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1. chinaXiv:202107.00046 [pdf]

石韦不同极性萃取物体外降血糖活性研究

庄远杯; 凌梅娣; 魏爱红; 李榕娣; 刘小敏; 聂华; 张声源
Subjects: Biology >> Botany >> Applied botany

以石韦95%乙醇提取物的不同极性萃取物为试材,阿卡波糖为阳性对照,采用pNPG法(p-nitrophenyl-α-D-glucopyranoside, pNPG)、DNS 法(3,5-dinitro salicylic acid, DNS)考察石韦不同极性萃取物的 α-葡萄糖苷酶和 α-淀粉酶抑制活性,并采用酶促动力学方法与Lineweaver-Burk 曲线分析最强活性萃取物对 α-葡萄糖苷酶的抑制作用类型,以期为石韦的进一步开发利用提供科学依据。结果表明:石韦水萃取物对 α-葡萄糖苷酶和 α-淀粉酶的抑制作用最强,其 IC50 值分别为(4.71 ± 0.72)μg·mL-1、IC50 =(48.40 ± 0.32)μg·mL-1,并显著强于其他萃取物(P<0.05),且对α-葡萄糖苷酶抑制作用比阿卡波糖强,对 α-淀粉酶抑制作用弱于阿卡波糖。阿卡波糖对α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶的抑制作用的IC50 值分别为( 2 857.36 ± 1.35)μg·mL-1、(16.41 ± 0.63)μg·mL-1。酶促动力学显示水萃取物对 α-葡萄糖苷酶为可逆性抑制,Lineweaver-Burk 曲线显示为竞争性抑制。综上结果显示,石韦水萃取物具有较好的 α-葡萄糖苷酶和 α-淀粉酶抑制活性,是一种胃肠道副作用小、天然的 α-葡萄糖苷酶抑制剂来源。

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2. chinaXiv:202107.00047 [pdf]

甘蔗耐寒相关miRNAs 的生物信息学分析及其靶基因预测

朱鹏锦; 宋奇琦; 谭秦亮; 程 琴; 李佳慧; 庞新华; 周全光; 吕 平; 欧克纬; 卢业飞; 农泽梅; 唐桓伟; 龙盛风
Subjects: Biology >> Botany >> Applied botany

为了解不同基因型甘蔗(Saccharum officinarum)响应低温胁迫的分子机制,挖掘耐寒相关的 miRNA及相关靶基因,该文以低温胁迫4 ℃处理 24 h 后的3个不同耐寒性甘蔗品种的叶片为材料进行Illumina HiSeqTM2000 高通量测序,构建18 个低温胁迫前后sRNA文库。结果表明(:1)共获得分属于84个家族的已知miRNA 322个及预测得到110个新miRNA,并在已知 miRNAs中筛选出差异表达miRNA100个(61个上调,39个下调),新miRNA中筛选出差异表达 miRNA37(15个上调, 22 个下调)。(2)利用 psRNATarget、TargetFinder 和Tapirhybrid软件对所获得的差异表达miRNA进行靶基因预测,预测得到1844个靶基因并进行GO 分析揭示了这些靶基因的3个主要功能类别,即分子功能、细胞组分与生物过程。(3)为验证高通量测序数据的可靠性,筛选 14 个miRNA 及其靶基因进行qRT-PCR 验证,表明这些 miRNA 均被检测发现且大部表达结果与测序结果一致。(4)还鉴定出部分差异表达miRNA的靶基因,这些基因参与植物生长、发育及低温胁迫反应。综上结果表明,耐寒型甘蔗体内 miRNA 直接或者间接作用靶基因实现表达调控相关代谢途径,对其重要农艺性状均起着关键的调控作用。

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3. chinaXiv:202107.00048 [pdf]

基于cpDNA 单倍型多态性的草果栽培地理起源证据

赵小丽; 杨耀文; 李国栋
Subjects: Biology >> Botany >> Applied botany

为了探索草果(Amomum tsaoko)的栽培地理起源,该研究检测了草果、拟草果(A. paratsao-ko)的 cpDNA 序列变化,获取单倍型多态性信息。结果表明:20 个草果居群 259个植株、5 个拟草果居群58 个植株共检测到7 种单倍型;草果有 3 种单倍型(H1、H3、H6),拟草果有 6 种单倍型(H1、H2、H3、H4、H5、H7)。H1 和H3 为共享单倍型,H6 为草果私有单倍型,H2、H4、H5、H7 为拟草果私有单倍型。H1 为普通单倍型,H2 为祖先单倍型。草果居群遗传多样性远小于拟草果居群,遗传变异主要来源于居群内,拟草果居群主要来源于居群间。麻栗坡铁厂(TC)、屏边玉屏(YP)居群的遗传多样性、单倍型多样性高于其他 18 个草果居群。进一步分析表明:包含屏边、马关、西畴、麻栗坡的云南东南部前端地域,和邻接的广西那坡可能共同构成草果栽培驯化起源中心,以麻栗坡为核心区域,向周边的西畴、马关、屏边、那坡扩张。建议对 TC、YP、那坡下华(XH)居群加以保护。上述结果为草果种质资源保护、利用提供了遗传学信息。

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4. chinaXiv:202107.00049 [pdf]

枫香变红过程中叶片组织结构、光合特性及色素含量变化研究

尹国平; 刘雄盛; 蒋 燚; 王 勇; 杨继生 2,肖玉菲; 黄荣林; 姜英
Subjects: Biology >> Botany >> Applied botany

枫香(Liquidambar formosana)因其叶片入秋后逐渐变红,极具观赏价值,是优良的景观生态树种。 该文通过连续监测枫香叶片变红过程中组织结构、光合特性以及色素含量的变化,分析叶片结构与其光合 特性和色素的关系,旨在了解枫香叶片结构变化与叶色的关系。结果表明:(1)枫香叶片变色过程中,表 皮细胞均为椭圆形,紧密排列,未观察到明显的细胞变异,表面未附着绒毛和蜡质,且上表皮细胞与栅栏 组织细胞间排列紧密,没有出现较大的气室。(2)随着叶片逐渐变红,叶片结构变化显著,其中,叶片、 上表皮、栅栏组织和海绵组织厚度以及气孔开度均逐渐减小,而气孔器长和宽、单个气孔器面积则逐渐增 大。(3)随着叶片结构的变化,其叶绿素含量逐渐减少,致使净光合速率逐渐减小,在出现光破坏时,叶 片通过在栅栏组织细胞液泡内合成花色苷来自我保护,而大量的花色苷致使叶片表面呈现红色。因此,叶 绿素含量降低,花色素苷大量积累是导致枫香叶片变红的直接原因。综上所述,枫香叶色变红是其一系列 生理结构特征综合作用的结果。

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5. chinaXiv:202107.00050 [pdf]

民族药马利筋内生真菌生物活性研究

殷娜; 宋娜丽; 普晓佳; 顾茜兰; 杨海浩; 万春平; 祁燕; 李小丝; 郑喜
Subjects: Biology >> Botany >> Applied botany

药用植物内生真菌能够产生与宿主相同或相似的活性物质,民族药马利筋生物活性广泛。为获得马利筋活性内生真菌资源,该研究基于“民族药-内生真菌-活性成分”的研究思路,考察了 168 株马利筋内生真菌代谢产物的生物活性,分别采用SRB 法、Griess 法、PNPG法和DPPH 法对内生真菌发酵液乙酸乙酯提取物进行抗肿瘤、抗炎、α-葡萄糖苷酶抑制和抗氧化等生物活性测定,并对活性菌株进行ITS 菌种鉴定。结果显示:所筛选的168 株内生真菌有22 株表现出不同程度的生物活性;其中9 株内生真菌具有显著抗肿瘤活性,其IC50 值在0.1 ~ 40 μg·mL-1 之间;菌株MJF-53 在2.5 μg·mL-1 时对LPS 诱导的Raw264.7 释放的NO 和 IL-1β 均具有明显的抑制作用;7 株内生真菌表现出不同程度的 α-葡萄糖苷酶抑制活性,其 IC50 值在1.0 ~ 4.0 mg·mL-1,其中 MYF-16 和MYF-55 对α-葡萄糖苷酶抑制活性接近阿卡波糖;19 株内生真菌具有不同程度的 DPPH 自由基清除活性,其中菌株 MYF-9、 MYF-19 和 MJF-84 表现出中等强度的抗氧化活性,IC50 值分别为 13.562、17.776、12.395 μg·mL-1;ITS 菌株鉴定发现 22 株活性菌株分属于链格孢属(Alternaria)、刺盘孢属(Colletotrichum)、镰刀菌属(Fusarium)、间座壳属(Diaporthe)、踝节菌属(Talaromyces)和新壳梭孢菌(Neofusicoccum parvum)等不同种属。该研究表明马利筋内生真菌的生物活性具有多样性,为从马利筋内生真菌中挖掘潜在新型天然抗肿瘤、抗炎、降糖和抗氧化活性化合物奠定基础。

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6. chinaXiv:202107.00051 [pdf]

寡聚核苷酸介导的基因突变技术创制抗除草剂烟草新种质

谢宇峰; 秦利军
Subjects: Biology >> Botany >> Applied botany

为进一步优化烟草‘K326’(Nicotiana tabacum ‘K326’)种质,该文使用寡聚核 酸介导的基因突变(Oligonucleotide-mediated mutagenesis,OMM)技术,利用植物中支链 氨基酸合成途径中第一个关键酶乙酰乳酸合成酶(acetolactate synthase,ALS)突变后烟草 对除草剂氯磺隆不敏感,产生抗性的特征,利用 NCBI 报道的 ALS 基因序列同源克隆了烟 草‘K326’中的 ALS 基因,并根据 ALS 基因序列设计用于定点突变的 RNA/DNA 嵌合体,导 入烟草‘K326’创制对氯磺隆除草剂具有抗性的烟草新种质。结果表明:(1)‘K326’具 有两条 ALS 基因,即 ALS SuRA 和 ALS SuRB,大小分别为 2 004 bp 和 2 010 bp。(2)根 据两个基因的保守位点ALS SuRA 588 脯氨酸位点和ALS SuRB 1 719 色氨酸位点设计了用 于 ALS 基因核苷酸第 588 位点的 Chl588 和第 1 719 位点的 Chl1719 嵌合体。(3)利用基 因枪成功将这两个片段导入烟草愈伤组织,愈伤依次经抗性芽分化和生根,一共获得氯磺隆 抗性植株 22 株。(4)抗性植株 ALS 酶活性测定表明,其中8 株抗性烟株具有较强的活性, 进一步对抗性植株中跨突变位点保守扩增、测序,最终确定有两个株(f11 和 b18)分别在 588 位点和 1 719 位点产生定点突变。综上研究结果表明,在获得‘K326’抗氯磺隆新种质 的同时,为培育抗性烟草新种质提供了理想的亲本材料。

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7. chinaXiv:202107.00052 [pdf]

北美鹅掌楸LtAGO1 基因的克隆、表达及其启动子分析

魏灵敏; 温少莹; 马际凯; 夏辉; 李嘉昱; 吴栩佳; 李火根
Subjects: Biology >> Botany >> Applied botany

叶原基来源于茎顶端分生组织(shoot apical meristem, SAM)的周围区,AGO1 基因在叶原基分化过 程中发挥着重要作用。为深入探究叶原基分化成叶器官的形态建成机制,该研究以北美鹅掌楸为材料,采 用 RT-PCR 和 RACE 克隆技术获得 LtAGO1 的 cDNA 全长和启动子序列,并预测其功能;通过 RT-qPCR 分析 LtAGO1 在鹅掌楸属中的组织表达模式。同时,经抗性筛选和 DNA 鉴定获得 ProAGO1 :: GUS 的转基 因拟南芥株系,并进一步对 T2 代阳性植株进行表型和 GUS 组织化学染色分析。结果表明:(1) LtAGO1 基因包含 3 300 bp 的开放阅读框,编码 1 100 个氨基酸,分子量为 122.14 kD,理论等电点(pI)为 9. 36。 (2)氨基酸序列分析表明 LtAGO1 含 Gly-rich-AGO1 和 Piwi 两个典型的 AGO 基因结构域,同源性分析表 明 LtAGO1 蛋白与沉水樟 AGO1 蛋白(RWR84608.1)亲缘关系最近。(3)组织表达特异性分析发现 LtAGO1 在北美鹅掌楸不同组织间的相对表达量为雄蕊>花芽>花瓣>花萼>叶片>雌蕊>叶芽>茎;LtAGO1 在北美鹅 掌楸叶片不同发育阶段的相对表达量为叶芽萌动期>幼叶期>衰老期>成熟期;AGO1 在鹅掌楸属叶缘的表 达量高于叶片的其他部位,且北美鹅掌楸叶凹陷部位的表达量高于叶尖部位。(4)获得叶中侧轴向和基顶 轴向的极性缺失、叶缘锯齿、重瓣花型的转化株系,GUS 组织染色发现 LtAGO1 启动 GUS 基因在叶芽顶 端稳定表达,且在新分化的叶柄上表达较强,在成熟期的茎、叶、花和果的维管束中均特异表达。LtAGO1 启动子的 GUS 活性强度为叶顶芽>花>维管束,这与实时定量 PCR 结果相一致。综上研究结果表明 LtAGO1 基因在顶端分生组织特异表达,且受到多种途径的调控而参与到叶和花器官的发育进程中。该研究为进一 步了解北美鹅掌楸 LtAGO1 基因的基本功能及其调控叶形发育机制提供了理论基础。

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8. chinaXiv:202107.00053 [pdf]

甜荞 pin 型花与thrum 型花雌雄蕊发育的比较研究

王旋; 陈艳; 刘志雄
Subjects: Biology >> Botany >> Applied botany

为从形态上弄清甜荞(Fagopyrum esculentum)二型花发育的差异性,该文运用石蜡 切片技术对甜荞 pin 型花和 thrum 型花大、小孢子发生和雌、雄配子体的发育过程进行观察 比较。结果表明:甜荞 2 种花雌、雄蕊发育的细胞学特征有很高的相似性,其直生胚珠、双 珠被、厚珠心;大孢子四分体直线型排列,合点端为功能大孢子,蓼型胚囊。其花药 4 室, 花粉囊壁由表皮、药室内壁、一层中层和一层绒毡层组成,其中绒毡层发育为腺质型,小孢 子母细胞减数分裂过程中的胞质分裂为同时型,小孢子四分体常为四面体型,但 thrum 型花 花粉囊中偶见十字交叉型小孢子四分体;成熟花粉粒多数为 2 细胞型,少数为 3 细胞型。从 2 种花雌、雄蕊的发育的进度来看,与 pin 型花相比,thrum 型花小孢子发育相对较慢,雄 配子体发育较快,但开花时,两者雌、雄蕊均发育成熟。综合甜荞两种花生殖发育的过程来 看,其有许多相对原始的胚胎学特征,但也出现一些如直生胚珠、3 细胞型花粉等相对进化 的性状。该研究完善了甜荞二型花生殖发育的形态细胞学资料的同时,为理解石竹目中物种 间的亲缘关系提供了胚胎学证据。

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9. chinaXiv:202107.00054 [pdf]

丛枝菌根真菌对植物繁殖的影响研究进展

王磊; 闫兴富; 唐占辉
Subjects: Biology >> Botany >> Applied botany

丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi, AMF)与宿主植物所形成的互惠共生体系是生态系统中广泛分布的共生体系代表类型之一。AMF 除能够促进宿主植物生长发育外,也可以对宿主植物的繁殖过程产生多方面影响。研究宿主植物在 AMF 共生状态下繁殖策略的变化规律,对于深入理解植物繁殖适合度的变化具有重要理论意义。该文综述了 AMF 对宿主植物繁殖影响的相关研究,包括 AMF 的侵染对宿主植物繁殖分配、花部特征、虫媒传粉和花期的影响。虽然目前已开展的研究发现 AMF 能够促进宿主植物繁殖投入的增加、增加花的大小和数量并增加花粉数量和花蜜量、影响访花昆虫的行为,以及造成开花提前及花期延长,但其作用的具体机制尚不明确,且因宿主植物的差异,目前并未有完全统一的结论。然而,由于 AMF 与植物共生的普遍性,其在植物繁殖过程中发挥的重要作用不可忽略。今后除了在以上所述方面开展更深入的研究之外,可在 AMF 对宿主植物繁殖性状的影响机制、 AMF 共生条件下植物有性繁殖过程中雌雄功能的资源分配,以及对无性繁殖和后代的适应性等方面的影响进行更深入的研究。

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10. chinaXiv:202107.00055 [pdf]

金佛山方竹经营对扁刺栲群落物种多样性和优势种种群结构的影响

王静梅; 周礼华; 黄力; 胡四维; 靳程; 杨永川
Subjects: Biology >> Botany >> Applied botany

为探讨金佛山方竹经营对扁刺栲群落物种多样性和优势种种群结构的影响,该研究以金佛山的扁刺 栲自然群落和方竹经营群落为研究对象,分析了两类群落的物种组成特征、物种多样性及优势种种群结构。 结果表明:(1)两种群落内共记录维管束植物 84 种,隶属于 40 科 63 属,以樟科、蔷薇科、壳斗科、山 茶科物种为主;扁刺栲为群落优势种,中华木荷和灰柯为次优种,金佛山方竹为灌木层优势种,其群落组 成与亚热带其他地区的扁刺栲群落相似。(2)方竹经营群落的灌木层物种丰富度显著低于自然群落,草本 层 Shannon-Wiener 指数和 Pielou 指数均显著低于自然群落。(3)扁刺栲和灰柯在自然群落中为稳定型种群, 而在方竹经营群落中为衰退型种群,中华木荷在两类群落中均为衰退型种群。(4)自然群落中扁刺栲、中 华木荷、灰柯种群的萌枝率、有萌个体率和幼苗优势度均高于方竹经营群落。综上结果表明,金佛山方竹 经营对金佛山扁刺栲群落灌木层和草本层物种多样性产生了负面影响,并显著影响扁刺栲群落优势种种群 更新和维持。

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