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低磷胁迫下黄瓜木质部与韧皮部汁液的代谢物变化

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中国农业科学 2022年第8期55卷 1617-1629页

作者：李青林张文涛徐慧孙京京江苏大学农业工程学院

【背景】木质部汁液负责为地上部分运输水和营养物质，韧皮部汁液则主要负责光合产物的运输，在植株受到非生物胁迫时，它们会发生不同的变化。【目的】研究低磷胁迫下黄瓜木质部与韧皮部汁液内各种代谢物含量变化，探究黄瓜在低磷胁迫... 详细信息

【背景】木质部汁液负责为地上部分运输水和营养物质，韧皮部汁液则主要负责光合产物的运输，在植株受到非生物胁迫时，它们会发生不同的变化。【目的】研究低磷胁迫下黄瓜木质部与韧皮部汁液内各种代谢物含量变化，探究黄瓜在低磷胁迫下的代谢变化规律，为黄瓜磷匮乏状态诊断提供新思路与依据。【方法】采集正常磷水平(1.25 mmol·L)与低磷胁迫(0.3125 mmol·L)下黄瓜植株的木质部与韧皮部汁液，经三甲基硅烷化衍生化处理后用气相色谱质谱联用技术(GC-MS)进行检测和定性定量分析。【结果】低磷胁迫下木质部汁液内糖类没有发生显著变化，多数氨基酸的含量与正常情况相比明显上升，有机酸中的苹果酸呈显著下降趋势，软脂酸、油酸等则显著高于正常水平；低磷胁迫下的韧皮部汁液中，糖类与氨基酸多数低于正常水平，草酸、琥珀酸等有机酸的含量也明显降低。此外，为筛选黄瓜木质部与韧皮部汁液内潜在的生物标志物，使用OPLS-DA与独立样本T检测方法对GC-MS试验数据进行进一步分析，结果表明，在黄瓜木质部汁液检出8种低磷胁迫下的潜在生物标志物(VIP>1,P韧皮部汁液中检出7种低磷胁迫下的潜在生物标志物(VIP>1,P部与韧皮部汁液内的糖类、氨基酸和有机酸均发生了变化，但是变化趋势并不相同。分别在木质部和韧皮部汁液中筛选出8种和7种生物标志物，可为黄瓜磷匮乏状态诊断提供新思路与依据。生物标志物中，苹果酸、四氨基丁酸、软脂酸、丝氨酸与亚油酸的检测手段已经较为成熟，以其为检测对象的黄瓜磷匮乏状态诊断方法具有较好的实用性。

关键词：黄瓜木质部韧皮部磷胁迫代谢组学生物标志物

苹果矮化中间砧对果实多酚及韧皮部基因转录表达的影响

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苹果矮化中间砧对果实多酚及韧皮部基因转录表达的影响

作者：李青山石河子大学

学位级别：硕士

目的:中国是苹果种植大国,矮化密植栽培是当前主流的苹果种植模式,可以提早成花,增加产量,改善果实品质,其砧木类型主要有两种:矮化中间砧和矮化自根砧。由于国外引进的矮化自根砧不耐寒,在我国北方寒冷地区,采用矮化中间砧是实现苹果... 详细信息

目的:中国是苹果种植大国,矮化密植栽培是当前主流的苹果种植模式,可以提早成花,增加产量,改善果实品质,其砧木类型主要有两种:矮化中间砧和矮化自根砧。由于国外引进的矮化自根砧不耐寒,在我国北方寒冷地区,采用矮化中间砧是实现苹果矮化密植的主要途径。为更清晰的了解矮化中间砧对苹果果实多酚组分及含量的影响,揭示有关果树砧穗互作机制,研究苹果矮化中间砧对果实多酚和韧皮部基因转录表达的影响是十分有必要的。方法:本文以山荆子为基砧,‘CG24’、‘MD001’、‘SH3’、‘SH38’、‘Mac9’和‘CX5’为中间砧,嫁接‘华红’为试验材料,山荆子嫁接‘华红’为对照;在果实生长发育的7个时期,采用超高效液相色谱法及质谱联用技术测定多酚组分及含量、Folin-Ciocalteus法测定总酚含量,分析不同矮化中间砧对苹果果实总酚和多酚组分含量的影响。同时,基于转录组测序和mi RNA测序技术,采集嫁接矮化中间砧‘Mac9’组合(‘嘎啦’/‘Mac9’/山荆子)和未嫁接矮化中间砧组合(‘嘎啦’/山荆子)的韧皮部,研究矮化中间砧改造果树嫁接体生长发育、提早开花结果和提升果实品质等农艺性状的分子机制。主要研究结果如下:1.‘华红’果皮中总酚的含量远高于果肉,且均随着果实的发育逐渐降低。不同中间砧对果实总酚的影响不同的,在果实成熟期,‘华红’果皮总酚含量由高到低为SH38>CG24>SH3>CK>MD001>CX5>Mac9,果肉为MD001>SH38>CK>CX5>CG24>Mac9>SH3;Mac9组合和SH38组合显著提高‘华红’花青苷含量,可能会影响果实着色;SH38组合和MD001组合对果皮、果肉多酚组分和含量提升较多。2.嫁接矮化中间砧苹果的树高、接穗直径和冠幅显著低于乔化砧,中间砧引起矮化的原因可能是影响了与GA和IAA相关的基因(GH3.9、PIN1、CKI1、ARP1、GA2ox1和GA20ox1)的表达,中间砧还可以下调接穗中的光合作用相关基因(MADH-ME4和GAPC),促进碳代谢相关基因的表达(AATP1、GDH和PFK3),并促进砧木中的氮代谢相关基因(NRT2.7、NADH和GDH)的表达。此外,矮化中间砧可以缩短童期的原因可能是促进早花性状相关基因(MOF1、FTIP7、AGL12和AGL24)的表达。矮化中间砧还可以改善与果实酚类、香气等次级代谢相关基因(DX5、FPS1、TPS21和SRG1)的表达。3.嫁接中间砧之后,会造成树体mi RNA的差异表达,接穗中mi R156和基砧中mi R172表达量的降低,通过mi RNA和m RNA联合分析,矮化中间砧可能影响基砧淀粉和蔗糖代谢途径和接穗的植物激素信号传导途径的相关基因的表达,进而影响植物的生长发育,造成植株矮小。结论:苹果果皮的总酚及多酚组分含量远高于果肉,中间砧SH38显著提高‘华红’果皮和果肉的多酚含量,中间砧Mac9显著提高‘华红’花青苷含量。在多组学分析中,和乔化砧相比,中间砧‘Mac9’影响接穗和砧木物激素信号传导、氮代谢、碳代谢和次级代谢等途径基因的表达,同时降低接穗mi R156和基砧mi R172的表达量。

关键词：苹果矮化中间砧多酚韧皮部转录组 miRNA

植物中金属纳米粒子的转运与转化机制研究进展

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武汉工程大学学报 2024年第2期46卷 167-174,183页

作者：高原雷诗涵陈珂怡金智慧袁鸣绿色化工过程教育部重点实验室武汉工程大学环境生态与生物工程学院湖北武汉430205

金属纳米粒子(MNPs)的广泛使用对生态环境造成了较大的风险并引起了广泛的关注;虽然已有关于对植物毒害以及植物对其吸收的相关研究,但是MNPs在植物体内转运和转化的机制仍未得到系统的阐明。系统地阐述了MNPs在高等植物木质部、韧皮部... 详细信息

金属纳米粒子(MNPs)的广泛使用对生态环境造成了较大的风险并引起了广泛的关注;虽然已有关于对植物毒害以及植物对其吸收的相关研究,但是MNPs在植物体内转运和转化的机制仍未得到系统的阐明。系统地阐述了MNPs在高等植物木质部、韧皮部中的转运机制,以及其在植物体内的溶解转化和化学转化机制,同时探讨了影响MNPs在植物体内转运转化的影响因素。结果表明:(1)MNPs首先吸附在植物的根部或叶部,再通过质外体或共质体途经向植物内部转移;(2)植物对MNPs的转化机制主要包括溶解转化、化学转化和生物转化(酶降解、蛋白质功能化等);(3)复杂的理化和生物因素(如粒子的种类大小、表面电荷、植物种类等)能够影响植物对MNPs转运及其形态转化。以期为金属纳米粒子污染土壤的生态环境治理和人类健康风险评估提供参考依据。

关键词：金属纳米粒子木质部韧皮部转运转化

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光合同化物韧皮部卸载途径的研究进展

植物生理学报 2019年第6期55卷 697-702页

作者：聂佩显李晨高艳杜国栋吕德国关秋竹山东省果树研究所山东泰安271000 沈阳农业大学园艺学院/辽宁省果树品质发育与调控重点实验室沈阳110866

韧皮部卸载包括同化物从筛分子伴胞(SE/CC)复合体卸出的筛分子卸载和韧皮部后运输两个密切相联的过程,对光合产物的运输和分配起着重要的作用。本文综述了库器官韧皮部卸载途径的研究进展,旨在为本领域的研究作为参考和借鉴。

关键词：光合同化物韧皮部共质体卸载质外体卸载

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黄瓜韧皮部的类血影蛋白(英文)

Acta Botanica Sinica 2002年第4期44卷 391-394页

作者：邢立静花宝光娄成后中国农业大学生物学院北京100094 北京农学院植物生理生化系北京102206

以黄瓜 (CucumissativusL .)叶柄为实验材料 ,应用胶体金免疫电镜技术证明类血影蛋白存在于韧皮部的筛管_伴胞复合体中 ,广泛分布于筛分子中的韧皮蛋白纤丝以及筛分子网络结构上 ,并且分布在伴胞的细胞质和线粒体膜以及筛分子与伴胞之... 详细信息

以黄瓜 (CucumissativusL .)叶柄为实验材料 ,应用胶体金免疫电镜技术证明类血影蛋白存在于韧皮部的筛管_伴胞复合体中 ,广泛分布于筛分子中的韧皮蛋白纤丝以及筛分子网络结构上 ,并且分布在伴胞的细胞质和线粒体膜以及筛分子与伴胞之间的分支状胞间连丝上 ,表明该蛋白可能由伴胞合成并经由二者之间的胞间连丝运输到筛分子中。用免疫印迹技术证明 ,黄瓜韧皮部汁液蛋白中存在类血影蛋白 ,其分子量约为 2 6 0kD 。

关键词：红膜肽筛分子伴胞黄瓜韧皮部类血影蛋白

携囊泡的VvSWEET15作为信号分子参与葡萄果实韧皮部糖转运网络

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携囊泡的VvSWEET15作为信号分子参与葡萄果实韧皮部糖转运网络

绒毛白蜡(Fraxinus velutina Torr)韧皮部响应白蜡窄吉丁(Agrilus planipennis Fairmaire)危害的转录组变化

首届植物科学前沿学术大会

作者：陆丽珍梁振昌中国科学院植物研究所北方资源植物重点实验室

葡萄(Vitis vinifera)是世界栽培面积最大的果树作物,其果实具有极发达的维管系统,是研究果实韧皮部功能的理想材料。韧皮部是运输光合同化产物以及信号分子如蛋白质、RNA、氨基酸、激素到库器官的通道,目前关于信号分子参与韧皮部复杂... 详细信息

葡萄(Vitis vinifera)是世界栽培面积最大的果树作物,其果实具有极发达的维管系统,是研究果实韧皮部功能的理想材料。韧皮部是运输光合同化产物以及信号分子如蛋白质、RNA、氨基酸、激素到库器官的通道,目前关于信号分子参与韧皮部复杂糖转运网络的研究还很少。本研究发现:1、己糖转运蛋白VvSWEET15在始熟后葡萄果实中特异表达,且表达量急剧增加,一直到果实完熟期均保持较高水平的表达,外源葡萄糖、果糖处理能使VvSWEET15表达量上调;2、亚细胞定位、原位杂交、免疫荧光、免疫组化以及免疫胶体金实验证明VvSWEETl在果肉维管束韧皮部细胞表达,然后通过囊泡运输方式被运输到韧皮部伴胞的质膜、各小液泡的液泡膜、细胞核、韧皮薄壁细胞的质膜和各小液泡的液泡膜以及靠近维管束的果肉细胞质膜和液泡膜上;3、VvSWEET15的瞬时过表达、RNAi、VIGS以及烟草和番茄的异源转化等证实其能够促进果实葡萄糖、果糖等己糖含量的增加,而不影响蔗糖含量;4、酵母单杂交筛库获得两个转录因子VvERF和VvNAC72,生理学、分子生物学和遗传学实验证明他们能够分别正调和负调VvSWEET15的表达,并影响果实糖含量。综上所述,VvSWEET15在始熟后果实维管束韧皮部伴胞合成,一方面作为信号分子通过囊泡运输定位到伴胞细胞核起信号调节功能,一方面在薄壁细胞以及周边果肉细胞质膜、液泡膜上转运己糖,并通过促进果实己糖积累促进葡萄成熟。本研究打破了以往报道的糖转运蛋白主要参与韧皮部质外体卸载的结论,证明了糖转运蛋白可能通过囊泡为载体的系统,作为信号分子参与韧皮部复杂的糖转运网络,为进一步揭示糖转运蛋白的生理功能提供了新的视角。

关键词：囊泡 VvSWEET15 葡萄信号分子韧皮部糖转运

来源： cnki会议评论

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林业科学研究 2021年第1期34卷 47-55页

作者：封润霞赵婕张苏芳王建军魏建荣刘建凤河北大学生命科学学院河北保定071000 中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所北京100091 辽宁省林业科学研究院辽宁沈阳110032

[目的]为深入研究绒毛白蜡树响应白蜡窄吉丁危害的分子机制。[方法]以健康与受害的绒毛白蜡树树干韧皮部为试验材料,利用RNA-Seq测序技术对绒毛白蜡树韧皮部的转录组表达变化进行分析。[结果]通过对比健康与受害韧皮部的转录组数据,共... 详细信息

[目的]为深入研究绒毛白蜡树响应白蜡窄吉丁危害的分子机制。[方法]以健康与受害的绒毛白蜡树树干韧皮部为试验材料,利用RNA-Seq测序技术对绒毛白蜡树韧皮部的转录组表达变化进行分析。[结果]通过对比健康与受害韧皮部的转录组数据,共鉴定出3388个DEGs,其中受害韧皮相对于健康白蜡树韧皮表达上调的DEGs有2141个,表达下调的DEGs为1247个;通过GO功能注释,将差异基因划分为20个功能类别,包括细胞过程、代谢过程、催化活性、结合元件、转运活性以及核酸结合转录因子活性等;对差异表达基因分别进行KEGG代谢途径及功能富集分析,其中代谢途径共20个,包括碳水化合物代谢,氨基酸代谢,能量代谢和脂质代谢等,另外差异表达基因分别在122条通路中均有富集,包括植物-病原体互作、代谢进程、碳水化合物结合、核酸结合转录因子活性等;通过转录组家族统计,发现健康与受害白蜡树韧皮部共有20个转录因子家族,其中C3H、BHLH、NAC、MYB、B3、GRAS和SBP等转录因子家族基因表达量均达到显著差异。[结论]研究结果为揭示白蜡树应对虫害胁迫反应的分子机制提供分子与理论依据。

关键词：白蜡树白蜡窄吉丁韧皮部转录组

马尾松和杉木树干韧皮部水溶性糖δ^(13)C值对气象因子的响应

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生态学报 2012年第8期32卷 2466-2473页

作者：卢钰茜王振兴郑怀舟朱锦懋福建师范大学生命科学院福州350007 福建省湿润亚热带山地生态省部共建国家重点实验室培育基地福州350007 福建师范大学地理研究所福州350007

通过测定亚热带马尾松和杉木树干韧皮部水溶性糖δ13C值的连日变化,及其对天气变化过程的响应,研究δ13C值对短期天气变化动态的响应特征。结果显示,春季马尾松和杉木树干韧皮部水溶性糖δ13C日均值分别介于-26.81‰到-26.49‰之间,以及... 详细信息

通过测定亚热带马尾松和杉木树干韧皮部水溶性糖δ13C值的连日变化,及其对天气变化过程的响应,研究δ13C值对短期天气变化动态的响应特征。结果显示,春季马尾松和杉木树干韧皮部水溶性糖δ13C日均值分别介于-26.81‰到-26.49‰之间,以及-29.26‰到-27.47‰之间,平均值分别为(-26.58±0.12)‰和(-28.67±0.65)‰。进一步分析表明,马尾松树干韧皮部水溶性糖δ13C值与取样之前第4天的太阳辐射、水气压亏缺、相对湿度和空气温度显著相关(P≤0.05),杉木树干韧皮部水溶性糖δ13C值取样之前第3天的太阳辐射、水气压亏缺和相对湿度显著相关(P≤0.05),但与空气温度的相关性不显著(P≤0.05)。在所测定的环境因子中,太阳辐射是影响马尾松和杉木树干韧皮部水溶性糖δ13C值的首要因素。当天降水事件可能导致马尾松和杉木树干韧皮部水溶性糖δ13C值连日变化出现异常波动。马尾松和杉木韧皮部水溶性糖δ13C值可以敏感记录短期天气变化动态。

关键词：韧皮部水溶性糖 δ13C值针叶树

根域限制对‘巨峰’葡萄果实可溶性糖含量及韧皮部超微结构的影响

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植物生理学报 2016年第10期52卷 1546-1554页

作者：李秀杰韩真李晨谢兆森王世平李勃山东省果树研究所山东泰安271000 河北科技师范学院园艺科技学院河北秦皇岛066004 上海交通大学农业与生物学院上海200240

以‘巨峰’葡萄为试材,研究了根域限制对果实可溶性糖积累的影响,并采用透射电镜技术对发育过程中果实韧皮部及其周围薄壁细胞的超微结构进行了系统观察。结果表明:根域限制可以提高‘巨峰’葡萄果实中可溶性糖含量,糖分积累主要发生在... 详细信息

以‘巨峰’葡萄为试材,研究了根域限制对果实可溶性糖积累的影响,并采用透射电镜技术对发育过程中果实韧皮部及其周围薄壁细胞的超微结构进行了系统观察。结果表明:根域限制可以提高‘巨峰’葡萄果实中可溶性糖含量,糖分积累主要发生在第2次快速生长期;根域限制增加了筛管和伴胞、筛管伴胞复合体和薄壁细胞之间的胞间连丝密度;根域限制下筛管体积变小,但伴胞体积增大,而且伴胞中的细胞质浓密,线粒体、内质网、囊胞等细胞器丰富;在果实的第2次快速生长期,根域限制和对照细胞均表现出衰老降解的特点,但根域限制伴胞中仍存在完整线粒体,筛管伴胞复合体和周围薄壁细胞中发现大量的小囊胞,根域限制下小囊胞数目高于对照。以上结果表明根域限制改变了‘巨峰’果实周缘维管束韧皮部细胞的超微结构,这些改变有利于光合产物在果实中的积累。

关键词：葡萄果实根域限制可溶性糖含量韧皮部超微结构