，为其他树木种质资源的保存提供理论依据。



rpl32-trnL片段在柳穿鱼不同地理居群遗传多样性分析中的应用

张玉洁, 石鹏霞, 赵凡, 陈晓丹, 孙坤, 张辉

2022, 42(5):  780-789.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2022.05.009

摘要 ( 299 )   HTML ( 16)   PDF (1416KB) ( 364 )  

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为了探究柳穿鱼（Linaria vulgaris）不同地理居群的遗传多样性，利用叶绿体DNA的rpl32-trnL片段对包含62个个体的4个柳穿鱼地理居群遗传多样性进行了研究。结果显示：柳穿鱼4个居群中共检测到15种单倍型和76个变异位点，总遗传多样性较高（H_d=0.878，π=0.003 88，K=2.994），遗传变异主要存在于居群内（51.49%），隶属于柳穿鱼虫媒异交繁殖策略的遗传特征；不同地区柳穿鱼居群间遗传分化大（0.466 14），居群间基因交流水平较低（0.29）；遗传分化程度与地理距离存在中等程度相关性但不显著（R² = 0.36，P > 0.05）。中性检验显示除合水居群（HS）在进化过程中经历过瓶颈效应（Fu and Li’s D=-2.450 49，P<0.05）外，其他居群进化过程符合分子进化的中性理论。本研究结果不仅揭示了繁殖策略、地理隔离及生境干扰等因素塑造我国北方柳穿鱼居群遗传多样性和遗传结构特征，而且也为今后柳穿鱼资源保护策略的选择提供了理论依据。

分子生物学



甜菜谷胱甘肽S-转移酶基因家族鉴定及在镉胁迫下的响应分析

钟鑫爱, 孟诗琪, 周婉婷, 姚琦, 张琼, 兴旺, 刘大丽

2022, 42(5):  790-801.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2022.05.010

摘要 ( 320 )   HTML ( 24)   PDF (7805KB) ( 476 )  

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为了研究谷胱甘肽S-转移酶基因（GST）家族在甜菜（Beta vulgaris）中对其生长发育及受到非生物胁迫时的潜在功能，以甜菜BvGSTs家族为研究对象，对其理化性质、进化关系、顺式作用元件、染色体定位及在镉胁迫下的转录表达特性进行深入地分析。结果表明：甜菜基因组中共有52个BvGSTs基因家族成员，分布于7个亚家族中；它们的相对分子质量在17~28 kDa，理论等电点pI在5.16~6.77，大部分成员定位于细胞质。BvGSTs结构中共发现9个motif，其中motif 8为Phi亚家族所特有。30个BvGSTs分别位于8条甜菜染色体，存在4处串联重复。根据顺式作用元件分析，甜菜BvGSTs可参与多种生物与非生物胁迫响应。转录组学分析发现全部52个BvGSTs均不同程度的参与到甜菜对镉胁迫的应答过程。其中在地下部，大多数Tau亚家族成员的表达受到镉胁迫的正向调控；在地上部，Phi亚家族受镉胁迫的显著诱导，Tau亚家族的表达被抑制。qRT-PCR分析表明，4个差异表达显著的BvGSTs的转录受到了镉胁迫调控，并与转录组测序结果相符。上述结果为进一步对甜菜谷胱甘肽S-转移酶在镉胁迫过程中的生物学功能的研究奠定基础。



巴西橡胶树胶乳中DUF1262结构域蛋白结构与基因表达分析

代龙军, 刘明洋, 阳江华, 周凯, 郭冰冰, 杨洪, 王立丰

2022, 42(5):  802-810.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2022.05.011

摘要 ( 336 )   HTML ( 20)   PDF (2379KB) ( 408 )  

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为了揭示天然橡胶生物合成酶互作蛋白结构及其在天然橡胶生物合成过程中的功能。本研究以橡胶树胶乳橡胶粒子总蛋白为研究对象，采用免疫共沉淀实验技术以天然橡胶合成关键酶顺式-异戊二烯基转移酶（CPT）抗体从胶乳中捕获了1个含DUF1262结构域的未知功能蛋白。生物信息学分析表明橡胶树基因组中包含50个编码含DUF1262结构域蛋白的基因序列；蛋白质相互作用网络分析表明DUF1262结构域蛋白可能参与调节信号转导或转录调控等过程；荧光定量PCR结果表明编码该蛋白基因的转录本在根、叶、花、枝和胶乳等组织中广泛分布，但在胶乳中表达较低，在树皮表达较高；水杨酸、脱落酸、过氧化氢及干旱处理可增强该基因在叶片中的转录水平。本研究证明DUF1262参与橡胶树逆境反应等生理过程，为揭示胶乳生物合成调控机制提供新线索。



橡胶树热激蛋白HbHSP90.8-1基因的克隆与功能分析

刘明洋, 肖化兴, 王立丰, 梁晓宇, 张宇, 王萌

2022, 42(5):  811-820.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2022.05.012

摘要 ( 289 )   HTML ( 24)   PDF (7344KB) ( 472 )  

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白粉病是橡胶树生长发育过程中主要叶部病害之一。热激蛋白90（HSP90）分子伴侣在植物逆境胁迫抗性中起着重要作用。为研究HSP90家族成员结构及其在橡胶树抗白粉病中的功能，利用PCR技术从橡胶树品种热研73397叶片中克隆HbHSP90.8-1并采用生物信息学等技术对其结构和功能进行分析。结果表明，HbHSP90.8-1 cDNA序列全长2 844 bp，开放阅读框（ORF）2 454 bp，编码817个氨基酸。HbHSP90.8-1编码一个有信号肽、无跨膜结构且定位预测在内质网上的稳定亲水蛋白，存在HSP90 superfamily和HATPase superfamily结构域。系统进化分析结果表明橡胶树HbHSP90.8-1与木薯MeHSP90的亲缘关系最近，与麻风树JcHSP90聚为一类。通过qRT-PCR分析结果表明HbHSP90.8-1在橡胶树不同组织中均有表达，其在胶乳中的表达量最高；HbHSP90.8-1基因在白粉菌侵染、H₂O₂、ABA和ETH处理叶片中，表达量均呈现显著上调趋势；在MeJA和SA激素处理下，HbHSP90.8-1表达量呈现下调的趋势。说明HbHSP90.8-1参与橡胶树对白粉菌响应过程以及植物抗病相关激素信号转导途径。



马铃薯StNPR4基因的克隆与功能分析

李登高, 林睿, 穆青慧, 周娜, 张焱如, 白薇

2022, 42(5):  821-829.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2022.05.013

摘要 ( 349 )   HTML ( 22)   PDF (2231KB) ( 441 )  

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为探究StNPR4基因在马铃薯（Solanum tuberosum）中应对生物胁迫和非生物胁迫的功能，本研究通过克隆StNPR4的CDS序列和启动子序列，进行生物信息学分析；利用qRT-PCR进行组织表达特异性分析；同时构建了由其自身启动子驱动的StNPR4双元表达载体，转化马铃薯获得了转基因马铃薯，研究转基因马铃薯对水杨酸、致病疫霉和高盐胁迫的响应。结果显示：StNPR4具有典型的NPR1家族的功能结构域，启动子上具有响应于生物胁迫和非生物胁迫的顺式作用元件。StNPR4在叶中的表达量最高；StNPR4受SA诱导表达，且在转基因植株中的诱导表达程度高于对照；转基因马铃薯增强了对致病疫霉的抗性，在高盐胁迫下生根率更高。说明StNPR4不仅在马铃薯生物胁迫中发挥重要作用，而且在非生物胁迫中也扮演着重要角色。



橡胶草TkAPC10基因的鉴定及其表达模式分析

覃碧, 王肖肖, 杨玉双, 聂秋海, 陈秋惠, 刘实忠

2022, 42(5):  830-839.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2022.05.014

摘要 ( 2811 )   HTML ( 19)   PDF (4068KB) ( 256 )  

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APC/C是一类泛素连接酶E3复合体，在调控细胞周期过程中发挥重要作用。为了揭示橡胶草APC/C蛋白复合体的功能，鉴定了橡胶草TkAPC10基因，并对其表达模式进行了分析，初步确定了其功能。TkAPC10基因的ORF为579 bp，编码192个氨基酸，其基因组DNA序列为1 092 bp，包含6个外显子和5个内含子。基因组分析发现，TkAPC10以单拷贝的形式存在，其启动子序列除了含有TATA-box和CAAT-box增强子元件外，还有ABA、JA、光以及逆境响应相关的顺式作用元件。系统进化关系分析发现，不同物种的APC10蛋白具有很高的同源性，TKAPC10与莴苣LsAPC10的相似性最高达到99%，而与其他菊科植物的APC10蛋白相似性也达到95%以上。进一步采用qRT-PCR技术对TKAPC10的表达模式进行分析，结果表明，该基因在细胞分裂旺盛的组织（花、叶和根）中的表达量显著高于细胞分裂活动相对缓慢的组织（花梗）。外源ABA处理后，TKAPC10基因转录水平显著下降；而MeJA和ET处理后，该基因显著上调表达。经PEG6000以及甘露醇处理后，TKAPC10表达水平显著下降；而高盐胁迫显著诱导该基因的表达。TKAPC10基因参与橡胶草细胞分裂、激素信号以及非生物胁迫响应过程的调控。



不同浓度新型分裂素PBU诱导的尾巨桉愈伤组织中miRNA396及CKX基因表达差异研究

刘亚梅, 吴宇朋, 李莉梅, 苏敏, 余珠, 欧阳乐军

2022, 42(5):  840-847.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2022.05.015

摘要 ( 302 )   HTML ( 19)   PDF (2129KB) ( 375 )  

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尾巨桉愈伤组织的生长分化受内源激素影响，而miRNA396是一个调控植物叶片与根系生长发育的小RNA，与细胞分裂素的合成相关，CKX是负责调控细胞分裂素的氧化酶基因。为探讨miRNA396与CKX基因对尾巨桉愈伤组织生长发育的调控作用，以尾巨桉基因组为模板，进行PCR扩增及测序分析尾巨桉基因中的miRNA396序列，用不同PBU细胞分裂素浓度培养下的尾巨桉愈伤组织RNA逆转录的cDNA为模板，通过荧光定量PCR，测定不同PBU浓度处理的尾巨桉愈伤组织中miRNA396及CKX的表达差异。结果表明，相对于 0.5 mg·L^-1 PBU处理的桉树愈伤组织，1 mg·L^-1 PBU处理的桉树愈伤组织miRNA396及CKXA、CKXB和CKXF表达量显著下调，差异达到极显著水平，CKXC、CKXD和CKXE均上调，但只有CKXC相对表达量达到极显著水平；2 mg·L^-1 PBU处理的尾巨桉愈伤组织miRNA396A、CKXD、CKXE和CKXF表达量均下调，差异达到极显著水平，其他CKX表达量均上调，CKXA相对表达量差异达到显著水平，CKXB和CKXC相对表达量差异达到极显著水平。本研究初步确立了miRNA396和CKX基因在尾巨桉愈伤组织中的调控及表达差异，为后续进行尾巨桉miRNA调控网络的解析奠定了基础，为尾巨桉高效再生体系的建立提供了一定借鉴与参考。



欧洲白榆UlGLK基因克隆及组织表达特异性研究

白向东, 顾宸瑞, 张潇月, 姜静

2022, 42(5):  848-854.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2022.05.016

摘要 ( 274 )   HTML ( 17)   PDF (5103KB) ( 297 )  

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GLK转录因子是GARP转录因子超家族成员，具有参与调控植物叶绿体发育、生物胁迫和非生物胁迫、植物衰老和激素信号转导等功能，该基因在叶色改良方面已成功应用于白桦（Betula platyphylla）及银中杨（Populus alba × P.berolinensis）等林木。为了探讨欧洲白榆（Ulmus laevis）UlGLK基因的功能，为后续白榆的分子设计育种提供参考，以欧洲白榆为研究材料，开展UlGLK基因克隆及序列分析，筛选qRT-PCR分析用的内参基因，分析UlGLK基因的组织表达特性。研究结果显示，UlGLK基因的cDNA长度为1 353 bp，编码450个氨基酸，与大麻（Cannabis sativa）、川桑（Morus notabilis）的同源性高。以白榆根、茎和叶组织cDNA为模板，根据Ubiquitin、Actin、Tubulin基因在上述3种组织中的表达水平，确定ubiquitin基因可作为后续qRT-PCR分析内参基因。UlGLK基因的组织表达特性分析显示，该基因在叶片组织中表达量最高，在根和茎组织中表达量较低。研究结果为欧洲白榆后续分子设计育种提供参考。



菊叶薯蓣DcPMK基因克隆及互作蛋白筛选

王宏鹏, 李一丹, 汪耀, 谭晓宇, 陈成彬, 张力鹏

2022, 42(5):  855-865.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2022.05.017

摘要 ( 225 )   HTML ( 18)   PDF (2356KB) ( 259 )  

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以菊叶薯蓣为研究材料，采用RT-PCR技术克隆获得DcPMK基因，进行生物信息学、组织特异性和诱导表达分析，并构建DcPMK的诱饵载体以筛选拟南芥酵母文库中互作蛋白，为深入研究菊叶薯蓣萜类物质的合成积累提供一定理论基础。结果表明：DcPMK基因开放阅读框大小为1 536 bp（GenBank登录号MZ171241），编码511个氨基酸。蛋白质序列比对分析发现DcPMK与近源种基因序列一致性达88.85%，具有1个保守的ATP结合位点Gly-X-Gly-XX-Ala。N-J进化树显示DcPMK与海枣（Phoenix dactylifera）等单子叶植物的遗传距离较近。HPLC结果显示菊叶薯蓣皂素主要在根茎中积累，qRT-PCR结果表明DcPMK基因在各组织中均有表达，在老茎中表达量最高，根茎中表达量最低；水杨酸诱导后皂素含量的变化与DcPMK表达量的变化趋势吻合：随着叶片中皂素含量提高，DcPMK上调表达。与阴性对照相比，DcPMK基因没有自激活性和细胞毒性，并筛选到27个互作明显的拟南芥基因，如生长发育相关基因AtKCR1（AT1G67730）、AtRPS9M（AT3G49080）、AtASY4（AT2G33793），非生物与生物逆境相关基因AtVDAC2（AT5G67500）、AtVDAC3（AT5G15090）、AtRH8（AT4G00660）及花色素苷积累相关基因AtPHR2（AT2G47590）等。以上结果说明DcPMK能够参与菊叶薯蓣的萜类物质合成，并通过蛋白质-蛋白质相互作用的方式广泛参与其生长发育和胁迫响应等代谢途径。

生理与生态



珙桐—灯台树枝和叶的水提物对白菜种子萌发和幼苗生长的化感效应

王欢, 徐云飞, 刘一伯, 刘沁松, 徐文娟, 龙芸, 胥晓

2022, 42(5):  866-875.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2022.05.018

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为了证实珙桐（Davidia involucrata）及其伴生树种灯台树（Bothrocaryum controversum）是否会通过化感作用影响其他植物的种子萌发和幼苗生长，以维持二者长期稳定的伴生关系，本研究以平武县野生珙桐及灯台树的枝、叶水提液为材料来源，以白菜（Brassica pekinensi）的种子为受体，探究2种植物的枝、叶及其混合后的5种质量浓度（0、0.025、0.050、0.075、0.100 g·mL^-1）水提液对白菜的种子萌发和幼苗生长的影响，结果表明：①珙桐和灯台树的枝水提液对白菜种子萌发影响较小，对幼苗生长有显著促进作用且随质量浓度增加而增大（P＜0.05）。②珙桐和灯台树的叶水提液对白菜种子萌发均具有显著抑制作用（P＜0.05），但对幼苗生长的影响各不相同。前者呈现随质量浓度增加的“低促高抑”现象，而后者呈现随质量浓度增加“抑制增加”的特点。③不同来源的枝—叶混合的水提液对白菜种子萌发均表现出显著的抑制作用（P＜0.05），但对幼苗生长均随质量浓度增加表现出“低促高抑”特点。上述结果证实了珙桐和灯台树枝、叶水提液对同一受体植物的种子萌发和幼苗生长的化感作用确实存在差异，树种、部位和质量浓度不同均会导致化感作用的强度和方向不同。这种现象可能是植物在群落中为了维持稳定的种间关系而长期进化的结果。



三叶青叶表型多样性与地上部分总黄酮含量相关性

郭梦桥, 陈轩宇, 洪森荣, 李娇, 樊洁, 程薪宇

2022, 42(5):  876-885.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2022.05.019

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为揭示不同种源三叶青（Tetrastigma hemsleyanum Diels & Gilg）叶表型多样性变化及其与地上部分总黄酮含量的相关性，以49个三叶青种质资源（简称“资源”）为研究对象，对各资源叶表型的12个长度性状及7个比例性状进行比较，并采用相关性分析、因子分析和聚类分析方法对叶表型性状及其与种源地位置和地上部分总黄酮含量关系进行统计分析。结果表明：各资源叶长度性状存在较大差异，其中，小叶柄和侧生小叶叶片相关性状在三叶青资源鉴别过程中具有较高的参考价值；部分三叶青叶长度性状与比例性状间存在相关性，整体表现为叶柄增长，小叶叶片则更宽阔，而小叶叶片增长，叶片则朝狭长方向发展；中叶长和侧叶柄长等部分叶形性状与种源地纬度、经度或海拔存在显著（P<0.05）或极显著（P<0.01）相关性，可作为种源地地理位置初步判断依据；基于3个叶形公因子的聚类分析结果显示，49个三叶青资源叶形可划分为5个类型，各省（直辖市）三叶青叶类型数量呈以江西为中心，向周围辐射递减的趋势；三叶青地上部分总黄酮含量与种源地地理位置无显著相关性，但与叶片性状公因子（公因子1）呈极显著负相关（P<0.01），与叶柄长度性状公因子（公因子2）呈极显著正相关（P<0.01）。本研究完善了三叶青形态学资料，为三叶青优良品种选育提供了形态学依据。



接种丛枝菌根真菌对模拟大气氮沉降下灌木铁线莲根系形态及养分承载的影响

李赵毅, 郝龙飞, 刘婷岩, 何炎红, 张友, 白淑兰, 杨昕瑜

2022, 42(5):  886-895.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2022.05.020

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为了解菌根化处理的灌木铁线莲（Clematis fruticosa）苗木根系形态及养分承载对氮沉降的应激响应，以1年生盆栽灌木铁线莲为对象，分别采用单接种和混合接种，即：单接种根内根孢囊霉（Rhizophagus intraradices，以下简称+R），单接种摩西斗管囊霉（Funneliformis mosseae，以下简称+F）；混合接菌（上述2菌种菌剂按体积1∶1混合，以下简称+RF）的菌根苗。以非菌根苗（未接菌，以下简称-M）为对照。氮沉降处理设置4个梯度（不施氮（0N，0 g·m^-2·a^-1）、低氮（LN，3 g·m^-2·a^-1）、中氮（MN，6 g·m^-2·a^-1）、高氮（HN，9 g·m^-2·a^-1）），1年后测定各处理细根形态（直径≤0.5 mm的总根长、总表面积、总体积、根尖数量）、菌根侵染率、土壤孢子密度及根、茎、叶各器官的养分（碳、氮、磷）含量等指标。①在+R和+RF处理下，LN处理的苗木菌根侵染率和孢子密度达到最大，且LN处理的苗木菌根侵染率显著高于HN处理；而+F处理的苗木菌根侵染率随氮沉降递增无显著差异。②0N处理下，+F和+R处理的灌木铁线莲苗木细根（直径≤0.5 mm）的总根长、总表面积、总体积和根尖数量均显著高于-M处理。然而，+F和+R处理的灌木铁线莲苗木上述根系形态指标随着氮沉降量的增加均呈下降的趋势。③+F和+R处理下，苗木养分承载量随氮沉降量增加呈增加的趋势。氮沉降处理下，接菌处理的苗木碳、氮、磷养分含量显著高于-M处理，其中+F处理下苗木碳氮磷养分含量最高。④直径≤0.5 mm细根形态指标与养分含量指标均呈正相关关系。综上，接菌处理可改变灌木铁线莲苗木细根形态对氮沉降的响应规律，接种摩西斗管囊霉有效增强苗木对氮沉降的适应能力，提高了高氮沉降处理下苗木的养分承载量。



荒漠地区8种草本植物营养元素含量的比较分析

庄伟伟, 王明明

2022, 42(5):  896-909.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2022.05.021

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为深入了解荒漠植物营养元素计量特征，认识元素间的交互作用，揭示不同生长期、不同沙丘部位植物元素含量差异。以古尔班通古特沙漠8种优势草本植物（4种1年生植物，4种短命植物）为研究对象，采集不同生长期（旺盛期、枯萎期）、不同沙丘部位（坡上、腹地）的植株，测定全株植物的10种营养元素（C、N、P、K、Na、Mg、Al、Mn、Cu、Zn）。结果表明：（1）8种植物元素含量存在显著差异，体现了植物因遗传特性不同而对元素选择吸收的特点，含量为：C（230.19~401.82 mg·g^-1）、N（11.31~18.85 mg·g^-1）、P（0.95~2.08 mg·g^-1）、K（16.12~29.79 mg·g^-1）、Na（0.88~3.31 mg·g^-1）、Mg（3.38~5.31 mg·g^-1）、Al（0.33~1.99 mg·g^-1）、Mn（51.35~105.32 mg·kg^-1）、Cu（4.14~6.38 mg·kg^-1）、Zn（11.64~21.43 mg·kg^-1）。不同种的元素含量分布格局基本相似，大小排序为：C>N>K> Mg>Na>P>Al>Mn>Zn>Cu，典型特征为富K，贫Cu、Zn，属于N制约性植物，表明环境对各类植物元素含量的一致影响。（2）元素含量受物种、生长期和沙丘部位的影响显著。4种黎科植物（Chenopodiaceae）Na含量显著比4种短命植物高。与生长旺盛期相比，8种植物在枯萎期的C、N、P、Mg、Mn、Cu、Zn含量普遍降低，而Na、K含量有不同幅度的升高，并且碱蓬、沙蓬的K含量显著升高。受土壤水分和养分丰富程度的影响，沙丘腹地植物元素含量普遍比坡上同种植物高。（3）相关性分析表明：C与P，N与Na、Mg、Cu、Zn，K与P、Al，Na与Mg，Mn与Na、Mg、Cu，Zn与Cu之间具有极显著正相关关系（P≤0.001），P与Cu，C与Cu、Zn，K与Mn、Cu、Zn之间具有极显著负相关关系（P≤0.001）。综上所述，荒漠植物元素含量的这些特征体现了其对干旱半干旱地区气候和土壤等生存环境的适应性。



呼伦贝尔盐生藜科植物不同器官C、N、P生态化学计量特征及其与土壤因子的关系

苏宇航, 宋晓倩, 郑晶文, 张衷华, 唐中华

2022, 42(5):  910-920.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2022.05.022

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盐碱土区植物可利用营养匮乏是植物生物量限制的主要因素之一，藜科（Chenopodiaceae）植物是盐碱环境中的最大类群，其整体营养策略对盐碱地育种和农业开发具有重要意义。本研究以呼伦贝尔4种典型盐碱地藜科植物碱蓬（Suaeda glauca）、尖头叶藜（Chenopodium acuminatum）、刺沙蓬（Salsola tragus）、雾冰藜（Bassia dasyphylla）为研究对象，通过分析不同器官C、N、P生态化学计量特征，试图揭示藜科植物C、N、P计量特征共性及其与土壤因子之间的耦合关系。结果显示：①藜科植物茎、叶N/P>16，根N/P<14；各器官C、N含量显著相关，且根C含量>茎C含量>叶C含量，N含量表现为叶N含量>茎N含量>根N含量，表明N元素从根、茎到叶之间具有良好的转移效率。②相对于C元素和N元素，各器官内P元素含量具有最大变异系数，叶P、茎P含量与叶N、根N含量显著正相关，根P含量与叶N、根N含量显著负相关，表明N、P元素在叶和根中具有较强的协调关系。③RDA排序表明土壤P是影响植物叶片化学计量的主要因素，土壤K是茎化学计量变异的主要因素，土壤N是根化学计量变异的主要因素。本研究发现藜科植物通过叶N、叶P积累和N、P协调降低土壤N、P限制的影响，对于盐碱土营养管理具有重要意义。