Ca~(2+)对植物——微生物互作反应的调控

植物对微生物信号接收、传递及应答的研究是当前植物———微生物互作的分子生物学领域中最具吸引力的课题之一 ,Ca2 +是迄今为止唯一被证实的植物细胞内信号。大量研究表明 ,Ca2 +也参与了植物———微生物互作的信号传递。近 15年来 ,随着细胞生物学、生物化学、分子生物学研究技术的飞速发展 ,人们对Ca2 +在植物———微生物互作中生理意义的认识大为加深。从Ca2 +信号的研究方法、Ca2 +在植物抗病防卫反应中的作用、Ca2 +在植物———微生物共生关系中的作用及Ca2 +信号研究中存在的问题及展望等几方面综述了近年来相关研究的进展     

钙离子在植物生理调节中的作用

钙是植物必须的营养元素,同时也是植物体内转导多种生理过程的胞内胞外信号物质之一。胞外Ca2+通过Ca2+通道内流进入胞质,并通过Ca2+-ATPase和Ca2+/H+反向转运蛋白外流,以保持胞质内低Ca2+浓度。同时为了应对植物发育和环境胁迫信号,Ca2+由质膜、液泡膜和内质网膜的Ca2+通道内流进入胞质,导致胞质Ca2+浓度迅速增加,产生钙瞬变和钙振荡,传递到钙信号靶蛋白(如钙调素、钙依赖型蛋白激酶及钙调磷酸酶B类蛋白,引起特异的生理生化反应),这一系列钙信号调节、应答机制构成了植物的钙信号系统。对钙转运系统、钙信号调节和放大及应答方式进行了综述。     

Ca^2＋对植物——微生物互作反应的调控

植物对微生物信号接收，传递及应答的研究是当前的植物－微生物互作的分子生物学领域中最具吸引力的课题之一，Ca^2 是迄今为止唯一被证实的植物细胞内信号，大量研究表明，Ca2 也参与了植物－微生物互作的信号传递，近15年来，随着细胞生物学，生物化学，分子生物学研究技术的飞速发展，人们对Ca2 在植物－微生物互作中生理意义的认识大为加深，从Ca2 信号的研究方法，Ca2 在植物抗病防卫反应中的作用，Ca2 在植物－微生物共生关系中的作用及C 2 信号研究中存在的问题及展望等几方面综述了近年来相关研究的进展。     

逆境中植物化学通讯机制的研究进展

为抵抗自然界中的各种逆境,植物能发生广泛的化学通讯现象。本文综述了植物在各种生物性逆境和非生物性逆境条件下产生化学通讯机制的研究进展。目前研究主要集中在逆境胁迫对植物生长发育、生理生化过程、次生物质代谢的影响等方面,而从生理遗传学角度研究植物适应逆境胁迫的机理及植物如何感受逆境胁迫并将所产生的胁迫信号传递到作用位点从而发生相应生理变化的研究比较缺乏。从生理遗传学角度研究植物化学通讯机制是今后的主要研究方向。     

植物抗病的Ca~(2+)信号转导研究进展

综述了近年来植物抗病Ca2+信号系统方面的研究进展,包括Ca2+信号的产生及特点、Ca2+的转移系统、钙结合蛋白(CaM)的生理功能、Ca2+信号系统在植物抗病中的可能作用,并对今后的研究方向提出了建议。     

Ca~(2+)与植物抗逆性研究概况

论述了在逆境下植物体内Ca2+的变化及其作为抗逆信号分子的生理功能。对Ca2+在逆境下诱导抗逆蛋白、激活保护酶活性、调节抗逆基因的表达和参与活性氧的代谢等方面来调控植物的抗逆性进行了概述。提出了Ca2+在植物抗逆性研究中存在的问题及今后的研究方向。     

逆境胁迫下植物细胞内Ca~(2+)水平的变化

植物体内的Ca2+起着营养,维持细胞离子平衡、水分平衡和细胞保护体系,信号转导等作用。综合了逆境胁迫下Ca2+水平在植物细胞内的变化及其对植物生理活动影响的相关性研究,以及Ca2+水平变化引发的细胞信号转异研究。     

一氧化氮在植物根系生长发育过程中的作用研究进展

一氧化氮作为重要的气体信号分子,在植物体内参与的生理调节和信号转导功能已经成为新的研究热点.近年来,有关NO在植物根系生长发育过程中的作用研究取得了较大进展,特别是在植物根系中NO的合成和产生、NO调节植物根系生长和发育的详细具体过程以及这些过程中参与的信号转导途径等方面.本文对植物根系中NO的产生方式、NO在调节植物...     

外源钙对镉胁迫下植物生长及耐镉机制研究

镉(Cd)是一种非必需且含有剧毒的重金属元素,经根系吸收、转运和积累对植物有很强的毒害作用。重金属通常不能被降解,易于通过食物链进行生物累积,从而对生态系统和人类健康构成长期威胁,因此应采取措施降低镉污染问题。钙(Ca)是参与各种植物生理过程所必需的大量营养素,如参与植物的生长发育,光合作用,细胞分裂等。由于Ca和Cd之间的化学相似性,Ca可以调节Cd诱导的植物生理代谢变化,因此研究Ca与Cd在植物体内的交互作用具有重要意义。近期研究表明,Ca作为一种外源物质,通过缓解生长抑制,调节重金属的转运和积累,改善光合作用,减轻氧化损伤,从而保护植物免受Cd胁迫。本文综述了钙在镉胁迫下对植物生长,重金属转运和积累,光合作用及氧化胁迫的影响。     

植物花粉萌发与极性生长中的钙信号

概述了国内外对植物花粉萌发、花粉管生长的生理过程、植物体内的相关Ca2 离子通道和Ca2 泵的分类、信号转导、花粉极性生长的现象、Ca2 离子可能参于花粉萌发和极性生长的模式系统和机理。     

大麦CIPK基因家族鉴定及表达分析

钙调神经磷酸酶B样相互作用蛋白激酶(CIPK)蛋白家族是由Ca2+介导的植物信号通路中的关键蛋白家族,在植物抗逆和生长发育中起关键作用。本研究将生物信息学方法和转录组数据分析相结合,挖掘出大麦31个HvCIPK基因家族成员并将其分为5个亚家族。HvCIPKs基因家族成员具有CIPKs典型的N端激酶结构域和C端NAF调节结构域；蛋白质分子量在40302.27~89926.43KDa之间,为亲水性蛋白；启动子总共包含11种与非生物胁迫、激素调控以及生长发育相关的顺式作用元件；蛋白互作网络预测结果显示,HvCIPKs与Na+、K+转运体、ABA信号通路关键蛋白(SOS1、AKT1和ABL2)存在相互作用关系；转录组数据分析发现HvCIPK1、HvCIPK2、HvCIPK6、HvCIPK9、HvCIPK11受盐碱胁迫的诱导表达。该研究为进一步探索大麦HvCIPKs基因家族功能及调控机制提供理论依据。     

Glutamate receptor-like genes form Ca2+ channels in pollen tubes and are regulated by pistil D-serine

Elevations in cytosolic free calcium concentration ([Ca(2+)](cyt)) constitute a fundamental signal transduction mechanism in eukaryotic cells, but the molecular identity of Ca(2+) channels initiating this signal in plants is still under debate. Here, we show by pharmacology and loss-of-function mutants that in tobacco and Arabidopsis, glutamate receptor-like channels (GLRs) facilitate Ca(2+) influx across the plasma membrane, modulate apical [Ca(2+)](cyt) gradient, and consequently affect pollen tube growth and morphogenesis. Additionally, wild-type pollen tubes grown in pistils of knock-out mutants for serine-racemase (SR1) displayed growth defects consistent with a decrease in GLR activity. Our findings reveal a novel plant signaling mechanism between male gametophyte and pistil tissue similar to amino acid-mediated communication commonly observed in animal nervous systems.     

花粉萌发与花粉管生长的信号调控机制

花粉萌发与花粉管生长是植物生殖过程中的重要生理现象,它关系到植物能否正常完成受精过程.该过程涉及大量的信号通路介导,包括小G蛋白调控、磷酸肌醇信号调控及Ca2+信号通路等.这些信号通路直接或间接影响着花粉萌发与生长过程的各个方面,包括花粉管的极性生长及细胞骨架变化等.综述了不同信号通路对花粉萌发与生长过程的影响,重点关注各个信号分子的作用基础和原理,旨在更深入地展现花粉萌发全过程中信号通路调控下的胞内全景,结合现有试验结果,提供关于花粉萌发与生长的新模式.     

钙对花生生长发育调控的研究进展

钙(Ca)是植物生长发育必需的营养元素之一,参与植物生长发育的全过程。本文概述了钙在植物体内的作用方式及存在形式,并详细阐述了Ca对花生生长发育的影响,提出了今后的研究方向。     

拟南芥海藻糖信号途径突变体筛选体系的建立

海藻糖是一种广泛存在的非还原性二糖,它主要作为信号分子参与植物发育的调控和对逆境的应激反应。为阐明海藻糖信号途径,以野生型拟南芥为实验材料,采用筛选研究法,建立了筛选海藻糖信号途径相关突变体的筛选体系。结果表明:尽管低浓度海藻糖是植物正常生长发育所必需的,但高浓度海藻糖却显著抑制拟南芥的生长发育;50 mmol.L-1海藻糖即可以显著抑制幼苗的发育,适于筛选海藻糖不敏感突变体。进一步的研究表明,葡萄糖和蔗糖可以缓解高浓度海藻糖对植物生长的抑制作用,因此在筛选海藻糖信号突变体时培养基中不能加入上述代谢性糖类。     

植物花粉萌发的研究进展

综述了目前国内外关于植物花粉萌发的研究进展,如在花粉萌发和生长过程中Ca2+通道的开启、信号的转导、Ca2+通道的阻塞、钙调素的作用,另外还有其他重要的矿质元素、植物生长激素对花粉萌发和花粉管生长的作用及其作用机制等。     

Ca~(2+)对水稻Ac/Ds愈伤组织增殖·分化及生根的影响

[目的]研究Ca2+对水稻Ac/Ds愈伤组织增殖、分化及生根的影响。[方法]选用水稻品种Dongjin的Ac/Ds插入突变株系的种子,从成熟胚盾片诱导出愈伤组织,在筛选出的最适增殖、分化及生根培养基中添加不同浓度的Ca2+,研究Ca2+对水稻愈伤组织增殖、分化及生根的影响。[结果]适当增加Ca2+浓度能提高水稻愈伤组织的相对生长量、分化率、再生植株生根条数及根长,当Ca2+浓度为6.0mmol/L时效果最佳,当Ca2+浓度为7.5~15.0 mmol/L时水稻愈伤组织的相对生长量、分化率、再生植株的生根条数及根长呈下降趋势。[结论]适当增加培养基中Ca2+浓度可提高水稻Ac/Ds愈伤组织的相对生长量、分化率、再生植株生根条数及根长。     

Coupling diurnal cytosolic Ca2+ oscillations to the CAS-IP3 pathway in Arabidopsis

Various signaling pathways rely on changes in cytosolic calcium ion concentration ([Ca2+]i). In plants, resting [Ca2+]i oscillates diurnally. We show that in Arabidopsis thaliana, [Ca2+]i oscillations are synchronized to extracellular Ca2+ concentration ([Ca2+]o) oscillations largely through the Ca2+-sensing receptor CAS. CAS regulates concentrations of inositol 1,4,5-trisphosphate (IP3), which in turn directs release of Ca2+ from internal stores. The oscillating amplitudes of [Ca2+]o and [Ca2+]i are controlled by soil Ca2+ concentrations and transpiration rates. The phase and period of oscillations are likely determined by stomatal conductance. Thus, the internal concentration of Ca2+ in plant cells is constantly being actively revised.     

植物低温信号的感知、转导与转录调控

低温是植物生长的主要环境胁迫因子之一。植物对低温的应激是一个复杂的过程,包括低温信号的感知、信号转导和转录调控等阶段。低温可以通过质膜流动性的改变被质膜感知,也可以通过质膜上的钙离子通透性通道、组氨酸激酶、受体激酶和磷酸酯酶感知。低温信号转导包括钙信号途径和其他信号途径,其中钙信号途径是低温应答过程中重要的信号途径。在此途径中,因低温增加的胞质钙离子能被CDPK、磷酸酶和MAPK识别并传导;其他信号途径主要与ABA有关。低温信号最终将启动CBF和非CBF介导的转录调控,提高植物的低温抗性。     

Role of the Arabidopsis glucose sensor HXK1 in nutrient,light, and hormonal signaling

Glucose modulates many vital processes in photosynthetic plants. Analyses of Arabidopsis glucose insensitive2 (gin2) mutants define the physiological functions of a specific hexokinase (HXK1) in the plant glucose-signaling network. HXK1 coordinates intrinsic signals with extrinsic light intensity. HXK1 mutants lacking catalytic activity still support various signaling functions in gene expression, cell proliferation, root and inflorescence growth, and leaf expansion and senescence, thus demonstrating the uncoupling of glucose signaling from glucose metabolism. The gin2 mutants are also insensitive to auxin and hypersensitive to cytokinin. Plants use HXK as a glucose sensor to interrelate nutrient, light, and hormone signaling networks for controlling growth and development in response to the changing environment.