植物耐盐分子机制研究进展

盐胁迫是影响植物生长发育的重要非生物胁迫之一，严重制约农业生产和经济发展，盐渍化农田的利用已成为一个世界性问题。研究植物耐盐机理、培育耐盐植物新品种对充分利用盐渍化农田具有重要的理论意义和应用价值。目前，越来越多参与盐胁迫应答的基因被发现和揭示。 当植物处于高盐环境时，细胞中的多种蛋白参与盐胁迫响应。细胞壁上的类受体激酶和细胞壁的组分对盐胁迫产生应答，细胞膜上的 GIPC 鞘脂作为 Na+ 受体与 Na+ 结合后引起细胞表面电势变化，产生钙信号以激活下游调控通路，细胞膜上的钾离子通道蛋白和 Na+/H+ 逆转运蛋白介导 Na+ 流入和外排。液泡膜上的 Na+/H+ 逆转运蛋白将细胞质中过多的 Na+ 区隔化至液泡内。此外，转录因子也参与植物适应盐胁迫的转录调控，在植物耐盐调控中起重要作用。本文基于耐盐调控因子的亚细胞定位，综述近几年已报道的植物耐盐分子机制，总结耐盐基因在提高植物耐盐性中的作用，并对其应用前景进行展望，旨在为植物耐盐分子育种提供参考、为盐渍化农田改良提供科学依据。     

AP2/ERF蛋白调控植物的非生物胁迫应答机制

AP2/ERF蛋白是植物所特有的转录因子,参与植物生长发育以及调控生物和非生物胁迫反应。研究表明,AP2/ERF蛋白不仅与其它类型转录因子共同形成复杂的转录调控网络,通过多种信号转导途径调控功能基因的表达,而且可以作为外界信号的感应因子调控植物的非生物胁迫应答。主要从AP2/ERF蛋白在植物激素合成、蜡质合成、低氧胁迫应答、ROS清除以及蛋白质修饰等方面综述了AP2/ERF蛋白在植物非生物胁迫应答中的研究进展,并展望了今后的研究方向。     

小麦水通道蛋白基因家族的全基因组鉴定及其在盐和干旱胁迫响应中的作用

水通道蛋白(AQPs)的功能是选择性地控制水和其他小分子通过细胞膜的流动,它们在植物的许多生理过程中都是至关重要的,包括非生物胁迫反应.小麦(Triticum aestivum L.)是全球重要的粮食作物,但干旱和盐胁迫是小麦生长和产量形成的重要影响因素.共鉴定得到了 127个非冗余的小麦水通道蛋白基因和4个可变剪接体.对TaAQP基因进行了 RNA-seq分析,揭示了小麦AQP基因的特异性表达模式.其中,TaTIPs和TaPIPs的表达高于TaNIPs和TaSIPs.qRT-PCR分析表明,小麦在干旱和盐胁迫条件下,TaNIP4;03_3D,TaTIP2;02b_7B,TaSIP2;02_4A,TaNIP3;03_6D 和 TaNIP2;04a_7D 等 AQPs 受到显著诱导并且有高表达量,表明它们参与了胁迫响应.这些结果为进一步探索TaAQPs基因在植物应对干旱胁迫和盐胁迫中的作用提供了新的思路.     

外源茉莉酸甲酯对盐胁迫下玉米根系吸水的影响

【目的】茉莉酸作为一种重要的植物激素在植物应答生物胁迫及非生物胁迫中起到重要作用。然 而以往针对茉莉酸提高植物非生物胁迫的研究主要集中在茉莉酸提高植物抗氧化能力来提高植物抗性的研究, 而其对植物水分平衡的影响研究相对较少。【方法】通过水培（1/4 Hoaglands 营养液）条件下外源施加茉莉酸 甲酯（1 μmol/L）处理解析短期（2 h）盐（100 mmol/L）胁迫下茉莉酸对玉米根系吸水能力的影响,以期为玉 米抗盐碱育种提供理论依据。【结果】外源施加茉莉酸甲酯分别提高盐胁迫下根系生物量 41.32%,地上部生 物量 40.69%;同时,对生理指标分析发现：外源施用茉莉酸甲酯能有效提高盐胁迫下玉米净光合速率（47.48%）、 蒸腾速率和叶水势及叶相对含水量等叶片相关生理指标;盐胁迫下玉米高根系水力学导度（相比非茉莉酸处理 提高 41.60%）对维持高蒸腾速率与叶相对含水量起到重要作用。此外,通过外源氯化汞抑制试验表明茉莉酸 甲酯处理下高的根系水力学导度与水通道蛋白活性显著相关。【结论】盐胁迫下茉莉酸能够通过调控玉米根系 水通道蛋白活性提高玉米根系水力学导度从而提高玉米根系吸水能力进而维持茉莉酸处理下玉米高的叶面蒸腾 速率及高的叶片相对含水量。     

盐生植物盐碱胁迫应答转录组学分析

土壤盐碱化严重影响植物的生长和分布,植物盐碱胁迫应答分子机制的研究已经成为热点。整合分析了盐芥、星星草、獐茅、盐地碱蓬、紫羊茅、海蓬子、刚毛柽柳等7种盐生植物盐碱胁迫应答转录组学的研究结果,为全面理解盐生植物应答盐碱胁迫的代谢调控机制提供线索。     

植物microRNA 响应非生物胁迫研究进展

非生物胁迫是影响植物生长和产量的主要因素之一,而microRNA(miRNA)在植物的非生物胁迫应答中具有重要的调控作用。miRNA可与靶基因mRNA互补配对结合,通过切割靶基因mRNA或抑制其翻译的方式,在转录后水平上实现对靶基因表达的调控,进而对植物的生长发育、形态建成以及逆境响应等多个方面产生重要影响。综述了植物miRNA的合成、降解及作用机制的研究进展,并对植物miRNA参与的干旱胁迫、盐胁迫、高温与低温胁迫、养分胁迫和金属离子胁迫等非生物胁迫的应答机制进行了详细阐述,并就当前植物miRNA研究中存在诸如miRNA代谢的亚细胞定位不明、功能研究手段单一以及逆境胁迫响应机制研究不深入等问题指出了未来该领域研究的发展趋势。     

水通道蛋白基因OsPIP2;6的功能分析

【目的】分析水稻过表达OsPIP2;6在逆境胁迫条件下的表型差异,探讨水通道蛋白基因在水稻逆境应答中的作用。【方法】构建水稻水通道蛋白OsPIP2;6的过表达载体,通过农杆菌介导将其导入水稻日本晴的愈伤中,经遗传转化,阳性鉴定,得到转基因植株。通过逆境胁迫下转基因植株的表型分析来探讨OsPIP2;6的功能。【结果】Real-time PCR结果显示,OsPIP2;6受GA、ABA调控。转基因植株的OsPIP2;6表达量显著提高。正常条件下,转基因植株与野生型植株生长发育情况并无显著差异。在逆境胁迫条件下,转基因植株的耐受能力均显著强于野生型植株。【结论】过表达水稻水通道蛋白基因OsPIP2;6的转基因植株表型显示,OsPIP2;6在水稻的抗旱、抗水淹和抗盐中发挥作用。     

盐胁迫下过量硼对植物毒害效应的研究综述

分别从植物生长发育、生理特性以及硼的富集等方面,综述盐胁迫下过量硼对植物的毒害效应,分析盐分如何通过调节植物蒸腾作用、离子吸收以及水通道蛋白活性等机制影响硼的吸收和富集,并展望了相关研究的发展趋势。     

盐胁迫对植物形态结构影响的研究进展

随着土壤盐渍化现象的加剧,世界生态环境和农业生产发展受到严重制约.在盐胁迫的环境下,植物势必会做出应答从而改变其形态结构.对世界盐生植物的分布,盐胁迫对植物结构形态、细胞器的影响,以及植物对盐胁迫的结构适应性变化进行了总结.     

植物抗盐机理研究进展

对近年来植物抗盐机理的研究进展作了概述,阐明了植物在盐胁迫下的反应、盐胁迫作用机理以及植物的抗盐调控机制,指出了目前植物抗盐机理研究存在的问题。     

Thellungiella halophila ThPIP1 gene enhances the tolerance of the transgenic rice to salt stress

Aquaporin proteins were demonstrated to play an important regulatory role in transporting water and other small molecules. To better understand physiological functions of aquaporins in extremophile plants, a novel ThPIP1 gene from the Thellungiella halophila was isolated and functionally characterized in the transgenic rice. Data showed that the ThPIP1 protein encoded 284 amino acids, and was identified to be located on the plasma membrane. The expression of ThPIP1 gene in the shoots and roots of T. halophila seedlings were induced by high salinity. The transgenic rice overexpressing ThPIP1 gene significantly increased plants tolerance to salt stress through the pathway regulating the osmotic potentials, accumulation of organic small molecules substances and the ratio of K+/Na+ in the plant cells. Moreover, split-ubiquitin yeast two-hybrid assay showed that Th PIP1 protein specifically interacted with ThPIP2 and a non-specific lipid-transfer protein 2, suggesting that ThPIP1 probably play a key role in responding to the reactions of multiple external stimulus and in participating in different physiological processes of plants exposed to salt stress.     

植物对盐分胁迫的响应及其耐盐机理研究进展

盐分是影响植物生长的一个重要环境因素.在世界上的干旱和半干旱地区,降雨量小,蒸发量大,高温以及不合理的水分利用都促进了盐分胁迫的加剧.盐胁迫通过离子毒害、营养失衡和渗透胁迫,引起植物体生理生化代谢失调,进而影响其生长发育、产量和品质.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.     

珠眉海棠水通道蛋白MzPIP1;1基因的克隆与表达分析

通过对珠眉海棠盐胁迫微列阵分析,从盐胁迫cDNA文库中分离得到盐诱导的水通道蛋白基因MzPIP1;1 cDNA序列全长1 135bp,开放阅读框共870bp,5′-UTR和3′-UTR的长度分别是91和174bp。MzPIP1;1编码289个氨基酸,有6个跨膜结构和2个NPA(Asp-Pro-Ala)保守区。聚类分析表明:MzPIP1;1和其他4个物种PIP1类同源性在80%以上,属于质膜水通道蛋白PIP1类。拟南芥原生质体瞬时转化结果表明MzPIP1;1定位在质膜上。半定量RT-PCR表明MzPIP1;1基因受到盐和低温诱导。推断MzPIP1;1基因在盐胁迫下的表达调控与珠眉海棠耐盐能力密切相关。     

硅酸盐提高番茄抗盐性的效应与生理机制

研究了盐胁迫下外源硅对盐敏感番茄(Solanum lycopersicum)中杂9号和耐盐番茄金鹏朝冠幼苗生长、根系特征、光合作用、渗透调节及抗氧化酶活性的影响,以探讨硅提高番茄抗盐性的生理机制。结果表明,在150 mmol·L-1Na Cl胁迫下,两个番茄品种的生物量、净光合速率、抗氧化酶(超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和过氧化物酶)活性、可溶性蛋白含量及渗透势均显著降低,而H2O2和丙二醛含量显著升高;外源硅可显著改善盐胁迫下番茄的生长、提高光合和蒸腾作用及抗氧化酶活性、促进根系生长、降低膜脂过氧化;不同浓度硅对盐胁迫的缓解效果不同,两个品种均在硅酸盐浓度为2.0 mmol·L-1左右时缓解效果最好。硅可通过促进番茄根系的生长和水分吸收、提高叶片的光合作用及降低植株的氧化损伤来提高其抗盐性,而渗透调节与降低蒸腾失水不是本试验条件下硅诱导番茄抗盐的机理。     

土壤微生物介导植物抗盐性机理的研究进展

土壤盐渍化是农业可持续生产面临的严重威胁之一。利用高效、低成本和适应性强的方法对盐渍区进行修复是一个具有挑战性的目标。土壤微生物在调节植物根际环境、调控生长发育和提高系统生产力等方面具有重要作用。近年来,由微生物驱动的植物胁迫耐受性受到了广泛关注。通过识别和利用能与植物相互作用的土壤微生物来减轻盐胁迫,为盐渍区改良提供了一种新策略,也为与胁迫耐受相关新机制的发现开辟了新途径。了解不同微生物介导的胁迫耐受性的潜在生理机制对有效利用这些微生物促进农业可持续生产至关重要,本文从植物养分吸收、渗透平衡、激素水平、抗氧化功能等方面论述了国内外关于土壤微生物介导植物耐盐性的作用机理,评估了目前关于土壤微生物参与调节植物耐盐性相关研究的有益作用和不足之处,提出了未来研究的发展方向。目前通过提高养分及水分吸收效率维持盐胁迫下植物离子稳态,提高生长素的合成、降低乙烯的释放调控植物激素水平是土壤微生物改良植物耐盐性的目标过程,然而单个外源微生物接种时会与土著微生物组竞争,导致许多微生物菌株不能在土壤或植物根系中定殖或存活,致使微生物在大规模农业生产应用中仅取得了有限的成功。未来微生物介导植物抗盐性的研究应突破单一微生物接种的研究方式,进一步在群落水平上阐明植物-微生物的相互作用介导植物抗盐性的机制,解决农业微生物利用的关键问题。     

基于转录组学的植物响应盐胁迫调控机制研究进展

盐胁迫是限制植物生长和产量的重要环境因子之一。经过长期的进化,植物已形成了一套响应盐胁迫的调控机制。转录组学可以从植物mRNA整体转录水平揭示植物响应盐胁迫的调控机制,对研究植物抗盐、耐盐具有重要意义。本文针对转录组学在植物响应盐胁迫调控机制中的研究,简述了植物体内的信号传导、渗透调节、内源激素合成、光合作用、活性氧清除、次生代谢与细胞壁合成、转录因子等有关的差异表达基因,从转录水平上分析了植物的耐盐机制,为今后植物抗逆分子研究提供参考。     

盐分对草坪草影响研究概述

盐胁迫下,草坪草通常改变自身的外部形态、调节渗透能力、采取脱水保护、改变膜透性、增加酶活性等来适应环境。文章综述了盐胁迫对草坪草种子萌发,外部形态和生理生化特性(膜透性、SOD、POD、CAT活性、脯氨酸等渗透调节物质)的影响;草坪草对盐胁迫的适应机制,耐盐性评定方法以及在抗盐性研究领域中存在的问题和研究的趋势与重点。第1期董丽华等盐分对草坪草影响研究概述     

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。