microRNA响应植物非生物胁迫的研究进展

microRNA(简称miRNAs)是一类广泛存在于动植物及微生物等生物的基因组内,长度为20~24 nt左右的内源性非编码的小分子RNA。在不同逆境胁迫下,植物miRNAs通过与靶基因互补配对来对靶基因mRNA进行剪切或抑制其mRNA翻译,从而调控植物对各种逆境胁迫的应答。本综述简述了miRNAs的发现、合成及作用机制,重点阐述了植物miRNAs在响应干旱、温度、盐、营养以及重金属胁迫的作用机制,并讨论了植物miRNAs的研究前景及其在耐逆作物品种的分子育种和改良上的应用前景。本综述为植物miRNAs在作物育种和改良方面研究提供理论指导。     

盐碱胁迫对蒙古柳无性系生理特性的影响

以蒙古柳(Salix linearistioularis)扦插苗为研究材料,研究了中性盐(NaCl)和碱性盐(Na₂CO₃)胁迫下蒙古柳雌、雄株扦插苗的生理特性。结果表明:低浓度盐碱胁迫对蒙古柳雌、雄株扦插苗的生理特性具有促进作用,随着Na⁺浓度的增加,蒙古柳雌、雄株扦插苗各项生理指标均有不同程度的变化,丙二醛(MDA)含量先降低后升高,脯氨酸(Pro)含量呈增加趋势,叶绿素质量分数、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性均呈现先升高后降低的趋势;当NaCl浓度增加到150 mmol/L、Na₂CO₃浓度增加到90 mmol/L,净光合速率开始急剧下降;在低浓度盐碱胁迫下,蒙古柳雌、雄株扦插苗叶片超微结构与对照相比无明显变化;在高浓度盐碱胁迫下,雌、雄株叶片超微结构部分失去完整结构。综合各项指标,在低浓度盐碱胁迫下,蒙古柳雌、雄株扦插苗均有耐盐碱特性,并且雌株略强于雄株。本研究为后续开发利用蒙古柳资源提供理论依据。     

甜菜碱与植物抗逆性关系之研究进展

甜菜碱是高等植物重要的渗透调节物质,在调节植物对环境胁迫的适应性,提高植物对各种胁迫因子抗性等方面具有重要的生理作用。本文综述了近几年来甜菜碱与植物抗逆境（水分、盐、温度、离子等）胁迫的关系和甜菜碱合成酶基因的转化在植物抗逆性中的作用等方面的最新研究进展,并指出了存在的问题和发展趋势。     

植物类萌发素蛋白研究进展

在植物整个生长发育过程中时刻受到外界环境信号调控,遭遇各种逆境胁迫。在研究植物对逆境胁迫响应中,很多胁迫响应蛋白被发现。植物类萌发素蛋白(Germin-like proteins,GLPs)是其中一类重要的胁迫响应蛋白。它是一类与小麦萌发素(Germin)序列高度同源的、位于胞外基质的可溶性糖蛋白,几乎在所有生物中均发现有该类蛋白的存在。它具有多种生物学功能,在植物的生长发育阶段、生物和非生物逆境胁迫应答中起重要的作用。从植物GLPs 的分类、结构等方面全面介绍了植物GLP蛋白的主要特点,同时归纳它在抵御生物胁迫及非生物胁迫等方面的研究进展,为今后的进一步研究提供参考。     

磷脂酶D在植物逆境信号转导中的作用机制研究进展

系统介绍了植物磷脂酶D (PLD)基因家族的分类,不同基因型PLD的结构特征以及激活特性与底物特异性等生物化学特征。分别从PLDs的脂质降解功能和PLD产物PA介导的信号转导功能2个方面综述了PLDs参与植物逆境胁迫反应机制的研究进展。归纳出这些PLDs各具不同的结构,因而具有独特的生物化学特征,从而决定其在植物逆境胁迫反应中的独特功能与作用机理。最后讨论了PLD研究中存在的问题,并对PLD的未来研究方向进行了展望。     

紫花苜蓿(Medicago sativa)YABBY基因家族的生物信息学分析及其对逆境胁迫的响应

YABBY转录因子家族是植物特有转录因子,与植物形态有关,在植物响应胁迫方面也有重要的调控作用。为了研究YABBY基因家族在苜蓿抗逆性中的作用,本研究利用生物信息学对苜蓿的YABBY转录因子家族成员、分布及结构等进行分析。对苜蓿、大豆、水稻和拟南芥进行系统进化树的分析,表明该家族基因在植物中具有同源性。理化性质和结构分析表明,苜蓿中YABBY基因主要分布在第2、4、5条染色体上,苜蓿YABBY家族基因中包含5个保守结构域,其蛋白质主要以无规则卷曲的形式构成,α-螺旋、β-折叠和β-转角含量较少,启动子序列分析发现该家族存在ABRE顺式反应元件,能够响应盐胁迫及ABA(Ascisic acid)胁迫,通过基因表达模式分析,发现MsYABBY2基因响应盐、碱、干旱等逆境胁迫,推测其在抗逆境胁迫中起到关键调节作用。本研究为后续研究MsYABBY基因的抗逆机制及调控机理提供了理论基础。     

火龙果响应盐旱胁迫转录组分析

盐旱胁迫是植物生长过程中的常见威胁,且两种逆境经常同时出现,对植物生长和发育造成极大伤害。生理学研究认为盐旱逆境都会导致细胞渗透压改变,造成膜损伤等,产生的表型及生理变化相似,但是针对盐旱胁迫在基因表达调控层面差异的研究还很少。本研究分别使用PEG-6000及NaCl处理7日龄火龙果(Hylocereus spp.)幼苗,通过转录组测序及生物信息分析研究盐旱胁迫下基因表达变化,发现两种逆境胁迫下部分基因的表达模式是相似的,存在共有的调控通路和信号,但是也发现有些基因响应方式在两种胁迫下完全相反,大部分差异表达基因完全不同,说明火龙果应对盐旱胁迫的基因表达调控存在不同和相似之处。本研究筛选出大量同时响应两种胁迫的基因,可为未来选育具广谱抗性的火龙果品种提供理论依据。     

麻类作物基因工程研究进展

本研究归纳了近年来国内外亚麻、苎麻、红麻、黄麻、大麻等几种主要麻类作物基因工程研究概况:研究主要集中在以下几个方面:(1)获得抗病、抗虫的转基因麻类作物;(2)获得逆境抗性(抗旱,抗盐,抗重金属,抗除草剂)的转基因麻类作物;(3)获得纤维品质改良、种子品质改良的转基因麻类作物。本研究还对基因工程在麻类作物中的应用前景进行了展望,并就目前存在的不足提出建议:以日益发展的生物技术为依托,培育符合市场需求、具有优良目的性状、无环境风险的转基因麻类作物。     

厚藤胚胎发生晚期丰富蛋白基因IpLEA的克隆与功能分析

LEA(Late embryogenesis abundant)基因是生物体中广泛存在的一类广泛响应逆境胁迫的功能基因,主要参与调控植物对缺水等逆境胁迫的耐受。为了探索厚藤LEA基因的抗逆分子机制,本研究通过前期对厚藤(Ipomoea pes-caprae L.)c DNA文库的筛选,获得了一个编码厚藤LEA基因的全长c DNA,命名为IpLEA(Gen Bank登录号:MF680612)。通过在酵母中表达,表明IpLEA能够提高转基因酵母的耐盐性及抗氧化能力。以厚藤成年植株及幼苗为材料进行实时荧光定量RT-PCR分析的结果表明:IpLEA基因在厚藤各组织中广泛表达;在厚藤幼苗中的表达受到高盐、甘露醇胁迫和ABA处理的诱导。推测IpLEA基因参与厚藤应答高盐、干旱等逆境胁迫,并响应ABA信号的传递。本研究为今后厚藤IpLEA基因的进一步功能发掘和厚藤响应极端逆境的机理研究提供了理论依据。     

海藻糖调节植物响应非生物胁迫的研究进展

为了对海藻糖在植物抗逆过程中的作用有进一步理解,本综述对海藻糖应答非生物胁迫的进展进行了阐述。海藻糖是一种在植物体内广泛存在的非还原性二糖分子,在植物生长发育过程中起到重要作用。在植物应对非生物胁迫过程中,海藻糖在维持植物体内渗透压,保持膜结构,参与信号转导过程等方面发挥了重要作用,对作物栽培和育种改良有着重要的意义。根据近年来对海藻糖的研究进展,本综述重点对植物中海藻糖生物合成途径中的酶类,以及海藻糖在调控植物响应干旱、盐害、高温和低温胁迫方面的作用进行归纳总结。同时,对外源海藻糖对植物生长和发育的影响进行了总结,并对海藻糖可能的研究方向进行预测。为深入解析植物响应非生物胁迫的分子机制并将海藻糖应用于作物的栽培和改良提供了依据。     

硒增强植物抗逆能力及其机理研究进展

硒是植物有益元素之一,已被证实能够增强植物抗逆能力。为准确把握硒增强植物抗多种逆境能力的研究动态,分别检索、分析了国内外关于硒增强植物抵抗重金属污染、病虫害、盐害、干旱、高低温等逆境的研究进展;讨论植物抗逆能力形成与硒营养的关系。总结、提出硒增强植物抗病虫害和干旱胁迫能力的研究需要加强;硒增强植物抵御重金属胁迫的机理研究需要深入。为推进硒增强植物抗逆能力的研究和促进硒在环境污染、农业安全生产等领域的应用提供依据和借鉴。     

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。     

盐分胁迫对植物的影响及植物耐盐机理研究进展

盐分是影响植物生长的一个重要环境因素。总结了盐分胁迫对植物生长发育影响的研究进展,从氧自由基产生、膜脂过氧化、离子伤害、渗透伤害和有毒物质积累等方面系统分析了盐胁迫对植物的伤害机理,并综述了植物对盐分胁迫的适应机制,总结了主要的抗盐生理指标。     

转录因子BvM14-GAI耐盐功能研究

转录因子在植物应答逆境胁迫过程中发挥着重要作用,GAI蛋白是植物转录因子家族的重要一员,对其研究主要集中在光响应机制领域,而该蛋白响应耐盐机制研究报道较少。实验室前期已经获得甜菜 M14品系盐胁迫转录组中上调表达基因BvM14-GAI的cDNA全长,本研究试图阐明该基因参与盐胁迫的功能。通过构建该基因植物表达载体,利用农杆菌介导花序浸染法转化拟南芥野生型和GAI基因突变株,检测150 mmol/L NaCl胁迫下异源表达和异源互补拟南芥植株的表型和生理生化指标。0 mmol/L NaCl处理时,以拟南芥野生型和GAI基因突变株为对照,异源表达和异源互补植株的根长、鲜重和干重均显著低于对照,说明BvM14-GAI基因为生长负调控因子;150 mmol/L NaCl胁迫处理后的根长、鲜重、干重及K⁺/Na⁺差异不显著,但甜菜碱、SOD和POD酶活性的含量显著增加,表明转录因子BvM14-GAI通过增强渗透调节和抗氧化酶系统提高异源表达和异源互补拟南芥植株的耐盐功能。研究结果不仅拓展了植物GAI基因响应非生物胁迫的功能,而且对阐明甜菜M14品系耐盐分子机制和培育耐盐作物品系具有一定研究价值。     

盐胁迫对植物的影响及植物盐适应性研究进展

盐分是影响植物生长及发育的重要环境因素之一。本文综述了盐胁迫对种子萌发,生长发育及光合作用的影响,并从植物自身结构、活性氧清除、渗透调剂物质、离子稳态等方面评述植物对盐分的适应性机制。     

植物抗旱耐盐机理的研究进展

干旱、盐碱均是影响植物生长发育及作物减产的非生物胁迫因素,研究植物的抗旱性和耐盐性对农业生产和生态建设具有重要的意义。植物在受到干旱胁迫或者盐碱胁迫时,可以通过渗透物质的变化以及保护酶活性变化来响应干旱胁迫或者盐碱胁迫,从而提高植物的抗旱耐盐能力。同时许多与植物抗旱耐盐相关的基因被克隆和分析,并通过转基因技术将这些基因转到植物中异源表达,同样提高了转基因植物的抗旱耐盐能力。笔者从植物形态、生理生化水平以及活性氧清除和转录因子等方面概述了植物的抗旱和耐盐机制。     

拟南芥ft-1突变体对非生物胁迫的响应

对植物生存与生长不利的不良环境称逆境。在逆境条件下,植物往往提早开花,快速完成生活史来适应逆境。因此,开花基因与逆境有着密切的关系。本研究以拟南芥(Arabidopsis thaliana)开花基因FLOWERING LOCUST(FT)突变体ft-1和野生型Col-0为材料,对在胁迫下生长的幼苗主根长进行了表型分析。结果显示,在正常条件下生长的ft-1突变体与Col-0根长相似。突变体ft-1和野生型Col-0对NaCl处理显示出极显著差异,且只在高浓度渗透胁迫下表现出显著差异。表明ft-1可能参与植株抗盐过程,与渗透胁迫关系不大。磷盐与钾盐处理与渗透处理结果类似。铵盐下生长的突变体ft-1和野生型Col-0的根长无显著差异,表明ft-1可能不参与铵盐胁迫。硝盐和混合氮盐处理下,两者均产生了极显著或显著差异,表明ft-1可能参与硝盐胁迫过程。     

8种屋顶绿化木本植物的耐热性比较

筛选适应屋顶特殊环境的木本植物,对于丰富屋顶绿化植物种类、发挥屋顶绿化的生态和美化功能具有重要的现实意义。高温胁迫是植物正常生长发育的限制因子,为了探索屋顶绿化木本植物的耐热性,研究其在屋顶高温环境下的适应能力,笔者以屋顶上生长的白榆、柳树、构树、杠柳、小叶杨、金银木和较适宜屋顶绿化的金叶榆、珍珠梅8种木本植物为试验材料,测定不同梯度热处理条件下叶片相对电导率,配合Forstst2.1统计分析,对8种木本植物耐热性进行了研究,结果表明：叶片经梯度高温处理后,处理温度与细胞伤害率之间呈“S”形曲线。通过Logistic拐点确定半致死温度LT50,由高到低依次为：杠柳65.30℃、金银木63.80℃、小叶杨57.85℃、柳树56.84℃、白榆55.87℃、珍珠梅49.94℃、构树44.81℃、金叶榆43.98℃。8种植物材料中,杠柳、金银木的耐热能力最好,柳树、白榆、小叶杨次之,珍珠梅、构树、金叶榆耐热性较差。