转录组学在植物响应干旱胁迫中的研究进展

干旱胁迫是植物生长周期中极易遭受的非生物胁迫之一,了解植物如何响应干旱逆境及其调控途径,成为了一个热点问题。随着转录组技术的广泛应用,人们可以从基因层面了解在干旱胁迫下,植物体内的信号转导及其相关的网络调控机制。本文主要查阅近年来RNA-Sep技术在植物干旱胁迫方面的研究进展,介绍了植物受到干旱胁迫后,从膜上信号感受器,到细胞内信号转导,以及主要的植物激素代谢调控途径等方面的调控机制,展望了未来转录组学在植物响应干旱胁迫中的发展方向。     

植物干旱胁迫下的调控代谢网络研究进展

干旱是影响植物生长发育最主要的逆境因子.干旱胁迫下,植物体内的内源激素发生变化,其中ABA在植物抵御干旱胁迫反应中起着重要的调节功能.系统阐述了ABA在干旱胁迫下的最新研究现状和几类干旱胁迫下的代谢产物及其相关基因的研究进展.     

干旱胁迫下植物的信号转导及基因表达研究进展

干旱是影响植物生长的主要因素之一,研究植物在干旱胁迫下的反应机制具有重要的现实意义。ABA、H2O2和NO在植物响应干旱胁迫反应中可能作为信号分子的作用。在干旱胁迫下,植物由“渗透感受器”感受外界胁迫信号。通过第二信使及其下游蛋白激酶级联传导反应,调控了一系列基因的表达。根据干旱信号转导过程中胁迫相关基因的表达是否依赖ABA,存在依赖ABA和非依赖ABA两途径。综述了植物干旱胁迫信号的感知、传递及其诱导的基因表达调控等方面的研究进展,对植物抗旱性的分子机理进行了展望。     

植物应答干旱胁迫的基因表达调控

综述了植物应答干旱胁迫的基因表达调控研究及干旱基因工程方面的研究进展。干旱是植物生长发育过程中经常遇到的最严重的非生物胁迫之一。当植物遭遇干旱逆境时,细胞迅速感知外界信号,通过信号转导进而激活许多干旱胁迫应答基因的表达,在植物体内产生大量的特异蛋白,协同调节植物生理生化以及代谢的变化,从而提高植物对干旱的耐性。     

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。     

植物microRNAs在干旱胁迫响应中的研究进展

干旱是常见且反复出现的气候特征,严重影响农作物生产。microRNAs（miRNAs）是一类长度为18~24 nt的小分子非编码RNA,转录后的miRNAs可调节基因表达,参与植物生长发育过程。从miRNAs的发现、合成及作用机制,干旱胁迫响应miRNAs的种类及其靶基因、miRNAs介导干旱胁迫的响应机制等方面进行了综述,指出miRNAs在植物响应干旱胁迫过程中存在物种依赖性和组织特异性,且受干旱胁迫条件的影响。同时发现,目前植物miRNAs参与干旱胁迫响应的作用机制及其靶基因调控网络尚不清楚。对未来的研究前景如探究miRNAs调控基因中的顺式调控元件的特征、探索靶基因功能与植物干旱胁迫应答网络关键因子间的相互作用、植物抗旱miRNAs资源库的构建等进行了展望,以期为推动miRNAs在植物抗干旱胁迫中的应用提供参考。     

外源ABA提高干旱胁迫下植物幼苗抗逆性的光合生理适应机制研究

干旱胁迫对植物的生长有着显著的影响,是限制农业生产的重要因素之一。干旱逆境胁迫可导致植株代谢紊乱。脱落酸(Abscisic acid,ABA)在植物干旱、高盐、低温等逆境胁迫反应中起重要作用,是植物的抗逆诱导因子。本文综述了在干旱胁迫下及外源ABA的添加对植物的光合生理适应机制的影响。     

植物对低温和干旱胁迫的生理响应及5-氨基乙酰丙酸缓解胁迫响应的研究进展

5-氨基乙酰丙酸(ALA)是一种植物体内广泛存在的非蛋白质类氨基酸,是参与植物叶绿素合成十分重要的物质,具有缓解逆境胁迫的重要作用.为进一步了解ALA在植物抗低温和干旱逆境过程中的作用,该文综述了低温和干旱胁迫对植物理化过程影响的研究进展,分析了外源ALA缓解低温和干旱胁迫的积极响应,为今后植物抗低温和干旱研究提供参考.     

园林地被植物抗旱机制研究进展

干旱是环境胁迫主要因子之一,严重影响植物的分布与生长发育。本文综述了园林地被植物的根、叶等形态结构特征与抗旱性的关系,总结了干旱胁迫下植物自身的渗透调节、光合生理、膜透性、活性氧代谢对干旱胁迫的响应机理及抗旱分子生物学研究进展。     

钾对干旱胁迫下马铃薯幼苗抗旱性的影响机制

钾是植物生长中必不可少的元素,影响着植物的各种生理机能。本文从钾对干旱胁迫下马铃薯幼苗叶片丙二醛含量和相对含水量的影响机制、钾对干旱胁迫下马铃薯幼苗叶片渗透调节物质含量的影响机制、钾对干旱胁迫下马铃薯幼苗叶片光合色素含量的影响机制和钾对干旱胁迫下马铃薯幼苗叶片光合生理的影响机制四个方面研究了钾对干旱胁迫下马铃薯幼苗抗旱性的影响机制,为钾对干旱胁迫下马铃薯幼苗抗旱性的影响机制研究提供了可参考的意见。     

翦股颖AsEXP1基因的抗旱性分析

分析了不同匍匐翦股颖草坪草品种在干旱环境下AsEXP1基因的表达状况,发现AsEXP1基因的表达与草坪草品种的抗旱性呈显著正相关关系,亦即在耐旱草坪草品种中表达,而在不耐旱草坪草品种中不表达。对耐热但不耐旱草坪草品种‘PennA-4’的进一步检测分析发现,AsEXP1基因经高温诱导表达后,显著增强了‘PennA-4’品种的耐旱性。     

唐山地区引种宿根花卉的抗旱性研究

[目的]了解唐山地区引种的7种宿根花卉的抗旱性。[方法]以唐山地区引种的7种宿根花卉为材料,干旱胁迫0、3、6、9、12、15d,观察植株的形态变化,测定电导率、SOD活性、可溶性蛋白质含量。[结果]在干旱胁迫下,7种宿根花卉发生萎蔫的时间不同,萎蔫情况也不同。随着干旱胁迫时间的延长,7种宿根花卉的电导率均呈上升趋势,但上升速度不同。在干旱胁迫下,7种植物体内的SOD活性都呈先升后降趋势,可溶性蛋白质含量在干旱胁迫初期上升,后期下降。[结论]费菜、‘红花’景天、常夏石竹、‘金娃娃’萱草的抗旱能力强,‘罗米莱紫’穗花婆婆纳、‘柯罗粉’美国薄荷的抗旱能力中等,‘革质’亮金光菊的抗旱能力弱。     

硅提高植物耐旱性研究进展

硅对植物的生长发育及耐旱性有着重要作用,干旱胁迫会引起植物失水,抑制植物光合作用和正 常生长发育、进而降低作物产量,严重威胁粮食安全。虽然硅一直不被认为是植物必需元素,但有许多研究证明, 植物吸收硅后能够缓解各种逆境胁迫。系统总结了硅对干旱胁迫下植物生长发育、光合作用、渗透调节、抗氧 化调节等方面的国内外研究现状。研究表明,外源硅能够促进相关渗透调节物质的合成,缓解干旱引起的渗透 胁迫,还能提高相关抗氧化酶活性和抗氧化物质含量抵御氧化胁迫,从而提高植物耐旱性。但有关硅调控植物 耐旱性,目前在生理层面研究较多,有关硅是通过何种途径调控干旱胁迫下植物渗透物质合成以及各种抗氧化 酶活性的分子机理还不清楚,这方面可作为重点进一步研究。     

土壤干旱对烤烟生长的影响及机理研究

在盆栽条件下研究了土壤干旱对烤烟ＮＣ８９生长发育的影响及其机理。结果表明，在干旱条件下烟株的生长发育受阻，株高降低，叶片变小，根系发育不良，特别是旺长期干旱对烟株生长的影响更大，且对茎叶生长的影响大于根系，但伸根期轻度土壤干旱可以促进烟株根系的生长。干旱影响烟株生长的机理在于使烟株体内超氧物歧化酶和过氧化氢酶活性下降，清除活性氧自由基的能力减弱，导致植株体内活性氧积累，启动细胞膜脂过氧化作用，造成膜伤害，从而影响烟株的生长发育全过程。     

土壤干旱与复水对花生生理特性的影响

本试验以盆栽方法采取完全随机区组设计，研究了不同干旱程度及复水对花生生理特性的影响。结果表明：土壤干旱提高了叶片叶绿素含量和硝酸还原酶活性，复水后５０％的处理仍保持较高水平。干旱时根系活力下降，但复水后５０％处理根系活力高于对照。土壤干旱使根、茎、叶中可溶性糖和游离脯氨酸含量升高，但在严重干旱时茎、叶中可溶性糖和游离脯氨酸含量又有下降趋势；复水后前期适度干旱处理其含量仍高于对照；在第二次严重干旱时，前期适度干旱处理其含量又有所提高。本文为花生干旱适应性及花生前期水分管理提供了依据。     

植物耐旱性及其机理

本文综合评述了植物的各种耐旱机理。依据植物对干旱胁迫的反应行为,把植物的耐旱机理分为3个基本类型:(1)逃避干旱;(2)高水势延迟脱水耐旱;(3)低水势忍耐脱水耐旱。逃避干旱的植物(如沙漠短生植物)具有在严重的干旱胁迫发生之前就完成其生命周期的能力,但它们的特点本文未加以讨论。而着重讨论了忍耐干旱的植物的耐旱特点。高水势延迟脱水的植物是以保持水分吸收和减少水分丧失为其主要的耐旱特征。而低水势忍耐脱水的植物则是以保持膨压和原生质忍耐脱水为其主要特征。     

SLPIN6基因沉默对番茄抗旱性的影响

SLPIN6基因是番茄PIN家族一员,番茄PIN家族是一类生长素运输体蛋白家族,调控生长素极性运输.研究表明,干旱胁迫改变植物生长素极性运输平衡,影响植物抗旱性.团队前期研究发现SLPIN6基因在干旱胁迫时表达量显著上调,可能参与番茄植株抗旱应答调控.为进一步明确该基因抗旱调节功能,试验采用VIGS方法对SLPIN6基因作沉默处理,通过观察番茄植株抗旱表型及测定抗逆生理指标变化,发现SLPIN6基因沉默后番茄植株与对照相比,沉默番茄植株萎蔫程度加重,抗逆生理指标差异明显,表明SLPIN6基因参与番茄抗旱应答调控,具有抗旱调节功能.     

循环干旱锻炼对在干旱胁迫下烟草植株光合参数及叶绿素荧光参数的影响

[目的]研究循环干旱锻炼对在干旱胁迫下烟草植株叶片光合参数及叶绿素荧光参数的响应差异,从一个侧面了解干旱锻炼提高烟草抗旱性的机制。[方法]通过对漂浮育苗的烟草幼苗进行控水—半萎蔫—复水—恢复的循环干旱锻炼及后续干旱胁迫,测定烟草光合参数及叶绿素荧光参数。[结果]循环干旱锻炼后烟草植株在随后的干旱胁迫下烟叶净光合速率(Pn)、PSⅡ最大光化学量子效率(Fv/Fm)、PSⅡ实际光化学量子效率(ΦPSⅡ)、光化学淬灭系数(qP)比未锻炼的对照高,而非光化学淬灭系数(NPQ)下降。[结论]循环干旱锻炼提高了烟草植株光合系统对干旱胁迫的适应能力。