水稻MADS-box基因研究进展

MADS-box是水稻生长发育过程中重要的转录调控因子,其参与调控植物生长发育及胁迫响应。阐述了水稻MADS-box转录因子的结构、分类和染色体分布,从花器官发育、开花时间、根系发育、种子发育等方面综述了水稻MADS-box基因功能,并分析了水稻MADS-box基因功能研究中存在的一些问题及其发展前景。     

园艺植物 WRKY 基因功能研究进展

WRKY 转录因子是植物中特有的一类反式作用因子。WRKY 基因家族成员众多,是植物中最大的转录因子家族之一。目前,已在多种园艺植物中对该家族进行了全基因组鉴定。大量研究表明,WRKY 转录因子参与了植物中多种生物学过程,如营养剥夺、胚胎发生、种子发育、毛状体发育、叶片衰老及其他发育和激素调节的过程,是许多调控信号网络的重要组成部分。WRKY 转录因子还可参与植物适应各种逆境的转录调控,已被证明其在生物应激反应中发挥重要作用并参与植物的防御机制,其在植物防御病菌、病毒和虫害调控过程中的重要作用正被逐步揭示。此外,WRKY 转录因子在植物响应环境中非生物胁迫方面的作用也被不断解析,其可参与调控植物对干旱、温度、盐及渗透的响应,并在此过程中发挥正向或负向调节作用。本文基于近年来的相关研究成果,重点综述了 WRKY 转录因子在园艺植物生长发育、胁迫响应和代谢合成方面所发挥的作用和调控机理,进一步明确园艺植物 WRKY 转录因子的重要生物学功能,阐明 WRKY 转录因子介导的转录调控网络,为园艺植物优良性状相关的遗传资源挖掘和分子育种提供理论支撑。     

花药绒毡层发育相关基因的研究进展

在花粉发育中,花药绒毡层具有重要功能.绒毡层发育中的任何异常都将导致花粉败育.近年来,在对花粉发育的研究中,鉴定并克隆了一些与绒毡层发育相关的基因.对花药绒毡层发育相关基因的克隆、表达、调控及基因工程应用等方面作了综述.     

蔬菜变态根茎发育的分子机理研究进展

变态根茎是许多蔬菜作物重要的产品器官。阐明变态根茎的形成不仅是植物发育生物学研究的重要内容, 也是提高相关蔬菜作物产量和品质的重要保障。近年来,关于蔬菜变态根茎形成机理的研究已经取得了重要进展。本文主要以代表性根茎类蔬菜作物萝卜、芜菁、马铃薯、莲藕、榨菜、山药、芋艿为对象, 就其变态根茎发育的遗传和分子机理, 包括变态根茎发育相关性状的遗传及QTL定位,形态建成的物质和能量代谢, 细胞周期及细胞膨大,植物激素、光周期、转录因子等调控机制的研究进展进行了综述。蔬菜变态根茎发育相关性状多为寡基因或多基因控制的数量性状。目前,一系列发育相关性状的QTL位点被鉴定,一些重要性状的连锁标记被开发。作为形态建成物质的淀粉、糖类和蛋白质为变态根茎的发育提供重要的物质、能量和营养来源,诸多基因参与形态建成物质的代谢。细胞周期作为细胞分裂的调节器,决定细胞数目。细胞周期受细胞周期蛋白（cyclins,CYC）、细胞周期蛋白依赖性激酶（cyclin-dependent protein kinases,CDKs）以及转录因子 RB/E2F 的调控。细胞膨大决定细胞大小,受扩展蛋白（expansin,EXP）和木葡聚糖内糖基转移酶/水解酶（xyloglucan endotransglucosylase/hydrolases,XTHs）等重要因子调节。植物激素是变态根茎发育的基础调控因子,诸多激素如赤霉素、生长素、脱落酸、细胞分裂素和茉莉酸等参与变态根茎的发育。光周期调控是变态根茎发育的动态信号,大量参与光周期调控的基因,如光敏色素、CONSTANS (CO)、FLOWERING LOCUS T (FT)、APY 等在变态根茎形成过程中都起到重要的调控作用。此外,MADS-box、ABF/AREB 和 homeobox 等转录因子也在变态根茎的发育中扮演重要角色。另外,文章就小RNA、表观遗传学、转录组学、蛋白质组学、比较基因组学、全基因组测序和关联分析的研究在变态根茎发育机理中的应用进行了简要介绍。     

水稻花粉育性相关基因研究进展

花粉发育为水稻生殖发育不可或缺的过程之一,其育性高低对水稻育种以及经济产量具有重要意义。大量研究发现,水稻花粉发育是严格受基因表达调控的生物学过程。基于此,本文综述与水稻花粉育性相关的蛋白编码基因和调控性miRNA的研究现状,总结有关基因在调控水稻花粉育性方面的生物学功能及作用机制,并对该领域未来的发展趋势作出分析与展望,从而为水稻分子设计育种提供理论参考。     

番茄花器官发育相关转录因子的研究进展

随着分子克隆、定量分析等分子技术的日益成熟,越来越多的基因的功能被人们发现、了解与深入研究。该文综述了近年来发现的番茄中花器官发育相关转录因子的研究进展,为进一步阐明番茄花器官发育的分子机制以及相关转录调控网络的作用机理奠定基础。     

科技短波

华中农大找到控制水稻育性基础开关在水稻育性调控分子机制上,华中农业大学研究人员找到并鉴定了一个调控水稻花药壁绒毡层降解的关键基因、细胞程序性死亡抑制子API5。这项最新     

植物气孔发育分子机制研究进展

气孔作为植物生长发育所必需的重要因素,是植物与外界环境进行气体和水分交换的通道,在调节植物光合作用、蒸腾作用以及水分利用中具有非常重要的作用。气孔的形成与发育受到转录因子的调控,包括b HLH类转录因子、MYB类转录因子和Dof转录因子,同时受到一系列负调控因子、蛋白激酶及受体蛋白的影响。另外,气孔的发育还受CO_2浓度、光照及激素等环境因子的影响。这些因素在某种程度上相互作用,共同决定植物气孔的形成、分布、生长及发育过程。该研究综述了近年来气孔发育相关的研究进展,总结了参与气孔发育的相关因子,并且对未来研究需要解决的问题进行简要的讨论。     

无融合生殖甜菜M14花粉败育机理的研究

本文从细胞生物学方面阐述了无融合生殖甜菜M14绒毡层异常导致花粉败育的机理。通过解剖花药及压片法技术观察小孢子发生机制,利用生物学手段化学诱导的方法,克隆部分与绒毡层特异表达相关的基因,无融合生殖型和减数分裂型同时存在于甜菜M14之中,运用生物技术手段实现绒毡层对无融合生殖甜菜花粉发育的调控未能成功,花粉败育率达80%左右。     

NAC转录因子国内研究进展

NAC是一类植物特有的转录因子,参与植物生长发育过程中的多种生物学过程,包括生殖器官和营养器官的发育、侧根形成、激素传导、组织衰老、以及生物和非生物胁迫应答等。本文介绍了国内NAC转录因子在玉米、水稻和大豆中的生物学功能以及表达调控等方面的研究进展。     

杨树干旱胁迫响应转录因子的研究进展

转录因子是杨树干旱胁迫应答分子调控网络中的重要组成部分之一,通过特异性结合干旱响应相关基因启动子区的顺式作用元件,调控下游靶基因的转录表达,从而参与杨树干旱胁迫响应过程。杨树WRKY、NAC、bZIP、MYB和AP2/ERF是干旱胁迫响应分子机制研究中最主要的五大转录因子家族,每个家族拥有超过80个成员。本文简要介绍了杨树干旱胁迫转录组学研究进展,系统总结和概括了杨树这五类转录因子的结构特征与亚家族分类、调控下游靶基因表达的方式及其在参与调控干旱信号转导网络中的作用等方面的研究进展,并对存在的问题与未来研究进行展望,旨在深入了解杨树耐旱分子机理,为培育抗旱型杨树新品种提供参考。     

茉莉素、生长素和表观遗传调控水稻颖花发育的研究进展

颖花是水稻的繁殖器官和形成籽粒的基础,其正常发育直接影响稻谷产量和稻米品质。因此,研究水稻颖花发育的分子调控机理,对于水稻发育的基础理论研究和农业育种具有重要的意义。近年来的研究结果表明茉莉素、生长素和表观遗传在水稻颖花发育中具有重要的调控作用。综述了茉莉素、生长素和表观遗传在调控水稻颖花的产生和形态建成等方面的最新研究进展,并提出未来研究需要分离更多相关基因以充实水稻颖花发育调控网络,促进其分子机制的解析。     

棉花纤维发育相关转录因子的研究进展

棉花纤维细胞分化和发育是1个极其复杂的过程,在纤维发育的各个时期均有大量基因参与调控,相关转录因子在棉纤维发育过程中起着极其重要的作用。介绍了近年来研究较多的棉纤维发育相关转录因子MYB类转录因子、MADS类转录因子和SPB类转录因子等的概况以及最新的研究进展,可为棉花转录因子的研究提供参考。     

水稻致死突变体基因克隆与分子机制研究进展

水稻致死突变体主要有叶片白化致死突变体和叶片早衰致死突变体2大类，这2类突变体相关基因的克隆和功能分析对于解析水稻白化致死和早衰致死具有重要意义，主要涉及光合色素的合成与降解、叶绿体发育与调控、蛋白质的合成与降解、激素合成与调控途径、细胞程序性死亡与转录因子调控等相关基因。本文综述了水稻致死突变基因的克隆与分子机制，并分析了它们的育种价值；并提出在阐明水稻衰老调控机制的基础上，从分子水平和栽培技术上设计调控水稻衰老的策略，发掘其育种和生产价值。     

水稻小孢子发育过程中花药超微结构研究

【目的】水稻小孢子发育过程直接影响成熟花药的育性,进行系统的细胞学研究揭示不同发育时期的结构特征具有重要意义。【方法】结合形态观察与光镜分析,运用扫描电镜以及透射电镜技术,分别对小孢子发育过程中水稻花药外表皮角质层的发育过程以及内部细胞的形态发育进行了系统观察和分析。【结果】(1)在花粉发育过程中,绒毡层细胞结构变化最为明显。减数分裂前期,绒毡层细胞结构完整,随着减数分裂的进行,绒毡层细胞质浓缩,细胞内呈现空泡化,内质网清晰可见,此后逐渐消失。(2)空泡期早期花药表皮细胞外部逐渐增厚,最终形成具有保护功能且对花药正常发育至关重要的角质层。(3)乌氏体作为绒毡层细胞向雄配子体运输物资的直接通道,是在小孢子早期在绒毡层靠近雄配子体侧开始形成,参与绒毡层细胞内脂肪酸以及其他营养物质的运输。(4)在乌氏体形成的同时,小孢子外壁物质快速沉积,最后形成小孢子外壁结构。【结论】本研究观察了花药发育多个关键时期的细胞学特征,且发现了不同组织与功能相关的精细结构,对花药发育的研究具有指导作用。     

水稻花序发育的分子调控研究进展

水稻花序是影响水稻产量的重要农艺性状之一,花序的发育过程涉及花序形态结构建成、顶端与腋生分生组织间的平衡与协调等复杂而有序的过程。简要介绍了水稻花序发育的主要过程及基本形态,根据水稻花序发育的进程,结合不同发育阶段中分离到的相关基因,从调控水稻花序分生组织的起始与发育两个方面总结了这些基因调控花序发育的分子机理,以期为最终阐明水稻花序发育的机理和高产育种提供一些参考。     

水稻AP2/EREBP转录因子响应非生物胁迫的表达谱分析

 【目的】了解AP2/EREBP家族基因参与逆境反应分子机理,为水稻抗逆相关基因的克隆及揭示水稻抗逆分子调控机理奠定基础。【方法】采用基因芯片技术分析AP2/EREBP家族基因在水稻幼苗受PEG、低温、高盐、ABA、GA等处理下的表达谱变化,并通过实时定量PCR技术对部分具有明显表达特点基因的胁迫表达谱进行验证。【结果】点制了水稻AP2/EREBP转录因子家族的基因芯片,检测到42个胁迫差异表达的AP2/EREBP基因。实时定量PCR所得结果与基因芯片结果基本吻合,说明芯片结果可靠。两个AP2/EREBP基因对所有胁迫反应相同,其它差异表达的AP2/EREBP基因对不同胁迫反应各不相同。【结论】研究发现两个AP2/EREBP基因在水稻应对外界胁迫反应中起核心分子调控作用;不同差异表达AP2/EREBP基因在水稻响应不同胁迫反应过程中具有相同或者不同的分子应答机理。     

调控水稻产量性状的分子机理研究进展

随着水稻高产相关基因的克隆与功能分析,调控水稻产量的分子机理逐渐被人们了解与解读。株型控制由基因IPA1及4个直接控制分蘖的基因来共同完成。已报道的与穗发育相关的基因有11个,其中3个基因参与穗分化基本生物学过程,6个基因参与调控籽粒分化比率,2个基因参与调控穗分化期。控制水稻粒型和粒重的基因有5个,分别参与籽粒长、籽粒宽和灌浆过程。水稻产量基因的克隆与解读为水稻高产育种提供了理论指导。     

光敏核不育水稻农垦58S细胞学研究

光敏核不育水稻农垦58S小孢子败育发生在单核晚期，败育在很短时间内完成。败育前，小孢子大量液泡化，最后只乘空腔。败育小孢子不能正常形成花粉外壁。花药绒毡层的异常，体现在解体延迟，内含物丰富，富含嗜锇颗粒，乌氏体及孢粉素不参与花粉壁的形成，绒毡层异常是农垦58S败育的重要原因。     

中国水稻研究所张健课题组发现水稻雄性不育新基因RMS

正近日,中国水稻研究所张健课题组和海南波莲水稻基因科技有限公司合作在Plant Physiology在线发表了题为RMS2 encoding a G-DSL lipase mediates lipid homeostasis in anthers to determine rice male fertility的研究论文。该研究首次揭示了GDSL脂肪酶调控水稻花药发育和雄性育性的功能和机制。脂质代谢在植物雄性配子发生过程至关重要。尽管GDSL脂肪酶已被公认为许多植物发育过程和胁迫响应的关键酶,但它们在水稻生殖发育中的功能尚不清楚。在该研究中,研究人员鉴定和克隆了一个编码GDSL脂肪酶的新基因RM52,其突变体表现为完全的雄性不育,花药的中间层、绒毡层延迟退化,花粉外壁和中央大液泡的形成异常,其他农艺性状无明显变化。酶活性实验证实了突变体rms2的脂酶活性显著降低。比较代谢组分析显示,与野生型相比,突变体花药中16种脂质成分和许多其他代谢物的含量发生了显著变化。进一步研究表明,RMS2的转录激活受雄性发育调节因子UDT1和PTC1共同调控,这表明PMS2可能是水稻雄性育性调控网络中的关键节点。