类黄酮物质对生长素作用的研究进展

类黄酮物质是苯丙素途径次级代谢产物,可直接影响生长素载体分布、活性以及含量来调节生长素极性运输,或间接影响蛋白激酶/磷酸酶拮抗作用、相关蛋白活动、细胞膜流动性、ROS含量、细胞环境等调控生长素运输与分布,类黄酮物质亚组黄酮醇为生长素内源调节剂主要活性物质。此外,黄酮醇糖基化形式可调控生长素代谢,生长素能影响转录因子、ROS含量、细胞分裂素等反馈调节类黄酮物质合成。因此,类黄酮物质不仅能够调控生长素运输、代谢,还能整合生长素与其它激素、ROS、转录调控等信号途径。本综述总结类黄酮物质对生长素的作用,扩充类黄酮物质在植物体内的生物作用,为类黄酮物质参与植物生长发育与响应环境胁迫等过程的研究提供参考。     

科技与产品

正中国科学院揭示MHPP通过生长素信号途径调控植物根系可塑性发育的新功能MHPP(对羟基苯丙酸)是近年来发现的一种具有较强硝化抑制作用的植物根系分泌物,具有较大的农业生产应用潜力。除了作为生物硝化抑制剂,MHPP还可以调节植物根系的发育。外施MHPP可抑制主根的伸长,并显著诱导侧根的发生,同时提高了根系对营养元素的吸收。但其中的分子机制尚不清楚。中国科学院西双版纳热带植物园     

生长素调节植物侧根发育过程的机制

生长素在侧根发育过程中发挥着十分重要的作用.主要综述了生长素含量、极性运输和信号传导在侧根原基起始、发展、出现和顶端分生组织活化以及形成侧根的伸长方面所发挥的作用.为在农业生产上调控根系发育提供参考依据.     

激素调控植物顶端优势的分子生物学进展

分子生物学中对基因与突变体的研究表明植物的顶端优势现象是受激素的调控的,其中生长素抑制侧芽的生长,而细胞分裂素促进侧芽的起始,二者的比值对植物的生长更加重要。研究还表明其他的激素也参加了植物顶端优势的调控过程,如ABA、GA等。植物的顶端优势是基因、激素及植物发育时期综合作用的结果。     

中科院植物激素互作机制研究获进展

<正>了解植物激素脱落酸(ABA)和生长素(auxin)相互协同或拮抗调控植物生长发育和应对环境胁迫的过程,以及深入解析两种激素的交叉作用机制,对于农业生产中定向编辑基因、培育优良性状具有重要意义。目前已鉴定多个既能响应脱落酸也能响应生长素的基因,但对其交叉作用机制理解甚少。中国科学院遗传与发育生物学研究所谢旗研究组以拟南芥根的发育为     

ABA与植物耐盐信号转导途径的研究进展

盐胁迫是常见的非生物胁迫因素之一并严重地影响着植物的生长发育。简述了植物在应对盐胁迫时,在胁迫信号的感知、信号的转导和传递、胁迫诱导基因的表达等方面所形成的一系列适应性的分子机制,回顾了近年来对脱落酸信号转导和其受体的研究。分析表明脱落酸受体PYR/PYL/RCAR (pyrabatin resistance/like-pyrabatin resistance/regularly component of ABA receptors)的发现使得ABA的信号转导通路更为清楚,使ABA与植物耐盐胁迫的关系更加明确,认为ABA在植物耐盐信号转导途径中发挥了重要的作用,与经济作物的耐盐性密切相关。     

CaM对渗透胁迫下小麦幼苗ABA合成的介导作用研究

ABA作为干旱信号物质在植物抗逆生理反应过程中起着至关重要的作用,揭示ABA合成及其信号转导机制对于探明植物干旱信息的感受机制尤为重要。通过外使CaM拮抗剂TFP、ABA以及分根试验,研究了渗透胁迫下小麦幼苗根系和叶片中ABA和CaM含量和时间的变化。渗透胁迫均促进根系和叶片ABA和CaM含量不同程度地提高,根系ABA含量峰值出现的时间早于叶片,而CaM峰值出现的时间晚于叶片。但根系和叶片ABA峰值均不晚于CaM。不同浓度TFP和ABA处理都能提高根系和叶片ABA和CaM含量,与渗透胁迫相比,ABA呈现先升高后降低趋势,且最大值出现的时间类似,但CaM呈持续上升趋势。TFP处理抑制根系CaM含量增加,而对叶片有促进效应。ABA处理呈现浓度效应。与全根胁迫相比,分根胁迫对胁迫根系ABA含量影响不明显,但与正常对照相比,显著提高了未胁迫部分根系ABA含量,但二者峰值出现的时间分别滞后6和18 h;叶片ABA和CaM含量也相应提高,且最大值滞后12 h。CaM可能未参与渗透胁迫下ABA的合成过程,渗透胁迫引起ABA合成后,调控胞内CaM水平。     

气体信号分子调控植物发育和响应逆境胁迫的生理与分子机制

NO、CO和H2S气体信号分子及其生物学作用已成为当前生命科学领域中激素和信号转导研究的热点。当前,人们正在深入探讨这3种气体信号分子在植物生命活动中的作用。总结了植物内源性气体信号分子的产生方式,参与调节种子萌发、根系发育、叶绿素合成、光合作用、气孔运动、物质代谢、衰老等植物生长发育的过程;以及其在植物应答盐、极端温度、渗透、干旱、重金属等逆境胁迫中的作用。同时,讨论了气体信号分子调控植物生长发育的特点,以及可能的交叉作用途径,并对该领域后续的研究工作进行了展望。     

脱落酸(ABA)生物学作用研究进展

脱落酸(ABA)是目前公认的五大植物激素之一,本文主要综述了ABA在植物生长发育、非生物胁迫和生物胁迫中的多重作用,如在植物生长发育中ABA促进器官脱落、种子成熟和休眠,调节气孔,抑制种子萌发、生长和加速衰老,调节种子胚的发育及开花;在非生物胁迫中ABA可以促进植物对非生物胁迫的耐性,因此,ABA也称为应激激素或胁迫激素;在生物胁迫中ABA随着病原菌种类和入侵方式的不同起正调控或者负调控的作用。最后笔者对ABA在生物胁迫中的作用进行了展望,如其参与植物防御的动力学研究、作用方式及与其它激素信号的互作等有待进一步研究。     

干旱胁迫下植物的信号转导及基因表达研究进展

干旱是影响植物生长的主要因素之一,研究植物在干旱胁迫下的反应机制具有重要的现实意义。ABA、H2O2和NO在植物响应干旱胁迫反应中可能作为信号分子的作用。在干旱胁迫下,植物由“渗透感受器”感受外界胁迫信号。通过第二信使及其下游蛋白激酶级联传导反应,调控了一系列基因的表达。根据干旱信号转导过程中胁迫相关基因的表达是否依赖ABA,存在依赖ABA和非依赖ABA两途径。综述了植物干旱胁迫信号的感知、传递及其诱导的基因表达调控等方面的研究进展,对植物抗旱性的分子机理进行了展望。     

生长素调节植物生长发育的研究进展

为了了解生长素对植物不同器官的影响及调控作用,本研究总结了近年来生长素在植物根、茎、叶、花、果实和种子生长发育方面的研究进展。其主要包括：生长素可以促进植物侧根和不定根的发生及生长;促进细胞分裂、伸展和分化进而促进植物茎的伸长;促进花芽萌发及影响花的形态建成和衰老;促进果实的发育和单性结实,影响果实增大和果实成熟;促进光合产物的积累,影响种子胚的形成等。除此之外还对生长素运输的生理特点、运输机制和信号转导机制等进行了梳理,了解了生长素在植物体内的调节作用主要表现在顶端优势、组织分化、器官形成、向性反应、形态建成等方面。同时还提出了生长素在网络信号调控和各器官量的分配方面研究的不足,以期为日后进一步研究提供参考。     

假禾谷镰孢侵染小麦后3种植物激素相关基因的差异表达分析

假禾谷镰孢(Fusarium pseudograminearum)是我国近年新发现的小麦病原真菌,本研究目的是揭示植物激素信号传导途径中相关基因表达对假禾谷镰孢侵染的响应。利用假禾谷镰孢野生菌株WZ2-8A侵染小麦品种周麦24,对接种后5 d和15 d样品进行转录组测序,分析差异表达基因,并对候选基因进行q RT-PCR验证。假禾谷镰孢侵染后,小麦幼苗生长受到明显抑制,根长、株高、根重和地上部分鲜重均显著降低。转录组分析结果表明,植物激素信号传导途径中有29个基因差异表达,涉及到生长素、细胞分裂素和脱落酸3种植物激素。在接种后5 d有11个差异表达基因,其中2个上调,9个下调;在接种后15 d共有25个差异表达基因,其中8个上调,17个下调。在生长素信号传导途径中,生长素输入载体AUX1差异表达,影响生长素的极性运输,从而影响小麦根部的细胞伸长。在细胞分裂素信号传导途径中,起正调控作用的B-ARR上调表达,推测其促进细胞分裂素的信号传导,从而抑制细胞分裂,与生长素协同作用,造成小麦的长势减弱。在脱落酸途径中,脱落酸受体PYR/PYL下调表达;起到负调控作用的PP2C相关基因均上调表达。脱落酸使植物对真菌和细菌的抗性起到负调控作用,其信号传导途径与茉莉酸/乙烯途径相互拮抗,脱落酸信号传导途径的阻遏可能会使茉莉酸/乙烯途径信号通路打开。q RT-PCR结果基本能够和转录组测序结果相拟合,说明在假禾谷镰孢侵染胁迫下,脱落酸的信号传导被抑制可能是中抗品种周麦24对假禾谷镰孢产生一定的抗性的生理基础。     

不同植物生长物质对水培黄瓜幼苗生长和根系发育的影响

考察了生长素类、赤霉素类、DA-6、复硝酚钠、海藻肥、细胞分裂素、脱落酸、水杨酸钠、多效唑、木醋液等16种生长物质对水培黄瓜幼苗生长和根系发育的影响。结果表明DA-6、赤霉素GA（4+7）对幼苗生长和根系发育有明显促进作用。作用浓度下的海藻肥在处理初期可促进新叶和侧根发生,而对主根伸长有明显抑制。萘乙酸钠、水杨酸钠、脱落酸等对水培幼苗生长表现出强烈的抑制和毒性。研究结果可为在田间应用上述植物生长物质提供借鉴。     

外源调节物质对盐胁迫下植物生长调控研究进展

为了探究外源物质对植物耐盐性的调控机理及进一步利用外源调节物质提高作物耐盐性,归纳了五大类传统植物激素（生长素、赤霉素、乙烯、脱落酸、细胞分裂素）以及褪黑素、水杨酸、多胺、油菜素类固醇、茉莉酸类等外源生长调节物质对盐胁迫下植物生长的调控情况。同时总结了硅、钙等离子类外源调节物对盐胁迫下植物生长的调节作用,多种外源调节物质可通过增强光合作用、提高渗透势、增加抗氧化酶活性及减少离子毒害等方式来减轻盐害。本文为进一步利用单一或复合外源调节物质来缓解作物盐害盐提供理论依据。     

Responses of differentially expressed proteins and endogenous hormones in winter rapeseed (Brassica rapa L.) roots under water deficit stress

Winter rapeseed (Brassica rapa L.) can well-adapt to environmental conditions such as barrenness, water deficit and low temperature in arid and semi-arid planting regions and is the preferred rapeseed type. In this study, we analysed changes of root system morphology, antioxidant enzyme activity, endogenous hormone contents and differentially expressed proteins (DEPs) under control (CK), slight water deficit (SWD, 50–55% of maximum field water capacity), moderate water deficit (MWD, 40–45% of maximum field water capacity) and high water deficit (HWD, 30–35% of maximum field water capacity) conditions. Winter rapeseed experienced taproot elongation, decreased taproot diameter and increased lateral root number, under water deficit stress. The accumulation of reactive oxygen species (ROS) can cause membrane system peroxidation, and antioxidant enzyme activity increases to remove ROS. Changes in jasmonic acid (JA), salicylic acid (SA), cytokinin (CTK), auxin (IAA) and gibberellin (GA) levels promote the absorption of water and minerals by driving changes in the root system architecture to resist water deficit stress. A proteomic analysis has shown that DEPs are involved in energy metabolism, antioxidation response, osmotic regulation, hormone signal transduction, protein metabolism and the stress response, and these proteins are located in the peroxisome, chloroplast, mitochondrion, cell wall, vacuole, cytoplasm, extracellular space and cell membrane. In this study, multiple DEPs (malate dehydrogenase cytoplasmic 1 OS, 14-3-3-like protein GF14 Psi, GA 3-beta-dioxygenase, glutathione reductase and jasmonate-inducible protein) were involved in the root system architecture, revealing the complexity of the root response to water deficit. Significant/extremely significant synergistic relationships were observed between antioxidant enzyme activity and endogenous hormone contents. In conclusion, ROS, endogenous hormones and stress-related proteins work synergistically to control the root system architecture of winter rapeseed roots in response to water deficit stress.     

高pH对拟南芥萌发和主根伸长的影响

土壤盐碱化严重影响作物的产量。近年来用模式植物拟南芥研究植物对盐响应分子机理的研究已经取得突破性进展。然而,植物对碱胁迫响应的生理、生化研究相对比较落后,对pH信号及胁迫响应分子机理的研究还比较少。试验以模式植物拟南芥为材料,研究了不同pH值对拟南芥种子萌发及幼苗生长发育的影响。结果表明：pH值过高会抑制种子萌发;随着pH值的逐渐增加,根的相对生长量和幼苗叶绿素含量均呈现先增加后减少的趋势;同时,根尖生长素含量随着pH值升高呈现先增加后减少的趋势,表明生长素含量变化可能在植物对碱胁迫的响应中,尤其是在根伸长过程中起着重要作用。因此,工作将加深人们对植物在碱条件下的生理和生化反应的理解,为揭示碱信号转导途径,筛选培育耐碱品种等提供依据。     

乙烯在幼苗根生长发育中调控作用的研究进展

幼苗建成是植物生长的关键时期之一,主要受环境因子和激素影响,大量研究表明乙烯作为重要的信号分子参与并调控根的生长发育。近年来,有关乙烯对植物生长发育的调控机理研究一直深受关注。本研究归纳了几十年来有关乙烯生物合成途径与产生途径方面的研究成果,并以此为中心阐述了乙烯在幼苗根生长发育中产生的生理效应,如主根伸长生长、侧根和不定根形成,幼苗的抗逆性和适应性,通气组织形成等;更进一步分析了根生长发育过程中乙烯的信号作用、乙烯与其他信号分子的相互作用,及其对相关基因表达的调控。综上研究基础,本研究提出了乙烯在生产实践、生理作用及分子调控机理方面的研究问题,以更有益于人们合理应用乙烯调控技术。