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1. chinaXiv:202003.00058 [pdf]

广藿香FPPS基因原核表达及茉莉酸甲酯对FPPS表达量的影响

卢昌华; 邓文静; 曾建荣; 刘键锺; 张宏意; 何梦玲; 严寒静
Subjects: Biology >> Botany >> Applied botany

法尼基焦磷酸合酶(farnesyl diphosphate synthase, FPPS)是广藿香甲羟戊酸途径中萜类物质生物合成的关键酶,其催化异戊二烯焦磷酸( IPP) 和二甲基烯丙基焦磷酸(DMAPP)合成萜类物质前体法尼基焦磷酸。为了进一步研究广藿香萜类合成途径的分子机制,本研究通过逆转录聚合酶链式反应获得PTS基因的cDNA序列,利用生物信息学软件预测FPPS编码蛋白的理化性质、结构和功能。结果表明该序列的开放阅读框全长1 050 bp,编码349个氨基酸,预测分子量为40 KD,等电点为5.43,存在一个结构域,参与异戊二烯化合物的合成,不存在信号肽,亚细胞定位于细胞质;系统发育分析表明广藿香FPPS氨基酸序列和丹参(Salvia miltiorrhiza Bunge)、撒尔维亚(Salvia officinalis Linn)的氨基酸序列亲缘关系最近。其次,为研究其蛋白的表达情况,该文使用无缝克隆技术构建pET-32b-FPPS原核表达载体,并导入菌株BL21(DE3)中,考察不同浓度异丙基-β-D-硫代半乳糖苷(IPTG)对诱导融合蛋白的表达量的影响。结果发现融合表达蛋白以包涵体形式存在沉淀中,4个浓度的IPTG诱导蛋白表达效果差异不明显。最后,为研究茉莉酸甲酯(MeJA)对FPPS表达量的影响,该文采用荧光定量技术分析0.1、0.25 mmol·L-1 MeJA对FPPS基因表达水平的影响,发现0.1 mmol·L-1 MeJA诱导后FPPS基因的表达量的趋势是先升高后降低再升高再降低;0.25 mmol·L-1 MeJA诱导后FPPS基因的表达量的趋势是先降低后升高再降低。推测植物体内MeJA浓度的变化能影响FPPS基因的表达,高浓度具抑制作用,低浓度具促进作用。本研究为广藿香萜类合成途径的研究奠定基础,为后续基因功能验证提供理论参考。

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2. chinaXiv:202003.00059 [pdf]

杭白芷根中分泌道发生方式、分布及其挥发油积累过程研究

李博园;  王娟;  高静;  陈旋勐;  陈莹
Subjects: Biology >> Botany >> Applied botany

为探明杭白芷(Angelica dahurica var. formosana)根中分泌道发生方式、分布及其挥发油转运积累特征,利用光镜及透射电子显微镜技术观察了分泌道发生过程及挥发油转运特征,结合组织化学定位确定挥发油的主要积累部位。结果表明:杭白芷根中分泌道由中柱鞘细胞最先发生,次生结构中分泌道主要分布在韧皮部和皮层中。挥发油的合成不仅与分泌细胞中质体及细胞质有关,还与周围细胞关系密切。分泌细胞内高尔基体和内质网丰富,可能通过形成小泡参与转运,再经由细胞壁向腔道内转移。相邻分泌细胞靠近角隅处的细胞壁分泌活动活跃,腔道内积累大量电子致密物质。成熟分泌道中分泌细胞及其腔道内积累大量油滴,因此挥发油主要积累场所为分泌细胞及其腔道。本研究明确了杭白芷根中分泌道的发生方式、分布及其挥发油积累部位,揭示了分泌道发育过程中挥发油的转运积累特征,为进一步阐明分泌组织生长发育与有效成分积累关系研究提供详细理论依据。

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3. chinaXiv:202003.00060 [pdf]

异叶泽兰的遗传多样性和居群历史动态研究

潘跃芝;  赵玉娟; 龚洵
Subjects: Biology >> Botany >> Applied botany

异叶泽兰属于菊科泽兰属,是该属分布海拔相对较高的植物,分布在青藏高原东部和横断山海拔1 700~3 000 m左右的地区。本研究利用ycf6-psbM和rpl32-trnL两个叶绿体DNA(cpDNA)片段以及核DNA片段ITS(nITS)作为分子标记,研究了异叶泽兰的遗传多样性及其分布特征,同时探讨了其居群历史动态。叶绿体片段联合分析结果显示单倍型多态性指数Hd为0.656,核苷酸多态性(π)为0.001 61;而ITS的平基因型多态性指数Hd为0.687,核苷酸多态性为0.002 35。因此异叶泽兰在物种水平遗传多样性水平不高。cpDNA和nITS分析结果都显示异叶泽兰居群水平总的遗传多样性大于居群内平均遗传多样性,遗传变异主要发生在居群间,居群间存在明显的遗传分化(cpDNA:Gst= 0.679,Nst= 0.655,FST = 0.655;nITS:Gst = 0.543,Nst = 0.370,FST = 0.584)。但是,由于Nst值小于Gst值,异叶泽兰的分布不具有明显的谱系地理结构。基于单倍型地理分布以及Network分析推测横断山区南部(川西南-滇西北)和云南中部可能是异叶泽兰在第四纪冰期时的两个避难所,中性检验和失配分析的结果支持异叶泽兰在冰期后未发生过居群扩张。

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4. chinaXiv:202003.00061 [pdf]

大花铁线莲开花物候与传粉昆虫的研究

温馨; 张永胜;  尚禹含;  李海微;  冀李琼;  韩金秀;  王非
Subjects: Biology >> Botany >> Applied botany

大花铁线莲是我国东北地区兼具优良观赏性状及药用价值的野生植物资源。为了研究野生大花铁线莲在引种地的开花进程和传粉规律,探讨引种环境对其开花特性的影响,于2017年和2018年间对大花铁线莲在个体、群体水平的开花物候和传粉特性进行了连续两年的观测和统计。结果表明:(1)大花铁线莲的群体花期在5月中旬至6月中下旬,两年个体开花进程基本相似,均呈单峰曲线;群体始花期和末花期时间较短,而盛花期时间较长,约为20 d左右,单株花期为5~7 d,种群花期长达30 d以上。群体开花比例呈现先升后降的变化趋势,累计开花比例在开花后一周左右达到100%。 两年的开花同步指数(Si)分别为 0.76和0.74,说明大花铁线莲两年间的开花特性差异较小。(2)大花铁线莲访花昆虫主要有6目13科18种,它们在访花频率、访花行为以及在单花停留时间上都有一定的差异。传粉昆虫主要是8种,分属于3目4科。中华蜜蜂、食蚜蝇和短尾管食蚜蝇访花频率高,在单花上停留时间较长,可以初步认定它们在对大花铁线莲的花粉传播中有重要作用。通过对大花铁线莲开花特性和访花昆虫的观查以及盗蜜昆虫行为的研究,为大花铁线莲的迁地保护和引种栽培提供科学依据。

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5. chinaXiv:202003.00062 [pdf]

Na2SO4和Na2CO3胁迫下苦楝幼苗的形态及光合生理特性

张远兰;  胡鑫;  蔡金峰;  国靖;  郁万文; 曹福亮;  汪贵斌
Subjects: Biology >> Botany >> Applied botany

为探索苦楝应对盐胁迫的响应机制和为苦楝在盐碱地区的推广应用提供理论参考。该研究以一年生苦楝(Melia azedarach)实生苗为材料,在盆栽条件下设置中性盐Na2SO4和碱性盐Na2CO3 3个盐浓度(200、400和600 mmol·L-1)处理40 d,研究苦楝的抗盐碱水平及在不同程度盐碱胁迫条件下的生长及光合生理变化。结果表明,随着盐浓度的提高,苦楝的苗高、地径和生物量的增长量均呈现下降趋势,且碱性盐胁迫条件下降程度更大,盐胁迫提高苦楝的根冠比。处理10 d时,苦楝幼苗的所有光合指标随中性盐和碱性盐浓度的提高呈相似的下降特征,碱性盐胁迫条件下的降低幅度显著大于中性盐胁迫,且随处理时间的增加,中性盐和碱性盐处理下苦楝幼苗的净光合速率和蒸腾速率显著降低。随着盐浓度的提高,苦楝的叶绿素含量呈现下降趋势,200 mmol·L-1盐胁迫对叶绿素含量影响较小,400和600 mmol·L-1盐碱胁迫均对叶绿素含量有显著影响。600 mmol·L-1碱性盐胁迫条件下,苦楝叶片相对电导率和饱和水分亏缺最高,显著高于其余处理。同等浓度下,碱性盐胁迫的苦楝叶片相对电导率和饱和水分亏缺显著高于中性盐胁迫处理。由此可见,苦楝具有一定的耐盐碱能力,碱性盐比中性盐对苦楝幼苗的影响更大。

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6. chinaXiv:202003.00063 [pdf]

烟草TIR-NBS基因家族的生物信息学分析

董亚萍; 杨仕梅; 赵德刚; 宋 莉
Subjects: Biology >> Botany >> Applied botany

TIR-NBS基因是一类与植物抗病调节和生长发育密切相关的基因,其特征解析有助于对植物免疫和发育调节的认识。通过生物信息学分析方法,从基因鉴定、染色体分布、基因结构、蛋白性质和结构、信号肽、亚细胞定位和顺式作用元件等方面,对烟草TIR-NBS基因家族进行鉴定和分子特性分析。研究发现,烟草TIR-NBS基因家族含有30条成员,分布在21条染色体上,含有3~8个保守基序;编码蛋白均为不稳定蛋白,无信号肽,主要分布于细胞核、细胞质和叶绿体中,二级结构以α-螺旋和无规则卷曲为主要构成元件;进化时主要受纯化选择作用,与番茄的TIR-NBS基因亲缘关系最近;顺式作用元件分析表明其可能受光照、温度以及生长素、茉莉酸甲酯、脱落酸、水杨酸、赤霉素等激素调控。研究结果为进一步探究TIR-NBS基因的生物学功能及提高植物产量和品质提供了依据。

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7. chinaXiv:202003.00064 [pdf]

海南岛木麻黄林林下植物天然更新影响因素的研究

杨彬;  王玉;  郝清玉
Subjects: Biology >> Botany >> Applied botany

木麻黄海防林是海南岛重要的海岸生态屏障,天然更新对其持续发挥防护功能具有重要意义。调查发现海南岛大多数木麻黄林林下天然更新困难,然而却存在局部更新良好的现象。为了探究天然更新存在巨大差异的原因,通过分析不同林地更新质量的差异,研究影响木麻黄海防林林下天然更新的主要影响因子,为促进海南海防林由人工林向近自然林转化提供一定的理论基础。本研究在海南岛木麻黄海防林中共设置73块临时样地,采用方差分析和相关分析等统计方法,分别研究林地所属气候区、林分条件、土壤因子和凋落物累积量对天然更新质量和密度的影响。结果表明:湿润气候区的木麻黄林下更新要显著优于半干旱区;木麻黄林分密度与更新密度和草本盖度存在显著负相关,但林分条件其它因子对更新影响不大;不同更新质量样地的土壤pH和养分均无显著性差异,但铵态氮对幼苗、有机质对幼树的更新存在一定的促进作用;凋落物的累计整体不利于天然更新的进行。结果说明气候因子,木麻黄林分密度,木麻黄凋落物积累量是影响木麻黄海防林林下植物天然更新的主要因素。

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8. chinaXiv:202003.00065 [pdf]

入侵植物印加孔雀草在不同生境的种群构件生物量及其分配特征

仇晓玉; 徐知远; 土艳丽; 罗建
Subjects: Biology >> Botany >> Applied botany

印加孔雀草是西藏新近入侵种,其危害已初见端倪,但我国鲜有对其入侵机理的研究。为探究印加孔雀草在异质环境下的种群构件生物量及其分配特征,进一步深入了解其生存策略和易入侵生境,该研究在菜园、果园、路边、荒地和河滩等5种典型入侵生境内对其花果期的种群构件生物量进行了测定和分析,计算了表型可塑性指标值。结果表明:(1)印加孔雀草种群各构件生物量的基本规律为茎>花果>叶>根,在路边最大,菜园最小,两地间各值均存在显著差异(P< 0.05)。(2)印加孔雀草各构件生物量的总变异系数(CV)和可塑性指标(PI)的均值分别为46.93%和61.44%。(3)印加孔雀草繁殖与营养构件生物量比的关系为荒地>路边>果园>河滩>菜园;根冠比表现为菜园>荒地>河滩>路边>果园。(4)印加孔雀草各构件之间、各构件与总生物量间都存在显著的正相关关系,体现了其整体协调的生存策略。上述结果表明印加孔雀草能通过各构件生物量的调整来适应异质生境,具较高的可塑性。高繁殖输出和对异质环境的适应性可能是其成功入侵的重要原因。

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9. chinaXiv:202003.00066 [pdf]

桐花树内生和根际细菌多样性及抗血栓活性研究

李菲; 黄庶识; 胡文进; 李喆; 黄媛林; 王巧贞; 潘信利
Subjects: Biology >> Botany >> Applied botany

红树植物内生菌在红树共生体的物质循环、能量传递和健康维护等方面起着重要作用,探究红树植物内生菌的多样性,为进一步揭示内生菌在红树共生体的功能多样性提供菌种资源。本研究选择6种分离培养基和采用传统稀释涂布法对从广西北海滩涂上采集的桐花树组织和根际土壤样品进行分离,对获得的可培养细菌进行多样性分析,并通过体外溶栓实验筛选出具有抗血栓活性菌株。基于16S rRNA基因序列系统进化分析,从桐花树组织和根际土壤中共获得125株细菌;分布于变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)和厚壁菌门(Firmicutes)3个门,27个科,39个属,74个种中,芽孢杆菌属为优势菌属,菌株数量占13.5%。抗血栓活性实验表明,初筛获得18株具有抗血栓活性细菌,总阳性率为24.32%;将初筛有活性的菌株进行复筛和重复验证实验,进一步验证其活性,结果复筛出3株细菌B1850、B1989和B2632具有很强抗血栓活性。综上所述,广西北海滩涂上红树植物桐花树中存在丰富的可培养细菌资源,具有从中挖掘新的纤溶酶和开发溶血栓药物的潜力。

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10. chinaXiv:202003.00067 [pdf]

牛大力淀粉酶基因家族的生物信息学分析

涂冬萍; 王柳萍; 赵立春; 黄志其; 翟勇进; 白隆华; 莫长明
Subjects: Biology >> Botany >> Applied botany

研究牛大力淀粉酶基因家族的生物活性,为牛大力生长发育规律的揭示及根膨大的相关基因的筛选奠定基础。该文基于不膨大和膨大的牛大力根的转录组测序结果,采用生物信息学技术对筛选到的28 个牛大力淀粉酶基因进行分析。28 个牛大力淀粉酶相关蛋白基因编码的氨基酸序列分子量从20.78 KDa到349.39 KDa不等;均为酸性蛋白;亚细胞定位部分在叶绿体;具有PLN02784 super family、AmyAc-family super family结构域;二级结构中除MsAm1, 7, 8, 15, 16, 22, 23, 28中α螺旋占比最大外,无规则卷曲的比例最大;三级结构预测具有α淀粉酶结构、β淀粉酶结构、异淀粉酶结构等;淀粉酶基因家族共有86 个作用元件,MsAm9的作用元件最多(42 个);系统发育树表明MsAm15,16归于1 类,且均具有motif 2, motif 3, motif 7, MsAm4, 24, 26归于1 类,与拟南芥淀粉酶进行比对,AtBM4和MsAM6归为一类,AtAM2和MsAM2归为一类,AtBM8和MsAM5归为一类,AtBM4和MsAM6归为一类,AtAM10和MsAM22归为一类,AtIM3和MsAM17归为一类。这些分析结果可为今后深入研究28 个牛大力淀粉酶的生物学功能和调控机制提供一定的理论依据,为牛大力根部膨大的研究及品种的改良提供参考。

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