猪毛菜属3种不同光合型物种的生长适应特征比较     

周文菲  刘芙蓉  姚甄业  龚春梅 《草业学报》2019,28(10):78-90

干旱是促进C₄光合途径进化的外部动力之一,探究干旱胁迫导致植物光合型向C₄发生适应性演化对荒漠化植被的保护和恢复意义重大。猪毛菜属是藜科包含不同光合型物种的属,是研究干旱驱动C₄进化的理想材料。当前支持植物C₄光合进化的解剖结构证据充分且深入,而关注C₄光合进化进程中生长适应特征的研究不多。为此,基于猪毛菜属内各个种的系统进化关系,以蒿叶猪毛菜(C₃型)、松叶猪毛菜(C₃-C₄型)和东方猪毛菜(C₄型)为试验材料,研究其在各自生境下的叶片形态解剖结构和种子形态特征、抗旱生理和生态化学计量特征,分析猪毛菜属不同光合型植物在干旱胁迫下的生长适应差异。结果表明:C₃型猪毛菜是原始祖先,C₃-C₄型猪毛菜与C₄型猪毛菜由C₃型猪毛菜进化而来;与C₃型蒿叶猪毛菜相比,C₃-C₄中间型松叶猪毛菜以及C₄型东方猪毛菜叶从外部形态和解剖结构上逐渐形成适应干旱的结构特征,且种子的传播策略也因种子大小不同而发生变化;C₄型猪毛菜因高光合能力使其具备通过可溶性糖来调节渗透能力的物质基础,从而提高抗旱能力;C₃-C₄型猪毛菜是通过提高氮和磷的利用效率来增加固碳量,C₄型猪毛菜是通过氮和磷含量的增多来增加固碳量。相较于C₃蒿叶猪毛菜,C₃-C₄松叶猪毛菜和C₄东方猪毛菜更能适应贫瘠的环境。以上试验结果可为完善C₄光合进化理论提供生理生态适应性证据。  相似文献   

叶脉分化发育关键基因COV1在柠条锦鸡儿中的克隆和表达分析     

高丽芳  孙莹莹  周文菲  白娟  龚春梅 《核农学报》2018,(1)

COV1是植物叶脉发育中的关键基因。为探究随着干旱加剧COV1在调控柠条锦鸡儿维管系统尤其是叶脉分化发育中是否起关键作用,从非模式植物柠条锦鸡儿叶样转录组测序数据库中筛选到一条COV1序列,通过与NCBI数据库中已知序列Blast比对,设计克隆和定量引物,并通过生物信息学方法分析克隆得到的基因序列。克隆基因长为946 bp的序列,其中开放阅读框为777 bp,编码258个氨基酸,推测该蛋白分子量为28.84 KD,等电点为5.46,是一种疏水蛋白。MEGA 5生物信息学软件构建聚类树发现,柠条锦鸡儿中COV1与豆科植物中的模式植物蒺藜苜蓿COV1亲缘关系最近。利用RTq PCR方法对柠条叶样干旱胁迫下该基因表达水平进行定量分析,结果表明,随着干旱胁迫的加剧,该基因在柠条锦鸡儿叶样中锦鸡儿的表达量呈下降趋势,说明柠条锦鸡儿在干旱胁迫加剧下,COV1基因的表达抑制可能与维管系统发育相关。本研究结果为进一步明确干旱胁迫下促进柠条锦鸡儿维管系统发育的分子机制提供了理论依据。  相似文献