植物花芽分化研究进展

花芽分化是有花植物发育中最为关键的阶段,同时也是一个复杂的形态建成过程。这一过程是在植物体内外因子的共同作用和相互协调下完成的。了解植物花芽分化的机理对于制定合理的栽培措施、进行花期调控等具有重要意义。本文就植物花芽分化过程中的形态结构、环境因素、植物体自身因素以及生长调节剂对花芽分化的影响及植物花芽分化的调节机制做了一个概述,并对花芽分化过程中基因对成花的作用做了简要探讨。     

植物体细胞胚胎发生的分子机制

植物细胞的全能性是指每个细胞均具有该植物的全部遗传信息,其离体组织或细胞在适当培养条件下具有发育成完整植株的潜能。植物体细胞胚胎发生是最能体现植物细胞全能性的一种方式,其在人工种子、单倍体育种、无性繁殖和种质保存等领域具有广阔的应用前景,其发生的机制也是基础研究领域的热点。近年来,随着技术的进步及研究的深入,植物体细胞胚胎发生的分子调控机制取得了重要进展。植物体细胞胚胎发生是一系列基因在时空顺序上表达调控的结果。本文系统综述了体细胞胚胎发生过程中激素及逆境胁迫信号转导、胚胎发育相关转录因子、胞外蛋白和表观遗传调控的作用,并对本领域未来的研究重点及方向进行了展望。     

植物叶缘锯齿发育调控的研究进展

叶片是植物重要的营养器官,叶片的形成模式和发育涉及激素信号和转录因子间复杂遗传网络的调控。叶缘锯齿的产生是植物对不同环境长期适应的结果,对植物应对高温、干旱等逆境胁迫及响应光周期都有十分重要的作用。为了更清晰地认识植物叶缘锯齿的发育过程,本研究对植物叶缘锯齿形成过程中重要的调控因子及其调控机制进行了分类和总结。叶缘锯齿的发育受生长素、细胞分裂素、赤霉素等植物激素,NAM/CUC、TCP、SPL等转录因子,KNOX基因家族及其他调节因子的调控,并在单叶和复叶植物中表现出明显不同的调控模式。植物叶缘锯齿发育仍有很多未知的调控因子,因此,未来一个重要的研究方向就是要继续挖掘和鉴定更多参与植物叶缘锯齿发育的调控因子,并进一步解析其作用的分子机制,从而为今后通过调控叶形为其他作物性状改良提供理论依据。     

调控植物类黄酮生物合成的MYB转录因子研究进展

类黄酮是一类多酚类次生代谢产物,在植物中广泛存在,具有调节机体免疫力、抗氧化、抗衰老以及抵抗病毒等医疗保健功效。在类黄酮生物合成过程中,MYB转录因子扮演者重要角色,可以调控与类黄酮合成相关的酶基因的表达,从而有效地调控类黄酮物质的生物合成。目前已在很多植物中分离克隆得到了很多调控类黄酮生物合成的MYB转录因子,并对它们的结构功能及表达方式和作用模式进行了深入研究。利用转基因技术将从特定植物中分离得到的MYB转录因子用于植物遗传改良,可有效提高转基因植物中黄酮类物质的含量。因此,MYB转录因子的研究对从分子水平上研究和调节类黄酮的合成具有重要的意义;转录因子的应用是类黄酮生物合成基因工程中的一个新方向。     

植物叶形态建成的分子机理研究进展

了解植物生长及其构成器官的调控机理是生物学上的一个重要目标。植物叶的发育是一个有趣的过程,由多种复杂的途径相互作用进行调控。一方面,叶发育的过程具有很强的可塑性,环境因素可以影响叶最终的大小和形态;而另一方面,植物叶片的发育过程普遍地遵循着一个基本模式,即叶原基从植物地上部分的顶端分生组织周围区起始发育,经过一系列细胞分裂和分化的程序最终发育成成熟的叶。在这一过程中,每一阶段都涉及转录因子、小分子RNA及植物激素等多种调控因素的复杂调控作用,最终形成形态大小固定的一片叶。本综述中主要从植物叶原基发育、叶轴性发育、叶大小发育和叶形发育等方面阐述了植物叶发育过程中各种因素的调控作用     

植物氮素吸收与利用的分子机制研究进展

氮素是重要的营养元素之一,是植物生长发育中的主要影响因子。为了提高氮素的利用效率,植物体不仅需要一个有效的氮素吸收机制,还需要将所积累的氮素在体内高效转运并在储藏器官中充分利用。植物体利用转运蛋白从土壤中吸收硝态氮、铵态氮和氨基酸态氮等形式的氮素后,通过NO3-还原、NH4+同化中的酶类和一些氨基转移酶、尿素酶等的作用来完成体内的氮素代谢。介绍了近年来这些与氮素利用效率相关基因的分离与表达调控,以及利用基因工程手段对相关基因进行过表达分析的主要研究进展,为进一步阐明植物高效吸收利用氮素的分子机理以培育氮高效利用新品种提供重要的分子依据。     

高等植物花色苷生物合成调控的研究进展

高等植物花色苷的合成是一个复杂的过程,受多种因素的影响。本研究系统地从物理因子、化学因子、生物因子等外部因素,及生长发育阶段、植物生长物质等内部因素两方面综述了调控高等植物花色苷生物合成的因素及其机理的研究进展,并分析了各种外、内部作用因子的综合性包括作用的协调性与机理的一致性。最后,提出了高等植物花色苷生物合成调控研究中存在的一些问题,并探讨了利用各种因子人工调控花色苷合成以提高果实营养价值、花卉观赏价值及植物抗逆性。     

miR172调控植物生长发育及逆境胁迫的研究进展

microRNA(miRNA)是一类内源性非编码小RNA,在植物整个生长发育过程中都起着重要作用,是基因表达的重要调控因子,而microRNA172(miR172)是众多miRNA家族中的重要的一员。为了更直观的认识miR172在植物中所发挥的作用,笔者归纳和总结了miR172在调控植物生长发育过程和响应逆境的研究进展,具体分析了miR172在植物营养生长阶段转变、开花、花器官发育、节间长度、植物商品器官发育以及逆境胁迫响应等诸多过程中发挥的作用。笔者认为miR172在植物中仍有很多未知的功能尚未发掘,因此未来深入挖掘和研究miR172在植物生长过程中更多的作用是一个重要的研究方向,在此基础上深入解析miR172在此过程中的功能、分子调控机制,为人为利用miR172调控植物生长发育奠定理论基础。     

植物生长化学调控技术

<正>植物在生长发育过程中,除了要有适宜的温、光、气、水等外,还需要一些作用特殊、含量微小的生理活性物质,这类物质就称为植物激素。现在人们采用化学合成方法,生产出作用与植物激素相似的植物生长调节剂,并用于植物体,达到调控植物生长发育的目的。以下是几种蔬菜运用示例。     

温度和光照对富贵籽花芽分化的作用研究

为研究富贵籽成花的影响因素,探明其花芽分化与环境主要因素温度和光照的关系,以1.5~2年生盆栽富贵籽为试验材料,采用不同的温度、光周期和光照强度进行试验研究。结果表明,温度对富贵籽的花芽分化起决定性的作用,是影响富贵籽成花的主要因素,20~25℃处理下的富贵籽植株可以完成花芽分化和成花,而10℃处理的植株一直处于营养生长状态而未能花芽分化。光照对富贵籽的成花不起主导作用,在营养生长充实的条件下,无论是长日照还是短日照,只要温度合适富贵籽即可进行花芽分化,说明光周期对富贵籽的花芽分化不起作用,但合适的光照强度有利于其生长发育。     

施肥对马铃薯花芽分化进程及其相关生理指标的影响

为研究马铃薯块茎产量品质的形成机理,采用显微照相法和相对叶绿素含量测定仪SPAD-502plus,研究2个施肥处理下马铃薯花芽分化过程,叶片内淀粉还原糖含量及相对叶绿素含量。结果表明,马铃薯块茎形成与花芽分化时间有关,分化越早,块茎发生越早;马铃薯花芽分化的过程是由外而内进行的,分别为花原基分化、花萼分化、花瓣分化、雄蕊分化期、雌蕊分化期;马铃薯相对叶绿素含量（SPAD值）的变化趋势与叶片内淀粉还原糖含量基本一致,花芽分化期达最大值;通过试验研究得出马铃薯块茎产量品质的形成与花芽分化时间及期间叶片内营养水平、叶绿素含量显著相关。     

烟草重组自交系LM2和HM1花芽分化对低温敏感的差异性

【目的】花芽分化是植物生长发育进程的重要转折点,烟草作为模式植物,鉴定筛选花芽分化对低温敏感性不同的遗传资源,对研究植物花芽分化具有重要意义。同时烟草又是重要的经济作物,花芽分化与烟叶的产质量密切相关,鉴定筛选花芽分化对低温不敏感的材料,对提高烟叶产质量具有重要意义。本文对云烟97×贵烟1号F6代中选出的两个重组自交系LM2和HM1花芽分化的对低温的敏感性进行鉴定,旨在筛选特异种质资源。【方法】对LM2和HM1进行苗期低温处理,通过体视显微镜对其茎尖分化动态进行观察。【结果】结果表明,LM2在苗期低温处理下花芽分化进程与常温对照进程一致,苗期低温对LM2的花芽分化进程无影响,表明LM2是一个难得的对苗期低温钝感的材料;而HM1的茎尖花芽分化进程在苗期低温处理下较常温对照提前,表明HM2是对苗期低温敏感的材料,易受苗期低温影响。【结论】LM2和HM1是一对对苗期低温敏感性存在显著差异的特异种质资源,可用于研究花芽分化响应苗期低温的机制、选育抗低温早花烟草品种。     

3个新引进脐橙品种在桂林花芽分化的解剖学观察

本研究以Hutton脐橙、Navelate脐橙和石棉脐橙为试材,研究了它们的花芽分化特性.结果表明,Hutton脐橙、Navelate脐橙和石棉脐橙花芽分化顺序一致,均分为6个时期,包括末分化期、花芽分化始期、萼片原基、花瓣原基、雄蕊原基、雌蕊原基分化,花芽形态分化从11月开始至次年3月完成,历时5～6个月;不同品种花芽分化各阶段所持续的时间略有不同.石棉脐橙花芽分化进程总体上早于Hutton脐橙和Navelate脐橙,其次是Hutton脐橙,最迟是Navelate脐橙.同时,初步证明气温的降低也是脐橙花芽分化的必需条件.     

不同百合品种花芽分化期的生理生化变化

分别利用亚洲系百合和东方系百合品种,对百合鳞茎定植以后的花芽分化期间一些物质代谢产物的变化进行了研究。结果发现,百合花芽分化期可溶性糖和可溶性蛋白质的代谢进程及过氧化物酶（POD）活性与花芽分化进程呈正相关。亚洲系百合品种 ‘Yellow Baby’的可溶性糖和可溶性蛋白质代谢强度及POD活性均较东方系百合品种‘Casa Blanca’高,花芽分化进程也以亚洲系百合品种‘Yellow Baby’较东方系百合品种‘Casa Blanca’快。百合的花芽分化并不直接需要淀粉。     

八仙花花芽分化形态观察及成花机理研究

以八仙花“经典红”为试验材料,利用扫描电镜定期观察花芽形态发育进程,在花芽分化后期将植物进行控温促花处理,观察其开花情况,分析温度对八仙花成花的影响。结果表明,八仙花的花芽分化过程分为5个阶段,分别是营养生长期、花芽膨大期、分生组织分化期、花原基形成期以及花器官形成期；经过不同时间低温处理的八仙花均能提前开花,但未经过低温春化的植物,花品质受到一定的影响；八仙花花芽分化与温度具有显著相关性,20-25℃开始生长点膨大,15-20℃进入分生组织分化期,10℃形成花原基,5℃形成花器官并打破休眠,整个过程历时约4个月。     

棉花叶芽和花芽化学组分的研究

1986～1988年对棉花叶芽和花芽(混合芽)化学组分的研究结果表明,叶芽含有17种氨基酸,6种糖,2种生物碱.1种有机酸;花芽含有11种氨基酸,8种糖,2种生物碱,2种有机酸.叶芽中各种无机元素的含量均比花芽高,而花芽中氨基酸总量及糖的总量均比叶芽高.据分析结果,在调控腋芽分化时,应控制叶芽中氨基酸的种类,使之减少与金属离子的配合,进而提高花芽体内作为营养成份的无机元素的含量.     

‘木门’百合休眠和花芽分化进程中激素变化

为了探究植物激素变化与百合休眠和花芽分化之间的关系,以‘木门’百合为试材,通过糖类物质变化和显微观测确定了休眠解除和花芽分化时期,并通过HPLC-MS技术进行了激素含量变化分析。结果表明‘木门’百合种球在3℃冷藏条件下56天左右休眠解除,70天左右开始花芽分化,其进程分为花芽分化初期、小花原基分化期和花器官分化期3个时期;休眠解除前GA₃/ABA上升,IAA/ABA、ZR/ABA比值保持低水平,休眠解除后GA₃/ABA保持升高,IAA/ABA、ZR/ABA比值升高;花芽分化初期ZR上升、GA₃下降、ZR/GA₃急剧上升,小花原基分化期ZR下降、GA₃上升、ZR/GA₃急剧下降,花器官分化期ZR和GA₃均上升,ZR/GA₃稳定不变。由此可见,低水平IAA/ABA、ZR/ABA促进休眠维持,持续上升的GA₃/ABA促进休眠解除,ZR/GA₃上升促进花芽分化起始,下降则促进小花原基形成。本研究结果将为‘木门’百合的采后储藏和开花调节提供一定理论参考。     

保护地桃花芽分化观察

2000年6月到10月对保护地桃品种早醒艳桃的花芽进行取材,采用扫描电镜技术和制作石蜡切片系统地研究了保护地桃花芽分化的过程。结果表明：保护地桃花芽分化时间从7月中旬到9月下旬,7月末到9月中旬是早醒艳桃花芽集中分化期。研究发现花芽分化与温度、不同类型枝条、同一枝条不同节位以及营养物质积累有密切关系。