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  • 【期刊】 NaCl对齿肋赤藓叶肉细胞超微结构的影响

    刊名:《生态学报》 作者:刘卫国 ; 丁俊祥 ; 邹杰 ; 林喆 ; 唐立松 关键词:齿肋赤藓 ; NaCl胁迫 ; 叶肉细胞 ; 超微结构 机构:新疆大学资源与环境科学学院、绿洲生态重点实验室 ; 新疆大学资源与环境科学学院、绿洲生态重点实验室 ; 中国科学院新疆生态与地理研究所、荒漠与绿洲生态国家重点实验室 ; 中国科学院大学 ; 中国科学院阜康荒漠生态系统研究站 年份:2016
    摘要:齿肋赤藓(Syntrichia caninervis)是古尔班通古特沙漠苔藓结皮层中的优势物种,对荒漠生态系统的稳定性及功能多样性具有十分重要的意义。利用透射电镜技术对不同浓度Na Cl胁迫下齿肋赤藓叶肉细胞超微结构进行了观察。结果表明:齿肋赤藓叶肉细胞在未胁迫(0 mmol/L)处理下排列疏松,各种细胞结构完整,叶绿体基质排列均匀且叶绿体内含少量淀粉粒和脂质球。在轻度盐Na Cl胁迫(100 mmol/L)下,齿肋赤藓叶肉细胞结构依然保持完整,叶绿体基质均匀,叶肉细胞超微结构仅有较小变化。在中度盐Na Cl胁迫(200、300 mmol/L)下,齿肋赤藓叶肉细胞发生质壁分离,出现晶体结构,且中央大液泡发生破裂;叶绿体由梭形变成椭球形或圆球状,出现空泡化并伴随有轻微的解体;叶绿体类囊体肿胀,脂质球数量增加。在高度Na Cl胁迫(400、500 mmol/L)下,齿肋赤藓细胞的质壁分离加剧,叶肉细胞出现大量泡状结构和膜片层,叶肉细胞死亡;叶绿体片层结构消失,空泡化加重,脂质球数量增加且体积变大,叶绿体内外膜消失,叶绿体大部分解体,在叶肉细胞中几乎看不到叶绿体的存在。上述结果表明,叶绿体膜结构的损伤与盐胁迫下叶肉细胞死亡有密切关系。
  • 【期刊】 NaCl对齿肋赤藓叶肉细胞超微结构的影响

    刊名:生态学报 作者:刘卫国[1] ; 丁俊祥[1,2,3,4] ; 邹杰[1] ; 林喆[1] ; 唐立松[2,4] 关键词:齿肋赤藓 NaCl胁迫 叶肉细胞 超微结构 机构:新疆大学资源与环境科学学院、绿洲生态重点实验室 ; 新疆大学资源与环境科学学院、绿洲生态重点实验室 年份:2016
    摘要:齿肋赤藓(Syntrichia caninervis)是古尔班通古特沙漠苔藓结皮层中的优势物种,对荒漠生态系统的稳定性及功能多样性具有十分重要的意义。利用透射电镜技术对不同浓度Na Cl胁迫下齿肋赤藓叶肉细胞超微结构进行了观察。结果表明:齿肋赤藓叶肉细胞在未胁迫(0 mmol/L)处理下排列疏松,各种细胞结构完整,叶绿体基质排列均匀且叶绿体内含少量淀粉粒和脂质球。在轻度盐Na Cl胁迫(100 mmol/L)下,齿肋赤藓叶肉细胞结构依然保持完整,叶绿体基质均匀,叶肉细胞超微结构仅有较小变化。在中度盐Na Cl胁迫(200、300 mmol/L)下,齿肋赤藓叶肉细胞发生质壁分离,出现晶体结构,且中央大液泡发生破裂;叶绿体由梭形变成椭球形或圆球状,出现空泡化并伴随有轻微的解体;叶绿体类囊体肿胀,脂质球数量增加。在高度Na Cl胁迫(400、500 mmol/L)下,齿肋赤藓细胞的质壁分离加剧,叶肉细胞出现大量泡状结构和膜片层,叶肉细胞死亡;叶绿体片层结构消失,空泡化加重,脂质球数量增加且体积变大,叶绿体内外膜消失,叶绿体大部分解体,在叶肉细胞中几乎看不到叶绿体的存在。上述结果表明,叶绿体膜结构的损伤与盐胁迫下叶肉细胞死亡有密切关系。
  • 【期刊】 基于HMM的齿肋赤藓VOZ转录因子的预测与分析

    刊名:生物信息学 作者:高贝 ; 李小双 ; 张道远 关键词:齿肋赤藓 ; VOZ转录因子 ; 隐马模型 ; 生物信息学 机构:中国科学院干旱区生物地理与生物资源重点实验室 ; 中国科学院干旱区生物地理与生物资源重点实验室 ; 中国科学院新疆生态与地理研究所 ; 中国科学院大学 年份:2014
    摘要:VOZ(Vascular plant One Zinc finger protein)作为与植物的进化与发育密切相关的基因,在极端耐旱荒漠苔藓植物齿肋赤藓(Syntrichia caninervis)中对VOZ基因进行挖掘和分析有利于更好的揭示VOZ基因的进化关系,且可作为抗逆基因进行更为深入的分子生物学研究。在VOZ转录因子蛋白中VOZ-domain是一个保守的DNA结合结构功能域,利用VOZ-domain多序列联配构建隐马尔可夫模型序列谱能够很好的进行家族成员的识别和预测。利用拟南芥、小立碗藓和水稻等植物已知的转录因子序列信息构建HMM序列谱模型,对荒漠苔藓齿肋赤藓转录组进行比对搜索。最终得到一条新的齿肋赤藓VOZ转录因子ScVOZ1(NCBI/EBI检索号:HG764415),序列长度为1 495 bp,具有完整的VOZ-domain结构域。生物信息学分析表明其具有转录调控功能和核定位潜能。多序列比对、进化和保守基序分析表明,ScVOZ1蛋白序列与小立碗藓VOZ家族和拟南芥AtVOZ1相似度较高。本研究为进一步研究ScVOZ1基因的功能以及其进化起源奠定了基础。
  • 【期刊】 模拟降雨对齿肋赤藓(Syntrichiacaninervis)生理特性的影响

    刊名:《中国沙漠》 作者:张静 ; 张元明 关键词:生物土壤结皮 ; 齿肋赤藓(Syntrichia ; caninervis) ; 模拟降雨 ; 生理生化特性 机构:中国科学院新疆生态与地理研究所干旱区生物地理与生物资源重点实验室 ; 中国科学院新疆生态与地理研究所干旱区生物地理与生物资源重点实验室 年份:2014
    摘要:新疆古尔班通古特沙漠地表具有发育完好的生物土壤结皮,本文以参与组成生物土壤结皮的优势藓类——齿肋赤藓(Syntrichia caninervis)为研究对象,在实验室内对其进行模拟降雨处理,降雨量分别为0 mm(对照)、2 mm、6 mm、10 mm和15 mm,研究模拟降雨影响下齿肋赤藓植株含水量、光合色素含量及可溶性糖、游离脯氨酸、可溶性蛋白、抗氧化酶(SOD、CAT和POD)、丙二醛含量的变化,以探讨其对降雨的生理生化响应。结果表明:随降雨量的增加,齿肋赤藓植株含水量显著增加;随齿肋赤藓植株含水量的增加,其光合色素含量和可溶性蛋白含量显著增加;随降雨量增加,抗氧化酶(SOD、CAT和POD)活性和可溶性糖含量呈大致递减的趋势,游离脯氨酸和丙二醛含量呈先下降后上升的变化趋势。在干燥状态下齿肋赤藓通过提高体内保护酶(SOD、CAT和POD)活性,增加可溶性糖和游离脯氨酸含量来抵御外界干旱胁迫的环境;而降雨能够增加齿肋赤藓植株含水量,激活其光合生理活性,显著提高光合色素含量,但是降雨量过大又将加剧齿肋赤藓膜脂过氧化的程度。
  • 【期刊】 模拟降雨对齿肋赤藓(Syntrichia caninervis)生理特性的影响

    刊名:中国沙漠 作者:张静 ; 张元明 关键词:齿肋赤藓 ; 生物土壤结皮 ; Syntrichia caninervis ; 模拟降雨 ; 生理生化特性 机构:中国科学院新疆生态与地理研究所 ; 中国科学院新疆生态与地理研究所 ; 干旱区生物地理与生物资源重点实验室 年份:2014
    摘要:新疆古尔班通古特沙漠地表具有发育完好的生物土壤结皮,本文以参与组成生物土壤结皮的优势藓类———齿肋赤藓(Syntrichia caninervis)为研究对象,在实验室内对其进行模拟降雨处理,降雨量分别为0mm(对照)、2mm、6mm、10mm和15mm,研究模拟降雨影响下齿肋赤藓植株含水量、光合色素含量及可溶性糖、游离脯氨酸、可溶性蛋白、抗氧化酶(SOD、CAT和POD)、丙二醛含量的变化,以探讨其对降雨的生理生化响应。结果表明:随降雨量的增加,齿肋赤藓植株含水量显著增加;随齿肋赤藓植株含水量的增加,其光合色素含量和可溶性蛋白含量显著增加;随降雨量增加,抗氧化酶(SOD、CAT和POD)活性和可溶性糖含量呈大致递减的趋势,游离脯氨酸和丙二醛含量呈先下降后上升的变化趋势。在干燥状态下齿肋赤藓通过提高体内保护酶(SOD、CAT和POD)活性,增加可溶性糖和游离脯氨酸含量来抵御外界干旱胁迫的环境;而降雨能够增加齿肋赤藓植株含水量,激活其光合生理活性,显著提高光合色素含量,但是降雨量过大又将加剧齿肋赤藓膜脂过氧化的程度。
  • 【论文】 盐胁迫下齿肋赤藓的适应机制研究

    作者:李春 关键词:齿肋赤藓 ; 盐胁迫 ; 超微结构 ; 生理特性 ; 光合作用 机构:新疆大学 ; 新疆大学 年份:2016
    摘要:新疆地区盐渍化土壤的面积比重很大,会造成土地荒漠化和土壤土质退化的严重后果,也会对新疆绿洲的可持续发展构成了一定的阻碍作用。因此,对适合在盐渍化土壤上生长的植物的研究十分有必要,对改良盐碱地、改善生态环境有很重要的现实意义。本文以古尔班通古特沙漠南缘生长的齿肋赤藓(Syntrichia caninervis)为研究对象,通过在不同盐浓度及天数的条件下,研究了齿肋赤藓的细胞超微结构、光合色素浓度、光合作用、渗透调节物质、抗氧化物质等变化,以探讨齿肋赤藓的耐盐机理。具体的研究结果为:(1)在盐浓度为100mmol/L时,齿肋赤藓细胞的超微结构没有发生改变,趋于正常,细胞壁完整,细胞膜清晰,叶绿体结构完整,细胞核和核膜都清晰可见;在浓度为200mmol/L和300mmol/L时,齿肋赤藓细胞的细胞壁开始发生质壁分离现象,细胞壁开始模糊,叶绿体肿胀,双层膜出现损伤,嗜锇颗粒增多,核仁移动;在浓度为400mmol/L和500mmol/L时,齿肋赤藓细胞质壁分离现象严重,细胞质损害严重,叶绿体解体,被膜完全破裂,细胞核萎缩,核仁模糊消失;(2)随着盐胁迫浓度和天数的增加,齿肋赤藓的叶绿素含量先升高后降低。净光合作用日变化随着时间的增长先升高后降低,随着盐浓度和天数的升高而降低。蒸腾速率在开始时维持较高的水平,在100mmol/L时与对照曲线相似,且胁迫第一、三、五天时与对照相近,随后持续下降到最低点;水分利用效率在100mmol/L时高于对照,随着浓度和天数的升高而降低;(3)不同盐浓度及胁迫天数下,有机渗透调节物质(可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸)出现不同的变化趋势。随着盐胁迫浓度和天数的增加,齿肋赤藓的可溶性糖含量呈现出先增加后降低的趋势,在第四天达到最大,之后开始下降,除第一天外,其他几天均是在150mmol/L时达到了最大值,之后发生不规则变化;随着胁迫天数的增加,齿肋赤藓的可溶性蛋白含量呈现出增加的趋势,第四天之后升高趋势明显,随着浓度的增加呈现出先升高后降低的趋势,除第二天外,可溶性蛋白含量均在200mmol/L内达到了最大值;脯氨酸含量随着盐浓度和天数的增加呈现出增加的趋势,200mmol/L之前均无显著性差异,200mmol/L之后上升趋势增大;(4)不同盐浓度和天数的胁迫对齿肋赤藓抗氧化物质(如超氧化物歧化酶、过氧化物酶和丙二醛)含量的影响也有差别。不同浓度及天数的盐胁迫下,齿肋赤藓的丙二醛含量呈现出增加趋势,在第七天达到最大值;超氧化物歧化酶活性随着盐胁迫天数的增加而升高,随着浓度的增加先增大后降低,但是在第四天出现不规律现象;不同盐胁迫天数下过氧化物酶活性先增加后降低,且都高于对照值,不同盐胁迫浓度时在前三天为增加,后四天先增加后降低;(5)通过上述研究发现,齿肋赤藓的超微结构、生理生态指标和光合生理参数(净光和速率、蒸腾速率和水分利用效率)与盐浓度和胁迫天数之间有密切的关系,同时具有明显的阈值响应,即在低盐浓度下(<200mmol/L),胁迫前三天时齿肋赤藓的适应能力较强,第四天出现较明显变化。说明齿肋赤藓对低浓度盐胁迫具有较强的潜在适应能力。
  • 【期刊】 齿肋赤藓中半定量RT-PCR方法的探讨

    刊名:生物技术 作者:杨红兰 ; 张道远 ; 马瑞 ; 刘燕 关键词:齿肋赤藓 ; 半定量RT-PCR ; 18SrRNA ; 内参基因 机构:中国科学院干旱区生物地理与生物资源重点实验室中国科学院新疆生态与地理研究所 ; 中国科学院干旱区生物地理与生物资源重点实验室中国科学院新疆生态与地理研究所 ; 中南林业科技大学生命科学学院 年份:2010
    摘要:目的:建立一种半定量RT-PCR方法,用于齿肋赤藓(Syntrichia caninervis)基因表达研究。方法:比较常用的几种内参照基因actin、tubulin及18S rRNA在齿肋赤藓中的表达情况,以确定表达稳定的内参基因;分析PCR扩增动力学,确定内参和靶基因的PCR体系。结果:琼脂糖凝胶电泳检测分析表明:18S rRNA作为齿肋赤藓的内参基因更稳定;同管扩增试验表明:18SrRNA的引物滞后6个循环加入PCR扩增体系中,至第26个循环,二者同时处于指数扩增期,且靶基因RT-A的扩增效率不受影响。结论:18S rRNA与RT-A可以同管扩增,18S rRNA可以作为半定量RT-PCR的内参照,为齿肋赤藓基因表达研究奠定基础。
  • 【专利】 极端耐干齿肋赤藓醛脱氢酶基因及其编码蛋白

    作者:张道远 ; 杨红兰 ; 王建成 ; 李小双 年份:2017
    摘要:本发明公开了极端耐干植物齿肋赤藓醛脱氢酶基因及其编码蛋白,所述基因ScALDH2B2ScALDH10A1ScALDH11A1的cDNA序列为SEQ ID NO:1‑3所示,及其编码的氨基酸序列为SEQ ID NO:4‑6;其基因编码区长度分别是ScALDH2B2为1584bp,ScALDH10A1为1521bp,ScALDH11A1为1491bp;ScALDH基因均为脱落酸依赖型,并且对干旱、高盐和低温三种非生物胁迫有响应,但响应模式不尽相同。通过转化原核细胞和拟南芥进行功能验证,结果显示:ScALDH2B2,ScALDH10A1,ScALDH11A基因系与野生型相比均出现抗旱和耐盐增强的特性。本发明为应用基因工程技术培育抗非生物胁迫农作物新品种提供重要基因资源。
  • 【会议】 一个新的齿肋赤藓脱水相关DRn基因克隆及耐旱分析

    作者:杨红兰 ; 马瑞 ; 李小双 ; 李海燕 ; 张道远 关键词:齿肋赤藓 ; RACE ; 荧光定量 ; 耐旱基因。 机构:中国科学院干旱区生物地理与生物资源重点实验室新疆生态与地理研究所 ; 中国科学院干旱区生物地理与生物资源重点实验室新疆生态与地理研究所 年份:2013
    摘要:齿肋赤藓是分布于荒漠的极端耐旱藓类。通过RACE技术从分布于荒漠的极端耐旱的齿肋赤藓中克隆了一个脱水素相关基因DRn。其开放阅读框为2289bp,编码668个氨基酸,预测其蛋白大小为67.5kDa。DRn基因DNA序列与山墙藓耐旱基因Tr288具有89%的相似性;它具有与脱水素类似的15个能形成α螺旋的亲水性重复序列(PKKGLMTKIKEKIHHTH)和一个K片段,表明此基因参与细胞渗透保护过程。进一步通过荧光定量RT-PCR实验揭示其干旱胁迫下转录表达模式,表明DRn基因参与干旱胁迫应答,干旱诱导2h,其mRNA表达水平达到高峰,6h几乎无表达,48h后,表达水平恢复正常水平;ABA胁迫实验表明,此基因不响应ABA,属于不依赖ABA信号通路的耐旱基因。研究结果表明,DRn基因具有独特的快速响应干旱的模式,推测其参与了耐旱植物齿肋赤藓快速复水过程。本研究结果将为进一步开发利用抗逆基因资源提供依据。
  • 【期刊】 叶片毛尖对齿肋赤藓结皮凝结水形成及蒸发的影响

    刊名:生态学报 作者:陶冶 ; 张元明 关键词:齿肋赤藓 ; 藓类植物 ; 生物结皮 ; 叶片毛尖 ; 凝结水 ; 蒸发 机构:中国科学院干旱区生物地理与生物资源重点实验室中国科学院新疆生态与地理研究所 ; 中国科学院干旱区生物地理与生物资源重点实验室中国科学院新疆生态与地理研究所 ; 中国科学院研究生院 年份:2012
    摘要:凝结水(隐匿降水)和降水是荒漠地区两种不同形式的水分来源,对荒漠生态系统极为重要。叶片毛尖(leaf hair points,LHPs)是很多荒漠藓类的重要外部形态结构特征,但它在藓类植物利用凝结水和降水中的作用尚不清楚。齿肋赤藓(Syntrichiacaninervis)是古尔班通古特沙漠藓类结皮的优势种,其叶片顶端具有较长的白色毛尖。采用自制微渗计(h=3.5 cm,d=5.7cm)研究了正常有毛尖和人工去除毛尖的齿肋赤藓结皮的凝结水特征及其在3种模拟降水梯度(1、3、6 mm)下的短期蒸发特征,结果表明:(1)在凝结阶段,有毛尖结皮每时段的凝结水量均大于无毛尖结皮,但日出后有毛尖结皮凝结水下降速度稍快;有毛尖结皮的日凝结水量均大于无毛尖结皮,且前者的总凝结水量比后者多10.26%,即毛尖能增加10.26%的凝结水量。(2)3种模拟降水梯度下,有毛尖结皮在各时段的累积蒸发率始终小于无毛尖结皮,以蒸发前期阶段最为明显,表明毛尖能显著减少和延缓结皮内的水分蒸发、延长植株水合时间,而且降水量越大减缓效果越明显。毛尖对这2种不同形式水分利用的差异是因为利用方式不同:对凝结水的利用主要归因于毛尖增大了结皮表面粗糙度,而减少对降水的蒸发主要是毛尖能反射阳光、形成内部毛细管及减小植株间隙的缘故。因此,毛尖的存在有利于齿肋赤藓结皮对凝结水和降水的利用,增强了藓类结皮对干旱环境的适应能力。
  • 【期刊】 齿肋赤藓乙醛脱氢酶基因ALDH21的克隆与表达分析

    刊名:基因组学与应用生物学 作者:杨红兰 ; 张道远 ; 刘燕 ; 马瑞 ; 张元明 关键词:齿肋赤藓 ; cDNA克隆 ; ALDH21 ; RT-PCR ; 表达分析 机构:中国科学院干旱区生物地理与生物资源重点实验室 ; 中国科学院干旱区生物地理与生物资源重点实验室 ; 中国科学院新疆生态与地理研究所 ; 中南林业科技大学生命科学学院 年份:2010
    摘要:本文采用RT-PCR方法,从齿肋赤藓(Syntrichia caninervis)总RNA中获得ALDH21基因cDNA序列,连接到pMD19-T载体上并转化E.coli DH5α,阳性克隆经PCR鉴定后测序,将测序结果与GenBank中山墙藓(Tortula ruralis)和小立碗藓(Physcomitrella patens)相关基因序列进行同源性比对。结果表明,实验成功克隆了S.caninervis的ALDH21基因的cDNA序列(GenBank登录号:GQ245973),为一个完整的ORF,其长度为1452bp。该序列与T.ruralis和P.patens的cDNA序列同源性分别为98%和78%,推导的氨基酸同源性分别为97%和87%。生物信息学分析表明该蛋白质分子量为52.98kD,等电点pI为5.96,编码483个氨基酸,具备ALDH21蛋白家族特征;半定量RT-PCR结果表明:ALDH21在干旱胁迫状态时的表达量显著高于水合状态,说明ALDH21基因可能参与干旱胁迫应答。本文为进一步研究齿肋赤藓ALDH21基因的抗旱机理提供理论依据。
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