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。     

牧草抗旱性研究进展

由于全球气候变暖和水资源短缺加剧,干旱限制我国牧草生产的问题日渐突出。分析研究牧草对干旱胁迫的响应,对全面开展牧草资源抗逆性评价、推进优良牧草育种和畜牧业可持续发展具有重要意义。近年来,牧草等栽培植物对干旱胁迫的响应研究已成为国内外的研究热点之一。本文简要综述了干旱胁迫对牧草形态结构和相关生理的影响研究进展,着重对抗旱渗透调节、光合特征和保护酶活性进行综述,以期为旱作草牧业研究和实践提供参考。     

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。     

褪黑素调控草类植物生长发育及抗逆性功能研究进展

褪黑素是一种广泛存在于植物体内的小分子吲哚胺类激素，现有研究已明确其合成途径、分解代谢和生理功能。褪黑素作为信号分子可调节植物昼夜节律、种子萌发、根和花发育，还有利于增强植物对各种逆境胁迫的抵御能力。本文总结了褪黑素调控草类植物生长发育的生理功能，重点阐述了褪黑素在草类植物非生物胁迫和生物胁迫响应中的调控作用，并对其在草类植物生长发育与抗逆性功能研究以及在抗逆育种中的应用前景进行了展望，以期为利用褪黑素提高草类植物抗逆性、提升牧草产量和品质提供参考依据。     

植物外向整流K+通道SKOR研究进展

维持K⁺稳态是植物抵御非生物胁迫的重要策略之一。外向整流K⁺通道(stelar K⁺outward rectifier,SKOR)是一类定位于植物根中柱细胞质膜的K⁺外向整流通道。该通道介导细胞质K⁺外流以及木质部K⁺装载，一方面可以调节细胞内K⁺稳态，另一方面通过控制木质部K⁺流以维持植物根部和地上部的K⁺平衡，在植物响应盐胁迫、干旱胁迫、营养胁迫等过程中起着决定性作用。因此，对SKOR功能、调控的研究及其应用对作物生产和抗逆性增强有着重要的意义。对SKOR的发现、结构与分类、表达调控、生物学功能及其非生物胁迫响应等方面的研究成果加以综述，并对该通道未来研究方向进行了展望，以期为农作物品质和抗逆性的遗传改良提供理论依据和基因资源。     

披碱草属植物抗逆性研究现状和存在的问题

披碱草属是禾本科小麦族重要的经济属,主要分布在海拔2000～5200 m的地区。属内绝大多数种是优良牧草,饲用价值极高,该属部分种具有耐盐、抗旱、耐寒等优良抗性,适应性广,遗传多样性丰富,因此不仅是生态恢复的重要物种,也能为其他牧草和麦类作物提供优异的基因资源。按照狭义上的分类标准,该属在全世界共有30余种,我国有13种,主要有老芒麦、披碱草、垂穗披碱草、短芒披碱草、圆柱披碱草等。近年来,由于全球变化和人类活动引起非生物胁迫的加剧,越来越多的研究开始关注披碱草属非生物胁迫抗性,包括耐盐性、抗旱性、低温胁迫抗性、重金属胁迫及复合胁迫抗性,其中大多数研究来自中国学者。目前绝大多数关于披碱草属抗逆性的研究主要集中在通过电解质外渗率、叶绿素、脯氨酸等渗透调节物质和抗氧化酶活性等生理指标评价属内不同种,和/或不同品种/种质的抗性方面,然而这些研究采用了不同的分析方法和评价体系,导致得出的结果不尽相同。此外,除了冷胁迫外,目前关于该属植物的抗逆机制却极少涉及。因此,综述了近年来在披碱草属植物抗逆性方面的研究进展,并提出存在的问题及今后研究的方向,旨在为进一步挖掘和利用其优良遗传资源奠定基础。     

披碱草属植物抗逆性研究现状和存在的问题

披碱草属是禾本科小麦族重要的经济属,主要分布在海拔2000～5200 m的地区。属内绝大多数种是优良牧草,饲用价值极高,该属部分种具有耐盐、抗旱、耐寒等优良抗性,适应性广,遗传多样性丰富,因此不仅是生态恢复的重要物种,也能为其他牧草和麦类作物提供优异的基因资源。按照狭义上的分类标准,该属在全世界共有30余种,我国有13种,主要有老芒麦、披碱草、垂穗披碱草、短芒披碱草、圆柱披碱草等。近年来,由于全球变化和人类活动引起非生物胁迫的加剧,越来越多的研究开始关注披碱草属非生物胁迫抗性,包括耐盐性、抗旱性、低温胁迫抗性、重金属胁迫及复合胁迫抗性,其中大多数研究来自中国学者。目前绝大多数关于披碱草属抗逆性的研究主要集中在通过电解质外渗率、叶绿素、脯氨酸等渗透调节物质和抗氧化酶活性等生理指标评价属内不同种,和/或不同品种/种质的抗性方面,然而这些研究采用了不同的分析方法和评价体系,导致得出的结果不尽相同。此外,除了冷胁迫外,目前关于该属植物的抗逆机制却极少涉及。因此,综述了近年来在披碱草属植物抗逆性方面的研究进展,并提出存在的问题及今后研究的方向,旨在为进一步挖掘和利用其优良遗传资源奠定基础。     

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。     

MAPK在植物响应逆境胁迫中的作用

丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）是一类高度保守的丝氨酸/苏氨酸（Ser/Thr）蛋白激酶，广泛存在于真核生物中级联反应途径。植物MAPK具有相对保守的11个亚结构域，均为Ser/Thr蛋白激酶发挥其催化作用所必需的元件，其表达受活性氧、一氧化氮、激素等调控。MAPK可磷酸化多种底物，包括转录因子、蛋白激酶和细胞骨架相关蛋白等，在调控植物响应逆境（盐分、干旱、极端温度、重金属等）胁迫中起重要作用。本研究对植物MAPK家族的发现、分类与结构、调控机制及其响应各种非生物胁迫等方面的研究成果加以综述，并对未来研究方向进行展望，以期为农作物抗逆性遗传改良提供理论依据和基因资源。     

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。     

果树非生物逆境应答机制研究进展

干旱、低温、高温、盐碱及营养胁迫等非生物胁迫长期以来对果树生产造成的损失巨大。近年来,国内外关于果树非生物逆境应答机理方面的研究逐步深入,本文从果树非生物逆境应答的生理生化机制、逆境信号转导途径、逆境应答基因三个方面系统全面的综述果树抗逆机制,并对今后果树抗逆境研究作出了展望。     

紫花苜蓿对干旱胁迫适应性的研究进展

苜蓿是抗旱且需水较多的豆科牧草,水分供应不足会使其受到干旱胁迫的危害,从而导致农艺性状,如草产量、种子产量、叶片形态和根系特征等,均发生改变.同时,苜蓿体内也发生一系列生理生化反应来消除或降低干旱胁迫的伤害作用,即阻止、减少或抵消干旱胁迫诱导的生理生化过程.本研究综述和讨论了苜蓿的特征特性及其对干旱胁迫的响应、抗旱性评价和缓解干旱胁迫的途径等研究进展.     

牧草和草坪草耐热性研究进展

对近年来牧草和草坪草耐热性方面的研究进行了综述,包括高温对牧草和草坪草生理生化指标及形态结构的影响;高温胁迫下牧草和草坪草对高温的响应,包括细胞膜热稳定性、水分状况、碳氮素代谢、光合及呼吸作用、热激蛋白诱导、内源激素等基本耐热影响因素的变化情况,旨在为耐热品种筛选奠定基础。对抗热基因的差异表达、分离克隆,热胁迫下信号转导、热激蛋白及蛋白差异表达情况方面的研究进展做了综述。并对今后此领域的研究方向和应用前景进行了讨论。     

逆境胁迫对红三叶影响的研究进展

红三叶(Trifolium pratense L.)是豆科车轴草属中的一种,是富含粗蛋白、粗脂肪和黄酮类化合物等的优良多年生牧草和药用植物,在生态建设中也发挥着重要作用。红三叶性喜温暖湿润气候,耐湿性能良好,但耐旱性能较差、抗逆性较弱和生态幅狭窄等限制了在我国大多数地区的推广利用。文章综述了国内外近年来对红三叶重金属胁迫、干旱胁迫、水淹胁迫、生物胁迫及低温胁迫的研究进展,概述了红三叶响应逆境胁迫的生理和分子机理,旨在为今后红三叶新品种选育和在我国草牧业发展中的推广利用提供背景资料和理论参考。     

WRKY转录因子家族在植物响应逆境胁迫中的功能及应用

WRKY转录因子家族是植物体内最大的转录因子超家族之一,广泛分布在多种植物中。WRKY转录因子家族因具有高度保守的WRKY结构域而得名,它可以结合靶基因启动子W-box顺式作用元件,从而调控多种类型靶基因的表达,在植物响应生物及非生物胁迫(盐胁迫、干旱胁迫、氧化胁迫等)过程中起到重要的调控作用。本文介绍了WRKY转录因子家族的分子结构特征及作用机制,分析了其在植物响应生物和非生物胁迫过程中的生物学功能及分子调控机理,总结了WRKY转录因子家族在牧草中的研究进展,指出深入研究野生植物体内WRKY转录因子的调控机理,可能会为我们探索WRKY转录因子调控功能提供新的视角。本文为深入研究WRKY转录因子家族的调控机理,及其在牧草中发挥的生物学功能奠定理论基础和提供研究思路。     

牧草耐盐性研究进展

综述了国内外利用盐碱地种植牧草的概况，不同牧草种质资源的耐盐性，盐胁迫对牧草不同生育期、牧草吸收矿质营养元素、生理生化特性的影响及牧草耐盐性鉴定的指标。     

WRKY转录因子家族在植物响应逆境胁迫中的功能及应用

WRKY转录因子家族是植物体内最大的转录因子超家族之一,广泛分布在多种植物中.WRKY转录因子家族因具有高度保守的WRKY结构域而得名,它可以结合靶基因启动子W-box顺式作用元件,从而调控多种类型靶基因的表达,在植物响应生物及非生物胁迫(盐胁迫、干旱胁迫、氧化胁迫等)过程中起到重要的调控作用.本文介绍了WRKY转录因子家族的分子结构特征及作用机制,分析了其在植物响应生物和非生物胁迫过程中的生物学功能及分子调控机理,总结了WRKY转录因子家族在牧草中的研究进展,指出深入研究野生植物体内WRKY转录因子的调控机理,可能会为我们探索WRKY转录因子调控功能提供新的视角.本文为深入研究WRKY转录因子家族的调控机理,及其在牧草中发挥的生物学功能奠定理论基础和提供研究思路.     

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。     

牧草抗逆性研究概述

综述了牧草抗逆性研究的进展、常用方法及原理,并对青藏高原牧草抗逆性进一步的研究做了展望。     

作物和牧草对干旱胁迫的响应及机理研究进展

水资源短缺是21世纪人类所面临的最主要问题之一,其对农牧业的发展无疑是一个巨大的挑战。近年来,植物对干旱胁迫的响应已成为国内外的研究热点之一,为此,结合国内外作物和牧草对干旱胁迫响应研究的动态,综述了作物和牧草对干旱胁迫响应及相关机理的研究进展,着重讨论了气孔调节、渗透调节和抗氧化防御系统在其中的重要作用,并对作物和牧草在抗旱研究工作中的思路进行了初步的探讨和展望,以期为节水和旱作农牧业提供借鉴。