代谢组学在植物逆境胁迫研究中的应用

代谢组学是继基因组学、转录组学、蛋白质组学之后新兴的一门交叉学科, 是系统生物学的一个重要分支, 近年来在研究植物逆境胁迫方面得到了广泛的应用。文中介绍了代谢组学的检测技术、数据处理及分析方法, 概述了其在植物逆境胁迫下的研究概况, 包括温度、盐分、干旱、病原菌和其他逆境, 以及多种逆境综合胁迫等, 展望了代谢组学的发展前景; 利用代谢组学分析植物在逆境条件下代谢物的变化, 推测应答胁迫植物对代谢途径的调整, 可为研究植物耐受性和适应逆境机理提供分析方法。     

核桃转录因子JrDof3的克隆及渗透胁迫表达分析

【目的】Dof转录因子普遍存在于植物,含有特殊的C2-C2型单锌指结构(C2-C2-Dof domain),在调控植物生命过程中发挥着重要作用,参与激素应答、碳固定和氮同化与吸收、开花结实等过程。但目前有关Dof转录因子响应逆境胁迫的研究报道较少,旨在探讨核桃Dof转录因子响应逆境胁迫的表达情况,探讨其响应逆境的潜在能力,为核桃抗逆优良品种选育及产业科学管理筛选重要的候选基因,并提供理论基础。【方法】从‘香玲’核桃转录组中鉴定出1条Dof基因(命名:JrDof3),对JrDof3基因上游启动子包含的顺式作用元件进行分析,预测其潜在的逆境响应功能;对该基因进行BLASTP搜索获得同源蛋白,利用MEGA构建进化树;采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)方法对JrDof3基因在盐、干旱及ABA胁迫下的表达进行分析。【结果】JrDof3基因的完整开放读码框(ORF)长为873 bp,编码的多肽包含291个氨基酸,蛋白分子量为30.54 ku,理论等电点为9.36。系统发育分析发现JrDof3蛋白与来自壳斗科栎属的欧洲栓皮栎Quercus suber QsDof2.4蛋白具有较近的进化关系。其上游1 299 bp启动子包含逆境响应相关的DOF、MYB、MYC、WRKY等顺式作用元件和激素响应相关的ARFAT等元件。非生物胁迫下的表达分析发现JrDof3基因受NaCl、PEG6000及ABA诱导,且分别在处理24 h、3 d、48 h被诱导最为明显,分别为对照的6.56、7.82、6.08倍。【结论】JrDof3基因能积极响应渗透(盐和干旱)胁迫,并受上游启动子调控;且其逆境响应调控可能涉及ABA信号通路;JrDof3可作为核桃逆境响应调控的重要候选基因。     

植物抗旱相关基因研究进展

干旱和高盐碱胁迫是影响植物生长发育的重要逆境因子。在胁迫条件下,植物的逆境相关基因被诱导表达,以保护细胞免受伤害。本文综述了与抗旱相关的渗透调节基因、抗氧化防御系统、晚期胚胎发生丰富蛋白以及转录因子的研究进展。     

葡萄属植物抗旱相关基因研究进展

干旱是影响葡萄正常生长发育、产量和品质的一个重要逆境因子。随着分子生物学的应用与发展,葡萄对干旱胁迫相关基因的响应这一领域备受国内外广大学者的关注与重视。干旱胁迫诱导葡萄表达的基因主要分为2类,一类是能够增强葡萄抗旱能力的功能基因;另一类是调控基因。该文综述了葡萄响应干旱胁迫相关基因的克隆、转录、表达调控、功能验证及抗旱转录因子方面的研究进展,并对葡萄响应干旱胁迫相关基因研究存在的问题和未来的研究方向进行了分析和讨论。     

植物抗逆性相关转录因子的研究进展

植物在自身的生活周期中往往面临着各种胁迫,在胁迫环境下,植物中特定的转录因子与抗逆基因上游的顺式作用元件结合,从而特异性地调控该基因在植物体内的表达,提高植物对环境胁迫的适应能力。因此,转录因子已成为近年来植物抗逆基因工程的研究热点。本文主要综述了植物抗逆相关转录因子的结构、调控机制、功能特性以及在植物抗病基因工程方面的研究成果,并展望了其应用前景。     

刚毛柽柳 FeSOD 基因的克隆及耐盐应答分析磁

植物响应盐胁迫逆境,涉及一系列的保护酶类基因的表达和调控, SOD酶是其中重要的一类。本研究通过对盐胁迫后7个柽柳转录组分析和进一步测序验证,获得了2个柽柳FeSOD基因全长cDNA序列,它们编码蛋白的氨基酸残基数分别为256、308,分子量为63.8、75.4 kDa,理论等电点为5.0和5.1。实时荧光定量PCR结果显示这2个FeSOD基因在盐胁迫后柽柳根和叶中呈现不同的表达模式。在根中,第9天时, ThFeSOD1和ThFeSOD2基因的表达均明显上调。在叶中, ThFeSOD1和ThFeSOD2在胁迫3天受明显的诱导,而5天表达受明显的抑制。     

非生物逆境对植物抗坏血酸过氧化物酶作用的影响研究进展

指出了植物抗坏血酸过氧化物酶(Ascorbate peroxidase,APX)含有高度保守的氨基酸残基,分为叶绿体型同工酶和非光合器官型同工酶,以各自特异方式调控细胞内过氧化氢(H2O2)浓度。APX基因编码区同源性较高,表达具有组织特异性,响应H2O2、热激转录因子(Heat shock factors,HSFs)等信号因子调节,可调控胁迫相关蛋白和转录因子的表达。非生物逆境胁迫下,过量表达APX,可有效清除物体内活性氧(reactive oxygen species,ROS),减轻过氧化损伤,提高植物抵御逆境的能力。     

低温胁迫下植物分子响应机制研究进展

低温是重要的非生物胁迫因子之一，严重影响植物的生长。为抵御低温伤害，植物体内逐步形成了复杂且高效的分子调控机制。文中综述了植物对低温信号的感知与传递、响应低温胁迫的转录因子种类和转录调控过程，初步阐述了低温胁迫下植物的分子响应机制，提出该领域研究中存在的问题和今后研究的重点，以期为进一步解析植物适应低温胁迫的分子调控机制提供参考，同时为将来研究目的植物抗寒性遗传改良提供基础。     

苹果Mdtcr6反转录转座子基因的序列分析研究

通过同源搜索和多重比对进行基因结构解析和特征序列查询,结果表明:苹果Mdtcr6序列具有典型的Ty1-copia组反转录转座子的结构特征。调控元件查找表明,Mdtcr6反转录转座子的3′端LTR序列包含多种逆境响应元件和激素应答元件,既包括对水分胁迫调控、赤霉素响应反式、光诱导、光响应、早期水分胁迫响应因子、赤霉素、水杨酸等单一因素响应的顺式作用元件,也包括对激素和逆境胁迫应答的整合顺式作用元件。     

植物晚期胚胎富集蛋白的研究进展

植物在非生物胁迫下会诱导多种蛋白的产生,其中LEA蛋白是逆境生理学研究的热点之一。本文主要介绍了植物LEA蛋白(Late-embryogenesis-abundant protein)的分类、结构与功能,lea基因的表达调控以及转基因的相关研究进展。     

乡村旅游业发展、新型城镇化与区域经济增长的关系研究——以河南省嵩县为例

乡村旅游业发展有利于美化城镇环境,也有利于加快新型城镇化发展进程,并在一定程度上支撑区域经济的增长。以河南省嵩县为例,利用协整方法分析乡村旅游业发展和新型城镇化对河南省嵩县经济增长的影响。研究发现乡村旅游业发展和新型城镇化都对河南省嵩县经济增长有着正向影响,且乡村旅游业发展拉动河南省嵩县经济增长的效应比新型城镇化的拉动效应要大,同时,新型城镇化对经济增长的长期效应更加明显,而乡村旅游业发展对经济增长的短期效应比较明显。今后嵩县应着力于促进乡村旅游业开发,注重新型城镇化水平提升,促进三大产业高质量融合发展,以推动嵩县经济社会又好又快发展。     

对植物病害相关受体—NLR的研究

病原物可以通过释放一系列的效应子来破坏或扰乱植物的PTI防御反应以便更好地侵染植物,植物在PTI的基础上配置了多种类型的核苷酸结合富亮氨酸重复的免疫受体(NLR),作为效应子触发免疫的第2道防御体系(即ETI)。根据NLR的结构和分类,识别效应子的方式和激活过敏反应的过程进行总结,探究NLR与病原物分子相关模式受体(PRR)的差异与联系,进而讨论ETI和PTI防御反应二者之间的关系。     

河南省特有种——荷花柳(新考)

荷花柳是河南特有植物,公开发表的文献资料较少。针对荷花柳的现有文献资料及实物考察,对荷花柳叶近轮生及花的形态进行了考证;基于河南野生资源状况调查,探索了荷花柳繁殖技术,并对其景观利用价值进行简单分析。     

活性污泥法预处理微污染水的试验研究

分析了微污染水的水质特点,在现有的微污染水处理技术的基础上,提出了一种新的预处理方法,即采用活性污泥法对微污染水进行预处理。实验结果表明:采用活性污泥法处理微污染水,处理效果好,高锰酸钾指数CODmn和总有机碳TOC的平均去除率分别为90.82%和87.09%,最终出水CODmn和TOC平均值为2.644mg/L和2.993mg/L,去除效果明显。     

效应蛋白致病机理研究进展

在自然环境中,植物无时无刻不面临着病原菌的威胁,病原菌为了成功侵入植物,进化出一系列复杂的机制。效应蛋白在病原菌的感染过程中起着重要的作用,因此了解效应蛋白致病机理和研究进展,对提高植物抵抗病原菌侵染具有重要的理论意义与应用价值。重点阐述了细菌、真菌、卵菌、线虫、植原体等病原菌的效应蛋白致病机制,并对抗病过程中有待解决的问题进行讨论。     

PMI2的研究进展

在植物中,叶绿体运动以光依赖的方式来调节光合作用,该过程对于植物有效捕获光能和避免光损伤至关重要,虽然引起叶绿体运动的蛋白质已经有过报道,但是他们之间的相互作用尚不清楚。Plastid Movement Impaired2(PMI2)是经鉴定的调节叶绿体运动的蛋白质。PMI2在结构上具有长卷曲螺旋区域,该区域往往被认为是能够介导蛋白质与蛋白质之间相互作用的结构域。主要讲述了PMI2的基因、定位、表达、互作蛋白以及叶绿体运动等方面,并对以后的研究进行展望。     

泡桐属植物亲缘关系研究

泡桐是中国本土树种,并且也是我国重要的速生用材树种,对于木材资源的供给、经济水平的提高,生态环境的改善等方面都至关重要。但是目前泡桐系统地位及种间系统发育关系较为复杂,尚不明确,其野生资源尚未得到有效保护和开发。以前研究所得结果参差不齐且仍存在一定的争议,需采用更加有效的分类方法对泡桐属植物进行更加深入的分析。     

广西木论国家级自然保护区蝶类调查初报

对广西木论国家级自然保护区的蝶类资源进行了初步调查,通过检视标本的外部形态特征和外生殖器特征,共鉴定出5科61属77种,包括凤蝶科5属15种,粉蝶科3属3种,蛱蝶科31属35种,灰蝶科5属5种,弄蝶科17属19种,提供了部分代表种类的生态照片及保护区内的生境照片,为该喀斯特地区今后的蝴蝶区系和生物多样性保护研究奠定了基础。建议保护区尽快开展系统的蝶类多样性本底调查,明确木论喀斯特森林生态系统中的蝴蝶种类、分布、数量和发生规律,为制定相应的保护措施和进行适度的开发利用提供科学依据。     

植物MAPK信号转导通路研究进展

丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)信号转导通路由高度保守的丝/苏氨酸蛋白激酶MAPKKK、MAPKK和MAPK组成,广泛存在于真核生物体内。近年来研究表明,在植物中,该信号转导通路通过其3个组分将胞外信号经细胞膜上的受体传递至下游应答因子,在个体生长发育及防御反应PTI及ETI中发挥重要作用。对MAPK在植物中的研究做简要概述,旨在为今后MAPK信号转导通路的研究提供参考依据。     

‘豫杂一号’泡桐叶绿体基因组序列及特征分析

泡桐是中国重要的速生树种,对我国经济发展有着重要作用。以‘豫杂一号’泡桐为材料,IlluminaHiseq2000测序,对其全基因组序列基本结构特征、密码子偏好性和重复序列进行统计分析。结果表明,‘豫杂一号’泡桐为典型的四分体结构,全长序列为154615bp,编码114个基因,含4个rRNA,30个tRNA和80个蛋白质编码基因。该叶绿体全基因组测序的成功促进了叶绿体分子生物学的研究,也为泡桐以及其他物种的遗传育种和创制种质资源奠定了一定的理论基础。