成花素的发现(Ⅰ)——成花素的生理功能与假说

成花素的发现是近几年植物学方面最重要的发现之一,从成花素概念的提出到最终发现经历了植物生物学家长达70年的奋斗。这期间随着植物生物学的发展先后提出了不同的假说,成花素的本质推测经历为:某种代谢产物→某种激素→一定比例的几种激素→激素/代谢产物混合物→某种成花抑制物→FTmRNA→FT及其同源基因蛋白。科学家们在这个接力研究中通过不断地观察试验逐步明确了成花控制的调控因子,最后通过分子遗传学手段弄清了成花素本质。该文介绍了成花素的生理功能与假说。     

水稻成花素Hd3a及其受体分子机制研究进展

成花素是有一个控制开花位点的基因FT(FLOWERING LOCUS T)编码的产物,成花素FT是植物开花途径中的关键整合因子。而水稻中的Hd3a(HEADING DATE 3a)是拟南芥FT的同源基因,Hd3a蛋白即是水稻中的成花激素,其在叶片中表达并通过微管组织运输到顶端分生组织,同成花素受体14-3-3蛋白结合,然后又附着到另一种转录因子OsFD1(FLOWERING LOCUS D)上形成成花素激活复合体,使开花基因OsMADS15功能活跃起来。文中对水稻成花素Hd3a及其受体14-3-3蛋白分子作用机制的研究进展进行了综述,为进一步研究植物开花分子生物学提供参考。     

水稻成花素分子作用机制研究进展

植物开花时间是植物适应不同自然环境的重要生物学特性.近年来模式双子叶长日植物拟南芥中的研究结果表明拟南芥的开花时间受到光周期途径、春化途径、自主途径和赤霉素途径的调节,成花素FT(FLOWERING LOCUS T)是这些调控途径最重要的整合因子之一.水稻是典型的单子叶模式短日植物,水稻中Hd3a(HEADING DATE 3a)是拟南芥FT的同源基因,它的表达产物即是水稻的成花素,可以从叶片移动到顶端分生组织,促进开花.虽然FT和Hd3a在拟南芥和水稻中的功能和序列高度保守,但通过对水稻中其它开花控制基因的研究表明,水稻Hd3a的上游调控因子和调控机制和拟南芥存在很大差异.本文对目前关于水稻成花素Hd3a及其表达调控的研究进展进行综述,为进一步研究Hd3a基因的作用机制提供参考.     

成花素的移动性及其在育种中的应用

开花是植物从营养生长进入生殖生长的转折点。近年的研究表明,FT就是寻找多年的成花素。FT蛋白在叶片合成,通过韧皮部从芽接部位移动到接穗或根部,其过表达常导致植物提早开花,以上特点在促进木本植物提早开花、缩短童期、加速育种具有重要价值。综述FT蛋白的移动为成花必须,FT蛋白芽接移动性在一年生及多年生植物的差异、FT促进观赏植物提早开花、利用FT加速育种进程等方面的进展,为相关研究提供参考。     

高等植物成花的生理生化与分子机制研究进展

成花过程是高等植物生长发育过程中最重要的阶段之一,包括一系列生理生化代谢与基因调控反应。本文对高等植物成花过程中生理生化与分子机制的研究进行了综述,并介绍了miRNA在植物成花过程中的作用,为成花研究提供参考。     

植物成花的分子调控研究进展

应用经典遗传学分析方法和分子生物学技术．已经鉴别和克隆了一系列重要的与植物成花有关的基因，为深入探讨植物成花的分子机理奠定了基础。本文简述了与该研究领域有关的部分重要内容，包括植物成花转变的突变、植物成花过程中的基因调控途径和控制成花转变的基因的分子特征等，并提出了相关研究的发展趋势。     

水稻成花素家族OsDTH11基因的CRISPR/Cas9编辑突变体的创制

水稻成花素家族基因在水稻的开花结实过程中发挥重要作用。水稻基因组中共有19个成花素相关基因,其中Hd3a和RFT1基因已被证实能够促进水稻抽穗开花,其余成花素成员功能未知。本文针对水稻成花素家族成员OsDTH11基因,基于CRISPR/Cas9技术构建了基因编辑载体,并通过农杆菌介导的遗传转化方法成功获得了该基因的敲除突变体。经测序验证发现了2种类型的突变体,一种是纯合的62 bp缺失突变体,另一种是31 bp缺失的杂合突变体。通过自交分离分别获得两种类型稳定遗传的纯合突变体材料,为OsDTH11基因的生物学功能与水稻开花分子机制研究奠定了基础。     

激素调控植物衰老的分子机理及其在农业生产中的应用

衰老是植物生长发育过程的最后阶段,它受内部遗传因素和外部环境因素共同调控。近年来,人们发现很多激素代谢、转运和信号转导的组分也参与了植物衰老的调控。就激素调控植物衰老的分子机理及其在农业生产应用方面的最新进展进行了综述,并对未来的研究方向进行了展望。     

植物次生代谢产物生物反应器研究进展

植物次生代谢产物生物反应器是植物生物反应器的一种,通过代谢调控及代谢工程等现代生物技术手段在分子水平上对植物原有次生代谢途径进行遗传改造达到提高植物中有用次生代谢产物含量的目的。随着越来越多植物次生代谢途径的不断解析,植物次生代谢产物生物反应器的研究和应用前景越来越广阔。以萜类和生物碱类等次生代谢产物为代表,简述了植物次生代谢产物生物反应器的研究进展及展望。     

茉莉酸类物质在植物次生代谢调控方面的研究进展

茉莉酸类物质(JAs)是一类广泛存在于植物体内的内源激素,通过激活或抑制相应转录因子的活性进而调控与植物次生代谢相关的关键酶基因的表达,影响关键酶活性,从而对次生代谢产物的生产进行调控.本文主要概述了植物中茉莉酸类物质的生物合成途径、茉莉酸类物质在植物次生代谢中的作用等方面的研究进展,并探讨了茉莉酸类物质的潜在应用价值...     

植物春化作用机理研究进展

春化作用对植物生长发育调控具有重要作用。本文对植物春化过程中的碳水化合物代谢、蛋白质和核酸代谢、酶代谢、内源激素代谢以及春化作用分子机理等几个方面进行了简要综述。     

激素调控葡萄果实类黄酮代谢的研究进展

介绍了脱落酸、油菜素内酯、生长素、乙烯对类黄酮代谢基因表达和代谢产物的影响,以及其调控机理的研究进展。提出今后的主要研究方向是激素间的相互作用、不同品种间激素调控差异及转录因子调控机理等。     

钼提高植物抗逆性研究进展

钼（Mo）作为植物必需的微量元素,在促进植物生长发育和增强植物抗逆性方面发挥着关键作用。植物对钼的吸收转运主要受到钼酸盐转运蛋白基因MOT1和MOT2调控,钼进入植物体内以含钼酶形式参与植物生长代谢,其中对植物抗逆性方面的调控主要表现为：钼通过含钼酶硝酸还原酶、醛氧化酶、黄嘌呤脱氢酶影响植物体内的光合碳氮代谢、激素合成和活性氧代谢进而调控植物抗寒性;钼通过硝酸还原酶和醛氧化酶介导的信号转导过程调控根系发育、养分水分利用及抗旱基因表达,进一步影响脂质合成与代谢调控植物抗旱性;最新研究还发现钼在植物适应盐胁迫、缓解重金属胁迫方面也具有重要作用。这些研究结果为通过钼营养调控提升植物的抗逆性提供了新思路。     

MicroRNA在植物药用天然活性物质代谢途径中的调控作用

植物体中含有丰富的具有生理活性的化合物,其代谢过程错综复杂且受多元调控。MicroRNA(miRNA)是约23 nt大小的非编码RNA分子,属于参与基因调控的反式作用因子。在植物中,miRNA主要通过与靶基因的特异性结合来对其进行转录后水平的调控。近年来,关于植物miRNA的研究发展得非常迅速。越来越多的研究表明,miRNA几乎参与调控了植物各个生长阶段的生理过程。药用天然活性物质主要来源于相关植物的次生代谢。miRNA主要通过靶向作用植物细胞次生代谢途径上的酶及转录因子,或者通过影响植物激素的信号转导来调控次生代谢产物化学成分的合成。本文介绍了miRNA的生物合成、作用机制和生理功能,以及与植物化学相关的次生代谢的常见途径,主要综述了近年来国内外对miRNA在一些具有药用活性的植物天然化学产物合成过程中的调控作用的研究进展,并且展望了未来对药用植物中miRNA的研究方向。     

植物的成花生理信号（综述）

自成花刺激物这一概念被提出以来,研究者们一直努力寻找真正的成花激素。人们一方面积极寻找新的具有成花活性的激素类物质,另一方面对现已发现的植物激素及其他活性物质作全面深入的研究,以图阐明它们在成花过程中的作用。本文对各种与植物成花有关物质（或称成花生理信号）的研究现状进行分析介绍。     

拟南芥花青素合成途径及其调控进展

花青素是植物的主要代谢产物,在植物的生长发育过程中扮演重要角色。其合成受多种结构基因和调控基因的控制。文中综述了模式植物拟南芥的花青素合成途径,着重介绍了调控花青素合成途径转录因子的最新进展,为植物代谢工程和观赏园艺植物分子育种提供参考。     

拟南芥成花调控途径的研究进展

[目的]成花过程是高等植物从营养生长阶段向生殖发育阶段转化的中心枢纽,适宜的开花时间对农作物生产和育种工作都十分重要。[方法]采用文献综述法,对模式植物拟南芥成花调控途径的研究现状进行分析。[结果]对6条重要成花调控途径的作用机制进行了阐述,并对当前存在的问题及未来研究的重点进行了探讨。[结论]本文可为进一步的成花分子机理研究及人为花期调控提供理论依据。     

亚适低温影响植物生长及氮营养的分子生理机制研究进展

早春低温是限制植物生长的环境因子之一,低温胁迫将导致作物严重减产、品质下降、养分利用效率降低。目前,相关研究多关注于温度在15℃以下的植物生理及分子调控过程网络。增施氮肥或激素等能提高植物耐寒能力,总结了亚适低温对植物的生长表型、代谢生理以及氮利用的影响,讨论了植物响应亚适低温并调控氮吸收利用的生物学机制,以期为深入解析植物在亚适低温下的氮高效利用及其分子生理机制提供参考。     

葫芦科园艺作物卷须发生的研究进展

葫芦科Cucurbitaceae植物多为1年生爬藤植物，是农业生产的重要植物科之一。卷须是葫芦科植物关键形态学标记。本研究总结分析了葫芦科植物关于卷须方面的主要研究成果，并对未来的研究提出展望。目前，关于葫芦科园艺作物卷须的研究主要集中于:① 卷须的变态来源；② 调控卷须发生的关键基因；③ 卷须组织中特异或高量表达基因；④ 内源激素调控卷须发育；⑤ 外界环境对卷须发生的影响。主要结论为:葫芦科园艺作物卷须被确定为侧分枝的变态器官，调控卷须发生的关键基因为TCP1。卷须组织特异或高量表达基因主要参与植物形态建成、趋向性、生长素极性运输、钙离子转运、谷氨酸代谢、木质素代谢等，而这些与卷须发生、发育、卷曲缠绕密切相关。激素(生长素、赤霉素)和外界环境(光、温、水分)均被报道可影响葫芦科园艺作物卷须发育，但具体分子机制均未知。未来葫芦科园艺作物卷须的研究应集中于关键基因TCP1的上下游基因网络解析，完善激素和外界环境对卷须的调控作用。结合日趋成熟的基因编辑技术，探究葫芦科园艺作物卷须的分子调控网络以及开展无卷须育种设计。图2参32     

木薯根采后生理劣变期东莨菪甙、东莨菪素的生物合成

采后2—3天，当次生代谢产物的积累后，木薯根经历采后生理劣变（PPD）过程。这些代谢产物其中有香豆素类发挥植物防御和药理活性作用（如东莨菪素及其糖苷东莨菪苷）。这些分子在木薯和其他植物中的合成过程仍未明晰。