Cloning and Expression Pattern of a Gene Encoding a Putative Plastidic ATP/ADP Transporter from Helianthus tuberosus L.

Herein, we report the cloning and molecular characterization of a full cDNA encoding a putative plastidic ATP/ADP transporter, designated HtAATP, for Helianthus tuberosus L. The ATP/ADP translocator protein was isolated from the tuber-cDNA library of H. tuberosus for the first time. The predicted HtAATP protein was judged as a plastidic ATP/ADP translocator protein from its high homology at the amino acid sequence level to the two Arabidopsis thaliana plastidic ATP/ADP translocator proteins AATP1 and AATP2 （84.8% and 79.9% identity, respectively）. Amino acid sequence analysis of the primary structure of HtAATP revealed that it belonged to the plastidic ATP/ADP transporter family. Hydropathy prediction indicated that HtAATP gene product is a highly hydrophobic membrane protein that contains 10 transmembrane domains to form a spanning topology. Southern blotting analysis showed that the HtAATP gene is a single-copy gene in the H. tuberosus genome. Tissue distribution analysis showed that the HtAATP gene is prominently expressed in sink tissues. A stable expression pattern in tubers at different developmental stages implies an active involvement of HtAATP during carbohydrate formation.     

三种植物对土壤磷吸收和富集能力的比较

筛选磷富集植物是磷矿废弃地土壤与植被修复的关键。该文以向日葵(Helianthus annuus)、苏丹草(Sorghum sudanense)、南瓜(Cucurbita moschata)为研究对象, 采用盆栽试验, 设置5个磷浓度(0、100、300、500和700 mg·kg^-1), 分别在3个不同生长时段(4周、7周、10周)内采样, 对这3种植物的磷吸收和富集能力进行了比较。结果表明: (1)在相同生长时间内, 向日葵、苏丹草、南瓜的地上部磷含量均随磷处理浓度的升高而增大, 最大值分别为9.67 g·kg^-1、4.86 g·kg^-1、6.32 g·kg^-1; 相同浓度下, 向日葵地上部磷含量随着生长时间的延长呈上升趋势, 苏丹草则呈下降趋势, 南瓜无显著变化; (2) 3种植物的地上部磷累积量均在磷处理浓度为700 mg·kg^-1时, 生长10周后达到最大值, 分别为217.83 mg·plant^-1、93.92 mg·plant^-1、135.82 mg·plant^-1; (3)各浓度处理下, 向日葵、苏丹草的地上部磷富集系数和转移系数均大于1.00, 南瓜的地上部磷富集系数和转移系数波动较大; 向日葵的富集系数和转移系数最大值分别达11.39和4.09。综合比较可知, 3种植物磷吸收和富集能力的大小顺序为: 向日葵>南瓜>苏丹草。向日葵各项富磷特征基本符合磷富集植物的筛选标准, 可作为磷矿废弃地土壤与植被修复的备选物种。     

新疆油用型向日葵种质资源对2种新入侵病害的抗性鉴定与评价

【目的】向日葵白锈病、黑茎病是2种危害严重的新入侵病害,新疆地区新源县和特克斯县为这2种病害发生区。研究目前种植的油用型向日葵品种对向日葵白锈病和黑茎病的抗性差异,可为新疆伊犁地区向日葵品种选育及其病害综合防控提供理论依据。【方法】选择伊犁地区广泛种植的16种油用型向日葵种质资源为供试品种,试验地设在新源县和特克斯县田间,于2015年5—9月调查样地的病叶数,并计算病情指数,同时测定样地的平均产量,最后综合以上结果确定各品种的抗性水平。【结果】不同向日葵品种在同一供试条件下对白锈病和黑茎病存在明显的抗性差异,在新源县NX19012(西域朝阳)的病情指数分别为7.83和25.62,而品种KWS204的病情指数为21.04和39.50;部分品种在不同的供试地点表现出一致的抗性水平,品种新引S31感染白锈病后在新源县的病情指数为9.41,在特克斯县为9.38;另有部分品种在不同地点存在不同的抗性水平,如G101感染白锈病后在新源县和特克斯县的病情指数分别为9.16和11.78,而感染黑茎病后在新源县和特克斯县的病情指数分别为31.05和37.79。【结论】通过对白锈病和黑茎病病情指数、向日葵产量及当地气象数据的综合研究,发现NX19012(西域朝阳)最适宜在新疆伊犁地区种植,品种S606、TO12244、NX01025(西部骆驼)也可作为多样化种植的候选品种,而新葵杂系列品种中新葵杂5号可作为今后品种选育的试验材料。     

向日葵单子叶和三子叶突变体的形态特征

Phyllotaxis and morphological characteristics of monocotyledonous and tricotyledonous mutants ( found during cultivation process) and dicotyledonous plants of Helianthus annuus Linn. were observed. The results show that numbers of monocotyledonous, dicotyledonous and tricotyledonous plants are 8, 339 and 3, respectively in 350 cultivated plants of H. annuus, accounting for 2. 3%, 96. 9% and 0. 9% of total individual number, respectively, and their corresponding phyllotaxis is alternate, opposite and whorled types, respectively. Monocotyledonous plant has the fewest leaf number, the most leaf layer number, and the largest flower diameter; tricotyledonous plant has the most leaf number, the fewest leaf layer number, and the smallest flower diameter. There is no obvious difference in plant height of individuals with different cotyledon types. It is suggested that cotyledon number of H. annuus is obviously correlated with phyllotaxis type.     

盐碱协同胁迫对向日葵抗氧化酶系统的影响

根据中国东北盐碱土壤特点,将4种盐NaCl、NaHCO3、Na2SO4和Na2CO3按不同比例混合,模拟出25种盐度和pH值各不相同的复杂盐碱条件(盐浓度为50～250 mmol/L,pH值为712～1046),并对向日葵苗进行盐碱混合胁迫处理,研究了向日葵超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)酶等抗氧化酶系统和丙二醛(MDA)的盐碱协同胁迫效应．结果表明, 向日葵抗氧化物酶活性强弱同时与盐度和碱度密切相关,3种抗氧化物酶活性对于盐浓度的反应相似,均为其含量随着盐浓度的升高开始逐渐升高然后下降,而对于pH的影响,不同酶反应结果不同．即随着pH值升高,SOD酶活性和CAT酶活性降低,而POD酶活性反应则是随着pH值升高活性也升高．双向方差分析(ANOVA)结果表明：盐碱效应对于3种酶活力的影响是显著的．其中,盐效应对POD和SOD活性的影响比pH值的影响大,而pH值对CAT活性的影响效应比盐效应大．除SOD外,盐碱效应的交互作用显著 (P<0001)．抗氧化酶系统和MDA含量两者间相关性和逐步回归分析表明,3种酶对MDA的影响效应随其强度不同呈现显著不同．其中SOD是1个主导因子,CAT 处于次位, 而POD的影响不大,甚至可以忽略．     

向日葵分子生物学研究进展

向日葵是一种营养价值极高的资源植物,向日葵的研究和生产在当前我国中西部大开发的战略中具有重要的意义。本文对近年来国内外向日葵分子生物学研究的最新进展,在蛋白质、酶、基因及基因工程、分子标记等方面进行了综述。特别对生化标记、分子标记技术在向日葵研究上的应用及所取得的成果作了重点介绍,并对今后向日葵研究工作进行了展望。     

向日葵籽壳黑色素的分离提取及生物活性研究*

目的:天然黑色素安全性高,兼具多种生物活性,深受消费者青睐,发展前景十分广阔。研究向日葵籽壳黑色素制备条件,以及抗氧化和吸附重金属生物活性,为其进一步应用提供理论基础。方法: 采用热碱提取、酸水解、有机溶剂洗涤和反复沉淀法,结合单因素与响应面分析法实现了黑色素的高效制备,利用氯化硝基四氮唑蓝还原法、分光光度法和静态吸附法进行抗氧化活性和吸附活性测定。结果: 成功制备了向日葵籽壳黑色素。提取结果表明最优工艺为氢氧化钠浓度0.11 mol/L、提取温度75.19℃、提取时间181.16 min、料液比为15.77∶1,向日葵籽壳黑色素得率为2.95%,与预测值相近,说明模型拟合良好,该优化工艺准确可行。抗氧化活性测定结果表明,向日葵籽壳黑色素清除超氧阴离子自由基、DPPH自由基的能力和还原力都高于合成型黑色素。吸附活性测定结果表明,向日葵籽壳黑色素对Pb²⁺、Cu²⁺和Cr³⁺的吸附效率高于合成型黑色素。结论: 与其合成型黑色素相比,天然黑色素既可作为着色剂,又兼抗氧化剂和吸附剂,且不亚于合成型黑色素的效果,可用于代替合成型黑色素开发的重要候选。     

中国食用向日葵育种国产化历程及研究进展

中国食用向日葵育种近40年来取得了巨大成就,实现了从自留农家种、选育常规品种、引进国外杂交种以及培育国产杂交种4 次品种更新。中国向日葵种植面积基本保持在59万hm²左右,种植区主要集中在北方10个省区,其中内蒙古自治区种植面积约占全国总面积的四分之三,其次是新疆。中国以食用向日葵种植为主,约占总面积的95%以上,是世界上食用向日葵主要生产国。食用向日葵主要用于休闲嗑食,除高产外,商品外观品质(粒型、色泽、口感等)仍将是当今主要育种目标。另外,向日葵生产区因长期连作种植,病原菌、列当等生物逆境因素与向日葵发生协同进化,加之食用向日葵遗传背景狭窄,病虫草害日趋严重。该文通过对中国食用向日葵育种历程进行回顾,尤其对国内外有关向日葵抗病育种研究进展进行综述,为解析食用向日葵抗性育种机制以及前瞻性抗性品种储备提供重要的理论与技术支持,以推动食用向日葵产业的高效优质发展。     

向日葵盐胁迫相关基因的cDNA-AFLP差异表达

目的:研究向日葵盐胁迫前后基因表达的变化,分离并鉴定耐盐相关基因。方法:采用c DNA-AFLP技术分析盐胁迫产生的差异表达基因片段。结果:从256对引物组合中筛选到232对有差异表达的引物组合。用其进行选择性扩增,获得差异表达的上调TDFs 845条。经二次PCR扩增及反向Northern blot验证,获得42个阳性TDFs。对其中12个TDFs进行克隆及序列测定,得到10条TDFs核苷酸序列。经Blastx比对及功能分析,10个TDFs均与应答盐胁迫相关,涉及信号转导相关蛋白、胁迫相关功能蛋白、衰老相关蛋白以及与蛋白相互作用有关的蛋白。结论:利用c DNA-AFLP技术鉴定出一批盐胁迫应答基因,为揭示向日葵耐盐分子机制及指导向日葵耐盐分子育种实践奠定基础。     

化感植物向日葵叶化学成分的研究

从向日葵(Helianthus annuus L.)叶子的甲醇提取物中分离得到了8个已知化合物,其结构经波谱解析分别确定为:(-)-kaur-16-en-19-oic acid(1)、(6R,10R)-6,10,14-三甲基-十五烷-2-酮(2)、维生素E(3)、dehydrocos-tus lactone(4)、(-)-α-tocospirone(5)、angeloygrandifloric acid(6)、trans-phytol(7)及3(20)-phytene-1、2-diol(8)。其中化合物2,5和8为首次从该植物中分离得到。