脂质调控植物低氧信号的作用及其在苎麻育种研究中的展望

土壤涝渍等灾害导致的低氧胁迫是一种非生物胁迫,对植物的生长、发育、分布和产量产生极大的影响。为了在低氧环境下生存,植物进化出一系列适应性形态结构以及重新编码细胞代谢与信号网络等的生理生化策略。脂质是植物细胞膜的重要组成部分,广泛参与植物对逆境胁迫的应答调控。文章综述了低氧胁迫条件下植物脂质的适应性变化特征,以及几种重要脂质分子参与植物低氧应答信号调控的前沿进展,并对苎麻脂质代谢和信号分子参与低氧胁迫反应的作用机制及面临的挑战进行了展望,以期为苎麻低氧应答的分子机制研究提供新的思路,并为耐渍苎麻新品种选育提供参考。     

高等植物WRKY转录因子家族的演化及功能研究进展

WRKY转录因子是植物转录调节因子的最大家族之一,并且是调节植物许多生物过程的信号网络的组成部分。WRKY转录因子通过其保守结构域与靶基因启动子区域的W-box特异性结合,调节靶基因的表达,进而调控植物的叶片衰老、种子萌发与休眠、开花等生长发育过程外,还参与调控植物生物和非生物胁迫的响应过程。本文用代表性植物基因组数据,对WRKY的基因演化作了归纳,综述了近二十年来国内外WRKY转录因子的相要研究进展,并介绍了该转录因子在植物生物胁迫和非生物胁迫应答及生长发育过程中的调控作用。      

抑制消减杂交技术在植物基因克隆研究中的应用

综述了抑制消减杂交技术的原理、方法、优缺点及其在植物生长发育过程基因调控、植物抗病育种研究、非生物逆境胁迫基因表达、转基因植物和突变体基因表达以及辐射胁迫研究中的应用,并展望了SSH技术的研究前景。     

植物非生物胁迫信号转导及应答

作为固着生物,植物必须适应土壤盐碱害、干旱以及极端温度等非生物胁迫。植物主要胁迫信号途径与酵母SNF1激酶和哺乳动物AMPK激酶有关,显示这些途径可能由能量感知途径进化而来。胁迫信号通过调控离子和水的运输,代谢和转录重组过程中的关键蛋白以维持胁迫条件下离子和水的动态平衡,保持细胞的稳定。对非生物胁迫的信号传递和应答过程的深入了解将有助于提高作物的逆境适应能力,实现农业的可持续发展,并保障日益增长的世界人口的粮食安全。     

植物非生物胁迫代谢组学研究进展

代谢组学借助现代检测技术,通过对胁迫条件下植物体内各代谢产物进行定性、定量分析,从而发现植物逆境下代谢调控规律及网络,是研究植物逆境下代谢动态调控的一个平台。综述了植物代谢组学研究成果,从代谢物质类别角度综述了植物非生物胁迫下氨基酸类、糖类、胺类等物质的含量变化规律及其调控功能,并探讨了植物代谢组学现存的主要问题及今后的研究方向。     

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。     

过量表达玉米ZmPto/ZmPti1基因对拟南芥基因的差异表达研究

利用拟南芥基因芯片检测ZmPto/ZmPti1共表达转基因拟南芥的基因表达情况,了解Pto/Pti1信号途径的下游组分,对Pto/Ptil的作用机制做进一步探讨.结果表明,与野生型株系比较上调表达两倍的基因有84条,与野生型株系比较下调表达两倍的基因有95条.在上调表达的基因中有9条与非生物逆境有关,其中有SOS系统中的SOS3、DREBIA、WRKY15等;有3条与生物逆境有关,分别为AT4G36010、AT5G01870、AT5G64120;与生长发育有关的有12条;与脂类吸收、转运、代谢相关的基因6条;转录因子9条.在下调表达的基因中与非生物逆境有关的基因有4条;与生物逆境有关的基因2条;发育调控的基因8条;转录因子2条.无论上调还是下调表达的基因中,都有很多未知功能的基因.ZmPto/ZmPti1同时过表达显著影响植物对非生物逆境的响应、生长发育等过程,同时对脂类的吸收、转运、代谢等过程也有显著影响.     

植物低温胁迫响应miRNAs及其在茶树抗寒研究中的应用

miRNAs(microRNAs)通过互补配对的方式指导mRNA剪切或者抑制翻译负调控基因的表达。在植物中miRNAs不仅参与调控生长发育,还在低温等多种逆境胁迫下发挥着重要作用。文章介绍了植物miRNAs的形成、作用机制及功能,分析其在低温胁迫基因调控网络中的作用及在茶树中的相关研究,旨在系统深入了解低温响应miRNAs在抗寒机制中的作用,为深入开展茶树抗寒性研究提供新思路。     

植物低温胁迫响应miRNAs及其在茶树抗寒研究中的应用

miRNAs(microRNAs)通过互补配对的方式指导mRNA剪切或者抑制翻译负调控基因的表达。在植物中miRNAs不仅参与调控生长发育,还在低温等多种逆境胁迫下发挥着重要作用。文章介绍了植物miRNAs的形成、作用机制及功能,分析其在低温胁迫基因调控网络中的作用及在茶树中的相关研究,旨在系统深入了解低温响应miRNAs在抗寒机制中的作用,为深入开展茶树抗寒性研究提供新思路。     

NAC转录因子在水稻抗逆基因工程中的应用进展

水稻经常遭遇干旱、高盐、低温、病原菌等逆境胁迫,影响其生长发育甚至产量。NAC转录因子是植物特有的、最大的转录因子家族之一,在水稻生长发育及抵御多种非生物及生物胁迫反应中具有重要的调控作用。本文阐述了水稻NAC转录因子的结构、分类及染色体定位,并阐述了NAC转录因子在水稻抗旱、耐盐、耐冷及抗病等抗逆基因工程中应用的研究进展,为NAC转录因子的利用及水稻抗逆遗传改良提供参考。     

植物内生菌对大豆促生长和抗胁迫作用的研究进展

植物内生菌是指在其生活史或一段生活史在植物体内并对植物无明显病害的一类微生物。内生菌不仅具有自身特有的生存机制,而且对植物的生长发育具有重要作用。随着分子生物学技术的不断进步,人们将分离的植物内生菌转染于大豆植株,通过对大豆在遭受生物和非生物胁迫下叶片光合参数、酶活性、相关基因表达水平及生物量的测定,来分析植物内生菌对大豆生长的影响。本研究综述了植物内生菌的多样性以及近年来植物内生菌在非生物胁迫下如干旱、盐胁迫、重金属等和生物胁迫下如病虫害对大豆生长发育影响的研究进展,并对内生菌应用的前景进行了展望。     

辣椒DNA甲基化修饰酶基因的鉴定与表达特征分析

DNA甲基化与去甲基化是表观遗传修饰中一种保守的分子机制,参与植物生长发育、次生代谢和逆境胁迫响应等多种生物过程,受DNA甲基化修饰酶基因的调控.为了解DNA甲基化修饰酶基因在辣椒基因组中的特征,利用生物信息学手段鉴定出14个辣椒DNA甲基转移酶和去甲基化酶基因,并对其进行系统分析.结果表明:辣椒基因组中含10个DNA...     

植物表观遗传修饰的分子机制及其生物学功能

表观遗传调控是指基于非DNA序列的改变所致基因功能的变化,最终导致生物多效性表型。表观遗传调控因子通过多种途径调控基因表达,参与植物几乎所有的生长发育过程。本文介绍了DNA甲基化、组蛋白修饰、RNA甲基化、染色质重塑、非编码RNA、基因印记和母性效应等植物表观遗传修饰主要类型的分子机制,以及它们在细胞增殖、细胞分化、生物与非生物胁迫、开花、果实成熟和胚胎发育中的作用机制和生物学功能,并对其在农业上的应用作了展望。     

小麦SPL家族基因在非生物胁迫下的表达分析

SQUAMOSA promoter binding protein like(SPL)是一类在植物中广泛存在的转录因子家族,在调控植物生长发育、响应逆境胁迫等方面发挥着重要作用。为解析小麦中SPL家族基因响应非生物胁迫的机理,本研究采用生物信息学的方法在全基因组范围内对小麦SPL基因家族成员进行鉴定,并对鉴定到的SPL基因进行表达模式分析。结果表明,在全基因组范围内共鉴定到56个小麦SPL基因,其中27个是miR156的靶基因;系统进化分析发现,56个小麦SPL基因聚类为7个亚家族。基于转录组数据对表达模式进行分析,发现36个小麦SPL基因与非生物胁迫响应相关,响应缺氮、缺磷、高盐、低温、干旱、高温胁迫以及热旱共胁迫的基因分别有12、16、22、6、13、14和21个,其中TraesCS3D02G425800同时响应7种非生物胁迫。qRT PCR验证结果与转录组数据基本一致。     

植物BZR家族基因调控非生物胁迫应答和生长发育的研究进展

由于固着生长的特性,植物在生长发育过程中会遭遇各种不利环境的影响,因此植物发展出复杂的调控机制来抵御胁迫危害。油菜素内酯(brassinosteroid,BR)是一类甾醇类植物内源激素,广泛参与植物生命周期中各种生命活动的调节。近年来,植物BR生物合成、代谢及信号转导过程相关研究已取得重要进展。油菜素唑抗性因子(brassinazole resistant,BZR)作为BR信号通路中特有的一类转录因子,在该通路中发挥重要作用。本文概述了植物BZR家族成员的基本结构及其生物学功能,重点阐述了BZR在植物非生物胁迫应答和生长发育中的调控作用,特别归纳了油料作物BZR研究进展,并对一些尚未明确的问题进行了探讨,旨在为深入理解BR介导的分子调控网络、改良作物抗逆性并提高作物生产力提供理论依据。     

大豆GmDof4和GmDof11基因的非生物胁迫诱导表达及启动子分析

Dof家族是典型的植物特异性锌指转录因子家族,在植物中可以对非生物胁迫产生应答.为初步研究大豆Dof家族主要转录因子编码基因GmDof4和GmDof11在大豆抗非生物胁迫过程中的作用及调控原理,本研究通过实时荧光定量PCR检测大豆幼苗中GmDof4和GmDof11基因在非生物胁迫下的表达情况,并使用PlantCARE在...     

植物响应逆境胁迫的比较蛋白质组学研究进展

绿色植物在生长过程中遭遇的环境胁迫包括非生物胁迫(如干旱、高温、低温、高盐、营养)和生物胁迫(如病虫害)两大类。本文对植物响应上述逆境胁迫的比较蛋白质组学研究进展进行概述,并展望植物抗逆蛋白质组学的研究前景。     

小麦响应逆境胁迫的蛋白质组学研究进展

小麦生长发育过程中会受到多种逆境胁迫的影响,在胁迫条件下,小麦可通过改变自身的蛋白质表达水平对各种胁迫作出响应。蛋白质组学研究能够全面揭示小麦响应胁迫时其细胞内蛋白质的动态变化规律,鉴定差异表达的蛋白质,并发现胁迫响应相关的标志物,是小麦抗逆生物学研究的重要组成部分。本文简要综述了蛋白质组学技术在小麦响应非生物(低温、高温、干旱、盐碱)和生物(病原菌)胁迫上的最新进展,并对其应用前景进行了展望,以期为深入研究小麦响应逆境胁迫的分子机制提供参考信息。     

植物非编码RNA及其在甜菜中的应用研究

非编码RNA是在真核生物中发现的具有调控功能的RNA,能够以各种方式参与植物的生长发育、信号转导以及逆境胁迫等生命过程。甜菜是我国重要的糖料作物,最近研究发现非编码RNA中的miRNA能够以多种方式参与到甜菜应对盐胁迫、干旱胁迫及养分胁迫的应答中。另外,在病毒侵染甜菜过程中发现非编码RNA起到重要作用。因此研究甜菜非编码RNA对于甜菜的种植和品种改良具有重要意义。本文简要综述了目前研究较多的miRNA、lncRNA和circRNA的产生方式及调控机制,并介绍了miRNA参与甜菜逆境胁迫和lncRNA影响甜菜春化机制的一些研究,旨在对未来甜菜非编码RNA的进一步研究提供理论指导。     

蛋白质组学在水稻逆境胁迫研究中的应用

蛋白质组技术已广泛应用于水稻功能基因组学研究中,特别是在研究水稻对非生物逆境（包括干旱、盐害、低温、高温等）适应机制方面近年来发展迅速。水稻逆境蛋白质组学研究通过比较水稻在正常和逆境胁迫下的蛋白质组表达情况,分析水稻的蛋白质组变化和基因的表达调控机制,为响应胁迫机理提供了新的认识。本文简要介绍了水稻蛋白质组研究的基本技术,并重点对水稻逆境蛋白质组研究取得的成果进行了综述。