植物研究

9个中国单子叶植物名称原白中排印错误之更正

林云, 毕海燕

2023, 43(5): 641-646. doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2023.05.001

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根据《国际藻类、菌物和植物命名法规》（深圳法规，2018）规则9.2的精神，对9个中国单子叶植物名称原白中指定的主模式标本错误信息做了更正，这些名称是德格碱茅、多花碱茅、南川鹭鸶草、豹斑石豆兰、球茎卷瓣兰、四川杓兰、无齿鸢尾兰、大花鹤顶兰和短帽大喙兰，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）。

滇西北冷杉属植物结实特性及种子特征研究

王丹, 张中帅, 曾庆银, 韩学敏

2023, 43(5): 647-656. doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2023.05.002

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探究滇西北冷杉属（Abies）植物的结实特性和种子特征及其变异模式，为促进冷杉林的更新及恢复提供材料支持和理论依据。收集滇西北分布7种冷杉的标本及球果，分析种子形态特征、种子生活力和结实特性，探究其种间及地区间差异。结果发现：滇西北7种冷杉种子的长、宽、厚分别是6.04~10.22、2.03~3.32、1.26~2.24 mm，千粒质量是4.26~30.50 g，千粒质量与种子长度、宽度、厚度均显著相关（r>0.8，P<0.01）。滇西北7种冷杉的种子饱满率、虫蚀粒率和空秕粒率的平均值分别为27.51%、4.92%和67.58%，种子饱满率不高、空秕粒和虫蚀粒严重。野外调查发现大多数云南黄果冷杉（Abies ernestii var. salouenensis）均未结球果，且仅收集得到一棵树的球果，因此在本文中未进行比较分析。滇西北其余6种冷杉的虫蚀粒率在不同种之间（P=0.750）和不同地区之间（P=0.204）均没有显著差异，饱满率（P=0.005）和空秕粒率（P=0.007）均存在种间差异，而种子生活力存在种间（P=0.008）及地区间（P=0.036）差异，因此冷杉种子生活力同时受物种特性及环境因素的影响。

不同番茄种质的耐涝能力评价

周露华, 方俊仪, 熊子墨, 巫伟峰, 刘佳瑞, 陆乔, 凌宏清, 孔丹宇

2023, 43(5): 657-666. doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2023.05.003

摘要 ( 1589 )

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为了筛选出耐涝能力良好的番茄（Solanum）种质，以50份番茄种质作为研究对象，比较其在半淹及全淹处理后的成活率和各项生理指标，筛选出12个在7 d全淹处理后存活率为100%的耐涝型番茄种质，发现耐涝型番茄种质在普通番茄（S. lycopersicum）、樱桃番茄（S. lycopersicum var. cerasiforme）和醋栗番茄（S. pimpinellifolium）中均有分布；进一步对耐涝型番茄TK017和淹水敏感型番茄TK039的分析表明耐涝型番茄TK017在全淹胁迫下能够更有效地控制体内活性氧含量，从而提高番茄的耐涝能力。

白城小黑杨遗传转化体系建立及其应用

何旭, 高源, 张群野, 周晨光, 李伟, 李爽

2023, 43(5): 667-678. doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2023.05.004

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以白城小黑杨（Populus simonii×P. nigra ‘Baicheng’）组培苗茎段为外植体，MS为基本培养基，通过调节不同植物生长激素6-BA、NAA、TDZ和IBA浓度诱导其离体再生。基于组织培养系统，经过卡那霉素浓度筛选、侵染时间确定，最终建立适用于白城小黑杨的农杆菌（Agrobacterium tumefaciens）介导的遗传转化体系。利用该系统成功创制了杨树应拉木形成关键调控基因LBD39（Lateral Organ Boundaries Domain）的过量表达转基因植株。结果表明：白城小黑杨组织培养体系包括不定芽分化诱导、抽茎诱导、生根诱导3个阶段，不定芽分化诱导最适培养基为MS+0.5 mg·L^-1 6-BA+0.1 mg·L^-1 NAA+0.001 mg·L^-1 TDZ，分化率92.6%；抽茎诱导最适培养基为MS+0.2 mg·L^-1 6-BA+0.05 mg·L^-1 NAA，抽茎增值系数6.5；生根诱导最适培养基为1/2 MS+0.4 mg·L^-1 IBA，生根率100%。遗传转化最适卡那霉素质量浓度为30 mg·L^-1、最佳侵染时间为20 min，经30 d不定芽诱导、15~30 d抽茎诱导、25 d生根诱导即可成功获得转基因植株，GUS基因的转化效率为2%。应用此遗传转化体系，对杨树应拉木关键调控基因LBD39进行了过表达植株创制，最终获得5株过表达植株，转化效率为3.3%。

盐胁迫下乌桕无性系叶片的比较蛋白组学研究

隋德宗, 王保松

2023, 43(5): 679-689. doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2023.05.005

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为探讨乌桕（Triadica sebifera）蛋白水平响应盐胁迫的分子机制，研究选取盐敏感型无性系（SS18）和盐耐受型无性系（ST21），采用0.4%NaCl浇灌模拟盐胁迫，利用同位素标记相对和绝对定量（iTRAQ）技术对胁迫不同时期（0、24、72 h）叶片蛋白进行定量。在SS18和ST21中分别鉴定出显著差异蛋白279、106种。盐胁迫条件下2个无性系中共同存在4种（过氧化氢酶、延伸因子-1α、含H⁺-ATPase_c结构域的蛋白和硫氧还蛋白）显著上调表达蛋白，推测其可能是乌桕耐盐响应的重要潜在靶标蛋白。通路富集分析发现乌桕叶片响应盐胁迫的差异蛋白主要与光合作用、糖类代谢、氨基酸代谢、脂肪酸代谢途径有关。蛋白-蛋白互作网络发现SS18中分别存在5个（24 h）和3个（72 h）参与糖分解及能量代谢的核心蛋白；而ST21中存在5个（24 h）和4个（72 h）参与碳代谢、光合固碳、光合作用代谢及与叶绿素a-b结合相关的核心蛋白。ST21叶片通过提高糖类、氨基酸及脂肪酸代谢途径，并积累大量可溶性糖、氨基酸和有机酸等小分子可溶性物质，这可能是其参与盐胁迫响应的重要方面。

白桦半同胞家系纸浆材优良家系选择及选择方法评价

陈柄华, 张杰, 刘桂丰, 李思婷, 高元科, 李慧玉, 李天芳

2023, 43(5): 690-699. doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2023.05.006

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通过对白桦（Betula platyphylla）半同胞家系生长和纸浆材性状的遗传变异规律研究，筛选出优良的纸浆材家系，为白桦材性遗传改良提供理论基础。以7年生32个白桦半同胞家系为试材，对各个家系生长和木材性状进行方差分析、计算遗传参数，并估算配合力，采用多种选择方法进行优良家系选择并且评价优良亲本。结果表明：家系间的生长和木材性状均达到了极显著差异水平（P<0.01），且家系遗传力处于0.71~1.00，单株遗传力在2.0~3.0，表型变异系数处于5.88%~49.84%。胸径、树高、材积3个性状之间达到了极显著强正相关关系（r值：0.70~0.97），纤维长宽比与纤维长度之间存在极显著强正相关关系（r值：0.69），与纤维宽度存在极显著强负相关关系（r值：-0.76）。利用一般配合力进行优良亲本评价，材积、基本密度、纤维长度的一般配合力分别是-0.001 1~0.001 0、-0.04~0.07、-112.09~77.36，选择出A13、A12、A21、A24四个家系的母本属于优良亲本。通过布雷金多性状综合分析法、主成分分析法和育种值评价法进行优良家系评价，比较3个方法的优劣，最终选择出5个优良纸浆材家系，入选家系的材积和综纤维素平均遗传增益分别达到12.97%和3.40%。选择出A12、A17、A23、A19、A1为优良纸浆材家系，为进一步选育白桦速生纸浆材良种提供材料。

拟南芥叶绿体分裂蛋白PARC6影响子叶与真叶的生长

江转转, 龚莉, 宋亚玲

2023, 43(5): 700-710. doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2023.05.007

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在DNA、RNA及细胞水平上鉴定了叶绿体异常分裂纯合突变株parc6，子叶白化纯合突变株sco2，同时以真叶异常分裂及子叶白化双重突变株sl2作为参照，通过向培养基中施加不同浓度的蔗糖含量来探究叶绿体异常分裂对子叶和真叶生长的影响。结果显示，sco2突变株子叶白化，而真叶生长正常；parc6突变株子叶生长势及生活力显著低于野生型对照，相当于sco2突变株，而子叶白化与真叶异常分裂双重突变株sl2生长严重受阻。parc6突变株真叶的生长势与生活力也显著低于野生型，但相较于子叶则有所恢复。parc6突变株子叶生长受阻表型可以通过在培养基上补充碳源而得到恢复，sco2突变株子叶生长受阻表型可以通过补充碳源得到恢复，但叶绿体荧光参数相较于野生型仍有差异。蓝色温和凝胶电泳结合二向聚丙烯酰胺凝胶电泳结果表明parc6突变株的子叶及真叶光系统高级结构组装正常，说明parc6异常分裂的叶绿体无法生成足够的能量进而影响子叶及真叶的生长。进化分析表明，PARC6与SCO2存在共同进化的趋势，说明子叶发育与叶绿体分裂存在一定的联系。结果指示，叶绿体大小与植物生长尤其是子叶的发育存在密切的联系，这为深入揭示叶绿体的功能提供一个新的视角。

极危植物百山祖冷杉的种子雨

吴友贵, 朱志成, 吴倩倩, 蔡焕满, 陈定云

2023, 43(5): 711-719. doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2023.05.008

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百山祖冷杉（Abies beshanzuensis）为浙江百山祖特有的极度濒危植物，野生母树仅存3株，其中1株散生，另外2株呈南北相邻生长。为了解百山祖冷杉种子雨的时空格局特征，布设33个1.0 m×1.0 m的种子收集框，对2017年、2019年产的种子进行收集，每半个月收集一次种子，结果表明：（1）2017年12月16日至2018年2月28日，共收集到6次种子，其中散生株1 093粒、相邻两株1 020粒。2019年11月31日至2020年1月16日，共收集到4次种子，其中散生株341粒、相邻的北株165粒。（2）母树种子千粒鲜质量变化较大，最小的为2017年相邻两株种子（25.87 g），最大的为2019年相邻的北株种子（39.21 g）。种子长度、宽度、厚度的最大值分别为14.5、6.8、4.1 mm，种翅长度和宽度的最大值分别16.4、13.7 mm。种子饱满率和千粒质量都表现出“先下降后提高”的趋势。北向的种翅、种子饱满率、千粒质量较大，而南向的则较小。种子性状与收集框距离之间没有明显的规律。（3）2017年种子，有前2次的高峰，前2次收集到的种子为总数的80%左右，而2019年种子仅有第1次是高峰，收集到的种子为总数的80%左右。在高峰之后，收集到的种子显著减少。存在种子“二次掉落”现象，延长了种子掉落时间。（4）随着收集框与母树距离的增大，收集到的种子减少。约98%的种子掉落在距离母树 10 m的范围内。30 m框合计仅收集到4粒种子。（5）西向收集的种子总数最多，可能与西向地形较低有关。

干旱条件对鬼针草和醉鱼草种间相互作用及生长的影响

陈家兴, 王姝, 陈林丽, 侯夏丽, 杨庆祝, 尹任娅

2023, 43(5): 720-728. doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2023.05.009

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为研究干旱对入侵植物鬼针草（Bidens pilosa）和本地种醉鱼草（Buddleja lindleyana）种间关系及生长的影响，试验设置2种栽植方式：种间组（2种植物各1株栽植于1个花盆）和挡板组（在种间组中添加挡板分离2株植物），分别进行水分处理，包括对照组（90%~100%饱和含水量）和干旱组（30%~35%的饱和含水量），测量植物形态、生物量，计算植物各特征的相对生长率和相对邻株效应指数。结果表明：（1）干旱条件下鬼针草根、茎、叶和总生物量的种间关系均为促进；而水分条件改变醉鱼草的种间关系，干旱处理为竞争，对照处理下为促进。（2）干旱下种间作用增加了鬼针草根、茎、叶生物量的相对生长率和根冠比，降低了醉鱼草比叶面积和根冠比（P<0.05）。（3）种间作用显著增加2个物种根长、根表面积和根尖数的生长（P<0.05）。研究表明，种间相互作用能提高干旱下鬼针草的生长表现，使其在干旱生境中具有优势，可能是鬼针草的入侵策略。

香蒲叶功能性状对模拟增温和CO₂浓度倍增的响应

杨航美, 李丽萍, 孙梅, 陈弘毅, 李玲艳, 冯春慧

2023, 43(5): 729-740. doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2023.05.010

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为探讨高原湿地植物对增温和CO₂浓度升高的响应策略，以高原地区常见的挺水植物香蒲（Typha orientalis）为研究对象，通过构建封顶式人工生长室模拟增温2 ℃和CO₂浓度倍增的气候变化，检测其叶片功能性状，结果表明：（1）与对照组相比，CO₂浓度倍增处理下，香蒲的净光合速率、气孔导度、胞间CO₂摩尔分数和蒸腾速率都显著降低（P<0.05）；增温处理下，香蒲的净光合速率和气孔导度也显著降低（P<0.05），表明增温和CO₂浓度倍增显著降低了香蒲的光合碳同化能力。（2）与对照组相比，CO₂浓度倍增处理下，香蒲叶脉密度显著增加；增温处理下叶脉密度和气孔密度显著增加，而维管束面积和导管面积显著降低（P<0.05），反映了香蒲在增温和CO₂浓度升高条件下香蒲水分输送和蒸腾散失能力增强，其水分利用效率显著降低。（3）与对照组相比，增温和CO₂浓度倍增处理下香蒲叶光合参数间的相关性减弱，净光合速率与叶结构性状间的紧密关系显著增强。研究结果证明了增温和CO₂浓度升高显著增强香蒲叶功能性状间的功能协同和权衡关系。

西藏色季拉山区风毛菊属植物花粉形态特征及其分类学意义

张淑钧, 杨欣欣, 罗建

2023, 43(5): 741-755. doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2023.05.011

摘要 ( 751 )

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采用扫描电镜对色季拉山区22种风毛菊属（Saussurea）植物花粉和1种须弥菊属（Himalaiella）植物花粉进行形态观察比较，了解花粉形态水平上的分化程度，同时进行聚类分析，以期为该属植物分类提供孢粉学依据，并进一步为该区风毛菊属植物的种质资源利用提供参考。结果表明：（1）23种植物花粉形状近球形有 20种，扁球形有3种；大部分花粉体积属于中型花粉，总体为较进化类型。（2）除薄苞风毛菊（S. leptolepis）为四孔沟花粉外，其余22种植物花粉具三孔沟。（3）23种植物花粉外壁纹饰具体可分为7种类型：网状最多为7种、网状—颗粒状6种、穴状6种，而光滑状、刺基穴状及刺间具皱波状、颗粒状和褶皱状各有1种。（4）基于23种植物花粉微形态的聚类分析，与植物分类系统表现出一定的一致性，甚至在部分亚属间也相对清晰。结果表明花粉微形态特征可以为该属物种鉴定提供依据。

细叶百合Catalase基因的克隆及表达分析

宋煜, 林文昊, 荆一博, 董懿, 金淑梅

2023, 43(5): 756-767. doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2023.05.012

摘要 ( 189 )

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为探究细叶百合（Lilium pumilum） Catalase（CAT）基因与耐盐碱胁迫的关系，从细叶百合鳞茎中成功克隆出LpCat基因。该基因的ORF区长度为1 479 bp，编码492个氨基酸，对其进行序列比对和系统进化树分析，发现细叶百合Catalase蛋白与通江百合（L. sargentiae）、菠萝（Ananas comosus）、油棕（Elaeis guineensis）等植物的Catalase蛋白亲缘关系较近。构建了pQE-LpCat原核表达载体，以1 mol·L^-1 IPTG为诱导剂进行LpCat蛋白的体外诱导表达与纯化。在添加50 mmol·L^-1 NaHCO₃胁迫下，携带PQE-LpCat蛋白的菌液生长浓度高于对照菌株。在1 mol·L^-1 NaHCO₃、2.5 mol·L^-1 H₂O₂胁迫下过表达LpCAT基因烟草（Nicotiana plumbaginifolia）植株与野生型相比，枯萎程度相对较低。通过净光合速率、气孔导度、胞间CO₂和蒸腾速率，H₂O₂含量，丙二醛（MDA）等生理指标检测说明过表达LpCat基因烟草植株比野生型烟草植株更耐盐碱。

水曲柳FmCCoAOMT基因在木质素合成及非生物胁迫中的功能分析

单超然, 陈晓慧, 丁云飞, 赵威, 卢晗, 高尚珠, 齐凤慧, 詹亚光, 曾凡锁

2023, 43(5): 768-778. doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2023.05.013

摘要 ( 1359 )

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为了明确FmCCoAOMT基因的功能，以水曲柳（Fraxinus mandshurica）为材料，利用qRT-PCR方法分析FmCCoAOMT基因的表达模式，结果显示FmCCoAOMT基因具有组织特异性。在雌株和雄株多年生木质部的表达量最高，其中在雄株中是新生枝皮表达量的9.4倍，在雌株中是叶片表达量的13.1倍。采用叶盘法获取转基因烟草（Nicotiana tabacum）植株，过表达FmCCoAOMT的烟草与野生型相比，木质素含量升高41%，纤维素和半纤维素含量分别降低32%和52%。非生物胁迫处理后过表达FmCCoAOMT烟草相比于野生型，POD和SOD活性增加，MDA含量下降，且活性氧含量减少，其中NaCl处理后，POD活性比对照组升高83%；NaCl、ABA和甘露醇处理后，SOD活性比对照组分别升高56.6%、44.2%和19.0%，MDA含量比对照组分别降低了77.2%、11.7%和47.6%。结果表明FmCCoAOMT基因通过参与木质素合成，促进非生物胁迫适应能力。

龙牙楤木Aeβ-AS基因的表达对烟草中皂苷含量的影响

霍清清, 夏雨新, 李佳乐, 韩薇, 张书雅, 张哲, 夏美玲, 郭雯华, 由香玲

2023, 43(5): 779-786. doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2023.05.014

摘要 ( 1473 )

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为探讨龙牙楤木（Aralia elata）三萜皂苷合成的关键酶基因β-香树素合成酶基因（Aeβ-AS）对三萜皂苷合成的影响。利用基因克隆技术对Aeβ-AS基因进行克隆，并对烟草进行遗传转化，分析转基因烟草中Aeβ-AS基因在各部位的表达差异，检测Aeβ-AS基因及上下游关键酶基因表达量和总三萜含量。结果表明：成功构建了植物过表达载体pROKⅡ-Aeβ-AS，并转入了野生型烟草，获得7个转基因株系，并在mRNA水平表达，且在叶子中的表达量要高于根和茎；在转基因烟草中，Aeβ-AS基因及其上下游的关键酶基因表达量均高于野生型，其中株系L21的NtFPS、NtSS基因的相对表达量最高，株系L30的NtSE、Aeβ-AS基因的相对表达量最高；与野生型烟草相比，转基因烟草的总三萜含量显著升高（1.1~1.6倍）。试验结果证明合成Aeβ-AS基因并在烟草中进行异源转化，可以使转基因烟草内的总三萜含量显著升高。

离子色谱HPAEC-PAD法测定杨树细胞壁非纤维素单糖组分

金小玲, 吴慧敏, 杨潮锋, 张进, 卢孟柱, 曾为

2023, 43(5): 787-793. doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2023.05.015

摘要 ( 860 )

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为建立杨树（Populus spp.）细胞壁中非纤维素单糖的离子交换色谱-脉冲安培检测方法（HPAEC-PAD），通过对分离条件的优化，细胞壁中主要9种单糖可以通过一次进样，达到基线分离的效果。试验采用Dionex CarboPac^TM PA100（4 mm×250 mm）分析柱，以氢氧化钠为淋洗液进行梯度洗脱，流速为1.0 mL·min^-1，柱温为30 ℃的色谱条件，测定不同杨树种类细胞壁中单糖组分。结果表明，9种主要细胞壁单糖在0.5~150.0 mg·L^-1线性范围内线性关系良好，相关系数R²为0.999 0~0.999 3，方法的重现性（RSD）为1.09%~3.96%，加标回收率为91.32%~109.25%，最低检出限为1.57×10^-3~1.41×10^-2 mg·L^-1。试验结果表明杨树组培苗茎段细胞壁中半乳糖醛酸占比最高，其次为木糖，葡萄糖醛酸占比最低。本研究建立的方法适用范围广，操作简单，可用于杨树及其他物种细胞壁中单糖的检测。

唇形科兰香草蓝色花粉形成观察与成分分析

杨庆华, 葛斌杰, 张大生

2023, 43(5): 794-800. doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2023.05.016

摘要 ( 860 )

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大部分植物的花粉为淡黄色，其他颜色的花粉较为少见。基于唇形科兰香草（Caryopteris incana）存在蓝色花粉的现象，通过显微镜观察了不同发育时期的花药和花粉的颜色，并利用高效液相色谱仪和串联质谱仪分析了成熟花粉的花青素成分，结果如下：成熟花药和花粉呈蓝色，是由于富含花青素成分导致。幼蕾期、开花前期以及盛花期3个时期的花药和花粉颜色变化明显，分别为淡黄色、淡蓝色和蓝紫色。花粉的蓝色主要存在于花粉表面和绒毡层细胞中。对成熟花粉进行质谱分析，结果显示，花粉表面花青素6种类型成分都存在，其中含量最丰富的是能形成蓝色的飞燕草素 3-O-葡萄糖苷和锦葵色素 3，5-O-二葡萄糖苷成分，其次是芍药花色素糖苷、矢车菊素的糖苷和矮牵牛花色素糖苷，而天竺葵色素糖苷含量最低。

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