植物地理种源抗逆性研究进展

地理环境差异和自然选择使植物种内产生了广泛的遗传变异,并丰富了遗传多样性。植物为适应逆境环境会产生一系列复杂的生理变化,而同一植物的不同地理种源其生理表现存在着明显差异,这为筛选优良种源提供了基础。文中综述了在盐胁迫、水分胁迫、温度胁迫和低磷胁迫下不同植物地理种源间生理变化的差异,分析了研究中存在的问题,对未来的研究工作提出了展望,以期为植物资源合理利用与保护和科学改良提供科学依据。     

7种园林地被植物耐盐性研究

应用不同NaCI水溶液处理法,比较研究了华南地区栽培的7种常见地被植物幼苗在盐胁迫条件下的存活率、盐害指数、叶绿素荧光参数、根和叶的K＋浓度、Na＋浓度、K＋／Na＋值、叶片相对电导率和相对含水量等指标,并运用隶属函数值对其植物耐盐性进行综合评定。结果表明：在7种参试植物中,小蚌兰Rhoeospathacea和鸢尾Ir...     

植物盐胁迫适应机制研究进展

综述植物对盐胁迫的适应机制,包括提高抗氧化酶系统的活性、调节激素含量、离子区域化、离子选择性吸收、拒盐作用及合成渗透调节物质.目前植物盐胁迫适应机制的研究取得了一定进展,但在分子水平上仍有待于进一步深入.以现有研究为基础,利用分子生物学研究技术、基因工程技术和突变体筛选是根本解决植物抗盐性问题的重要途径和方法.     

盐胁迫下比拉底白刺差异表达基因的转录组分析

[目的]为了挖掘比拉底白刺耐盐相关基因,对其盐胁迫下差异表达基因进行筛选分析。[方法]以比拉底白刺幼苗为材料,用200 mmol·L^-1 NaCl对幼苗处理7 d,并对胁迫处理和对照植株叶片进行转录组测序及生物信息学分析。[结果]有效序列组装共得到应答盐胁迫的168463条unigenes和196个差异表达基因。通过差异基因GO和KEGG功能聚类,分别获得64个GO功能小类和25条KEGG通路。进一步基因相互作用网络分析发现,转录调控、氧化还原以及抗逆相关基因在比拉底白刺应答盐胁迫中发挥重要作用,其中,筛选到3个重要的节点基因,分别是热激同源蛋白基因、L型凝集素类受体激酶基因和Win类蛋白基因。[结论]本研究获得了盐胁迫下比拉底白刺的差异表达基因及功能注释信息,有助于理解其耐盐的分子机制,为后续开发耐盐分子标记及通过基因编辑改良植物耐盐特性提供了科学依据。     

多胺在植物抗逆中的生理机制

多胺（PAs）是一类低分子量、聚阳离子、脂肪族含氮物质,是植物对逆境响应的重要物质。国内外众多研究表明,在逆境胁迫下,植物体内不同类型的PAs,例如腐胺（Put）、亚精胺（Spd）、精胺（Spm）的含量会发生变化,外源PAs会对植物的抗逆性产生不同的影响。但多胺的研究对象多集中在农作物,对木本植物的研究较少。PAs对植物抗逆的作用机制较为复杂,不同种类的多胺对植物的抗逆影响不同,PAs的代谢与参与逆境胁迫的其他代谢密切相关。文中主要综述PAs在植物抗干旱、低氧、高温、低温、盐、重金属过程中的变化及生理作用机制,以期为开展PAs与抗逆林木研究、栽培与抗逆育种研究提供参考。     

我国园林植物耐盐性评价及鉴定研究进展

园林植物耐盐性评价体系建立、耐盐碱园林植物筛选及其在盐碱地园林绿化中的应用至关重要,可为盐碱地区园林绿化树种选择提供依据,以维持生物多样性和生态稳定性。文中从园林植物盐胁迫处理方式及处理时间、植物耐盐性评价指标、数据分析等方面对盐碱区景观绿化植物耐盐性评价进行讨论,发现评价中存在指标多、周期长、结果多样性等问题。同时从地域和形态习性的角度对景观绿化植物耐盐性鉴定进行了梳理,将我国常见的343种绿化植物按耐盐级别进行了分类,其中特耐盐植物80种、强耐盐植物103种、中度耐盐植物93种、轻度耐盐植物55种;南方耐盐植物明显多于北方,在耐盐植物种类和数量上,灌木多于乔木,而草本较少。概述了耐盐碱园林绿化植物的应用现状,对如何解决我国园林植物耐盐性评价、鉴定和在实际应用中的诸多问题,以及我国耐盐碱园林植物研究方向进行了展望。     

植物对氯化钠和硫酸钠胁迫生理响应研究进展

氯化钠是一种最为常见的盐胁迫类型,在我国乃至全球分布面积最大。但在某些地区(如我国"三北"的局部地区),硫酸钠、碳酸钠和碳酸氢钠等类型盐渍土的面积更大、危害更深,且有很多植物(如碱蓬、白刺、柽柳等)常分布于多种不同类型的盐碱地。因此,开展植物对不同类型盐碱胁迫对比研究、探讨其内在生理机制的异同显得尤为迫切和必要,并极具现实意义和理论价值。根据国内外文献资料,文中在总结盐胁迫生长抑制效应的基础上,对比、分析了植物对氯化钠和碳酸钠胁迫的生理响应异同,主要包括离子代谢生理、水分与渗透调节生理、光合生理等,并对该领域存在的问题和未来研究重点进行了探讨,以期为同类研究提供参考与借鉴。     

蜡梅转录因子CpTAF10基因的克隆及功能分析

【目的】 TATA框结合蛋白相关因子TAF10作为基本转录因子之一,在生长发育和胁迫响应过程中发挥着广泛的、重要的生物学作用。对蜡梅中TAF10同源基因 CpTAF10的克隆与功能分析,有利于丰富对植物TAFs基因功能的认识,并为解析蜡梅抗逆形成的转录调节机理提供新的理论依据。【方法】以转录组数据库中获得的蜡梅TAFs家族基因序列,克隆得到 CpTAF10基因的cDNA序列,并对其编码蛋白进行序列特征和进化树分析。采用实时荧光定量PCR 技术分析 CpTAF10基因在蜡梅不同组织及花期中的表达特性,以及高温、低温、盐胁迫及ABA处理后的表达变化。同时,构建 CpTAF10基因的过表达载体,采用花序侵染法进行拟南芥遗传转化,对拟南芥转基因纯合株系进行表型观察和胁迫耐性分析。【结果】获得的 CpTAF10基因 cDNA序列为712 bp,包含405 bp的开放阅读框(ORF),编码134个氨基酸,蛋白理论分子量为15.21 kDa,预测的等电点pI值为5.19。CpTAF10蛋白序列与其他植物同源序列具有较高的同源性,蛋白多序列比对显示CpTAF10蛋白属于TAF10同源蛋白,并含有组蛋白折叠结构域。表达特性分析结果发现,CpTAF10基因在蜡梅的根、茎、子叶、幼叶、成熟叶和花6个不同组织中均有不同程度的表达,其中,在成熟叶中的表达量最高。 CpTAF10在蜡梅花朵的不同花期中,呈现出波动的表达模式,在衰老期表达量最高。在低温、盐胁迫和ABA处理的蜡梅叶片中均能被诱导表达,但其表达变化各不相同。在拟南芥中过表达 CpTAF10基因可提高盐胁迫下拟南芥种子的萌发率,相对于野生型植株,转基因植株的主根和侧根在盐胁迫下均表现出一定的生长优势。【结论】 CpTAF10基因能在低温、盐胁迫和ABA处理后诱导表达,可能参与蜡梅逆境胁迫耐性的分子调控。在拟南芥中过表达 CpTAF10基因显著提高了转基因拟南芥的萌芽率及主根和侧根的生长优势,在一定程度上可增强植物的盐胁迫耐性。     

植物适应逆境胁迫研究进展

低温、干旱、土地盐碱化是影响植物生长发育的主要逆境胁迫因子。植物在逆境胁迫下的生理生化变化以及对逆境适应能力的研究是近年来研究的热点。探索如何将逆境胁迫对植物的伤害降到最低以及如何提高植物的适应性已成为研究需要解决的关键问题。研究植物的抗寒性、抗旱性、抗盐性机理,提高其耐受性,对于生态环境保护和建设具有重要意义。文中分别综述了低温胁迫、干旱胁迫、盐胁迫对植物的危害,植物耐寒性、耐旱性、耐盐性的生理生化机制,以及提高植物耐寒性、耐旱性、耐盐性的途径,展望了植物适应逆境胁迫的研究方向,以期为抗逆性植物种质的筛选和育种提供参考。     

PHYSIOLOGY OF WOODY PLANT UNDER SALT CONDITION

INTRODUCTIoNBccauscofthetvidespreadofsalinityinthct`or1d-plantsareincreasinglybeingsub-Jcctedtothcadverseconditions.Theimpactofcxccssivcsalinit)'onxvOodyplantSistvide-sprcadandcost-ald1ougl1rePOrtsontheseis-sucsarcnotasnumerousasthoseofagricuI-taralcrops(Alle11ctaI.l994).Sincclbrcstsarcanin1portantcomPoncntofthccontincntalccoIogY.-Fhc}pla}anil11portantrolci11stabi-Il,lllgdcgradatIol1i11so111ct'uInerablearcas.Solncsalttolcra11ttrccscangrot`ttclIinarcasx`llcrcagriculturaicropscalll1ot…     

Expression of a carrot 36 kD antifreeze protein gene improves cold stress tolerance in transgenic tobacco

Antifreeze proteins （AFPs） enable organisms to survive under cold conditions, and have great potential in improving cold tolerance of cold-sensitive plants, In order to determine whether expression of the carrot 36 kD antifreeze protein gene confers improved cold-resistant properties to plant tissues, we tried to obtain transgenic tobacco plants which expressed the antifreeze protein. Cold, salt, and drought induced promoter Prd29A was cloned using PCR from Arabidopsis. Two plant expression vectors based on pBI121 were constructed with CaMV35S：AFP and Prd29A：AFP. Tobacco plantlets were transformed by Agrobacterium-medicated transformation. PCR and Southern blotting demonstrated that the carrot 36 kD afp gene was successfully integrated into the genomes of transformed plantlets. The expression of the afp gene in transgenic plants led to improved tolerance to cold stress. However, the use of the strong constitutive 35S cauliflower mosaic virus （CaMV） promoter to drive expression of afp also resulted in growth retardation under normal growing conditions. In contrast, the expression of afp driven by the stress-inducible Prd29A promoter from Arabidopsis gave rise to minimal effects on plant growth while providing an increased tolerance to cold stress condition （2℃）. The results demonstrated the prospect of using Prd29A-AFP transgenic plants in cold-stressed conditions that will in turn benefit agriculture.     

植物耐盐机理与耐盐植物选育研究进展*

文中结合对植物耐盐生理基础的讨论，综述了耐盐植物，尤其是耐盐树木的选育研究进展。植物对盐分胁迫的反应和适应是一个复杂的生理过程，既有蛋白质、核酸、碳水化合物等结构和能量物质的代谢，还有酶、激素等生长调节物质的合成与激话。在这一系列的反应过程中包含着离子交换与逆向运输，信号刺激与传递．基因活化与合成，其中渗透调节起着关键作用；在渗透调节过程中，离子如K^ 、Ca^2 等在浓度和时空上的变化对渗透调节的启动，调节速率和调节能力都有着重要作用。此外，脯氨酸、脯氨酸甜菜碱、甘氨酸甜菜碱等作为可配伍溶质在调节渗透势变化、整合盐分离子方面有着无可代替的作用。Ca^2 |作为第二信使的一个重要组成部分．在胁迫信号传递方面的功能正受到日益重视。激素如ABA在渗透调节和胁迫基因的诱导方面发挥了重要作用。胁迫基因目前主要是指渗透调节基因。首先在细菌中被发现，后来在高等植物中也相继分离克隆出来。有许多不同的方法用来选育耐盐植物，包括选、引、育等常规育种方法和基因工程，突变体育种等生物工程方法。它们各有特点．都发挥了各自的作用。对植物耐盐机理有限的认识以及高等植物结构与功能的高度复杂性制约着耐盐植物选育工作的进展。     

盐分胁迫对公路护坡植物紫穗槐适应性的影响

本实验通过对公路两侧路肩及护坡回填土中的盐分程度和处理组不同浓度盐分的生长环境设定,对3年生紫穗槐的植物生理生化特性的数据分析,研究紫穗槐耐盐碱实际的应用效果。研究结果证实,盐分胁迫浓度的升高,对紫穗槐表现的蒸腾速率(Tr)、净光合速率(Pn)、K+含量等技术指标呈现下降趋势,而过氧化物酶(POD)活性、超氧化物歧化酶(SOD)、游离脯氨酸(Free Pro)、可溶性糖、Na+等多种物质含量呈明显升高。叶绿素总量、叶绿素a和b等含量随种植土中盐分浓度减小而呈对应减少。从分析各项指标数据得出紫穗槐3年生苗木对盐渍环境具有很强的适应性和良好的自我调节功能。     

植物抗寒性的生理生态学机制研究进展

综述植物在冷驯化过程中发生的一系列生理生化变化.环境对植物抗寒性的影响主要与光诱导、温湿度以及气候的变化有关.植物表面形成冰层会引起植物的无氧呼吸,导致植物受害;光抑制诱导活性氧的产生,从而导致植物光合系统的退化,抗寒能力下降,而短日照诱导植物休眠,有利于植物抗寒.光敏色素则被认为是启动冷驯化的光受体;植物通过冷驯化增加碳水化合物的积累及病原体相关蛋白的合成,以增强对低温病原体的抵抗能力;气候的变化使植物遭受了更大的冷伤害风险.微管最初遇冷时部分的解体可以有效诱导植物抗寒性;抗氧化酶活性增强,植物体内糖、脯氨酸、多胺等内含物含量上升.植物休眠状态中的生理变化(种子的休眠、芽的休眠)与ABA敏感性的差异有关.对植物抗寒性分子机制的研究表明:COR基因的表达对于植物抗寒性和冷驯化是十分关键的;与气候梯度有关的基因梯度的分布说明寒冷地区的树种更为抗寒;多表型性状的数量性状分析,为重要的农艺性状标记辅助选择(MAS)提供基础.对植物抗寒过程中的信号转导进行研究发现,Ca2 是低温下参与调节冷驯化应答机制中信号转导途径的重要的第二信使.未来植物抗寒领域的研究热点为信号转导和基因调节,低温抗性的遗传学和遗传应用及代谢组学,气候变化对于植物抗寒的影响等方面.     

Overexpression of the ThTPS gene enhanced salt and osmotic stress tolerance in Tamarix hispida

Trehalose is a non-reducing disaccharide with high stability and strong water absorption properties that can improve the resistance of organisms to various abi-otic stresses.Trehalose-6-phosphate synthase (TPS) plays important roles in trehalose metabolism and signaling.In this study,the full-length cDNA of ThTPS was cloned from Tamarix hispida Willd.A phylogenetic tree includ-ing ThTPS and 11 AtTPS genes from Arabidopsis indicated that the ThTPS protein had a close evolutionary relationship with AtTPS7.However,the function of AtTPS7 has not been determined.To analyze the abiotic stress tolerance function of ThTPS,the expression of ThTPS in T.hispida under salt and drought stress and JA,ABA and GA3 hormone stimu-lation was monitored by qRT-PCR.The results show that ThTPS expression was clearly induced by all five of these treatments at one or more times,and salt stress caused par-ticularly strong induction of ThTPS in the roots of T.hispida.The ThTPS gene was transiently overexpressed in T.his-pida.Both physiological indexes and staining results showed that ThTPS gene overexpression increased salt and osmotic stress tolerance in T.hispida.Overall,the ThTPS gene can respond to abiotic stresses such as salt and drought,and its overexpression can significantly improve salt and osmotic tolerance.These findings establish a foundation to better understand the responses of TPS genes to abiotic stress in plants.     

Overexpression of AtNHX5 improves tolerance to both salt and drought stress in Broussonetia papyrifera (L.) Vent

Paper mulberry (Broussonetia papyrifera L. Vent) is well known for its bark fibers, which are used for making paper, cloth, rope, etc. It was found that, in addition to its well-documented role in the enhancement of plant salt tolerance, overexpression of the Na+/H+ antiporter (AtNHX5) gene in paper mulberry plants showed high drought tolerance. After exposure to water deficiency and salt stress, the wild-type (WT) plants all died, while the AtNHX5-overexpressing plants remained alive under high salt stress, and had a higher survival rate (>66%) under drought stress. Measurements of ion levels indicated that Na+ and K+ contents were all higher in AtNHX5-overexpressing leaves than in WT leaves in high saline conditions. The AtNHX5 plants had higher leaf water content and leaf chlorophyll contents, accumulated more proline and soluble sugars, and had less membrane damage than the WT plants under water deficiency and high saline conditions. Taken together, the results indicate that the AtNHX5 gene could enhance the tolerance of paper mulberry plants to multiple environmental stresses by promoting the accumulation of more effective osmolytes (ions, soluble sugars, proline) to counter the osmotic stress caused by abiotic factors.     

Verification of the resistance of a LEA gene from Tamarix expression in Saccharomyces cerevisiae to abiotic stresses

The role of late embryogenesis abundant （LEA） proteins in stress tolerance was examined by using a yeast expression system. LEA protein tolerance to the abotic stresses in plants involved in salt, drought and freezing stresses and additional tolerance to heat, NaHCO3 （salt-alkali） and ultraviolet radiation was also investigated. The transgenic yeast harboring the Tamarix LEA gene （DQ663481） was generated under the control of inducible GAL promoter （pYES2 vector）, yeast cells transformed with pYES2 empty vector were also generated as a control. Stress tolerance tests showed that LEA yeast transformants exhibited a higher survival rates than the control transformants under high temperature, NaHCO3, ultraviolet radiation, salt （NaCl）, drought and freezing, indicating that the LEA gene is tolerant to these abiotic stresses. These results suggest that the LEA gene is resistant to a wider repertoire of stresses and may play a common role in plant acclimation to the examined stress conditions.