水稻小穗颖壳发育的研究进展

水稻(Oryza sativa L.)是世界上重要的粮食作物,也是单子叶植物的模式植物。开花时间、花序和花器官的形态结构对其产量和品质均有重要影响。对花器官形态结构及发育机理的研究有助于提高水稻产量并改良其品质。花器官的形成和发育是水稻从营养生长转向生殖生长的重要过程,其发育模式和分子机理,一直是生物学研究的热点和焦点。水稻小穗的颖壳是禾本科特有的器官,主要包括内外稃、护颖和副护颖,关于其起源和形成的分子机制还知之甚少。近些年对颖壳的研究不断深入,不仅有助于深入认识水稻小穗或花器官的发育,而且能系统地了解水稻小穗或花器官发育的整个调控网络。本文主要介绍了水稻小穗颖壳发育的相关进展及植物花器官发育的ABCDE模型。     

水稻光周期调控开花的研究进展

水稻抽穗期作为重要的农艺性状,由自身遗传因素和环境因素共同决定,对品种生态适应区域和产量因子均有较大影响。过去的二十年里,从叶片的日长识别到茎尖分生组织的成花激活,水稻光周期诱导抽穗开花分子调控机理已取得较大进展,分离并克隆大量与成花相关的调控基因,并整合到光周期调控分子网络中。当植物处于有利条件时,该网络激活成花调控基因,促进成花素表达,将成花素运输至顶端分生组织,从而驱动分生组织细胞发育,最终成花。本文以拟南芥为对照参考,对水稻光周期调控网络及由低纬度地区向高纬度地区扩展遗传变异进行讨论,以期为生态型品种培育和光周期调控成花分子机理研究提供参考。     

水稻颖壳发育的研究进展

水稻是单子叶植物的代表,又是重要的粮食作物。揭示水稻的发育调控机理对科学研究和国计民生都具有重大的意义。依靠双子叶植物花器官发育模式的建立与发展,人们对以水稻为代表的单子叶植物的花器官发育研究也取得了长足进步。颖壳是水稻的外轮花器官,在双子叶植物中没有与之相似的器官,因此对它的研究不如内几轮器官深入。但是颖壳的发育又直接关乎着水稻的产量,所以这是一个必须突破的瓶颈。本文主要介绍了现阶段水稻颖壳发育方面的研究进展,包括已克隆的水稻颖壳发育相关基因和已报道的部分颖壳发育突变体。     

烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD)合成途径和水稻叶片早衰

叶片是植物进行光合作用的主要场所,其衰老由内源遗传发育信号和外界环境胁迫所启动,是一个非常复杂有序的调控过程。烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(nicotinamide adenine dinucleotide,NAD)是脱氢酶的辅酶,在糖酵解、糖异生、三羧酸循环以及呼吸链等代谢中发挥着不可替代的作用。最新研究表明,水稻NAD生物合成参与调控沉默信息调控因子Sirtuins的生物活性、组蛋白H3K9去乙酰化、植物激素茉莉酸(JA)和叶片衰老。本文综述了有关水稻叶片衰老的细胞生理特征、Sirtuins酶活、NAD生物合成以及水稻早衰的OsSRT1-NAD调控途径和OsSRT1-Me OH-JA调控途径,以期阐明水稻叶片衰老的分子机理及其调控途径,为高产育种提供相应的理论参考。     

水稻分子发育研究的若干进展

水稻是基因组最小的禾谷类作物,也是植物发育生物学和分子生物学研究较理想的模式植物。水稻分子发育的研究正成为植物发育生物学研究热点课题,从水稻花和花器官的发育、胚胎发生和营养器官——茎发育等三个方面简要介绍了近期研究的有关进展。     

生长素调控水稻生长发育的研究进展

生长素（auxin,IAA）是一种重要的植物生长激素,普遍存在于各种植物和藻类中,其参与组织分化、器官发生、形态建成、向性反应和顶端优势等生理过程以及对复杂环境适应过程。目前双子叶植物拟南芥中生长素调控生长发育的机制已经基本清楚,但是生长素怎样在单子叶植物水稻中行使功能,仍有很多未解之谜。本文综述了近20年国内外关于生长素调控单子叶植物水稻根、茎、叶、花和籽粒生长发育的细胞学和生理机制,重点归纳整理了生长素相关基因对水稻生长发育的分子调控机制,展望了未来水稻中依靠生长素途径精准合成运输生长素的调控,以及利用生长素突变体表型变异的开发前景。     

水稻根系生长发育特性及其与产量形成的关系

根系是植物与土壤进行物质交换和信息交流的桥梁,对植物的生长和发育具有至关重要的作用。水稻根系的状况直接影响着地上部分的生长发育以及产量的形成,是制约着高产水稻产量潜力进一步发挥的关键因素。本文从根系形态建成、活力功能、分子遗传几个角度对水稻根系的形态分布、营养元素吸收、物质合成和分泌等特性及其与产量形成的关系进行了综述,试图为促进根系研究,通过调控根系的生长发育来提高水稻产量提供参考。     

花发育干细胞信号转导及基因调控研究进展

植物干细胞的调控是一个动态的、网络化的过程。近年来植物干细胞相关研究已经有了较大进展,不断有新的参与干细胞调控的基因和机理被发现。综述了近年来植物干细胞调控相关研究进展,重点针对信号转导途径和植物花器官发育干细胞调控网络进行了阐述,归纳出较清晰的基因调控路径和模型,便于认识植物花器官发育中干细胞的时空调控方式。     

高等植物成花的生理生化与分子机制研究进展

成花过程是高等植物生长发育过程中最重要的阶段之一,包括一系列生理生化代谢与基因调控反应。本文对高等植物成花过程中生理生化与分子机制的研究进行了综述,并介绍了miRNA在植物成花过程中的作用,为成花研究提供参考。     

植物激素及其对水稻植株发育调控的研究进展

随着我国科技力量的飞速发展,科学家们在激素受体基因分离鉴定、激素控制株型以及激素间的相互作用等方面取得了突破性进展,其中生长素(IAA)在协调体内外调节机制中起着不可或缺的作用;细胞分裂素(CTK)可以通过对细胞分裂与分化的调节而参与对水稻生长发育的调控;赤霉素作为植物生长的必需激素之一,调控植物生长发育的各个方面,如:种子萌发,下胚轴的伸长,叶片的生长和水稻开花时间等;脱落酸(ABA)同样也是一种重要的植物激素,受到生物胁迫和非生物胁迫的调控,在水稻对胁迫耐受性和抗性中发挥着重要作用;乙烯(ETH)则是一种多功能的植物激素,它在水稻生长发育和应对生物及非生物胁迫过程中起着重要作用。本文着重阐述了近几年植物激素在生理学研究方面的研究进展,提出了我国在植物激素研究领域的未来发展方向与趋势,同时也展望了植物激素研究对水稻重要农业性状改良的意义。     

miRNA在水稻产量和胁迫方面的研究进展

miRNA(mircoRNA)是一类内源性的非编码RNA,它广泛存在于生物基因间或内含子区域,由RNA聚合酶Ⅱ或Ⅲ转录产生,在转录和转录后水平负调控基因的表达和翻译,其对植物的激素分泌、生长发育、胁迫应答、信号转导有重要影响。文章对miRNA在水稻产量、生物胁迫和非生物胁迫方面的研究进展进行了综述,以期为水稻育种提供参考。     

植物Cu,Zn-SOD分子调控机理研究进展

铜/锌超氧化物歧化酶(Cu,Zn-SOD)能清除植物体内有害的活性氧(ROS)，参与植株遭受逆境胁迫时的应激反应等过程。铜分子伴侣(CCS)可以传递铜离子到Cu,Zn-SOD当中，并将其激活生成有活性的酶分子，依赖CCS协助是Cu,Zn-SOD主要的激活途径。植物在铜缺乏的环境下会诱导启动子结合蛋白(SPL7)和小RNA398(miR398)的表达，miR398通过降解编码Cu,Zn-SOD的mRNA抑制Cu,Zn-SOD的生成，从而调控植物体内铜平衡。本文主要对植物Cu,Zn-SOD激活和调控途径进行综     

利用外源钾通道基因改良水稻钾素营养

通过基因枪导入法,将外源钾通道基因 (KAT1和AKT1)导入水稻中花8号、中花9号、中花13以及8706中,获得了转基因植株,经分子检测,证实了钾通道基因在水稻基因组中的整合与表达。盆栽试验表明,转基因植株在低钾和高钾两种钾水平下其钾的累积能力都有明显提高。     

水稻开花的光温调控分子机理

水稻一生要经历营养生长和生殖生长两个阶段,只有顺利从营养生长向生殖生长转变,水稻才能开花结实。水稻的开花是环境因素与控制水稻开花基因网络相互作用的结果,光照和温度是调控水稻开花的两个重要的环境因子。关于水稻如何感知光照和温度变化,然后启动内部基因的表达来调控水稻开花,科学家提出了一些假说试图解释这个问题。近几年对水稻的开花调控途径的研究有了长足进展,人们对该问题有了新认识。结合前人的研究结果,分析了水稻在不同光温调控下的分子机理。     

拟南芥AtLURP1基因启动子在转基因烟草和水稻中的功能分析

克隆拟南芥LURP1基因上游1515 bp的启动子调控序列并命名为AtLURP1p,将其与GUS报告基因融合,构建成植物表达载体,分别遗传转化烟草和水稻,获得LURP1p::GUS的烟草和水稻转基因植株及其相应的T2代株系,分别研究LURP1p对水稻稻瘟病、辣椒青枯病侵染及SA、MeJA、ABA等几种重要的植物激素信号分子处理的应答.结果表明:(1)转基因烟草和水稻在几种激素,包括SA、MeJA、ABA的诱导处理下,GUS基因均可以被诱导表达;(2)转基因烟草在细菌性病菌青枯病的侵染下,GUS可被诱导表达并表现出持续表达的趋势,转基因水稻在稻瘟病的侵染下,其GUS基因也被诱导表达,并表现出后期持续上调的趋势.这些研究结果表明,拟南芥LURP1的应答逆境信号通路也存在于烟草和水稻等植物,该启动子可用作诱导型启动子广泛地应用于不同植物抗病基因工程.     

利用dsRNA干涉方法研究水稻WRKY转录因子的抗病性

 为了研究植物WRKY基因编码的转录因子在水稻上的功能，构建了包含WRKY保守结构域的dsRNA发夹结构干涉载体，用农杆菌介导法转野生型水稻中花11，得到9个有干涉表型的株系。PCR和Southern结果表明dsRNA已整合入中花11的基因组中，且多数为单拷贝。结合T-DNA插入的WRKY突变体植株T456，研究了其中的3个干涉苗和T456对稻瘟病和白叶枯病的抗性，发现3个干涉苗对这两种水稻主要病害的抗性均明显强于T456和中花11，且T456比中花11略抗稻瘟病和白叶枯病，表明dsRNA干涉是成功的，它可能干涉或抑制了某些OsWRKY家族中负向调控抗病基因的成员。     

玉米光周期敏感调节机制的研究进展

光周期敏感限制了温带地区对热带、亚热带玉米种质资源的引进。克隆玉米光周期相关基因并研究其功能和构建光周期调控网络,是解除这一限制的重要途径。在讨论不同植物光周期敏感调节机制保守性和差异性的基础上,结合其他植物(主要是拟南芥和水稻)光周期调控机制的研究现状,对玉米光周期性状的遗传特点以及相关基因的定位、克隆和功能研究进展进行综述。     

植物离区发育及调控信号的多样性研究进展

植物器官脱落发生的特定区域叫做离区。植物离区发育及其研究主要集中在番茄、水稻、拟南芥等模式作用与重要的经济作物上。本文主要从植物离区脱落发生的多样性及其调控信号的多样性上进行综述,植物离区脱落的主要形式有：花器官脱落、叶脱落、果实脱落、种子脱落、开裂区脱落、侧根脱落等;主要的调控信号有花发育信号、乙烯与生长素信号、细胞凋亡信号、ROS信号等。旨在为今后经济作物离区相关基因研究提供理论依据和基础,并对今后离区相关研究的前景进行展望。     

多胺与乙烯对水稻籽粒灌浆、粒重和品质的调控作用

研究水稻产量与品质特性对水稻优质高产育种和栽培具有重要意义。多胺与乙烯作为两类重要的内源植物生长调节物质,对水稻籽粒灌浆充实、粒重和品质形成具有重要的调控作用。本文分别介绍了水稻籽粒多胺与乙烯、灌浆充实、粒重和品质特性,简述了灌浆与粒重和品质形成的关系,重点综述了水稻灌浆期籽粒多胺与乙烯对灌浆充实、粒重和品质(稻米加工、外观和营养品质及籽粒淀粉品质)的调控作用及其生理机制,讨论了存在的问题和今后的研究方向。