主编寄语

为纪念 植物学报 创刊 50周年,商同主办单位中国植物学会与中国科学院植物研究所的意见,编辑部特邀了国内一些知名学者,通过对我国植物学各分支学科发展历程的回顾与展望,撰写成专文,编辑成纪念文集,以飨读者。并以此专集敬赠给多年来关心和支持 植物学报 的国内外专家学     

植物铁富集的基因工程

文章从铁吸收的生理生化机制出发 ,对铁吸收中的相关基因进行分析 ,进而探讨这些基因的潜在利用价值 ,以此来说明基因工程获得富铁植物的可行性     

SPARC基因过表达对SKM-1细胞凋亡的影响

构建SPARc基因过表达载体,转染人骨髓增生异常综合征（myelodysplastic syndrome,MDS）-u／胞系SKM-1细胞,探讨SPARc基因过表达对!＆MDS细胞系SKM一1细胞凋亡的影响。XpcD—NA．SPARC为引物,PCR扩增SPARc基因;将靶基因克隆入慢病毒载体pGC—GV,构建含有删Rc基因的重组慢病毒载体pGC—GV-SPARC,测序检测正确性;将构建载体pGC-GV-5黝尺C砗专染人MDs细胞系SKM-1,流式细胞术检测转染效率,RT-PCR检测sKM-1细胞中SPARCmRNA表达,Westernblot检测SPARC蛋白表达,MTS法测定小剂量阿糖胞苷（30ng／mL）对实验组增殖抑制的影响,AnnexinV检测．洲尺c基因转染后对人SKM-1细胞凋亡的影响。结果显示,构建含有SPARc基因的重组慢病毒载体pGC-GV-SPARC转染效率为（64．25±1．42）％;转染后,SPARCmRNA及蛋白表达在靶细胞中较对照组增多。小剂量阿糖胞苷对转染组的增殖抑制率明显高于其他组。SPARC基因转染后人SKM-1细胞凋亡率较未转染组明显增高,加入阿糖胞苷后人SKM-1细胞凋亡率较对照组明显增高。由此说明,作者成功构建了携带．＆SPARc基因的慢病毒载体,转染．NSKM-1细胞系后稳定表达SPARC基因,SPARC过表达可抑制细胞增殖,且联合小剂量阿糖胞苷（30ng／mL）更有效地抑制SKM-1细胞的增殖,并诱导其凋亡。     

肥沃耕层构建对东北黑土区旱地土壤肥力和玉米产量的影响

有机物料还田是提高土壤肥力、改善土壤结构和增加作物产量的重要农艺措施之一。本研究通过分析有机物料深混还田构建肥沃耕层后土壤的有机质、速效养分含量和玉米产量,明确了黑土区不同土壤类型旱地土壤肥力指标和玉米产量对肥沃耕层构建方式的响应特征,以期为实现东北黑土区旱地保护性利用和农业可持续发展提供科学依据。采用小区试验与大区示范相结合的方式,在黑龙江省、吉林省和辽宁省选取9个生态类型区作为试验点,土壤类型包括黑土(中厚黑土和薄层黑土)、草甸土、黑钙土、白浆土、棕壤、暗棕壤和褐土。每个试验点均设置了玉米秸秆深混构建肥沃耕层(CF_Ⅰ)、秸秆配合有机肥深混构建肥沃耕层(CF_Ⅱ)和无有机物料还田(CK)3个处理。其中,CF_Ⅰ、CF_Ⅱ处理的小区试验和大区示范的秸秆还田量分别为10000 kg·hm^-2和全量还田,CF_Ⅱ处理的有机肥施用量为30000 t·hm^-2;CF_Ⅰ和CF_Ⅱ处理中有机物料的还田深度均为0~35 cm。结果表明: 不同土壤类型旱地的土壤肥力差异较大,不同土层表现为亚耕层土壤肥力小于耕层土壤,其中暗棕壤和白浆土尤为突出;棕壤、褐土耕层和亚耕层的土壤肥力均偏低;黑土和草甸土的质地比较黏重和犁底层较厚。在试验时间为两年以上的5个试验点中,与CK相比,CF_Ⅰ和CF_Ⅱ处理耕层的土壤有机质、碱解氮、速效磷和速效钾含量平均增加1.85 g·kg^-1、20.16 mg·kg^-1、1.56 mg·kg^-1和17.2 mg·kg^-1,亚耕层较耕层增加了2.09 g·kg^-1、12.06 mg·kg^-1、2.18 mg·kg^-1和3.84 mg·kg^-1。与CK相比,CF_Ⅰ处理显著增加了耕作层和亚耕层土壤有机质和速效磷含量,CF_Ⅱ处理显著增加了耕作层和亚耕层的全部土壤肥力指标,说明肥沃耕层构建是提高土壤肥力的重要途径,其中玉米秸秆配施有机肥是快速提升土壤肥力的有效方法。受不同地区水热条件和土壤类型等的影响,不同试验区的玉米产量差异较大;不同处理间差异显著,表现为CF_Ⅱ>CF_Ⅰ>CK,说明肥沃耕层构建方式在不同生态类型区均能有效提高玉米产量。采用玉米秸秆或者玉米秸秆配合有机肥深混的肥沃耕层构建方式能够同步培肥耕层和亚耕层土壤,提高玉米产量。不同生态类型区应根据土壤类型、有机物料来源等采取相应的肥沃耕层构建方式,建议在有机肥源充足的区域,优先采用秸秆配合有机肥深混构建肥沃耕层。     

短芽胞杆菌对香蕉采后炭疽病的防治

【背景】香蕉炭疽病是香蕉贮运过程中常见的病害,危害严重。【目的】评价短芽胞杆菌菌株FJAT-17214和FJAT-10657的抗菌活性,并进行菌株鉴定。【方法】采用抑菌圈法和菌丝生长速率法对菌株FJAT-17214和FJAT-10657的拮抗活性进行测定,采用香蕉果实回接法测定这2株菌对香蕉采后炭疽病病原菌的抗菌活性;根据菌株FJAT-17214和FJAT-10657的形态观察、特异性鉴定和16SrRNA基因序列进行种属鉴定。【结果】菌株FJAT-17214和FJAT-10657发酵上清液对香蕉炭疽病病原菌菌丝生长具有抑制作用,抑菌圈直径分别达到15.30 mm和15.35 mm。随着菌株培养时间的延长,菌株FJAT-17214和FJAT-10657发酵上清液抑菌效果也逐渐增强,培养72 h时,抑菌圈直径分别增大至17.37 mm和20.96 mm。不同添加量发酵上清液对香蕉炭疽病病原菌生长均具有一定的抑制作用。当培养基中添加50 m L菌株FJAT-17214和FJAT-10657的发酵上清液时,其抑菌率可分别达到83.90%和85.84%。接种炭疽病病原菌4 d后,防治效果分别为67.88%和54.55%,处理后香蕉果皮β-1,3-葡聚糖酶活性均明显高于对照。对菌株FJAT-17214和FJAT-10657进行形态学观察、特异性鉴定和16SrRNA基因种属鉴定的结果表明,这2株菌分别被鉴定为短短芽胞杆菌(Brevibacillus brevis)和人参土壤短芽胞杆菌(Brevibacillus panacihumi)。【结论】菌株FJAT-17214和FJAT-10657对香蕉采后炭疽病具有较好的防治效果,可作为采后病害防治微生物的材料。     

虎杖象甲培植真菌营养特性及对菌丝附属物形成的影响

虎杖象甲培植共生真菌形成的共生体系是植菌昆虫菌业中的典型代表。共生真菌Penicillium herquei如何向虎杖象甲Euops chinensis提供营养尚未明确。本研究发现共生真菌P. herquei的菌丝表面存在大量瘤状凸起物及由凸起物衍生的附属丝等特化结构,该结构可能为虎杖象甲提供营养;对共生真菌的营养研究表明,共生真菌能高效利用山梨醇、蔗糖、海藻糖、葡萄糖等单糖或双糖,以及酪氨酸、甘氨酸、谷氨酰胺等昆虫非必须氨基酸,同时在高碳和最适碳源条件下有利于菌丝特化附属物的产生。研究结果不仅提供了植菌卷叶象甲菌业中共生真菌在营养方面的适应性进化证据,而且为进一步揭示共生真菌适应卷叶象甲的营养机制奠定了基础。     

藤黄节杆菌ATCC21606的全基因组测序及序列分析

藤黄节杆菌(Arthrobacter luteus, A. luteus) ATCC 21606是一种革兰氏阳性短杆状的放线菌。该菌分泌的溶菌酶(Lyticase)能够有效裂解酵母细胞壁,同时能分泌限制性核酸内切酶AluⅠ和热稳定的黄嘌呤氧化酶,但目前还没有该菌株的全基因组序列相关的报道。本研究首先通过对A. luteus ATCC 21606菌株的基因组进行高通量测序;再利用SOAPdenovo、GeneMarks等软件对基因组进行组装和组分分析;接着与COG、GO、KEGG、NR、Swiss-Prot和CAZy数据库比对进行基因功能注释;并利用antiSMASH软件进行次级代谢产物合成基因簇预测;最终得到大小为4 209 480 bp的全基因组序列,GC含量为74.68%,共预测到编码基因3 741个。基因序列已提交至美国国立生物技术信息中心(NCBI)的GenBank数据库,登录号为RQIK000-00000。本研究首次报道了A. luteus ATCC 21606的全基因组序列,为后续该菌株的功能基因、代谢产物合成途径及比较基因组学等相关研究提供基础。     

利用新型雾化生物反应器培养青蒿不定芽生产青蒿素

利用新型的超声雾化内环流生物反应器进行青蒿（ＡｒｔｅｍｉｓｉａａｎｎｕａＬ．）不定芽多层培养生产青蒿素。在新型内环流超声雾化生物反应器中,营养雾沿中心导流筒上升并由其顶端和各开孔处溢出后从环隙落下,２～３ｍｉｎ营养雾充满整个反应器。青蒿不定芽在此反应器中生长健壮,形态正常,无玻璃化现象产生,在培养后期,青蒿不定芽长满整个培养空间,部分不定芽可生根。当雾化周期为３ｍｉｎ／９０ｍｉｎ（雾化时间／间隔时间）,通气量为０．５Ｌ／ｍｉｎ时,经２５ｄ分批培养,青蒿素产量为４６．９ｍｇ／Ｌ,分别为固体培养和摇瓶培养的２．９和３．２倍。     

青蒿毛状生长,青蒿素合成以及营养物消耗的动力学

诱导产生的青蒿毛状根培养物置于ＭＳ培养基（含３０ｇ／Ｌ蔗糖）进行悬浮培养,并对悬浮培养过程中毛状根生长、青蒿素合成、蔗糖、磷酸盐和不同氮源的消耗、ＰＨ和电导率的动力学过程进行分析。经３０天培养,生物量干重和青蒿纱产量分别达到１３．７ｇ／Ｌ和０．２３ｇ／Ｌ,碳源和氮 源在培养过程中被逐渐利用,而磷酸盐的利用速率最快,培养至１５天所有的磷酸均被吸收,ＰＨ在培养初期降低,后又通宵四升, 率由于毛状根生长     

青蒿毛状根合成青蒿素的培养条件研究

对影响青蒿（ＡｒｔｅｍｉｓｉａａｎｎｕａＬ．）毛状根生长及青蒿素合成的培养条件进行了研究,确定最适的培养条件为：初始ｐＨ５．８～６．０,摇瓶转速１３０～１５０ｒ／ｍｉｎ,摇瓶装液量体积分数为２５％,光照周期为１６ｈ／ｄ,温度为３０℃。在此条件下,经过２５ｄ培养获得青蒿素产量为２２３．３ｍｇ／Ｌ。