硒在植物抵御胁迫中作用的研究进展

硒是有益于植物生长的微量元素之一,在植物抵御生物胁迫与非生物胁迫中发挥重要作用。从硒在植物中的代谢途径出发,介绍了硒在不同环境胁迫下使植物抗逆性提升的作用机理,综述了硒在植物抵抗生物胁迫与非生物胁迫中的作用,以及硒与其他元素的交互作用,以期为未来硒在农业生态安全领域的研究及应用提供参考。     

植物响应环境胁迫过程中的蛋白质组变化规律研究进展

植物在生长过程中可能会受到来自环境的多种胁迫,包括以高温、低温、干旱、水涝、高盐、臭氧、光照、矿物质、酸雨、辐射、重金属和机械损伤为代表的非生物因素环境胁迫和以诱导子、细菌、真菌、病毒和植食性动物为代表的生物因素环境胁迫。植物通过改变自身的蛋白质表达水平来对各种环境胁迫作出响应,因此蛋白质组学技术方法能够更好地揭示植物耐受胁迫相关的重要蛋白质群组的动态变化规律,发现植物响应环境胁迫的重要标志物。对近年来植物应答环境胁迫的蛋白质组学研究进行综述,以期从组学角度拓展植物耐受胁迫机制的认识。     

植物挥发性有机化合物的研究进展

植物在生长发育过程中释放大量的挥发性有机化合物（Volatile organic compounds,VOCs）,这类物质为亲脂性小分子化合物。VOCs参与植物信号交流、授粉、生物与非生物胁迫应答等过程;作为植物芳香形成的重要原因,VOCs还影响植物果实及植物加工产品的风味和品质。文章归纳总结了VOCs的合成途径分类、合成部位、催化特征和影响其合成的因素（遗传背景差异、不同的生长阶段和部位及外界环境因素）,VOCs参与植物应对逆境胁迫中的作用和机制（直接防御、间接防御和提高植物应对胁迫能力）以及基因调控手段（导入外源基因、提高自身基因的表达量和抑制内源基因的表达）,指出目前基因调控存在目的产物不稳定和效果不确定的问题。提出今后应加强减少非必需VOCs的合成、深入探讨VOCs与其他次级代谢产物相互影响的机制和重视合成后修饰对VOCs的影响等基础理论研究,以及VOCs改变对农产品品质的影响和有效利用VOCs提高植物应对胁迫能力的农业用途趋势研究,为深入研究VOCs及其应用提供理论参考。     

水杨酸在植物逆境胁迫中的作用综述

SA被认为是植物的内源性激素之一,在植物逆境胁迫中发挥重要作用。在对外源性SA在植物非生物胁迫,包括盐胁迫、低温胁迫、高温胁迫、干旱胁迫、重金属胁迫、光氧化胁迫、臭氧胁迫和生物胁迫作用讨论的基础上,进一步探讨其在增强植物抗逆性方面的作用机制及展望。     

CYP450在植物非生物胁迫及解毒代谢中的作用

CYP450在动植物、真菌和细菌等生物中扮演丰富的功能角色,主要表现为参与各种次生代谢物质的合成及环境中有毒化合物的降解,对生物的生长发育和环境适应方面具有重要意义。对细胞色素CYP450在植物非生物胁迫及解毒代谢方面的生物学功能和应用进行了简要综述,为进一步研究该基因家族及各成员之间的功能提供理论参考。     

蛋白质组学及其在植物非生物胁迫研究中的应用

蛋白质组学旨在阐明执行生命活动的全部蛋白质的表达规律与生物功能,是后基因组时代的研究热点之一.本文简要介绍了蛋白质组学的研究内容与关键技术,概括了它在非生物胁迫伤害机理与植物适应机制研究中的应用,展望了蛋白质组学在该领域内的发展前景.     

一氧化氮在植物逆境生理中的作用

一氧化氮(NO)不仅是一种易扩散的生物活性分子,而且是生物体内重要的活性分子。植物细胞通过NO合酶、硝酸还原酶或非生化反应途径产生NO,NO参与植物许多生长发育过程的调控和对生物与非生物环境胁迫的应答反应。介绍了NO在植物盐分、干旱、极端温度及UV-B辐射等逆境胁迫反应中的作用。     

MYB转录因子在植物非生物胁迫中的研究进展

MYB转录因子广泛存在于真核生物中,是一类数量较多、功能多样的转录因子家族。近年来,随着科研技术水平的提高,MYB转录因子家族在调节植物对环境胁迫的响应中得到了较为深入的研究。文中论述了MYB转录因子的结构和功能,以及与植物非生物胁迫相关抗性的研究进展。     

植物miRNA的生物学特性及在环境胁迫中的作用

MicroRNA(miRNA)是一类在生物体内普遍存在的非编码、长度约为21 nt的小RNA分子,一般由内源基因编码,RNA聚合酶Ⅱ转录后,经过Dicer-Like酶等一系列的蛋白复合物将pre-miRNA(precursor miRNA)剪切成成熟miRNA,在转录及转录后水平介导靶mRNA转录沉默、降解或翻译抑制来调控基因的表达,是真核细胞基因表达的重要调控因子。第一个miRNA是在秀丽隐杆线虫(C.elegans)中发现的lin-4,与lin-14 mRNA 3′UTR的碱基序列部分互补,降解lin-14,从而抑制lin-14的表达。lin-4对靶基因lin-14的调控与线虫的生长发育密切相关。而第一个发现的植物miRNA是拟南芥mi R171,它靶向剪切编码基因Scarecrow-Like(SCL)家族的mRNA,调控其基因的表达,进而影响植物的生长发育。植物部分miRNA,如mi R156—mi R408在各植物物种中相对保守,而mi R408以后的miRNA具有物种特异性。植物在生长过程中会遭遇诸多不可预知(如同盐碱、干旱、重金属以及害虫和病原菌的侵扰等)的环境胁迫。固着生长的特性使得植物不能像动物那样通过移动来避免不利环境的影响,因此,需要自身特殊机制来应对这些环境胁迫。植物在长期逆境中已进化出极为精细复杂的生理和分子机制。miRNA与它作用的靶基因是响应环境胁迫的主要调控因子。miRNA参与了植物的生长发育、信号转导、蛋白质降解、营养胁迫、抗病原菌的入侵以及适应高盐和干旱等逆境胁迫过程,对于调节内源抗性基因表达具有一定意义。目前通过高通量测序、实时定量PCR检测和转基因等技术已经发现了很多与环境胁迫相关的miRNA,它们在逆境胁迫下的表达呈现显著差异性;miRNA的过表达植株经逆境胁迫处理可能表现出一定的抗逆或敏感性。同一家族的miRNA不同成员在响应环境胁迫时具有物种特异性。新疆地区是典型的大陆性干旱气候,降水量少,盐碱荒漠化地区多。在这样严酷的环境中顽强生存着许多盐生旱生类植物,这些植物的miRNA如何在逆境中发挥调控作用,依然需要更深入的探索。本文主要综述了现阶段植物miRNA生物合成、与靶基因作用方式、生物功能以及不同环境胁迫下对miRNA和作用的靶基因影响等方面的研究进展,以便更好地利用miRNA依据的生物技术开展研究和应用转化。     

植物MAPK基因及其在逆境胁迫下的作用

植物促分裂原活化蛋白激酶级联途径中的MAPK基因在植物抵御逆境的过程中具有至关重要的作用。为使MAPK基因在植物抗逆基因工程中得到有效利用,通过对植物MAPK的结构与类别归纳分析,概述了植物MAPK基因对逆境胁迫的响应及其在多种生物胁迫和非生物胁迫应答中的作用。     

植物挥发性有机物数据库的建立及应用

通过收集已有植物挥发性有机物信息,利用MDL ISIS Base化学信息管理系统,构建了植物挥发性有机物数据库;同时,运用Discovery Studio模拟结合板块,对数据库进行了虚拟筛选.该数据库包含2 410个挥发性有机物的分子式、结构式、分子质量、CAS号等基本参数;以斜纹夜蛾普通气味结合蛋白Ⅱ(SlitGOB...     

干旱-复水处理对迷迭香挥发性有机化合物释放规律的影响

为了探讨干旱胁迫对迷迭香Rosmarinus officinalis挥发性有机化合物(volatile organic compounds,简称VOCs)释放规律的影响,采用称量控水法对迷迭香进行干旱胁迫试验,设置轻度、中度、重度干旱水平、复水和对照。结果表明:干旱胁迫下迷迭香VOCs释放总量减少,但种类增加;轻度、中度、重度处理VOCs总量分别是对照的99.6%,69.4%,43.2%。迷迭香VOCs主要是萜烯类化合物,占总量的46.0%以上;各干旱处理萜烯类化合物相对含量与对照比分别增加了14.4%,17.01%,23.7%,其中单萜类相对含量呈增加显著;干旱胁迫明显诱导C6绿叶性挥发物和醛类化合物的释放。复水处理萜烯类百分含量和单萜类百分含量比重度处理稍有下降,仍显著高于对照、轻度和中度处理。     

椰心叶甲对植物挥发化合物的触角电位与行为反应

椰心叶甲[Brontispa longissima (Gestro)]聚集潜藏于寄主未展开的心叶中取食危害,药剂难于接触虫体成为该害虫防治的重要瓶颈。为了应用有刺激气味的植物挥发化合物,胁迫椰心叶甲逃出心叶而暴露,以触角电位技术和行为生测,筛选出对椰心叶甲有较强胁迫驱避作用的化合物。结果表明:9种植物挥发化合物中,椰心叶甲雌、雄成虫触角对肉桂醛电位反应最强,触角电位相对反应值分别达到了128.17±0.44和103.87±2.54;芳樟醇、α-蒎烯、薄荷脑电位反应较弱,触角电位相对反应值分别为33.28±1.18和15.95±0.91、31.90±0.69和16.86±0.33、32.90±1.60和14.55±0.51。除了松节油和1-庚醛,其余化合物刺激雌虫触角产生的电位相对反应值均显著大于雄虫。椰心叶甲雌、雄成虫触角电位相对反应值与肉桂醛的浓度呈正相关。行为生测发现,稀释5×104倍液以下的肉桂醛对椰心叶甲雌、雄成虫均有显著的驱避作用,且浓度越高,椰心叶甲定向反应率越高。在稀释1×102倍液时,驱避率分别达到了72.41%±3.16%和70.22%±3.22%,可见,肉桂醛对椰心叶甲成虫有较强刺激和胁迫作用。     

3种百合科植物挥发物成分分析

为了探究百合科Liliaceae植物挥发物（VOCs）成分组成,采用活体植物动态顶空套袋采集法收集吊兰Chlorophytum comosum,一叶兰Aspidistra elatior和文竹Asparagus plumosus 3种百合科植物VOCs,利用热脱附-气相色谱/质谱联用法分析了这3种植物VOCs的主要成分。结果表明：吊兰释放34种VOCs,包含萜类、酯类、醇类、醛类、酸类等5类化合物,其中二氢香茅醇相对含量最高（28.79 %）;一叶兰释放VOCs共鉴定出25种,包含醛类、酯类、醇类、萜类、酮类、烃类等6类化合物,其中壬醛（相对含量为12.12%）为其主要成分;文竹释放出38种VOCS,包含萜类醛类、酯类、醇类、醛类等4种化合物,主成分为牻牛儿醇（相对含量为27.90%）。3种百合科植物挥发物中都含有萜类化合物、醇类化合物、醛类化合物、酯类化合物。研究结果为百合科植物的综合开发利用提供了理论依据。图2表1参21     

5种园林树木挥发性成分分析

【目的】探究西安市5种常见园林绿化树木挥发性有机化合物(VOCs)的成分组成,为园林树种的科学配置和植物资源的开发利用提供理论依据。【方法】采用动态顶空循环吸附采集法和气相色谱-质谱联用技术(GCMS),对白皮松、油松、侧柏、云杉以及雪松的挥发物进行采集和分析,并结合峰面积归一化法计算不同树种各化合物的相对含量。【结果】白皮松VOCs包括8类32种,油松释放的VOCs为8类38种,侧柏VOCs包括6类29种,云杉中检测到的VOCs为7类19种,雪松VOCs则包含8类36种;5种园林树木均含有萜烯类、醇类、酮类、醛类、烷烃类和芳烃类等6类化合物,其中萜烯类化合物相对含量最高,均达到70%以上;5种树种VOCs中,包括α-蒎烯、三环萜、莰烯、1,3-二乙基苯等在内的8种共有成分分别占白皮松、油松、侧柏、云杉和雪松总VOCs的86.87%,59.89%,74.35%,64.12%和61.20%,其中以萜烯类共有成分占绝对优势。【结论】5种园林树木有机挥发物成分的种类及相对含量存在一定差异,但主要成分皆为萜烯类化合物。     

冷蒿VOCs对4种植物种子萌发和幼苗生长的影响

为探讨冷蒿Artemisia frigida挥发性有机化合物（VOCs）的化感作用,采用生物测定的方法研究了未损伤与损伤冷蒿VOCs对萝卜 Paphanus sativus,绿豆 Phaseolus radiatus,黄瓜 Cucumis sativus 和紫花苜蓿 Medicago sativa等 4 种植物种子萌发以及幼苗生长的影响。结果表明：未损伤冷蒿 VOCs 对萝卜和绿豆种子发芽率的抑制作用呈极显著水平（P＜0.01）,分别降低了45.8%和30.0%。未损伤冷蒿VOCs对绿豆芽干物质量累积的抑制作用呈极显著水平（P＜0.01）,与对照相比降低了26.4%;对 4 种植物根干物质量累积的抑制作用呈极显著水平（P＜0.01）,分别降低67.9%,69.4%,51.1% 和 48.7%。损伤冷蒿 VOCs 比未损伤冷蒿 VOCs 对 4 种植物种子萌发以及幼苗生长的抑制作用显著增强。由此可见,冷蒿 VOCs 对种子萌发和幼苗生长存在明显的化感作用。图4表2参29     

茶树对水分胁迫的生理生化反应

以耐旱性不同的４个无性系茶树品种为材料，测定其强度干旱胁迫过程中叶片生理生化的变化。结果表明：耐旱性强的茶树，在强度干旱的胁迫下，能维持相对较高的叶片含水量及蒸腾速率和气孔导度。水分胁迫过程中有一临界强度，在这一范围内，耐旱性强的茶树，叶片过氧化物酶活性相对较低，超过这一范围，则维持相对较高的过氧化物酶活性，叶片脯氨酸含量在水分胁迫过程中迅速累积，但其变化与茶树耐旱性无明确关系，耐旱茶树具有相对较高的水分利用效率，因此，茶树对水分胁迫的生理反应，可作为耐旱茶树的选种指标。     

华山松冬季挥发物检测分析

采用动态顶空采样法采集华山松（胸径15～20 cm）冬季挥发物,用ATD\|GC/MS法分析挥发物成分,并对单萜类化合物的释放量进行定量分析。结果表明：华山松冬季挥发物中共检测鉴定出9类105种化合物,主要成分39种,其中烯烃最多,达20种;且烯烃相对浓度达到92.12%,主要成分为单萜（1R）\|（+）\|α蒎烯、α\|蒎烯、莰烯、左旋\|β\|蒎烯、β\|蒎烯、月桂烯、D\|柠檬烯、萜品油烯。华山松冬季挥发物中单萜类化合物释放总量达到0.68 μg·g-1·h-1,其中释放量最大的为D\|柠檬烯。因单萜类物质具杀菌抑菌等保健作用,所以华山松挥发物在冬季对生态环境有较大贡献。     

植物干旱胁迫适应机制研究进展

干旱是影响植物正常生长发育的一个最重要的逆境因子,水资源日益短缺成为制约农业发展的严重问题.植物对干旱胁迫的响应和适应机制一直是学术研究的热点领域.从植物对干旱胁迫所作出的形态生理反应(植物的根系、叶片的变化、对光和作用的影响)及内部分子适应机制(渗透调节基因、保护酶体系、转录因子等)两方面综述了干旱胁迫下植物的抗旱机理,为我国节水抗旱农业的研究提供一些新的思路和手段.