逆境胁迫下植物活性氧代谢及外源调控机理的研究进展

逆境胁迫可使植物活性氧代谢失衡,导致活性氧过度积累,从而对植物造成氧化伤害。而外源调控可以缓解这种逆境伤害。从逆境胁迫及外源调控对植物活性氧代谢机制的影响角度,总结了近年来国内外关于逆境胁迫及外源调控对植物活性氧自由基代谢、细胞膜脂过氧化程度、抗氧化酶活性影响的研究进展。在此基础上指出未来全球变化背景下植物活性氧代谢研究应在分子水平上进一步深入,同时应加强关于CO2、O3等温室气体浓度升高对植物活性氧代谢影响的研究。     

农药胁迫对植物抗氧化系统的研究现状

植物在逆境胁迫下,体内会产生大量活性氧,这些物质会对植物产生毒害作用,而植物本身存在的抗氧化防御系统能清除活性氧保持机体正常生理功能。通过简述植物中活性氧的产生及活性氧对植物的损伤作用,重点论述了农药胁迫对植物抗氧化系统中主要抗氧化酶和抗氧化非酶物质的影响,概括了农药与植物抗氧化系统的关系,提出有待进一步研究的问题。     

植物叶片抗氧化系统及其对逆境胁迫的响应研究进展

植物体内存在着一套负责清除活性氧产生的抗氧化系统。在植物正常生长情况下,它使活性氧的产生和清除处于动态平衡状态。在逆境条件下,体内抗氧化系统清除活性氧能力下降,这种平衡被打破。综述了植物叶片内存在的抗氧化系统及其防御机制,重点论述了植物叶片抗氧化系统对干旱、低温、重金属等逆境胁迫的响应。并基于以上研究提出了一些需要进一步研究的问题。     

超氧化物歧化酶与植物抗逆性

超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)可以催化超氧化物的歧化反应,是活性氧清除系统中第一个发挥作用的抗氧化酶。植物在逆境胁迫下会产生对细胞有害的活性氧和自由基,SOD通过催化歧化反应使活性氧生成过氧化氢和氧气,保护细胞避免或减轻活性氧伤害。本文从SOD的发现、分类分布、理化性质、进化、表达调控机制及在植物抗逆性等方面进行了综述,并对其在农业生产的应用以及未来的研究方法进行了展望。     

硒对低温胁迫下植物抗寒性的影响的研究进展

为了深入了解硒对植物抗寒性的影响,归纳了植物对硒的吸收以及硒对植物的生理效应;总结了低温胁迫影响植物的活性氧代谢、降低植物的光合作用和呼吸作用的现象;分析了低温胁迫下,硒可以通过提高植物体中叶绿素、脯氨酸的含量,降低丙二醛含量以及调节活性氧水平减轻低温对植物的伤害。指出了硒对保护酶活性影响的具体作用机理、硒与植物低温抗性关系以及硒调节植物叶绿体中的氧化应激反应来减轻低温伤害的机制将是今后研究的重点。     

植物响应淹水胁迫的研究进展

淹水胁迫是影响植物分布与生长发育的重要因素,植物耐涝性研究是提高作物耐涝性以应对日益严峻的极端气候及规模化生产管理的关键。为了合理开展植物耐涝性研究,深入挖掘不同植物响应淹水胁迫的调控机理,本文归纳了淹水胁迫对植物生长发育的影响,总结了植物响应淹水胁迫的调节机制,并详细分析了淹水胁迫对植物表型性状、生物量、光合作用、活性氧离子积累、糖含量和生物膜的影响,以及乙烯信号分子、活性氧清除机制、渗透调节、形态调节、分子和代谢调控在植物响应淹水胁迫中的调节机制。最后,通过总结,提出了合理开发外源调节物质提高作物耐涝性值得进一步的深入研究。     

盐胁迫对植物的影响及植物盐适应性研究进展

盐分是影响植物生长及发育的重要环境因素之一。本文综述了盐胁迫对种子萌发,生长发育及光合作用的影响,并从植物自身结构、活性氧清除、渗透调剂物质、离子稳态等方面评述植物对盐分的适应性机制。     

钙对植物耐盐性的影响

概述了盐胁迫下外源钙对植物耐盐性的影响,钙可抑制活性氧物质的生成、保护细胞质膜的结构、维持正常的光合作用,从而提高植物的耐盐性。而且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。     

植物对缺磷的生理适应机制研究进展

磷是植物生长所必需的一种重要矿质元素,但它在土壤中有效性是非常低的。在缺磷胁迫下,植物会产生一系列生理生化方面的适应性变化。本文综述了缺磷对植物光合作用、活性氧代谢、及有机酸代谢等方面的影响。     

植物细胞蛋白质氧化及其蛋白质组学研究进展

活性氧（reactive oxygen species,ROS）介导的氨基酸氧化修饰是蛋白质氧化损伤的主要机制之一。综述了植物细胞ROS产生、蛋白质氧化及鉴定、氧化蛋白质组学技术及其在植物中相关应用的研究进展,最后提出了目前植物氧化蛋白质组学所面临的问题并展望其前景。     

水杨酸对水分胁迫下草莓幼苗膜脂过氧化的影响

研究水杨酸在诱导植物抗旱性形成中的作用.以草莓幼苗为试材,采用不同浓度外施水杨酸预处理,测定水分胁迫下各处理草莓叶片膜脂过氧化相关指标,保护酶类活性和光合特性.水分胁迫下,未施水杨酸的草莓叶片活性氧出现一高一低2个峰值,第1个峰值之后保护酶类活性显著提高,膜脂过氧化指标维持较低水平;随着胁迫时间延长,活性氧再次小幅积累,膜脂过氧化程度随之加剧.适宜浓度水杨酸预处理可以促进水分胁迫下活性氧的早期积累,并有效激活保护酶活性,减轻膜脂过氧化损伤,叶片维持高光合活性;但高浓度水杨酸预处理会加剧膜脂过氧化损伤.水杨酸通过促进活性氧信号泵发,活化保护酶活性,减轻膜脂过氧化损伤来提高植物对水分胁迫的抗性.     

植物抗病中的信号分子研究

综述了近年来在植物抗病中的信号分子研究方面所取得的进展,包括水杨酸、乙烯、茉莉酸、活性氧、一氧化氮、钙离子及其β-氨基丁酸等信号分子诱导植物防卫反应中的作用,同时阐述了水杨酸诱导植物防卫反应的机理以及生物合成途径,并对今后的研究工作进行了展望。     

木薯MeNF-YB转录因子的克隆及在诱导活性氧积累中的作用

在植物的生长发育、生理活动和抗逆反应中,核因子Y的亚基NF-YB发挥着重要作用。木薯是一种具有饲用、工业利用、种植等价值的重要经济作物。为探究MeNF-YB在诱导活性氧积累中的作用,本研究克隆了华南124木薯的一个NF-YB转录因子对其进行分析,结果表明该转录因子在叶片中表达量最高,并受到H2O2诱导表达,同时MeNF-YB蛋白定位在细胞核上,而且MeNF-YB能显著提高活性氧、MDA的含量以及相对电导率。通过qRT-PCR分析表明,MeNF-YB能提高抗氧化酶基因、植物防御反应相关基因(PRs)和活性氧相关基因的表达,本研究旨在为MeNF-YB基因的功能及应用提供参考依据。     

科学家揭示植物干细胞调控新机制

正近日,中国科学技术大学生命科学学院赵忠课题组研究揭示了植物干细胞调控的新机制。研究表明,超氧根和过氧化氢作为新的信号调控植物干细胞的维持与分化。在植物茎顶端分生组织(SAM)中,超氧根主要在干细胞CZ富集,而过氧化氢主要在分化细胞PZ富集,这种分布模式依赖于一系列活性氧代谢基因     

黄瓜幼苗在低温下相对电导率 SOD及可溶蛋白含量的变化

在低温下,原生质的透性遭到破坏,膜透性的变化明显出现在外部形态变化之前。植物组织的电导率的变化情况与组织外观受害程度是一致的。电导率作为一个指标已广泛应用于植物抗性生理研究之中。低温等许多逆境能降低活性氧清除剂SOD的活性或含量水平。自从McCord等人报道SOD的酶学特性以来,以SOD为中心的生物活性氧的代谢成为抗逆性研究的热点。为探明相对电导率、SOD活性及可溶性蛋白在低温下的变化规律及相互关系,我们做了这个试验。     

植物干旱响应生理对策研究进展

干旱是影响植物生长的重要环境因素之一。植物在干旱胁迫下的响应策略一直是抗旱生理的研究热点。本研究综述了干旱胁迫下植物抗旱基因转录调控、渗透调节、活性氧清除、保护蛋白以及形态结构等方面的响应机制,并对未来植物抗旱研究提出了几点建议：结合转录组学、蛋白质组学等手段挖掘机理;加强干旱与其他环境因子复合胁迫效应对植物生长发育影响的研究。     

超氧化物歧化酶的遗传特征及其在植物抗逆性中的研究进展

超氧化物歧化酶(SOD)是广泛存在于微生物、植物、动物中的一种重要的抗氧化酶,能有效防止活性氧等有害物质对生物体的伤害。本综述从SOD的分类、亚细胞位置、进化关系及其在植物的抗逆性等方面进行了综述,并对SOD未来研究方向进行了展望。     

绿萝对香烟烟雾的净化与生理响应

为了研究室内观赏植物绿萝(Epipremnum aureum)对香烟烟雾的净化能力及其生长生理响应,从而为香烟烟雾污染防控提供依据,本研究模拟人的吸烟方式,在长、宽、高均为60 cm,密闭或间隔通风的玻璃装置中注入2支香烟,放置绿萝。监测72 h内CO和PM2.5浓度变化,观察植物的表型变化,测定植物叶片生理指标变化。结果表明,绿萝可有效吸收或吸附香烟烟雾产生的CO和PM2.5,净化空气;香烟烟雾处理对植物生长产生了一定的影响,叶片出现水渍状斑块,随时间延长,整叶发黄;植物叶片活性氧（超氧阴离子和过氧化氢）水平显著增加,造成膜脂过氧化加剧,其产物丙二醛含量显著增加;植物启动抗氧化酶系统及时清除活性氧;随胁迫时间延长,抗性减弱。通风可有效加速空气流动,减轻香烟烟雾对植物的伤害。因此,建议在吸烟区摆放绿萝并时常通风,可有效降低香烟烟雾污染带来的风险。     

植物响应干旱的转录组学研究进展

转录组测序技术,能从mRNA水平全面地研究物种基因功能及特定的生物学过程,利用该技术能研究植物在干旱逆境下所有基因的表达水平情况,有助于揭示植物对干旱的应答机理。本研究综述了利用转录组技术揭示的干旱胁迫下植物信号转导、内源激素、光合作用、活性氧清除、渗透调节、次级代谢、细胞壁构建等途径中的差异基因表达情况,并展望了今后的研究趋势,以期为植物干旱研究提供参考。     

植物抗旱耐盐机理的研究进展

干旱、盐碱均是影响植物生长发育及作物减产的非生物胁迫因素,研究植物的抗旱性和耐盐性对农业生产和生态建设具有重要的意义。植物在受到干旱胁迫或者盐碱胁迫时,可以通过渗透物质的变化以及保护酶活性变化来响应干旱胁迫或者盐碱胁迫,从而提高植物的抗旱耐盐能力。同时许多与植物抗旱耐盐相关的基因被克隆和分析,并通过转基因技术将这些基因转到植物中异源表达,同样提高了转基因植物的抗旱耐盐能力。笔者从植物形态、生理生化水平以及活性氧清除和转录因子等方面概述了植物的抗旱和耐盐机制。