黄酮类物质的生物合成及对干旱胁迫响应的研究进展

通过阐述黄酮类物质生物合成、代谢调控以及参与干旱胁迫响应的研究进展,提出了从多组学层面联合分析逆境胁迫下基因转录以及转录调控过程,这将有助于深入理解植物对逆境胁迫响应的分子机制,从而为品种改良和产品开发提供理论参考。     

植物响应低温胁迫组学研究进展

低温是限制植物生长和分布的主要逆境因子之一。植物遭受低温胁迫时会迅速启动相关基因,进行转录调控,合成相应蛋白质,进而控制代谢物的合成。为了抵御和适应低温环境,植物形成了复杂的调控网络。随着现代分子生物学迅速发展,组学已经成为植物响应逆境胁迫机理研究的重要方法,如基因组、转录组、蛋白质组和代谢组。这些组学研究技术相结合,能够为探究植物响应低温胁迫的基因调控网络提供有力手段。本文综述转录组、蛋白质组与代谢组等组学技术用于分析植物应答低温胁迫的研究进展,以期为揭示植物耐寒机理及优良耐寒植物的筛选与培育提供参考。     

bHLH转录因子在植物低温胁迫中的研究进展

bHLH是真核生物中最广泛存在的转录因子家族之一,在植物的生长代谢、信号转导以及非生物胁迫中发挥重要作用.目前,已有许多bHLH家族转录因子在植物低温胁迫方面的功能得到鉴定,通过对bHLH家族蛋白在植物低温胁迫反应中相关研究的最新进展进行了综述,为进一步研究bHLH家族蛋白在植物低温胁迫应答中的作用及其机制提供参考依据...     

多层组学在植物逆境及育种中的研究进展

多层组学主要包括基因组学、转录组学、蛋白质组学和代谢组学,是系统生物学的重要组成部分。近年来,随着生命科学在植物中的研究和不同组学技术的迅速发展,已迈入了多组学时代,并且广泛应用在植物响应逆境胁迫及辅助育种方面,成为研究植物响应逆境胁迫不可或缺的重要手段。笔者主要结合多层组学在植物响应逆境胁迫机理及代谢通路中的最新研究进展,对植物响应逆境胁迫(非生物胁迫和生物胁迫)、基因功能研究及辅助育种的研究进展进行综述,并强调将基因组学、转录组学、蛋白质组学和代谢组学等学科交叉结合起来进行研究来揭示植物响应逆境胁迫的分子机理,为未来培育抗逆品种提供新思路。     

植物逆境相关长链非编码RNA的研究进展

植物长链非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA)是一类广泛存在的长度大于200 nt的非编码RNA调控分子,通过目标模拟、转录干扰、甲基化等机制调控真核生物基因表达。植物体内的许多lncRNA受外界胁迫的诱导或抑制,并作用于逆境相关基因,影响植物形态和生理生化进而产生对胁迫的应答。从植物lncRNA的合成、分子水平的作用方式、与植物生物和非生物胁迫逆境的响应机制等方面阐述了长链非编码RNA参与调控植物的抗逆机制,并提出了今后的研究方向,以期为植物逆境应对及抗逆新品种选育提供理论依据。     

植物细胞壁逆境响应蛋白质组研究进展

植物细胞壁是感知外界胁迫信号的首要细胞结构。整合分析了植物细胞壁逆境应答蛋白质组学的研究进展,为全面理解植物细胞壁响应逆境的分子机制提供了线索。     

植物耐低温机制研究进展

低温是植物生命周期中极易遭受的主要非生物胁迫之一,而植物响应低温胁迫是一个多因素协同作用的过程,涉及到复杂的生理及基因表达调控网络。从生理生化和分子机制两个方面综述了低温胁迫对植物的影响,包括植物细胞膜、光合作用、渗透调节、抗氧化系统的改变,冷诱导的信号转导途径和冷响应相关基因的分子机制。提出低温信号的识别、转导、信号级联放大、响应等方面对植物低温信号传递网络进行更加深入的剖析和结合多组学联合分析等技术更全面解析调控机理是今后的研究方向。     

蛋白质组学在番茄非生物逆境胁迫中的研究进展

【目的】回顾近年来蛋白质组学在番茄逆境胁迫中的研究进展,综述蛋白质组学技术在番茄响应非生物(盐碱、干旱、高温、低温、其它)胁迫上的研究进展,为利用蛋白质组学技术进一步研究番茄响应非生物逆境胁迫的分子机制奠定理论基础。【方法】运用统计学方法收集文献资料,并分析汇总蛋白质组学技术在番茄响应非生物(盐碱、干旱、高温、低温等)胁迫的研究文献进展情况。【结果】盐胁迫耐受性(渗透调节,渗透保护,离子稳态,消除氧清除剂,胁迫反应等)与胁迫的持续时间有关;下调的蛋白主要参与代谢和能量转换,上调的蛋白参与信号转导或运输;干旱应答蛋白包括与耐热性和渗透性保护剂的产生、脂质代谢、细胞壁修饰、神经酰胺代谢和丝裂原活化蛋白磷酸化相关的蛋白;蛋白质广泛参与了细胞过程,包括防御/应激反应,离子结合/转运,光合作用和蛋白质合成;最初如何感知胁迫条件,以及植物器官激活了哪些主要反应,可以避免低温胁迫晚期相关蛋白的干扰。【结论】在非生物逆境胁迫条件下,番茄通过改变自身的蛋白质表达水平对各种非生物胁迫作出响应。蛋白质组学研究能够全面揭示番茄响应胁迫时其细胞内蛋白质的动态变化规律,鉴定差异表达的蛋白质,是番茄抗逆生物学研究的重要组成部分。     

低温对植物叶片蛋白质组的影响

低温会影响植物形态与代谢活动,植物应答低温胁迫的生理与分子生物学机制一直是人们关注的热点问题。分析了拟南芥(Arabidopsis thaliana)等7种植物应对低温胁迫的蛋白质组学研究结果,为全面理解植物低温应答机制提供了线索。     

作物耐旱基因的表达特性及遗传工程研究

干旱会限制作物生长及产量形成,并引起作物体内一系列生理生化反应。作物耐旱性是多基因控制的复杂数量性状,为了应对水分缺失,作物体内形成多条信号途径,并在形态、生理和分子水平上适应干旱。受到干旱胁迫后,作物通过激活相关转录因子来调控相应下游基因的表达,并且通过转录后调控和渗透调节来适应干旱,维持正常的生理活动和代谢活动,减少干旱胁迫对植物的伤害。逆境也会诱导小RNA的产生,其通过诱导目的基因mRNA的降解以及阻止翻译过程去调控靶基因,达到耐胁迫逆境的作用。耐旱相关基因的遗传工程对作物在非生物逆境下的正常生长非常重要,总结了干旱响应机制所涉及的基因的功能及利用情况,以期为耐旱育种提供参考依据。     

低温胁迫对龙眼幼树抗寒性的影响

以广西主栽的龙眼品种石硖和储良幼树为试验材料,利用人工气候箱设计低温胁迫处理对2个龙眼品种叶片的抗寒生理生化指标进行研究。结果表明,两个龙眼品种的细胞SOD活性总体上呈先升高后下降再升高的趋势,而POD活性呈现与SOD活性相反的趋势;MDA含量随处理温度降低呈现先降后升的趋势,相对电导率缓慢升高后出现下降;可溶性蛋白含量先升后降,而可溶性糖含量变化较小。综合指标分析表明,石硖的抗寒性比储良的弱,这与相同低温处理条件下2个品种叶片表现出的外部受伤情况相吻合,说明这些指标可以作为龙眼抗寒性评价的依据。     

东莞大蕉超表达拟南芥CBF1基因及其抗寒性检测

【目的】研究超表达拟南芥CBF1基因（AtCBF1）对大蕉抗寒性的影响,为从大蕉克隆抗寒相关基因奠定基础。【方法】采用农杆菌介导法转化东莞大蕉的胚性细胞悬浮系,获得转AtCBF1基因的大蕉植株;利用GUS组织染色、PCR、RT-PCR以及RT-qPCR对转基因植株进行鉴定;比较低温处理后的转基因株系和对照的冷害特征以及超氧化物歧化酶（SOD）活性和丙二醛（MDA）含量等生理生化指标,鉴定转基因大蕉植株的抗寒能力。【结果】试验共获得6个抗性再生转化系。GUS组织染色结果表明,除T1外,其余均为阳性;PCR鉴定结果表明,AtCBF1在6个抗性再生转化系均为阳性,而GUS基因在T1转化系中没有检测出;RT-PCR结果表明,AtCBF1在6个转化系均得到表达,对T1、T2和T3 3个转化系进行RT-qPCR检测发现,AtCBF1基因在3个转基因株系表达水平存在差异;在低温处理下,转基因植株的叶片相对电导率、MDA的累积都低于非转基因植株,而SOD总活性高于对照;低温处理条件下,转基因植株叶片的冷害症状明显轻于对照。【结论】AtCBF1在大蕉中超表达,具有增强大蕉SOD活性,降低因低温导致的MDA含量和离子渗漏率,缓解质膜过氧程度,进而改善大蕉植株抗低温胁迫的能力。     

低温胁迫对4种薹草植物生理生化的影响

[目的]了解4种薹草植物在低温胁迫下生理生化的变化情况。[方法]以条穗薹草、仲氏薹草、栗褐薹草和三穗薹草为试材,吉祥草作对照,探讨不同植物在5种低温胁迫下生理生化指标的变化及抗寒性。[结果]随低温胁迫的加强,5种植物的相对电导率呈上升的趋势,其中粟褐薹草L％的温度最低,为-20．87℃;仲氏薹草和吉祥草的可溶性蛋白含量先小幅度上升后迅速下降,条穗薹草和三穗薹草的则一直下降,栗褐薹草在0—15℃温度处理内下降程度没有差异;条穗薹草、仲氏薹草和栗褐薹草SOD活性逐渐升高,三穗薹草和吉祥草的则先升高后下降;栗褐薹草的POD活性上升,而仲氏苔草和三穗薹草的则下降,条穗薹草和吉祥草的POD活性无显著变化。[结论]5种植物的抗寒能力由强到弱依次为栗褐薹草〉条穗薹草〉吉祥草=仲氏薹草〉三穗薹草。     

超表达小麦基因TaSOD1.1和TaSOD1.2对烟草耐低温能力的影响

 【目的】研究超表达小麦基因TaSOD1.1和TaSOD1.2对烟草耐低温能力的影响。【方法】采用农杆菌介导的遗传转化技术,获得融合靶基因的转基因烟草植株;通过比较低温处理后对照和转基因系的表型和生理指标,鉴定超表达靶基因对烟草耐低温能力的调控效应。【结果】以分子检测鉴定的插入单拷贝基因的4个转基因系和对照为材料,低温处理后超表达外源基因的转基因植株叶片失绿缓慢,叶片超氧化物歧化酶（SOD）活性明显增加,反映细胞膜质过氧化程度的丙二醛（MDA）含量明显下降;叶片叶绿素a、b和类胡萝卜素含量、可溶性糖含量和可溶性蛋白含量均明显提高。【结论】超表达小麦TaSOD1.1和TaSOD1.2的烟草植株,具有增强SOD活性、明显缓解低温造成的细胞膜质过氧化程度、改善低温胁迫下植株的生理功能,可进而改善植株抵御低温胁迫的能力。     

4种珍珠菜属植物的抗寒性及其抗寒生理响应

为探明珍珠菜属植物低温致伤的生理特性,以盆栽4种珍珠菜属植物的叶片为试材,研究其在低温胁迫下（15,10,5,0,-5℃）内部生理生化反应的变化情况．结果表明：在低温胁迫下,叶片的质膜透性上升;超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）活性先升后降;脯氨酸、可溶性糖含量均在一定程度内增加,只是变化的幅度和进程不同．经几项生理指标综合分析,得出广西过路黄和金叶过路黄的抗寒能力较强,聚花过路黄的抗寒能力最弱．     

植物干旱胁迫响应机制研究进展

干旱是限制植物生长的重要因素,会诱导植物产生渗透失衡、膜系统损伤、呼吸与光合速率降低等不良反应,不仅妨碍植物各阶段的生长代谢,还影响农作物的高质高产。在与外部环境的互作过程中,植物会产生干旱响应,如通过根系和叶片结构、代谢物质成分的改变以及抗旱基因的表达来抵御干旱胁迫。从表型水平、生理水平和分子水平阐述了植物干旱胁迫响应的研究进展。其中,植物表型水平的干旱胁迫响应主要体现在根系和叶片的结构改变,而植物生理水平的干旱胁迫响应主要体现在光合作用、渗透调节代谢、抗氧化代谢和激素物质等方面,详细阐述了植物干旱胁迫响应的分子机制及参与其中的调节基因和功能基因,对研究中存在的问题进行了讨论,展望了植物干旱胁迫响应的研究前景。     

刚毛柽柳SAIR6长链非编码RNA耐盐功能初探

【目的】长链非编码RNA(lncRNA)是一类长度大于200个核苷酸、无蛋白质编码能力或编码能力极低的转录本,已有研究表明,lncRNA是植物胁迫反应中关键的调控因子之一。本研究拟对刚毛柽柳SAIR6长链非编码RNA是否具有提高刚毛柽柳的耐盐能力进行分析,为阐明刚毛柽柳lncRNA响应盐胁迫的分子调控机制奠定基础,进一步丰富木本植物lncRNA响应逆境胁迫分子机制的研究。【方法】本研究从盐胁迫下刚毛柽柳转录组中筛选出一条差异表达的lncRNA-224223.1,将其命名为ThSAIR6。利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术分析盐胁迫下刚毛柽柳叶组织中ThSAIR6的表达模式,初步鉴定其是否响应盐胁迫。为了进一步分析ThSAIR6的抗逆功能,构建其植物过表达载体(pROKII-ThSAIR6),利用农杆菌介导的高效遗传瞬时转化体系,获得ThSAIR6瞬时过表达及对照刚毛柽柳植株。在盐胁迫下分别对ThSAIR6瞬时过表达及对照植株的耐盐相关生理指标进行测定,判断ThSAIR6是否能提高刚毛柽柳的耐盐能力。【结果】qRT-PCR结果表明,在盐胁迫24 h后,ThSAIR6在刚毛柽柳植株中的表达量显著上升(P<0.05),说明该lncRNA能响应盐胁迫。抗逆生理指标的测定结果表明,ThSAIR6在刚毛柽柳中过表达能够使H)(2)O₂和O₂^-·的含量显著降低(P<0.05),使POD、SOD的酶活性显著增强(P<0.05);同时降低刚毛柽柳组织中的死亡细胞数量、电解质渗透率及失水率。【结论】刚毛柽柳SAIR6长链非编码RNA能响应盐胁迫;在盐胁迫下,ThSAIR6过表达显著减轻了植物组织细胞的受损程度,增强了POD、SOD酶活性,降低了植株内H₂O₂和O₂^-·的含量,提高了活性氧(ROS)清除能力,有效提高了刚毛柽柳的耐盐能力。     

植物对干旱胁迫生理反应的研究进展

综述了干旱胁迫对植物的伤害机理及干旱胁迫下植物的生理反应,并指出了今后需要进一步研究的问题。     

植物对干旱胁迫的生理响应

综述植物对干旱胁迫的生理响应机理及进展。