水稻黄绿叶调控基因YGL18的克隆与功能解析

叶色突变体往往伴随着叶绿素含量变化及叶绿体结构异常, 是研究叶绿体发育与光合作用相关基因功能的重要材料。该研究通过甲基磺酸乙酯(EMS)诱变籼稻(Oryza sativa subsp. indica)品种华占(HZ)获得黄绿叶突变体, 将其命名为ygl18 (yellow-green leaf 18)。与野生型相比, 黄绿叶突变体ygl18自三叶期起叶片开始变黄且程度不断加深, 同时伴随着光合速率与叶绿素含量下降, 且结实率、千粒重及有效穗数均显著降低。透射电镜观察结果显示, ygl18的叶绿体结构紊乱, 基质片层疏松, 发育受到抑制, 与叶片出现黄绿色表型一致。遗传分析表明, ygl18突变性状受1对隐性等位核基因控制, 这对等位基因位于水稻第3号染色体长臂标记InDel2和InDel3之间115.2 kb范围内。进一步研究发现该突变体表型是编码铁氧还蛋白FdC2的基因LOC_Os03g48040的5'UTR发生突变所致。通过CRISPR转基因实验验证了该基因对表型的控制作用。研究结果揭示了叶色调控网络的遗传基础, 可为今后选育高光效水稻品种提供新线索。     

镉胁迫对绢毛委陵菜-丛枝菌根真菌共生体根系结构和生理的影响

为从生理水平上揭示绢毛委陵菜（Potentilla sericea L.）-丛枝菌根真菌共生体对镉胁迫的应答机制,以绢毛委陵菜多年生植株为试验材料,分别接种根内根生囊霉（Rhizophagus intraradices）和摩西球囊霉（Funneliformis mosseae）,80 d后以不同浓度的镉胁迫处理并测定菌根侵染率,研究侵染率较高菌种的共生体植株的生理指标变化和结构变化。结果表明：摩西球囊霉较根内根生囊霉对绢毛委陵菜菌根侵染率高,达100%,而根内根生囊霉侵染率为89.33%;接种摩西球囊霉真菌的植物,当镉质量浓度达10 mg?L^-1时,细胞壁小范围破裂、液泡出现变小的趋势,高浓度镉（20 mg?L^-1）处理时,根系细胞壁破裂,细胞无法维持原有形态;镉胁迫下,Cd（5 mg?L^-1）~ Cd（10 mg?L^-1）MDA含量显著上升（P<0.05）,Cd（0 mg?L^-1）~Cd（5 mg?L^-1）SOD活性和脯氨酸含量变化显著（P<0.05）,可溶性蛋白含量和叶绿素含量显著减少（P<0.05）,Cd（10 mg?L^-1）~Cd（15 mg?L^-1）可溶性蛋白含量和叶绿素含量变化不显著（P>0.05）,植物可以抵抗一定浓度范围的镉胁迫。综合来看,接种摩西球囊菌可以增强绢毛委陵菜耐镉胁迫能力,为利用绢毛委陵菜修复镉污染土壤提供了理论依据。     

转基因金叶银中杨叶色及生长变异分析

转PaGLK基因银中杨抑制表达株系叶绿素含量显著降低,叶片呈现黄色（命名为金叶银中杨）,以转PaGLK基因的银中杨为材料,测定其叶色参数和叶绿素含量的时序变化规律、分析生长特性。结果显示,转PaGLK基因的银中杨使叶片颜色发生改变,抑制表达株系整个生长期叶绿素含量显著低于WT（P<0.05）,叶色亮度显著高于WT（P<0.05）,并且在生长发育期叶片一直呈现深黄绿色。抑制表达株系中的Y2速生期内苗高日生长量（GD）高于对照株系,苗期株高不受影响。而过表达转基因银中杨的当年高生长都显著低于对照株系 （P<0.05）,其速生期内苗高日生长量均值（GD）也低于对照株系,其均值为对照株系的22.19%。PaGLK抑制表达株系在城市园林绿化具有潜在的应用价值。     

远志皂苷与莲心碱对七氟烷诱发新生大鼠急性和远期认知功能损伤的改善作用及机制分析

为了分析远志皂苷与莲心碱对七氟烷诱发新生大鼠急性和远期认知功能损伤的改善作用及机制,将36只新生SD大鼠随机分为中药组（n=12）、模型组（n=12）和空白组（n=12）,中药组、模型组暴露于2.5%七氟烷环境中麻醉诱导2 h·d^-1,连续3 d,空白组暴露在不含七氟烷的相同环境中,中药组于麻醉前30 min腹腔注射远志皂苷与莲心碱1:1配伍溶液（30 mg·kg^-1）,模型组和空白组腹腔注射等量0.9%氯化钠溶液,比较各组大鼠血气指标、皮质脑电图结果、Morris水迷宫行为和血清皮质酮含量,并采用Western blot法检测海马Bcl₂、Bax和Caspase?3表达水平。中药组大鼠皮质脑电图癫痫波总时长、平均时长以及数量均低于模型组（P<0.05）;定位航行实验结果显示,中药组大鼠逃避潜伏期短于模型组（P<0.05）;空间探索实验结果显示,中药组大鼠探索时间长于模型组（P<0.05）;中药组大鼠血清皮质酮含量低于模型组（P<0.05）;中药组大鼠海马组织Bcl₂/Bax表达水平高于模型组（P<0.05）,cleaved Caspase?3表达水平低于模型组（P<0.05）。结果表明,远志皂苷与莲心碱可改善七氟烷诱发新生大鼠急性和远期认知功能损伤,其机制可能与调控凋亡相关基因Bcl₂、Bax和Caspase?3表达水平有关。     

水稻黄叶少分蘖突变体yllt1的鉴定及基因定位

采用⁶⁰Co-γ射线诱变籼稻（Oryza sativa subsp.indica）保持系‘T98B’获得一份兼具黄叶和少分蘖表型的突变体yllt1（yellow leaf and less tillering 1）,利用色素含量测定、构建显隐性混池和基因表达量测定等方法从表型和遗传层面对其遗传特征进行分析。结果显示：yllt1苗期叶绿素a和叶绿素b含量为野生型水稻品种‘T98B’的77.78%和60.00%,叶绿体发育异常,缺乏功能性叶绿体类囊体片层;其分蘖盛期的单株分蘖数为野生型的21.43%。遗传分析发现,在突变体yllt1与‘T98B’的杂交F₂群体中,黄叶与少分蘖性状的重组率为0.00%,表明yllt1同时控制叶色与分蘖表型;yllt1呈隐性遗传,受一个细胞核基因独立控制。该研究进一步采用连锁分析法将yllt1精细定位到第11染色体上,经测序分析推断发生了突变的登录号为LOC_Os11g05552的基因是yllt1的目的基因;该基因编码叶绿体前体信号识别颗粒54 kD（cpSRP54）蛋白,其第1外显子的第29位碱基C发生了缺失,将造成其蛋白产物从N-端至C-端氨基酸组成的严重破坏。RT-qPCR分析结果显示,yllt1叶中叶绿素合成基因OsCAO1、OsCAO2与OsNOL等的表达量明显下调;茎中分蘖正向调控基因OsTAC1受到显著抑制,而负调控基因OsTB1与OsDLT的表达量明显增强。研究结果表明cpSRP54同时参与了水稻叶色和分蘖的调控。     

民勤绿洲—荒漠过渡带植物叶性状的研究

以民勤绿洲—荒漠过渡带20种主要植物为研究对象,通过对叶片6个功能性状的测定,分析荒漠植物叶性状的变异及相关性,比较不同功能群植物叶性状的差异性,探讨荒漠植物对环境的适应性,为该地区植被的恢复和重建提供理论依据。结果表明：①叶性状存在种间差异且变异程度不同,变异范围为14.11%~47.63%,叶绿素含量（ChlC）变异系数最大,叶片全氮含量（LCC）变异系数最小。②叶干物质含量（LDMC）与ChlC、LCC均呈极显著正相关（P＜0.01）,ChlC与LCC呈极显著正相关（P＜0.01）,其他叶性状间相关性不显著。③不同功能群植物叶性状存在显著差异。其中,豆科植物叶片LDMC、ChlC、LCC极显著高于藜科植物（P＜0.01）。草本植物叶片比叶面积（SLA）极显著高于灌木植物叶片（P＜0.01）。一年生植物叶片SLA、LNC显著高于多年生植物（P＜0.05）;多年生植物叶片LDMC极显著高于一年生植物（P＜0.01）;多年生植物叶片C含量显著高于一年生植物（P＜0.05）。C₃植物叶片LDMC、ChlC显著高于C₄植物（P＜0.05）;C₄植物叶片δ¹³C极显著高于C₃植物 （P＜0.01）;C₃植物叶片LCC极显著（P＜0.01）高于C₄植物。     

弱光胁迫影响夏玉米光合效率的生理机制初探

大田条件下, 以普通夏玉米(Zea mays) ‘泰玉2号’为材料, 于授粉后1-20天遮光55% (+S), 以大田自然光照条件下生长的玉米作为对照(-S), 研究了遮光及恢复过程中玉米植株的光合性能、叶绿体荧光参数、叶黄素循环以及光能分配的变化, 初步揭示夏玉米开花后弱光条件下光适应的生理机制, 为玉米高产稳产提供理论依据。结果表明, 遮光后玉米穗位叶叶绿素含量及可溶性蛋白含量均减少, RuBP羧化酶和PEP羧化酶活性显著降低, 导致穗位叶净光合速率(P_n)迅速下降, 光饱和点也明显降低; 恢复初期P_n迅速升高, 光合关键酶活性有所增强。遮光后植株的最大光化学效率(F_v/F_m)、实际光化学效率(Ф_PSII)显著降低, 非光化学淬灭(NPQ)则显著升高, 而恢复初期植株穗位叶Ф_PSII有所升高, 表明突然暴露在自然光下的光合电子传递速率明显加快, 这与其光合速率及光合酶活性的趋势保持一致; 遮光处理对穗位叶叶黄素循环库的大小(紫黄质+花药黄质+玉米黄质(V + A + Z))影响不显著, 但使叶黄素循环的脱环氧化状态(A + Z)/(V + A + Z)增加; 遮光后植株分配于光化学反应的光能明显减少, 天线耗散光能比率显著增加, 恢复过程中植株主要以过剩非光化学反应的形式耗散过剩的光能。遮光后及恢复初期, 玉米植株的PSII原初光化学活性明显下降, 限制了光合碳代谢的电子供应从而抑制了光合作用, 主要依赖叶黄素循环途径进行能量耗散, 而在光照转换后遮光的玉米叶片在适应自然光过程中的光保护机制不断完善, 光合能力逐渐得到 恢复。     

小麦黄化突变体叶绿体超微结构研究

利用透射电镜对小麦自然黄化突变体及其突变亲本(西农1718)叶片细胞叶绿体的数目、形态及超微结构进行比较分析。结果发现:(1)3种不同黄化程度突变体的叶绿体分布、数目、形状及大小与突变亲本无明显差异;(2)突变体叶绿素含量为野生型58%的黄绿植株与其突变亲本叶绿体超微结构无明显差异,基质类囊体与基粒类囊体高度分化,基粒数目以及基粒片层数目较多;(3)突变体金黄和绿黄植株的叶绿素含量分别为野生型的17%、24%,其叶绿体超微结构与突变亲本明显不同,突变体的叶绿体发育存在明显缺陷,其中突变体金黄植株的叶绿体内无基粒、基质片层清晰可见,有淀粉粒,嗜锇颗粒较多,而突变体绿黄植株的叶绿体内有基粒,但明显少于突变亲本,且基粒片层较少,基质类囊体较发达。结果表明该黄化突变体叶绿体超微结构的改变,是由于叶绿素含量降低造成,推测,该黄化突变是由于叶绿素合成受阻导致的。     

菊花黄绿叶突变体不同类型叶片的叶绿素含量和结构特征比较

以菊花黄绿叶突变体-NAu04-1-31为试验材料,测定了黄叶、黄绿叶和绿叶3种不同类型叶片的叶绿素含量,并观察比较了叶片的显微与超微解剖结构.叶绿素含量测定表明:黄叶、黄绿叶的叶绿素含量显著低于绿叶,而黄叶叶绿素a与叶绿素b的比值大于绿叶.叶绿体显微与超微结构观察发现:黄叶细胞内叶绿体形状不规1则,缺乏正常的叶绿体膜结构,无类囊体,无淀粉粒,嗜锇颗粒较多;黄绿叶叶片栅栏组织绿色部分与绿叶的栅栏组织相似,黄色部分与黄叶的栅栏组织棚似,黄色部分的海绵组织中有类似于绿色叶片的海绵组织结构,而绿色部分含有类似于黄叶的海绵组织的结构特征.绿叶细胞内叶绿体较多,形状规则,基粒片层清晰,其内淀粉粒多而大,嗜锇颗粒较少.     

一个新的水稻叶绿素缺失黄叶突变体的特征及基因分子定位

从粳稻“嘉花1号”⁶⁰Coγ射线辐照的后代中筛选到一个叶绿素缺失黄叶突变体(yl11), 与野生型“嘉花1号”相比该突变体表现为全生育期植株叶片呈黄色, 叶绿素含量以及净光合速率明显下降, 叶绿体发育不完善, 并且伴随着株高等主要农艺性状的变化。遗传分析表明, 该突变性状受一对隐性核基因(yl11)控制。该突变体与籼稻“培矮64S”杂交生产的F₂、F₃群体中的分离出突变体型920个单株作为定位群体, 利用SSR和InDel分子标记将yl11基因定位在水稻第11染色体长臂上的MM2199和ID21039分子标记之间, 其物理距离约为110 kb, 目前该区域内没有发现与水稻叶绿素合成/叶绿体发育相关已知功能基因。研究结果为今后对该基因的克隆和功能分析奠定了基础。     

水曲柳和蒙古栎光合特性和生长对不同氮素形态的响应

为了探讨不同氮素形态对树木幼苗生长和光合特性影响的差异,及其对不同氮形态的适应策略,以水曲柳（Fraxinus mandshurica）和蒙古栎（Quercus mongolica）1年生幼苗为研究对象,通过盆栽试验施加硝态氮、铵态氮和有机氮,采用了双因素方差分析,确定氮素形态和树种对生长和光合指标的影响及其交互作用,采用Spearman秩相关分析生长指标和光合指标的相关性。结果表明：氮素形态处理和树种及其交互作用对幼苗的生长和生理指标的影响均达到显著水平（P<0.05）,氮素形态对光合和生长的影响在2树种间存在显著差异（P<0.05）。有机氮处理组较对照组和其他氮素形态处理组更有利于蒙古栎的生长;3种氮素形态处理组的水曲柳生长指标均显著高于对照组（P<0.05）,但是氮素形态处理间水曲柳的生长指标差异不显著（P>0.05）。通过对水曲柳、蒙古栎的生长和生理指标的相关性分析,发现水曲柳的光合指标间呈显著正相关关系（P<0.05）,但光合指标与叶片氮质量分数的相关性不显著（P>0.05）,生长指标高生长量与光合指标光补偿点、光饱和点、暗呼吸速率均呈显著...     

淹水胁迫对星花玉兰及其品种光合特性的影响

为探究星花玉兰（Yulania stellata）光合生理特性对淹水胁迫的响应规律,采用双套盆法对星花玉兰及其4个品种进行淹水处理,测定不同淹水时间叶绿素含量、比叶面积、光合参数和叶绿素荧光参数的变化。结果表明：①在淹水胁迫下,各品种叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素变化趋势基本一致,‘皮鲁埃特’和‘菊花’未出现显著性变化,星花玉兰、‘贝蒂’和‘朱迪’呈下降趋势。②各品种的净光合速率（P_n）呈下降趋势,处理组最大净光合速率（P_nmax）与光饱和点（L_SP）均显著低于对照组;‘菊花’和‘皮鲁埃特’的暗呼吸速率（R_d）为处理组高于对照组,而‘贝蒂’、‘朱迪’和星花玉兰的Rd在淹水处理后显著降低,光合产物消耗减少。③各品种星花玉兰的最大光化学量子产量（F_v/F_m）均为下降趋势。‘皮鲁埃特’与‘朱迪’有效光化学量子产量（Φ_PSⅡ）在淹水胁迫下整体下降幅度较小,分别为8.4%和24.7%;‘菊花’、‘贝蒂’和星花玉兰则下降幅度较大,分别为76.7%、85.7%和64.6%。淹水胁迫影响星花玉兰及其品种光合特性,不同品种有差异,除‘贝蒂’外其余4个星花玉兰品种在处理前7 d时光合作用正常进行,‘皮鲁埃特’具有较强的光合能力和涝害适应能力。研究结果可为筛选适应南方湿涝地区或易积水地区栽植的星花玉兰品种提供理论依据。     

增补UV-B辐射对菥蓂生理特性及次生代谢产物的影响

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（F_m）、PSⅡ最大光化学效率（F_v /F_m）和PSⅡ潜在光化学效率（F_v /F_o）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。     

三叶青叶表型多样性与地上部分总黄酮含量相关性

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。     

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

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。     

4种槭树叶功能性状及其关系对季节变化的响应

以牡丹江地区的白牛槭（Acer mandshuricum）、茶条槭（Acer tataricum subsp. ginnala.）、糖槭（Acer saccharum）、五角槭（Acer pictum subsp. mono）4种槭树为研究对象,分别于春季、夏季和秋季进行取样,测定叶片性状指标（叶厚度、气孔长度、气孔宽度、气孔密度、叶脉密度、比叶面积及色素质量分数）,分析叶片各性状的季节变化趋势,并探讨色素与叶性状间在不同季节下的关系。结果如下（：1）4种槭树均表现为在夏季具有较高的叶厚度、较低的比叶面积和气孔密度,在秋季具较高的比叶面积和叶脉密度、较低的叶厚度。（2）4种槭树均为在夏季有较高的叶绿素a、b,在秋季色素质量分数均降低,季节变化区间分别为叶绿素a 77.40%～98.80%,叶绿素b 85.60%～99.53%,类胡萝卜素4.29%～78.52%。（3）色素与叶性状关系密切,季节动态下色素与比叶面积、气孔密度、叶脉密度正相关,与叶厚度、气孔长度、气孔宽度负相关（P<0.05）,但不同季节相关性略有差异。4种彩叶植物的叶片在应对不同季节的气候条件时形成了不同的构建策略...     

金叶连翘叶片色素含量和解剖结构研究

金叶连翘不同冠层的成熟叶片呈现为不同颜色。以朝鲜连翘深绿色叶为对照,观察金叶连翘冠层上、中、下位叶色,测定其叶片大小和叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素及类胡萝卜素含量,同时观察分析叶片横切面解剖结构,旨在阐明叶片色素含量和解剖结构对叶色的影响。研究表明:上层黄色、中层黄绿色、下层浅绿色,黄、黄绿、浅绿色叶总叶绿素含量分别是对照组的0.51%、4.44%和66.47%,均极显著低于对照(P <0.01),但黄绿叶的叶绿素a/b比值显著升高(P <0.05),黄、黄绿叶的总叶绿素/类胡萝卜素比值极显著降低(P <0.01)。黄、黄绿叶的叶绿体发育停滞于单片层时期,类囊体分化程度低,浅绿叶类囊基粒片层肿胀;黄叶细胞器降解,栅栏组织细胞形状难以辨别,黄绿叶上表皮细胞凸起。金叶连翘属于总叶绿素及叶绿素b合成减少型突变体,表现为叶绿素严重缺失,类胡萝卜素相对含量升高;其叶绿体发育停滞,类囊体结构异常,是金叶连翘叶片呈现不同颜色的主要因素,与其叶片解剖显微结构无关。