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。     

逆境条件下植物体内活性氧代谢研究进展

活性氧是一类具有很强的氧化能力的含氧物质.当植物遭受逆境胁迫时,其体内活性氧会过量积累,导致发生氧化性胁迫,因而必须依靠抗氧化酶系统对抗这种胁迫.该文主要介绍了活性氧代谢的产生和清除机制以及活性氧的影响因素,并综述了近年来在逆境条件下超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、过氧化物酶等活性氧清除酶系统的代谢作用机制,探讨了环境胁迫下活性氧代谢的应答规律与机制,为植物适应性机制和逆境生理学研究提供参考.     

植物挥发性有机化合物的研究进展

植物在生长发育过程中释放大量的挥发性有机化合物（Volatile organic compounds,VOCs）,这类物质为亲脂性小分子化合物。VOCs参与植物信号交流、授粉、生物与非生物胁迫应答等过程;作为植物芳香形成的重要原因,VOCs还影响植物果实及植物加工产品的风味和品质。文章归纳总结了VOCs的合成途径分类、合成部位、催化特征和影响其合成的因素（遗传背景差异、不同的生长阶段和部位及外界环境因素）,VOCs参与植物应对逆境胁迫中的作用和机制（直接防御、间接防御和提高植物应对胁迫能力）以及基因调控手段（导入外源基因、提高自身基因的表达量和抑制内源基因的表达）,指出目前基因调控存在目的产物不稳定和效果不确定的问题。提出今后应加强减少非必需VOCs的合成、深入探讨VOCs与其他次级代谢产物相互影响的机制和重视合成后修饰对VOCs的影响等基础理论研究,以及VOCs改变对农产品品质的影响和有效利用VOCs提高植物应对胁迫能力的农业用途趋势研究,为深入研究VOCs及其应用提供理论参考。     

外源物质缓解盐胁迫下植物幼苗生长的研究进展

为探讨植物抗盐机理,研究和加强选育耐盐植物新品种,从盐胁迫对植物种子萌发和幼苗生长的影响入手,综述了盐毒害对种子萌发的作用机制、外源物质对盐胁迫下幼苗生长的缓解作用、外源物质对植物盐胁迫下各生理指标的研究等进展情况。     

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。     

逆境胁迫下植物抗氧化酶系统响应研究进展

抗氧化酶系统被认为是植物遭受环境胁迫时重要的防御体系.研究逆境胁迫下抗氧化酶系统的响应,是揭示植物抗逆机理的重要环节.本文对国内外近年来植物抗氧化酶系统在逆境胁迫下的响应研究资料进行了收集、概括和整理,内容涉及干旱胁迫、盐胁迫、酸胁迫等,并分析了最新、前沿研究报道及目前尚未解决的问题,旨在为逆境胁迫下抗氧化酶系统响应的相关研究提供一定的帮助.     

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。     

利用基因芯片研究植物非生物逆境响应基因表达的进展

极端温度、干旱和高盐等逆境胁迫影响作物的正常生长,会导致作物大幅度减产。分子遗传和基因组学研究表明,大量基因受到逆境胁迫的诱导,包含转录因子在内的许多信号因子参与了逆境响应。基因芯片能够进行整个基因组范围的基因表达分析,利用基因表达谱分析,结合代谢组学和蛋白组学研究,已在阐明植物抗逆机制和发掘植物逆境胁迫响应相关基因方面取得重要进展。综述利用基因芯片对植物在极端温度、干旱和高盐等非生物逆境胁迫下基因表达的研究进展。     

几种外源物质对毛豆产量、品质及其幼苗抗旱性的影响

试验筛选几种外源物质对毛豆进行处理,测定其对毛豆产量、品质及在干旱胁迫下幼苗抗旱性的影响,结果表明:采用几种外源物质处理后,与对照相比可增加根系活力、抑制丙二醛增生、降低细胞膜透性和提高叶绿素含量、脯氨酸含量、相对含水含量、细胞保护酶的活性等,增强了毛豆幼苗对干旱逆境的抵抗能力,从叶面喷施几种外源物质对毛豆幼苗众多生理指标的影响进行综合分析可知,几种外源物质以油菜素内酯表现最好;在对早熟毛豆产量及品质的影响上,采用几种外源物质进行浸种、喷施处理后,以油菜素内酯处理为最好。     

外源NO对盐胁迫条件下植物伤害的缓解效应

在盐渍化土壤中,植物会受到盐胁迫的伤害。为缓解植物遭受盐胁迫伤害,合理有效地利用盐渍化土壤,分析并探讨了盐胁迫条件下外源NO对植物伤害的缓解效应。结果显示,在盐胁迫条件下,经过外源NO处理后可明显提高植物种子萌发和幼苗生长,并能促使光合机构免于伤害。进一步分析表明,外源NO对盐胁迫下植株的保护效应主要是通过改善内含物含量以及调控抗氧化酶系统而发挥作用。     

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.     

植物在高温胁迫下的生理研究进展

高温是影响当前农业生产的主要的不利环境因子之一。根据高温胁迫下植物的生理机制研究进展,本文综述了植物在高温逆境下其生物膜的稳定性,氧化物和抗氧化系之间的平衡、胺的代谢、光合作用、热激蛋白的变化情况和其耐热性的机制,以及植物体内信号物质脱落酸(ABA),钙离子(Ca2 ),水杨酸(SA),茉莉酸(JA)对高温胁迫的响应。高温胁迫可以诱导内源脱落酸(ABA),钙离子(Ca2 ),水杨酸(SA),茉莉酸(JA)含量的增加,同时对应的几种外源的信号物质也可以提高植物的抗性。最后就今后这方面研究方向提出了思考。     

水分胁迫下植物体内活性氧自由基代谢研究进展

对水分胁迫条件下植物体内活性氧自由基代谢的研究进行了综述 ,阐明了活性氧自由基对植物的伤害机理 ;水分胁迫条件下植物体内活性氧自由基的产生机制 ;活性氧自由基清除系统对水分胁迫的响应机制 ;水分胁迫条件下植物体内活性氧自由基代谢与植物耐旱性的关系 ;外源物质对水分胁迫条件下植物体内活性氧自由基代谢的影响。     

蛋白质组学研究揭示的植物细胞壁逆境应答蛋白质

细胞壁是植物细胞最外层的屏障,参与细胞支撑、物质运输与抵御逆境等过程。近年来,定量蛋白质组学技术被应用于植物细胞壁逆境应答调控机制的研究,已经报道了小麦、玉米、大豆和番茄等植物根、下胚轴和茎等器官细胞壁应答生物胁迫(如青枯病菌感染)与非生物胁迫(如水淹和缺水)过程的蛋白质变化,为揭示细胞壁逆境应答机制提供了新线索。     

温度胁迫对烤烟生理机制的影响及相关调控研究进展

温度影响烤烟生长发育，随着当前极端高温和低温灾害的频发，温度胁迫成为制约烤烟正常生长发育和生理功能的重要因素之一。低温胁迫和高温胁迫是目前烤烟苗期和成熟期中最常见的灾害，对烤烟品质和产量造成严重影响。综述了温度胁迫对烤烟生长发育、光合功能、碳氮代谢、抗氧化系统等生理过程的影响，介绍了植物蛋白和分子机制在温度胁迫方面的相关研究进展，系统总结了目前针对田间温度胁迫的抗逆调控措施，包括田间管理和喷施外源物质。目前针对温度胁迫管理的大多农艺干预措施尚不完善，需要深入了解不同品种的遗传、生化和生理过程，以鉴定和选择性状，并增强其耐高温机制，培育耐高温胁迫的烤烟品种。对今后研究进行展望，包括挖掘地方种质资源，培育耐热品种，利用多组学或交叉组学等手段深度挖掘烤烟温度胁迫响应机制，开展对烤烟温度胁迫的预测研究，有针对性制定抗逆栽培管理措施等，以期为烤烟防御气候灾害和农业减灾增效提供科学支持。     

非生物逆境锻炼提高作物耐逆性的生理机制研究进展

非生物逆境（如,高温、低温、干旱、渍水胁迫等）是限制作物产量提升的重要因子,并且非生物逆境发生的频率、程度以及持续时间随着全球气候变化呈显著上升趋势。因此,提高作物对非生物逆境的抗性,或采取缓解措施降低非生物逆境对作物产量和品质形成的不利影响,对于确保作物稳产及粮食安全有重要意义。逆境锻炼（priming）是指植株经过前期适度的逆境处理后,对再次发生的逆境胁迫表现出较强的抗/耐性,也称为逆境胁迫记忆。与未经过锻炼植株相比,经过锻炼植株的信号调控物质、次级代谢产物、胁迫保护性物质等可以更快、更有效地对再次发生的逆境胁迫产生响应,从而增强植株耐逆性。根据再次逆境发生的类型及时间,逆境锻炼主要包括当代同种逆境锻炼效应（锻炼阶段的逆境和再次发生的逆境是同一种）、当代交叉逆境锻炼效应（锻炼阶段的逆境和再次发生的逆境不是同一种）、跨代同种逆境锻炼效应（经过逆境锻炼的种子在子一代或子几代的同种逆境锻炼效应）、跨代交叉逆境锻炼效应（经过逆境锻炼的种子在子一代或子几代的交叉逆境锻炼效应）四大类型。本文重点围绕高温锻炼、低温锻炼、干旱锻炼及渍水锻炼介导的上述四大类型锻炼效应的生理机制进行了综述,生理机制主要包括植株光合机构响应机制、抗氧化系统在清除活性氧减轻对细胞膜脂过氧化伤害机制、胁迫诱导的信号物质（激素类物质、Ca²⁺、过氧化氢、一氧化氮等）在诱导下游基因表达及生理生化过程机制。此外,表观遗传修饰如DNA甲基化、组蛋白修饰为长期甚至传代胁迫记忆提供了潜在机制。对作物逆境锻炼机制的深入解析,可以找到对作物耐逆性获得起关键调控作用的基因和蛋白,这样在作物生产上,我们可以在生育前期,配合外源调控物质诱导起关键作用的基因和蛋白,可通过人为方法提前刺激这种物质在逆境来临之前表达,主动诱导作物对关键时期逆境耐性的形成,从而有效缓解在产量形成关键生育时期发生的胁迫对作物产量的不利影响,因而具有重要的实际生产意义。     

植物盐胁迫及耐盐机制研究进展

盐胁迫是影响农作物产量的主要逆境因素之一,对近年来植物盐害和耐盐机制的报道进行了综述,并对目前植物盐胁迫研究存在的问题进行了展望。     

施钙增强作物抗旱力的研究进展

干旱是制约植物生长发育的主要逆境因素,本文概述了干旱胁迫下外源钙对植物抗旱性的影响,低浓度的钙可提高种子活力与幼苗的抗旱性。施用钙肥可抑制植株体内活性氧物质的生成,保护细胞质膜的结构,维持正常的光合作用,影响植物激素的运输,从而增强植物的抗旱性。细胞内的钙离子作为第二信使传递胁迫信号,调节植物体内的生理生化反应。     

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。     

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。