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旱、盐胁迫对不同海拔、生长年限与贮藏条件的药用大黄种子萌发特性的影响 被引量：5
1
作者 谢丰璞 王楠 +6 位作者 高静 张岗 葛甜甜 张亚丽 成世强 宋忠兴 唐志书 《生态学杂志》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期18-28,共11页
为探讨旱、盐胁迫对不同海拔、生长年限和贮藏时间的药用大黄种子萌发和幼苗生长的影响,以采自陕西汉中镇巴县的药用大黄种子为研究对象,纯净水(CK)为对照组,置于用以模拟干旱和盐胁迫的不同渗透势水平(-0.3和-0.5 MPa)的PEG和NaCl处理... 为探讨旱、盐胁迫对不同海拔、生长年限和贮藏时间的药用大黄种子萌发和幼苗生长的影响,以采自陕西汉中镇巴县的药用大黄种子为研究对象,纯净水(CK)为对照组,置于用以模拟干旱和盐胁迫的不同渗透势水平(-0.3和-0.5 MPa)的PEG和NaCl处理下,每日记录种子萌发个数并观察幼苗生长情况。结果表明:相比低和高海拔的种子,中海拔1650 m处采集的种子萌发率更高,且海拔1650和1300 m处的种子对干旱和盐胁迫的耐受力强;随着胁迫浓度的增加,干旱胁迫对药用大黄幼苗生长的抑制作用极其显著,在-0.5 MPa PEG处理下所有幼苗均死亡;不同海拔、不同生长年限及不同贮藏期的种子内源赤霉素含量无明显差异,而赤霉素浸种后种子活力和内源赤霉素浓度显著升高;室温贮藏1年的大黄种子发芽率、活力、耐盐性显著低于新采集的种子,而3年生植株种子发芽率、活力、耐盐性均高于2年生且耐旱性更强。综上可知,药用大黄种子不适宜长期室温贮藏,中海拔以及轻度盐胁迫有助于药用大黄种子萌发及幼苗生长,且3年生药用大黄种子质量高于2年生。 展开更多
关键词 渗透胁迫 海拔 生长年限 贮藏期 种子萌发 幼苗生长 赤霉素
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干旱及复水循环对苗期药用大黄叶片光合碳同化功能和光化学活性的影响 被引量：5
2
作者 谢丰璞 王楠 +3 位作者 高静 张岗 宋忠兴 唐志书 《西北植物学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第11期1872-1887,共16页
以三叶期药用大黄幼苗为材料,采用盆栽控水实验考察其在不同干旱时间(首次干旱10 d,复水后第2次干旱25 d,再复水后第3次干旱40 d)、干旱梯度(正常供水、轻度、中度、重度干旱)及复水时间(复水第1、3天)条件下的生长指标、光合气体交换... 以三叶期药用大黄幼苗为材料,采用盆栽控水实验考察其在不同干旱时间(首次干旱10 d,复水后第2次干旱25 d,再复水后第3次干旱40 d)、干旱梯度(正常供水、轻度、中度、重度干旱)及复水时间(复水第1、3天)条件下的生长指标、光合气体交换参数、叶绿素荧光参数的响应特征,探讨植物在间歇性、季节性干旱带来的干湿交替土壤环境中的光合生理响应机制。结果显示,(1)干旱胁迫下,药用大黄幼苗地上部分生物量降低,根冠比显著增大,复水后生物量均有所回升。(2)叶片叶绿素含量在干旱胁迫下显著降低,复水后均有所回升,且在10 d、25 d干旱后复水产生较强的补偿效应。(3)叶片气体交换参数(Pn、Ci、Gs、Tr、CE)及光合系统性能指数(PIabs、PItotal)在干旱胁迫下显著降低;Ls在短期干旱胁迫下显著升高,而在干旱40 d先升高后下降;复水后,各指标产生与叶绿素含量相似的恢复趋势。(4)干旱胁迫下,叶片荧光参数(Fv/Fo、Fv/Fm、qP)显著降低,Q^(-)_(A)大量积累,OJIP曲线J相和I相显著升高;随着干旱时间延长,PSⅡ受到明显损害,重度干旱40 d后叶片NPQ几近于0;短期干旱后复水,大部分荧光参数能恢复至对照水平,干旱40 d后复水,大部分荧光参数、OJIP曲线J相和I相等无法恢复到对照水平。研究发现,药用大黄叶片在干旱胁迫下能通过热耗散等光保护机制来抵御胁迫带来的光伤害,但随着干旱胁迫加剧及干旱时长延长,光系统电子传递速率受到严重抑制,光保护机制失效,反应中心失活;大黄叶片光合和荧光参数在短期干旱后复水能迅速恢复,并表现出补偿效应;部分生理指标在二次干旱25 d时表现出比初次干旱10 d更强的抗旱性和复水后的恢复能力,而长期且重度干旱会严重破坏叶片的光合器官,产生极强的光抑制和生长抑制使植株在复水后也不能完全恢复正常的生理功能;适当的苗期干旱锻炼� 展开更多
关键词 药用大黄 干旱胁迫 复水 光合作用 光合色素 OJIP曲线 叶绿素荧光
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不同种类大黄萌发及幼苗内源激素与非结构性碳水化合物对温度与渗透胁迫交互的响应
3
作者 李媛媛 王多一 +6 位作者 高静 张岗 杜弢 郭柳 宋忠兴 唐志书 王楠 《生态学杂志》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期2033-2045,共13页
为探讨不同温度下干旱与盐胁迫对3种大黄种子萌发和幼苗生长的影响,以聚乙二醇6000和NaCl分别模拟不同强度的干旱和盐胁迫,纯水处理为对照组(CK),分别置于3种温度(10、20、30℃)的人工气候箱内培养。结果表明:20℃各处理下3种大黄的最... 为探讨不同温度下干旱与盐胁迫对3种大黄种子萌发和幼苗生长的影响,以聚乙二醇6000和NaCl分别模拟不同强度的干旱和盐胁迫,纯水处理为对照组(CK),分别置于3种温度(10、20、30℃)的人工气候箱内培养。结果表明:20℃各处理下3种大黄的最终发芽率和发芽势均较高,30℃与干旱或盐的交互胁迫会抑制大黄种子萌发且不成苗;10℃时,随盐胁迫的加剧掌叶大黄地上和地下部分的脱落酸(ABA)含量呈升高趋势;20℃时,随干旱、盐胁迫的加重掌叶大黄地上和地下部分赤霉素(GA)、生长素(IAA)含量均呈降低趋势,且随干旱加剧3种大黄地上/地下非结构性碳水化合物(NSC)呈先降低后升高的趋势;10℃和20℃下,随盐胁迫加剧药用大黄地上GA/地下GA呈先升后降的趋势,地上IAA/地下IAA为先降后升的趋势,而随干旱加剧掌叶大黄和唐古特大黄的地上和地下部分NSC含量呈先增后减的趋势;不同处理下药用大黄的萌发指标低于其他2种大黄,表现为更易受到温度和干旱胁迫的影响;20℃为3种大黄萌发适宜温度,高温会加剧渗透胁迫对大黄种子萌发和幼苗生长的危害而适宜的温度能对渗透胁迫起到一定的缓解作用;大黄通过调节不同部位的可溶性糖和淀粉含量及其比例以保持细胞渗透平衡,通过调整激素含量与分配模式维持生理与代谢活动以缓解逆境危害。 展开更多
关键词 大黄 渗透胁迫 温度胁迫 内源激素 非结构性碳水化合物 响应模式
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延胡索去甲乌药碱合成酶基因CyNCS1克隆及其表达模式分析
4
作者 冯飞雪 吕瑞华 +5 位作者 李依民 高静 王凯 周嘉迪 颜永刚 张岗 《西北农林科技大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2024年第3期146-154,共9页
【目的】克隆延胡索去甲乌药碱合成酶(norcoclaurine synthase, NCS)基因,分析其在延胡索异喹啉类生物碱合成中的关键作用。【方法】基于转录组数据库,利用逆转录PCR克隆延胡索CyNCS1基因及其启动子区域序列,采用生物信息学方法分析其... 【目的】克隆延胡索去甲乌药碱合成酶(norcoclaurine synthase, NCS)基因,分析其在延胡索异喹啉类生物碱合成中的关键作用。【方法】基于转录组数据库,利用逆转录PCR克隆延胡索CyNCS1基因及其启动子区域序列,采用生物信息学方法分析其编码蛋白的理化性质、结构特征及其启动子区域顺式作用元件,同时进行多序列比对和系统进化树分析,确定其进化关系;利用实时荧光定量PCR对其根、茎、叶及发育早、中、晚期块茎的组织表达模式进行分析;对茉莉酸甲酯(MeJA)、脱落酸(ABA)处理0,4,8,12 h的叶片进行表达谱分析,以体积分数75%酒精溶剂处理为对照(CK),确定该基因的表达特征。【结果】CyNCS1基因开放读码框长873 bp,编码291个氨基酸,编码蛋白分子量为33.09 ku,等电点为6.90,具有去甲乌药碱合成酶保守的催化结构域(GDGGVGTV/IL、YKEKF和MIEGGHLDMG),且不含信号肽,预测定位于细胞核中。多序列比对结果显示,CyNCS1与石生黄堇、罂粟的NCS蛋白同源性较高,分别为83.6%和82.1%;系统进化树结果显示,CyNCS1与石生黄堇CsNCS蛋白聚为一支,说明二者亲缘关系较近。该基因启动子区长2 238 bp,包含多种植物激素及低温、热胁迫等环境因子的顺式作用元件。实时荧光定量PCR结果显示,随着发育推进块茎中CyNCS1的表达量显著增高,且受到MeJA和ABA的诱导,MeJA处理8 h时表达量为0 h的3.10倍,ABA处理8 h为0 h的3.16倍;而对照CyNCS1表达量随时间推移无明显变化。【结论】克隆并鉴定了延胡索NCS酶基因CyNCS1,明确了其在发育进程中的表达模式,并确定该基因表达受MeJA和ABA的诱导。 展开更多
关键词 延胡索 去甲乌药碱合成酶 异喹啉生物碱 启动子 顺式作用元件
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决明GSK基因家族全基因组鉴定及其表达分析 被引量：2
5
作者 冯昭 覃洋 +5 位作者 刘世鹏 吕蕊花 吕瑞华 胡晓晨 毛仁俊 张岗 《药学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期1383-1394,共12页
糖原合成激酶3(glycogen synthase kinase 3/SHAGGY-like kinase,GSK3)在调节植物生长发育和胁迫响应方面发挥重要作用。为揭示药用植物决明(Senna tora L.)GSK家族成员特性,本研究基于其全基因组数据,结合生物信息学及基因表达研究方法... 糖原合成激酶3(glycogen synthase kinase 3/SHAGGY-like kinase,GSK3)在调节植物生长发育和胁迫响应方面发挥重要作用。为揭示药用植物决明(Senna tora L.)GSK家族成员特性,本研究基于其全基因组数据,结合生物信息学及基因表达研究方法,开展决明GSKs基因鉴定及表达分析。共鉴定到9个StoSKs基因家族成员,均具有GSK特征激酶结构域,9个成员分布在6条染色体上,编码氨基酸长度为465~943 aa,蛋白分子质量介于33.57~88.83 kDa,平均等电点为8.2。StoSKs基因家族分为4个进化分支,同一进化分支中的StoSKs之间具有相同的外显子/内含子结构及保守基序。StoSKs家族成员扩张主要源于片段重复事件,与大豆(Glycine max)、蒺藜苜蓿(Medicagotruncatula)、拟南芥(Arabidopsisthaliana)、水稻(Oryzasativa)分别存在17、11、8和7对共线基因对。StoSKs启动子区域多含有与胁迫刺激、生长发育、激素诱导相关的响应元件。转录组数据分析发现StoSKs在不同组织中均有表达,在根中表达水平最高。qRT-PCR(quantitative real-time PCR)分析表明,不同进化分支的StoSKs表现出协同响应光照的表达模式,多数StoSKs能快速响应NaCl胁迫处理,表达显著上调。研究结果为下一步进行决明GSK基因家族的生物学功能分析提供基础。 展开更多
关键词 决明 糖原合成激酶3基因家族 生物信息学 基因表达分析 盐胁迫
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掌叶大黄转录组测序及蒽醌类合成关键酶基因差异表达分析 被引量：2
6
作者 邹建珍 胡晓晨 +3 位作者 李依民 郝紫彤 张岗 刘蒙蒙 《中草药》 CAS CSCD 北大核心 2023年第7期2217-2225,共9页
目的研究掌叶大黄Rheum palmatum蒽醌合成关键基因。方法利用RNA-seq技术对掌叶大黄根、根茎、叶进行转录组测序和生物信息学分析。结果经Trinity软件组装后获得140224条Unigenes,全部Unigenes能被非冗余蛋白库、核酸序列数据库、京都... 目的研究掌叶大黄Rheum palmatum蒽醌合成关键基因。方法利用RNA-seq技术对掌叶大黄根、根茎、叶进行转录组测序和生物信息学分析。结果经Trinity软件组装后获得140224条Unigenes,全部Unigenes能被非冗余蛋白库、核酸序列数据库、京都基因组百科全书数据库、蛋白质序列数据库、蛋白家族数据库、基因本体联合数据库、同源蛋白簇数据库等公共数据库注释。差异基因分析结果显示,掌叶大黄的根与叶相比,差异表达基因总数为4175个,根与根茎相比,差异表达基因总数为992个,叶与根茎相比,差异表达基因总数为4469个。差异表达基因代谢途径分析分析发现,苯丙烷生物合成通路在叶比根中被显著富集。蒽醌类化合物合成相关关键差异表达基因分析发现,关键差异表达基因主要涉及甲羟戊酸(mevalonic acid,MVA)途径、甲基赤藓糖醇(methylerythritol 4-phosphate,MEP)、莽草酸及聚酮途径的13个基因。结论为进一步挖掘大黄有效成分生物合成过程中的关键基因,为解析调控其有效成分生物合成途径提供研究基础。 展开更多
关键词 掌叶大黄 蒽醌 转录组 基因表达 甲羟戊酸途径 甲基赤藓糖醇途径
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北柴胡达玛烯二醇合成酶基因克隆及表达分析
7
作者 冯飞雪 吕瑞华 +5 位作者 李依民 高静 梁伟伟 王战争 颜永刚 张岗 《中草药》 CAS CSCD 北大核心 2023年第23期7815-7822,共8页
目的克隆北柴胡Bupleurem chinense达玛烯二醇合成酶(dammarenediol synthase,DS)基因BcDS,并进行生物信息学及表达模式分析。方法通过搜索转录组数据库,利用RT-PCR克隆开放阅读框(open reading frame,ORF)和启动子区。通过生物信息在... 目的克隆北柴胡Bupleurem chinense达玛烯二醇合成酶(dammarenediol synthase,DS)基因BcDS,并进行生物信息学及表达模式分析。方法通过搜索转录组数据库,利用RT-PCR克隆开放阅读框(open reading frame,ORF)和启动子区。通过生物信息在线工具预测基因编码蛋白的理化性质、结构域、信号肽、三级结构等分子特征,利用Jalview软件进行氨基酸多序列比对,采用MEGA 11.0软件进行分子进化分析。运用实时荧光定量PCR检测基因表达模式。结果BcDS ORF长2115 bp,编码的蛋白包涵704个氨基酸,相对分子质量为80770,为酸不稳定的亲水蛋白,无跨膜结构域或信号肽。BcDS与人参、西洋参等植物DS的相似性高,具有达玛烯二醇合成酶特征结构域,且BcDS与人参、西洋参、三七等DS聚为一支。BcDS启动子区域含有响应环境及植物激素的顺式作用元件。BcDS在根中的表达量最高,分别为茎、叶和花中BcDS表达量的5.81、10.44和7.86倍,并受茉莉酸甲酯(methyl jasmonate,MeJA)和水杨酸(salicylic acid,SA)的显著诱导。结论获得北柴胡BcDS基因序列特征,明确了BcDS根中高表达且受MeJA和SA诱导表达,为进一步研究基因在柴胡皂苷合成中的分子作用奠定基础。 展开更多
关键词 北柴胡 表达模式 基因克隆 生物信息学分析 茉莉酸甲酯 水杨酸
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赤霉素对NaCl胁迫下大黄种子萌发和幼苗生长的影响 被引量：7
8
作者 李依民 梁小燕 +6 位作者 张晗 高静 王楠 徐进 成世强 彭亮 张岗 《中草药》 CAS CSCD 北大核心 2022年第18期5834-5841,共8页
目的 研究NaCl胁迫下掌叶大黄Rheum palmatum、唐古特大黄R. tanguticum和药用大黄R. officinale种子萌发及幼苗生长特性及赤霉素(GA3)引发对盐胁迫下种子萌发及幼苗发育的影响。方法 设置0、100、150、200、250 mmol/L NaCl胁迫,200、2... 目的 研究NaCl胁迫下掌叶大黄Rheum palmatum、唐古特大黄R. tanguticum和药用大黄R. officinale种子萌发及幼苗生长特性及赤霉素(GA3)引发对盐胁迫下种子萌发及幼苗发育的影响。方法 设置0、100、150、200、250 mmol/L NaCl胁迫,200、250 mg/L GA3拌种或浸种实验,双层滤纸培养法分析盐胁迫下3种大黄种子萌发及幼苗生长指标。结果 3种大黄种子发芽率随Na Cl浓度增加直线下降、盐相对伤害率直线上升(P<0.05),子叶长、胚轴长、根长和苗长等受到强烈抑制(P<0.05)。200 mmol/L NaCl下GA3拌种或浸种能显著提高掌叶大黄种子发芽率(P<0.05),250 mmol/L Na Cl下仅GA3拌种有作用(P<0.05);200 mmol/L NaCl下2个质量浓度GA3拌种、低质量浓度浸种提高唐古特大黄种子发芽率(P<0.05),250 mmol/L NaCl下GA3无促进作用(P>0.05);GA3拌种和高质量浓度GA3浸种能提高150 mmol/L NaCl下药用大黄种子发芽率(P<0.05),100mmol/LNaCl下GA3无促进作用(P>0.05)。GA3浸种能促进盐胁迫下掌叶大黄、唐古特大黄和药用大黄幼苗根和苗的生长(P<0.05)。结论 NaCl胁迫下3种大黄种子萌发及幼苗生长均受到抑制,3种大黄种子和幼苗耐盐性有差异,药用大黄耐盐性最低,GA3拌种或浸种引发能不同程度缓解高盐胁迫下大黄种子萌发和幼苗发育。 展开更多
关键词 掌叶大黄 唐古特大黄 药用大黄 种子 盐胁迫 赤霉素 引发
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间作黄芪对当归根际土壤微生物的影响 被引量：2
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作者 李媛媛 谢丰璞 +8 位作者 王楠 高静 黄文静 李铂 孙晓春 宋忠兴 唐志书 王二欢 马存德 《中国野生植物资源》 CSCD 2024年第1期79-86,92,共9页
目的:探讨根际土壤微生物对中药材种植模式的响应方式。方法:以间作黄芪及单作下当归根际土壤为研究对象,基于高通量测序技术,分析土壤微生物在不同季节及种植模式下群落组成及功能的差异。结果:间作下Chao1指数、ACE指数高于单作,变形... 目的:探讨根际土壤微生物对中药材种植模式的响应方式。方法:以间作黄芪及单作下当归根际土壤为研究对象,基于高通量测序技术,分析土壤微生物在不同季节及种植模式下群落组成及功能的差异。结果:间作下Chao1指数、ACE指数高于单作,变形菌门、放线菌门、酸杆菌门、绿弯菌门和芽单胞菌门为间作下的优势菌门,芽单胞菌门的相对丰度在间作下高于单作。11月间作下γ变形菌纲、7月间作下全噬菌纲的丰度显著高于单作。KEGG功能预测表明,在不同时间及间作下根际土壤细菌与细胞过程、环境信息处理、遗传信息处理、代谢功能下属的23类二级功能基因的相对丰度存在显著差异;参与氮循环的功能基因K00371(narH/narY/nxrB)、(K00374 narI/narV)等OTU数在间作下显著高于单作;不同门、纲在间作下的共生网络比单作下连接紧密且更复杂。结论:当归间作黄芪影响土壤细菌群落组成,增加其丰富度及功能的丰富性,影响土壤氮循环能力,促进土壤微生物间的交互作用。 展开更多
关键词 土壤微生物 根际 高通量测序 多样性 种植方式
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甘草GuWOX基因家族的鉴定与表达分析 被引量：2
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作者 葛甜甜 王楠 +3 位作者 高静 张岗 颜永刚 沈雨璇 《西北植物学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期398-409,共12页
WUSCHEL-related homeobox(WOX)转录因子是植物特有的转录因子,具有调控植物生长发育和非生物胁迫响应的作用。该研究通过生物信息学的方法对GuWOX基因家族进行分析,并利用qRT-PCR方法检测该基因家族在不同组织和非生物胁迫下的表达情况... WUSCHEL-related homeobox(WOX)转录因子是植物特有的转录因子,具有调控植物生长发育和非生物胁迫响应的作用。该研究通过生物信息学的方法对GuWOX基因家族进行分析,并利用qRT-PCR方法检测该基因家族在不同组织和非生物胁迫下的表达情况,利用RT-PCR方法克隆得到4个GuWOX基因。结果显示,(1)GuWOX基因家族共有16个成员,均含有保守的HD,为亲水性不稳定蛋白质;系统进化分析表明,GuWOX基因家族分为3个进化支(远古支、中间支和现代支);启动子序列中包括响应多种逆境和激素的顺式作用元件。(2)qRT-PCR结果显示,在侧根中GuWOX1的表达量最高,在茎中GuWOX15的表达量最高;GuWOX在盐、无磷和GA_(3)处理后不同时间段都有表达;干旱和ABA处理GuWOX15的表达模式相近,且在处理12 h时均上调表达。(3)成功克隆得到GuWOX1、GuWOX5、GuWOX6、GuWOX12基因,其长度分别为557 bp、707 bp、716 bp和578 bp,分别编码184、237、237和191个氨基酸。该研究结果表明,GuWOX基因参与甘草发育、对逆境胁迫的响应以及植物激素调节,为进一步分析GuWOX基因功能奠定了基础。 展开更多
关键词 WOX转录因子 生物信息学 实时荧光定量 基因克隆
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