丛枝菌根真菌提高植物非生物逆境胁迫适应性研究进展

近年来,自然界中低温、干旱等灾害频繁爆发,多种逆境胁迫严重影响了植物的正常生长发育。丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi, AMF)是广泛分布在土壤中的一种真菌,可以与植物共生形成庞大的菌丝网络,扩大植物汲取土壤水分的面积,增加对土壤营养元素的吸收,提高宿主植物的产量、质量以及应答逆境胁迫等。本文对AMF提高宿主植物非生物胁迫(温度、干旱、盐碱、重金属)抗性的研究进展进行综述,并对今后的研究方向作出展望。     

植物应答非生物逆性的代谢组学研究进展

代谢组学技术是研究植物代谢的理想平台,成为揭示植物遗传多样性、植物发育、组织器官分化、植物适应非生物和生物逆境的适应机制及植物与共生微生物互作的潜在作用机理的主要技术手段。植物在整个生命周期内所产生的代谢产物不论从种类和含量,还是生理生化作用方面均呈现出多样性,研究植物在逆境条件下代谢产物变化规律将在解析植物生长适应性调控机制方面具有重要意义。基于此,本文综述近年来利用代谢组学分析方法解析植物应答非生物逆境下植物体代谢过程和路径等方面的研究进展,从而深入了解代谢产物在植物抗逆性提升方面的潜在作用机制,为作物抗逆性育种提供理论基础。     

bHLH转录因子的研究进展

碱性螺旋—环—螺旋(basic helix-loop-helix,bHLH)蛋白属于转录因子超家族,在真核生物中广泛分布。目前,大部分bHLH转录因子功能在动物中已明确,但在植物中的研究相对滞后。bHLH转录因子作为植物体内第二大类转录因子,其在植物的生长发育、生理代谢及逆境应答等过程中起着重要的作用,它主要通过特定的氨基酸与靶基因的相互作用,进而调节相关基因的表达。为进一步了解bHLH转录因子在植物体内的功能和特点,现对其结构特点、分类及生物学功能进行阐述,主要侧重于其在非生物胁迫下的最新研究进行综述。该综述为深入理解bHLH转录因子在逆境胁迫下的分子作用机制提供理论依据。     

低温和干旱胁迫下牧草的抗逆性机制

低温和干旱是限制牧草生长发育和产量的两个非生物胁迫因子。掌握牧草抗逆性机制,选育具有强抗寒性和抗旱性的牧草是寒旱地区草牧业高质量发展和退化草地生态系统恢复的重要基础。在形态学层面,低温和干旱胁迫条件下牧草会形成多种抗逆性形态结构,这些结构的变化能很好地反映牧草对逆境的响应和适应能力。在生理生化层面,牧草通过调节超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶、游离脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白质、脱落酸、乙烯、赤霉素和细胞分裂素等的响应,以适应低温和干旱胁迫。在分子水平层面,牧草通过信号转导、应答和抵御基因的表达等综合作用,以适应寒旱胁迫。总之,本研究从牧草形态学、生理生化和分子水平三个层面综述了牧草对低温和干旱胁迫的响应和适应机制,以期为全面认识牧草抗逆机制提供重要参考。     

植物生长调节物质与草坪草及牧草的 非生物逆境应答

非生物胁迫影响了草坪草和牧草体内多种代谢物及通路的变化,抑制植物的生长。外源物质处理可以有效提高草坪草和牧草对逆境的抗性。本文综述了植物激素、生长调节剂、渗透调节物质、气体分子、离子及氨基酸类物质对草坪草和牧草逆境应答的影响。外源物质之间存在协同或拮抗作用,共同调控了草坪草和牧草下游相关基因的表达,改变了生理代谢途径,缓解了活性氧的伤害、减轻了细胞膜的损伤和离子的毒害,从而起到延缓衰老、提高抗逆性和改善草坪品质的效果。针对模式植物上植物激素的研究进展,提出了今后在草坪草抗逆应答方面需要开展的研究工作。     

转录组学在牧草上的应用进展

牧草是发展草地畜牧业的重要基础。随着高通量测序技术的发展,转录组测序在牧草种质资源评价、重要性状形成机制以及优异基因资源挖掘、分子标记开发等方面已有较广泛的应用。本文从生长发育、生物胁迫适应机制、非生物(盐碱、极端温度、干旱、营养亏缺、重金属等)胁迫适应机理、逆境转录因子挖掘和分子标记筛选等方面对当前有关牧草转录组学研究进展进行综述并展望,以期为相关研究工作的开展提供参考。     

外源NO缓解果树胁迫的作用机理和研究进展

一氧化氮(Nitric oxide, NO)是一种重要的信号分子,广泛参与果树的生长发育调控和对生物与非生物环境胁迫的应答反应。大量证据表明,外源NO是缓解果树干旱、高温和酸雨等胁迫中重要的信使分子,其信号转导机制目前已广受人们关注。文章综述了NO的来源、NO的双重作用及作用机理、NO与其他信号分子间的关系以及近年来外源NO缓解果树胁迫的研究进展,为外源NO缓解果树胁迫的深入研究提供参考资料。     

鸭茅bZIP基因家族鉴定及非生物胁迫表达模式

冷季型牧草鸭茅(Dactylis glomerata)在生长过程中会受到各种逆境胁迫的影响。bZIP转录因子参与多种生物学过程，尤其在植物抵御生物和非生物胁迫过程中发挥关键作用。本研究利用生物信息学和实时荧光定量(qRTPCR)的方法，对鸭茅bZIP基因家族进行全基因组鉴定和分析并探究其表达模式。共鉴定出103个DgbZIP基因并将其划分为11个亚家族。对于同一亚族内成员而言，它们的保守序列和基因结构具有一定的相似性，并预测到许多与胁迫密切联系的顺式作用元件。研究结果表明，在热和干旱胁迫处理后A、C、S亚族成员较强烈地响应胁迫并参与表达调控。本研究为进一步揭示鸭茅bZIP基因响应逆境胁迫的分子机制提供了参考。     

植物MicroRNA的研究进展

MicroRNA(miRNA)是生物体内一类非编码小RNA分子,长度为21～24个碱基,主要通过对靶基因mRNA的翻译抑制、降解等负调控方式在转录后水平精确有效地调控基因的表达。近年来研究发现,miRNA在植物生长发育、生理生化进程、逆境响应、器官生成、信号传导、细胞调亡等多个方面发挥重要的调控作用,其中,在桑树响应非生物逆境胁迫和抵抗黄化型萎缩病等方面起到重要调控作用。本文从植物miRNA的生物合成、作用机制、生物学功能和miRNA及其靶基因的鉴定等方面进行综述,以期为桑树等植物miRNA的深入研究提供一些思路和参考。     

代谢组学在牧草与草坪草抗逆性中的研究进展

牧草和草坪草的生长和发育常常面临着严重的盐碱、干旱、高温等非生物胁迫的影响。代谢组学是功能基因组学和系统生物学研究的重要技术，它涉及不同物种的细胞调控过程中代谢物的识别和定量，能够在代谢水平上有效地筛选与植物产量和抗逆性等相关的重要代谢物。目前随着色谱和质谱等技术的发展，牧草和草坪草对胁迫响应的代谢组研究也取得了许多重大进步。本文总结了近5年来代谢组学在牧草与草坪草抗逆性研究中的进展，详细描述和讨论了在水分、温度、盐分等非生物胁迫下草类植物中重要响应代谢物的鉴定以及不同代谢通路的调节与变化过程，以期为牧草和草坪草抗逆性研究及认识其内在逆境适应机制提供理论基础。     

非生物胁迫对拟南芥IQM4基因表达的影响

本文首先以拟南芥IQM4基因为搜索对象,检索了两个生物信息数据库,搜索到IQM4基因对几种非生物胁迫均能产生应答,并对IQM4基因表达量进行了分析;然后参考数据库所提供的实验方法,采用半定量RT-RCR技术验证了几种非生物胁迫对IQM4基因表达的影响。结果表明盐和渗透胁迫均能抑制幼苗期IQM4基因表达,而脱水、低温和机械损伤早期能增强IQM4基因表达水平。实验初步证明拟南芥IQM4基因在植物非生物胁迫中发挥重要作用。     

AM菌根真菌对非生物逆境的响应及其机制

丛枝菌根真菌（arbuscular mycorrhizal fungi,AMF）广泛存在于农业生态系统中,是土壤中重要的微生物成员之一,能与宿主形成共生体,对植物具有多种有益效应。AM真菌共生体可改善土壤理化性状,改善根围微生物区系,促进植物水分和养分吸收利用,提高植物抗氧化保护酶（SOD,POD,CAT,PPO,PAL）活性和抗氧化剂（谷胱甘肽和抗坏血酸）含量,增加渗透调节物质的含量,减少超氧自由基的产生,诱导信号物质和次生代谢物质产生,诱导植物防卫基因表达,从而促进植物对非生物逆境的抗性,降低逆境胁迫对植物造成的伤害。通过总结近年来国内外有关AM真菌提高宿主植物对干旱、盐、温度、重金属等非生物逆境抗性的研究进展,阐述了AM真菌提高植物抗逆性的作用机制,同时讨论了AM真菌在植物抗生物逆境领域的前景。     

紫花苜蓿多组学研究进展

紫花苜蓿是最重要的饲草作物之一,近几年其组学研究进展迅速,极大推动了紫花苜蓿品种的遗传改良和种质资源创新。随着高通量测序技术的发展,基因组拼接、比较基因组学、转录组学和表型组学等多组学研究日渐深入,在紫花苜蓿逆境响应机理探究、重要功能基因挖掘、优良性状选育等方面得到了广泛应用。综合阐述了紫花苜蓿基因组进化、基因家族鉴定、重要农艺性状功能基因挖掘、非生物胁迫分子响应机制和种子多光谱表型组学检测等方面的研究进展,并对未来苜蓿多组学研究的方向和热点作了展望。     

植物对低温胁迫的生理响应及外源脱落酸缓解胁迫效应的研究进展

近年来全球气候变化异常,极端天气和农业气象灾害频发,突发性低温胁迫已经成为农业生产中最常见的非生物胁迫之一。低温胁迫影响植物生长发育,对植物的生理机能、细胞膜组分及结构可产生直接或间接影响,降低作物产量和品质,严重制约农业生产。合理施用外源脱落酸(ABA)能够缓解低温胁迫对植物理化进程的影响。本综述系统阐述了低温胁迫对植物理化过程的影响,分别从光合生理、逆境生理、细胞膜组分及细胞结构、激素水平及基因表达等方面阐明了植物对低温胁迫的应激反应,分析了外源ABA缓解低温胁迫的积极效应。本课题论述了外源ABA缓解低温胁迫的研究现状和发展趋势,对农业稳产保产具有重要意义,也为今后植物抗冷研究提供理论依据。     

草坪植物耐弱光机理研究进展

在遮荫胁迫下,草坪植物形态特征、解剖结构、光合器官、抗氧化物酶、内源激素以及营养元素的吸收和积累等都会发生一系列变化。本文阐述了草坪植物耐弱光逆境研究的意义、弱光逆境对植物的形态及生理的影响、植物对弱光逆境的生理响应机理和光合调控机制,并对当前草坪植物耐弱光逆境胁迫的研究方向提出自己的看法,旨在为今后的相关研究提供建议。     

转露地菊CgDREB22基因的烟草抗逆性分析

DREB转录因子是AP2/ERF转录因子的一个亚家族,主要参与植物对干旱、高盐和低温等逆境的分子应答机制。前期研究从露地菊中分离出一个CgDREB22基因,构建植物过表达载体并用农杆菌介导法转化烟草。对获得的T₁代转基因烟草种子和幼苗进行高盐(150 mmol·L^-1 NaCl )、干旱(150 mmol·L^-1甘露醇)、低温(4 ℃)等处理,进而观察表型并测定相关生理指标。结果表明:在低温、干旱和高盐胁迫下,转基因烟草幼苗鲜重和根长都低于野生型;在高盐和干旱胁迫下,转基因烟草幼苗脯氨酸含量、抗氧化物酶[超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)]活性均显著低于野生型。综上说明,露地菊CgDREB22基因在植物受到非生物胁迫的过程中起负调控的作用。     

植物体内自由基清除剂抗坏血酸研究进展

抗坏血酸(Ascorbic Acid,AsA)作为植物体内一种重要的自由基清除剂,在减少膜脂过氧化作用对细胞造成的损伤、增强植物抵抗逆境胁迫能力等过程中起着非常重要的作用。通过分析比较AsA的生物合成途径,总结AsA参与细胞分裂与伸长、作为辅酶参与细胞壁的形成、光保护作用、作为电子传递与信号转导的载体等生理功能,系统阐述AsA在植物逆境胁迫（主要包括温度胁迫、盐胁迫、生物胁迫等）中的保护机制及功能,强调AsA研究对于了解自由基清除剂在植物抗逆性作用以及清除自由基机理方面具有重要作用。本研究提出在牧草种子劣变方面AsA研究的不足,并分析展望了AsA研究发展的趋势。     

草地早熟禾蛋白激酶CIPK24基因克隆及非生物胁迫响应分析

CIPK蛋白家族是Ca²⁺介导的植物信号通路中关键蛋白家族，当植物受到逆境胁迫时，CBL-CIPK网络可调节离子运输进而适应逆境环境，其中CIPK24作用显著。为探究禾本科草坪草CIPK家族基因的作用，本研究以草地早熟禾(Poa pratensis L.)为试验材料，采用RT-PCR技术对草地早熟禾CIPK24基因进行克隆，并应用生物信息学及qRT-PCR技术，对非生物胁迫条件下该基因的表达方式及组织特异性进行研究。研究结果显示，草地早熟禾CIPK24包含典型的结构域CIPK＿C,其属于AMPKA＿Clike superfamily,与黑麦草(Lolium perenne L.),大麦(Hordeum vulgare L.),二粒小麦(Triticum turgidum L.)CIPK24同源性高达94.20%,90.62%,88.62%。草地早熟禾CIPK24基因的表达水平存在组织特异性，叶>茎>根。CIPK24基因积极响应干旱、氮素、磷素、盐胁迫，其中，无氮、低氮、无磷、高盐环境显著促进其表达。本研究为丰富草地早熟禾CIPK家族在非生物胁迫下的调节...     

浙猕砧1号耐涝性良好

据《果树学报》2019年第3期《浙猕砧1号对长期淹水处理的响应特征》(作者古咸彬等)报道,为了分析葛枣猕猴桃优株浙猕砧1号对涝害胁迫的响应机制,为猕猴桃耐涝砧木的筛选提供理论依据,以浙猕砧1号组培苗为试材,通过人工模拟淹水试验,检测猕猴桃在长时间持续淹水过程中的生理反应及逆境相关基因的表达情况,探究猕猴桃对涝害胁迫的响应机制。