苹果山梨醇脱氢酶(NAD-SDH)基因的克隆及其反义表达载体对农杆菌的转化

山梨醇是一种糖醇,是蔷薇科植物所特有的,是蔷薇科植物主要的光合产物、运输糖和贮藏物质(B ieleskiand Redg-w ell,1995),在其糖代谢中占有重要地位。另一方面,山梨醇能够提高植物抗环境胁迫的能力(徐迎春等,2001;Brow n etal.,1999)。N A D-山梨醇脱氢酶(N A D-SD H)是山梨醇     

WRKY转录因子表达谱的研究进展

环境胁迫对植物的生长发育造成重大影响,因此,提高植物的抗逆性是农业面临的重要问题。自然界中存在多种抗逆基因,如抗盐基因、抗旱基因、抗寒基因等。利用植物基因工程和分子生物学技术提高植物对逆境的适应性及其抗逆分子机制的研究已成为当今热点。WRKY转录因子是一类参与多种胁迫反应的诱导型转录因子,本文综述了WRKY转录因子家族的结构特点、WRKY转录因子在非生物胁迫（高温、低温、干旱、盐）、外源物质（激素及O3）处理及生物胁迫下的表达模式。各种胁迫下的表达谱均呈现不同特点,这些差异表达可能与它们所行使的不同生物学功能有关。     

硅、钙对水土保持植物荞麦铝毒的缓解效应

采取水培法,研究了铝胁迫下不同水平的钙或硅对荞麦真叶期和初花期铝毒害的缓解效应。结果显示:在Al3 胁迫下,增加钙或硅的供应可减轻Al3 对植物的毒害,显著削弱因Al3 处理导致的根系活力、可溶性蛋白质含量和过氧化物酶(POD)活性的下降以及丙二醛含量的上升,在初花期能完全消除Al3 对可溶性蛋白质形成的抑制效应并促进其形成,有效提高植株抗逆性。但随着Al3 浓度的提高,Ca2 和硅的缓解效应有限。Ca2 的缓解效果略强于硅。     

番茄钙依赖性蛋白激酶基因LeCPK2在热（光）胁迫中的功能鉴定

钙依赖性蛋白激酶（calcium—dependent protein kinases,CDPKsorCPKs）作为一类钙感知蛋白在植物的生长发育和胁迫应答中起着重要的作用。LeCPK2（Gen Bankaccession No．：GQ205414）是我们从番茄中分离的第3个CDPK基因,前期研究表明LeCPK2可能在植物热胁迫应答中发挥作用。为了进一步研究其在热胁迫中的功能,我们通过电子克隆的方法分离了LeCPK2的启动子序列,并通过LeCPK2过表达烟草分析其在高温胁迫中的潜在的功能。生物信息学分析显示,LeCPK2启动子中包含5个热响应元件,和前期试验结果一致。野生型植株在受到热胁迫后,对光更为敏感,强光照下植株叶片发生萎蔫,而强光本身不会对未受热胁迫的健康植株造成伤害。LeCPK2转基因植株热、光胁迫后不会出现受害表型。以上研究表明,LeCPK2在植物的热胁迫应答中发挥重要作用,能够有效保护植株免受高温胁迫的损害,是一个优秀的耐热（光）基因。本研究将为揭示番茄LeCPK2遗传功能及对其开发利用奠定基础。     

高等植物对渗透胁迫的基因表达

干旱、低温、盐渍等环境条件严重限制植物的生长和作物的产量。通过分析植物对环境胁迫的基因表达，人们可以利用基因工程手段获得抗逆性强的作物新品种。本文从以下几个方面介绍有关植物对渗透胁迫的基因表达调控及基因工程的研究进展：（１）植物对渗透胁迫的生理生化反应；（２）渗透胁迫下植物ＬＥＡ基因的表达；（３）水分胁迫下ＡＢＡ对基因表达的调控；（４）耐渗透胁迫的植物基因工程。     

印度梨形孢诱导油菜抗旱性机理的初步研究

印度梨形孢(Piriformospora indica)是一种根部内生真菌,能够促进许多植物的生长,提高作物的产量,而且还能诱导植物产生对生物或非生物胁迫的抗性.为了研究印度梨形孢对油菜(Brassica napus L.)抗旱性的影响,本研究用20％的聚乙二醇6000(PEG)对有印度梨形孢定殖和无印度梨形孢定殖的油菜植株进行模拟干旱胁迫处理,分析两者在受干旱胁迫后丙二醛(MDA)含量、相对电导率大小、脯氨酸(Pro)含量、抗氧化酶(超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT))活性以及干旱相关基因表达水平的差异.结果表明,接种印度梨形孢的油菜植株叶片中MDA含量和相对电导率均显著低于未接种印度梨形孢的油菜植株;Pro含量显著高于未接种印度梨形孢的油菜植株,在PEG处理后的第72小时,接种印度梨形孢的油菜叶片中Pro含量是未接种印度梨形孢的油菜的1.3倍;SOD、POD和CAT活性明显高于未接种印度梨形孢的油菜植株,PEG处理后的第24小时SOD、POD和CAT活性分别是对照油菜的1.17、1.38和1.27倍.RT-PCR分析表明,干旱胁迫下有印度梨形孢定殖的油菜叶片中编码合成脂质转运蛋白的基因575表达上调,PEG处理后的第9小时其表达量是对照的3.2倍.本研究研究结果表明印度梨形孢提高油菜对干旱胁迫的抗性与MDA含量、质膜透性、Pro含量、抗氧化酶活性和干旱相关基因的表达相关,印度梨形孢可能是通过提高油菜整体抗氧化能力、维持细胞生物膜完整性和细胞内渗透压以及降低膜脂的过氧化水平,从而增强了油菜对干旱胁迫的抗性.本研究初步明确了印度梨形孢提高油菜抗旱性的作用与部分机理,为深入研究印度梨形孢提高油菜的抗逆性作用及其机理提供基础资料.     

根系对酸胁迫的应激反应及硼调控耐酸机制的研究进展

过量施用氮肥在提高作物产量的同时加速了土壤酸化进程，近20年间我国农田土壤pH下降了0.42个单位。过多的H+可破坏根系细胞壁结构稳定性，诱导细胞死亡，进而抑制根系伸长，降低其对养分和水分的吸收，限制农产品产量和品质的提高。因此，探究植物对酸胁迫的应激反应机制，对制定缓解酸胁迫措施十分必要。本文综述植株内部调控和耐受酸胁迫的响应，以及硼提高植株耐酸性的机制。通常，植物通过Ca2+和K+通道进行的信号传导可感应介质pH的改变，并同时在基因和蛋白水平进行调控，从而快速响应酸胁迫；近期多项研究表明，硼可调控植物根系有机酸分泌，通过改变细胞壁特性来维持细胞壁结构稳定，并通过刺激乙烯和Ⅲ类过氧化物酶 (CIII Prxs) 代谢等共同作用缓解植物酸胁迫。目前，对植物酸胁迫的研究逐步深入，但酸胁迫下植物根系代谢产物变化及诱导机制尚不清楚，响应低pH的特定基因尚不明确，仍需进一步研究。     

胡杨PeAPY1和PePY2在提高植物抗旱耐盐性上的功能解析

胡杨（Populus euphratica Oliv.）是典型的抗旱耐盐树种,广泛用于干旱盐碱地带的造林绿化。本实验室前期研究结果表明,盐胁迫下胡杨腺苷三磷酸双磷酸水解酶（Apyrase）基因（PeAPY）的转录水平上调,表明该基因可能在胡杨的抗盐性功能上发挥作用。已有研究证明APY是水解eATP的关键酶,而eATP是植物细胞重要的信使分子,调控植物的生长发育及抗性反应。本研究以PeAPY过表达拟南芥株系、拟南芥apy1、apy2突变体和野生型拟南芥为实验材料,分析了胡杨PeAPY对植物抗旱和耐盐能力的影响。研究结果表明,PeAPY1和PeAPY2转基因株系的抗旱性明显提高,这可能与PeAPY1和PeAPY2过表达减少了叶片表皮的气孔密度,降低了叶片的失水速率,从而提高了植株的保水能力有关。此外,我们还发现PeAPY1和PeAPY2转基因株系耐盐能力有所提高：在盐胁迫条件下,过表达PeAPY1和PeAPY2转基因植物的种子萌发率和生长、成活率均明显高于突变体apy1、apy2和野生型拟南芥（NaCl处理的浓度分别为0,50 mmol/L,100 mmol/L,150 mmol/L,200 mmol/L）。这可能是由于盐处理条件下,PeAPY通过降低盐诱导的eATP浓度,阻止了eATP诱导的细胞凋亡。综上所述,胡杨PeAPY的过表达能够提高植物对盐胁迫、干旱胁迫的耐受性,PeAPY对eATP浓度调控及其对植物抗逆性的具体机制有待进一步研究。     

根系分泌物介导植物抗逆性研究进展与展望

根系分泌物是由植物根系主动或被动分泌的多种生物化学物质,在介导植物根际微环境间的物质交换、能量传递和信息交流中具有重要作用,是植物响应外界胁迫的重要途径。生物和非生物胁迫会改变根系分泌物的组成和数量,使植物根系分泌物中的防御性化合物含量增加。植物运用不同的根系分泌物模式抵御生物和非生物胁迫,包括释放有毒物质直接防御、释放挥发性物质吸引天敌以及与微生物互作抵御生物胁迫;释放具有渗透调节功能及抗氧化能力的根系分泌物以及协同激素信号抵抗非生物胁迫。此外,根系分泌物的流动局部地提高了许多常见代谢物的浓度,不仅可以改变土壤的理化性质及微生物活性,还会影响土壤-植物界面的许多生理生化过程,直接或间接地提高植物抗逆性。本文综述了生物与非生物胁迫对植物根系分泌物组成和数量的影响,总结了根系分泌物介导植物防御生物与非生物胁迫的方式,并对未来的研究方向进行了展望,旨在为更深层次地研究植物在逆境胁迫下的适应性机制提供参考。     

逆境条件下硅肥调控效应研究进展

硅(Si)元素被认为是N、P、K之后的第四大元素。硅肥有利于促进作物的生长和土壤环境的改善。为了给硅肥利用的研究提供一定参考,通过文献综述的方法,总结了逆境条件下硅肥对低温胁迫的调控作用、对植株病害的防效、对水分胁迫的调控作用以及对重金属胁迫的缓解效应。综合现有研究结果,认为增施硅肥具有提高植株的耐盐胁迫、耐重金属胁迫、抗低温、抗病害等能力。此外,不同硅肥的调控效果不同,而且配施其他肥料或者农艺措施等效果更佳。最后,对今后硅肥利用研究方面提出一些建议:(1)加强硅肥的相关机理研究,如硅是如何改善土壤微环境的,纳米硅材料在植物体内的运输、积累及其对植物抗逆性能的作用机理研究;(2)开展硅肥与非常规水资源安全利用的耦合研究,如何利用硅肥的特性来解决微咸水灌溉和再生水灌溉及其二者耦合灌溉的问题;(3)加强硅肥的提质效应研究。     

Effects of plant growth-promoting rhizobacteria on the molecular responses of maize under drought and heat stresses: A review

Drought and heat are major environmental stresses that continually influence plant growth and development. Under field conditions, these stresses occur more frequently in combination than alone, which magnifies corresponding detrimental effects on the growth and productivity of agriculturally important crops. Plant responses to such abiotic stresses are quite complex and manifested in a range of developmental, molecular, and physiological modifications that lead either to stress sensitivity or tolerance/resistance. Maize (Zea mays L.) is known for its sensitivity to abiotic stresses, which often results in substantial loss in crop productivity. Bioaugmentation with plant growth-promoting rhizobacteria (PGPR) has the potential to mitigate the adverse effects of drought and heat stresses on plants. Hence, this is considered a promising and eco-friendly strategy to ensure sustainable and long-term maize production under adverse climatic conditions. These microorganisms possess various plant growth-promoting (PGP) characteristics that can induce drought and heat tolerance in maize plants by directly or indirectly influencing molecular, metabolic, and physiological stress responses of plants. This review aims to assess the current knowledge regarding the ability of PGPR to induce drought and heat stress tolerance in maize plants. Furthermore, the drought and heat stress-induced expression of drought and heat stress response genes for this crop is discussed with the mechanisms through which PGPR alter maize stress response gene expression.     

植物逆境microRNA的研究进展

MicroRNA（miRNA）在生物中广泛存在,在调控植物生长和发育方面起重要作用。多种非生物逆境会影响植物生长,不同逆境胁迫还会使植物相应的miRNA诱导或下调表达,有时一种miRNA会同时受几种逆境胁迫影响。本文综述了植物中参与温度、水分、盐、养分、氧化、ABA、重金属及其它非生物逆境胁迫的miRNA及其作用机制的研究进展。     

Stress combination: When two negatives may become antagonistic,synergistic or additive for plants?

Plants in their natural environment are constantly subjected to various abiotic and biotic stressors and, therefore, have developed several defense mechanisms to maintain fitness. Stress responses are intricate and require various physiological, biochemical, and cellular changes in plants. The reaction mechanisms in plants subjected to drought, salinity, or heat stress alone have been explained in numerous studies. However, the field conditions are significantly different from the controlled lab...     

干旱、高盐及低温胁迫下植物生理及转录因子的应答调控

干旱、高盐及低温等非生物胁迫是限制植物生长发育的主要环境因子。这些环境胁迫因子通常导致植物体内生理代谢改变,并参与非生物胁迫调控转录因子的差异表达。植物抵御上述非生物逆境的能力与转录因子调控逆境相关功能基因的表达密不可分。近年来,发掘植物非生物胁迫相关转录因子的功能及揭示转录因子介导植物非生物胁迫响应的调控机制,已成为植物营养分子生物学关注的热点之一。因此,了解植物非生物胁迫下的生理应答及转录因子参与的调控机制,对建立植物适应性改良途径具有重要科学意义。本文从干旱、高盐和低温三方面阐述了非生物胁迫下植物生理生化的适应性变化,概述了MYB、bZIP、AP2/EREBP、WRKY和NAC五类与植物抗逆相关的转录因子的结构与功能特征,着重论述了转录因子介导植物抵御非生物胁迫的分子调控机制。植物遭遇非生物胁迫时,通常表现为生长速率、叶面积和叶片数量下降,蒸腾及光合速率降低。同时,植物体内活性氧逐渐累积,使细胞膜脂过氧化程度加剧,造成细胞损伤。为适应不利环境,在生理上植物表现为体内抗氧化酶活性增强,渗透调节物数量增多;在分子水平上,植物对非生物胁迫适应性的增强,通常与转录因子识别抗逆基因启动子特异性元件及调控逆境防御基因的转录有关。本文对于深入阐明干旱、高盐及低温胁迫下植物生理生化应答与转录因子的分子调控机制提供了全新的科学启示。     

逆境下植物电信号研究现状与发展趋势

植物电信号是参与植物体内生理调控和传送信息的重要生理信号,其变化是植物对外界环境刺激的快速响应,而逆境刺激一旦超出植物承受范围,便无法通过自身修复。因此,通过对逆境下植物电信号变化进行深入研究,可依据不同环境胁迫和激励植物电信号的综合分析建立相关模型,以探究植物的最适生长环境特征。本文基于目前的相关研究文献资料,对植物电信号及其对逆境反馈的研究现状进行了梳理归纳,并在现有技术基础上对其发展趋势进行展望,以期为科研人员深入研究植物电信号提供参考,进而为推动植物育种和高产优质种植业高质量发展提供科学依据。     

Beneficial effects of silicon on abiotic stress tolerance in legumes

Soil salinity, drought, metal toxicity, and ultraviolet-B radiation were major abiotic stresses that limit plant growth and productivity by disrupting the plants' cellular ionic and osmotic balance; legumes, a diverse plant family, suffered from these abiotic stresses. Although silicon (Si) is generally considered non-essential for plant growth and development, Si uptake by plants could facilitate plant growth by reducing biotic and abiotic stresses. There is however, a lack of systematic study on Si uptake benefits and mechanism on legumes because legumes reject Si uptake. Here, we reviewed the beneficial role of Si in enhancing abiotic stress tolerance in legumes and highlighted the mechanisms through which Si could improve abiotic stress tolerance in legumes. Future research needs for Si mediated alleviation of abiotic stresses in legumes are also discussed.     

Bromine Accumulation in Some Crops and Grasses as Determined by Neutron Activation Analysis

Till now information on bromine (Br) in the environment is still incomplete. The purposes of this research were the following: to study accumulation of Br in plants grown under different environmental conditions and to assess the factors controlling Br uptake by different plant species when the plants grow in soil uncontaminated with Br. For the determination of Br and other elements, neutron activation analysis was used. This method allows for determining a wide range of elements in various samples with high sensitivity and accuracy. Model tests and greenhouse experiments demonstrated different abilities of plants to uptake Br from various media and transfer it from roots to upper plant parts. It was shown that the main source of Br for a plant was soil. As a result of the plant growth concentration of Br in the rhizosphere soil decreased. The characteristics of soil have a pronounced effect on the Br uptake by plants.     

植物抗逆反应中的转录因子网络研究进展

植物生长发育过程中会经历各种生物及非生物胁迫,转录因子所介导的基因表达调控网络在植物抵御各种胁迫反应中起着重要的作用.目前已鉴定的与植物抗胁迫有关的转录因子及家族主要有碱性域亮氨酸拉链(basic-domain leucine-zipper,bZIP)、禽成髓细胞瘤病毒致癌基因同源物类(v-myb avian myeloblastosis viral oncogene homolog,MYB)、乙烯应答元件组合蛋白/因子(APELATA2/ethylene-responsive element binding proteins/factors,AP2/EREBP)、WRKY和NAC等.这些转录因子与特定的顺式作用元件结合组成调控网络,特异地调控植物胁迫反应中各种相关抗性功能基因的表达,提高植物对环境胁迫的适应能力.     

Reactive Oxygen Species (ROS) Generation and Detoxifying in Plants

Environmental stresses present major challenges in our quest to achieve sustainable food production. The reactions of plants to environmental stresses are complex and involve many kinds of physiological and biochemical responses. Stress causes multifarious adverse effects in plants. Production of a family of reactive oxygen species (ROS) is a common phenomenon. When plants are subjected to environmental stress, the balance between the production of ROS and the quenching activity of antioxidants is upset, often resulting in an oxidative damage. Plants with high levels of antioxidant enzyme activity are reported to have greater resistance to this oxidative damage. The activities of component enzymes or the antioxidant levels are usually only double in response to many stress situations. This rather moderate response might be understood if we consider that the system is geared to self-destruction when it comes under threat. Understanding the mechanisms by which plants perceive environmental signals and transmit the signals to cellular machinery to activate adaptive responses is of fundamental importance to biology. The present review is focusing on ROS generation and plant defenses to them.