高温胁迫对植物花器官发育和生殖过程的影响

开花期内高温会使植物花器官发育畸形或败育,受精失败。研究证实,花粉发育和萌发、子房发育、受精过程对高温敏感。植物的生理条件和代谢反应如内源或外源的ABA水平、高温胁迫下热激蛋白表达等,影响植物对高温胁迫的耐受能力。转录组学研究证实了植物生殖系统发育的复杂性和特殊性。     

基于组学技术的植物体细胞胚胎发育研究进展

植物体细胞胚胎培养具有广阔的应用前景和巨大的潜在经济价值.目前植物体细胞胚胎发生和发育机制尚不清晰,阻碍了体细胞培养的规模化应用.组学技术在植物体细胞培养研究中的逐步应用,为分子层面深入揭示体细胞胚胎发生和发育的调控机理提供了可能.本文综述了基因组、转录组、蛋白质组和代谢组在植物体细胞胚胎再生调控应用的研究进展,并探讨了植物体细胞胚胎发生过程中的关键问题和应用前景.     

金属纳米材料的植物生物效应及其多组学研究进展

金属纳米材料(MNMs)在农业领域中的广泛应用,已经引起国内外学者对其生态风险的关注。传统毒理学研究方法与组学技术(转录组学、代谢组学和蛋白质组学)相结合,逐渐成为当前纳米生态毒理学研究领域的主要手段。本文首先从植物生长效应、亚细胞及生理生化水平等不同层次,分别评述了MNMs植物效应的传统毒理学研究的主要发现;其次,阐述了转录组学、蛋白质组学以及代谢组学等多组学技术在MNMs植物毒理学领域中应用的最新研究进展,旨在进一步揭示MNMs植物效应潜在的分子机制;最后分析了该领域的研究现状、尚待解决的问题和未来发展方向,并提出今后的研究思路。     

蛋白质互作组学技术及其在植物 研究中的应用进展

蛋白质互作组学技术是一门鉴定和量化蛋白质与其他代谢物或蛋白质等分子相互作用的前沿技 术,已成为研究植物系统生物学和多组学研究的重要组成部分。近年来,基于质谱的组学技术迅速发展,也促 进蛋白质 - 代谢物相互作用（Protein-metabolite interaction, PMI）、蛋白质 - 蛋白质相互作用（ Protein-protein interaction, PPI）的发现和验证方法取得巨大进步 , 这些蛋白质互作组学技术在功能基因组和功能代谢组研究中 逐渐展示出巨大的应用潜力。系统总结了过去 10 年不同蛋白质互作组学技术（主要包括 PMI 和 PPI）的分析策略, 并详细分析了它们各自的优缺点和适用的相互作用类型,综述了蛋白质互作组学技术在植物研究领域的应用进 展,对植物蛋白质互作组学技术的应用策略和需要攻克的关键技术瓶颈进行了总结。蛋白质互作组学技术的不 断发展将进一步推动植物胞内信号转导及代谢调控通路的解析,而精准解析信号网络中关键相互作用将为植物 自身生长发育以及适应外界环境等机制研究提供重要的信息。     

多层组学在植物逆境及育种中的研究进展

多层组学主要包括基因组学、转录组学、蛋白质组学和代谢组学,是系统生物学的重要组成部分。近年来,随着生命科学在植物中的研究和不同组学技术的迅速发展,已迈入了多组学时代,并且广泛应用在植物响应逆境胁迫及辅助育种方面,成为研究植物响应逆境胁迫不可或缺的重要手段。笔者主要结合多层组学在植物响应逆境胁迫机理及代谢通路中的最新研究进展,对植物响应逆境胁迫(非生物胁迫和生物胁迫)、基因功能研究及辅助育种的研究进展进行综述,并强调将基因组学、转录组学、蛋白质组学和代谢组学等学科交叉结合起来进行研究来揭示植物响应逆境胁迫的分子机理,为未来培育抗逆品种提供新思路。     

脂质分析技术及其在植物种子脂质 代谢调控研究中的应用进展

脂质是一类具有独特生理功能活性的化合物,参与调节多种植物应答非生物胁迫过程,对维持植 物组织中生理动态平衡至关重要。脂质组学（Lipidomics）自 2003 年被提出后,已迅速发展成为对脂质整体系 统分析的一门新兴学科,为传统代谢组学注入新的技术支撑,有助于阐明脂类物质在植物中的代谢调控机制。 同时,质谱成像技术因其具有无标记、非特异性、高灵敏度、多物质同时分析等优势,被广泛应用到植物组织 中各类脂质分子的空间分布研究。介绍了脂质组学和质谱成像技术的研究现状,重点综述脂质分析技术在植物 种子脂质代谢调控研究中的最新进展,特别是新兴质谱成像技术在植物种子中脂类物质的成像应用。脂质组学 和质谱成像技术作为目前多组学技术的重要补充,将为植物代谢途径和调控机制的深入探究提供新的契机。亚 微米级高空间分辨率质谱成像技术的不断发展,将进一步推动植物在空间分辨水平的脂质代谢调控网络的深入 解析和前沿应用研究。     

植物代谢组学应用研究——现状与展望

植物产生超过20万种代谢物(分子量小于1 000的有机化合物),这些代谢物在植物的生活史中发挥着重要的生理功能。因此,植物代谢组学在现代植物生物学研究及其生物技术应用中发挥着非常重要的作用。通过代谢组学和转录组学数据(或其他组学数据)的关联分析,人们可以更加快速地解析参与代谢网络的基因功能。最近,植物代谢组学在一些新兴的研究领域(如代谢流组学,辅酶因子组学等)也扮演着越来越重要的角色。对作为植物功能基因组学和系统生物学研究工具的代谢组学研究现状与展望做一个概述,以期为了解并研究相关领域提供参考。     

代谢组学在动物育种中的应用现状与前景展望

代谢组学是一门新兴的学科,与基因组学、蛋白质组学等共同构成系统生物学。近年来,代谢组学发展迅速,并在疾病诊断、生物医药研发、食品营养与科学、药理毒理学、环境科学、植物科学以及动物育种等众多领域均有应用。系统介绍了动物育种中小分子代谢物在遗传参数估计、品种（系）鉴定、重要经济性状鉴定、多组学关联分析以及动物疾病模型制备中的应用及最新研究进展,分析代谢组学研究中存在的问题。随着其研究方法的不断完善和优化,越来越多代谢物被人们所了解认识,在农用动物育种中代谢组学技术的研究逐渐增多,代谢组学必将成为动物育种的一种有力手段。     

植物寄生线虫发育基因的研究进展

植物寄生线虫是危害农作物的重要病原物之一.笔者对植物寄生线虫的发育基因研究状况进行了评述.目前,关于植物寄生线虫发育基因及其调控机理研究不多,主要集中于发育相关基因的克隆,RNAi方法和原位杂交技术在线虫发育基因分析中得到成功应用.利用模式动物秀丽小杆线虫发育基因的信息和方法研究植物寄生线虫发育基因将是人们研究的热点之一.     

植物在非生物胁迫下代谢组学与转录组学的研究进展

在非生物胁迫下,植物主要通过重新配置转录调控网络与代谢网络以维持平衡.近年来代谢组学与转录组学等生物技术的发展,有助于对非生物胁迫下植物体内的代谢物与转录因子等关键组成部分进行鉴定.本文列举了目前用于分析植物代谢组学与转录组学的主要技术及其特点,介绍了代谢组学及转录组学目前在植物抗逆性中的应用.对近年来植物在温度胁迫、...     

MADS-box基因与雌雄异株植物性别决定及分化的关系

MADS-box基因的功能涉及植物多个发育过程的调控,尤其是在植物花发育过程中具有重要的调控作用。雌雄同株植物花发育的ABC(DE)模型中已知的大多数基因都属于MADS-box基因,但在雌雄异株植物中对MADS-box基因的研究较少。对已经报道的与雌雄异株植物花发育的MADS-box基因进行详细的介绍,并对MADS-box基因与雌雄异株植物的性别决定及分化间的关系进行了分析探讨。     

盐芥耐盐机制的组学研究

综述了盐生模式植物盐芥耐盐机制研究的组学研究进展,对盐芥耐盐转录组学、蛋白质组学、代谢组学的研究进行了详细的分析和探讨,系统生物学研究方法将促进植物耐盐机制的深入认知。     

植物响应低温胁迫组学研究进展

低温是限制植物生长和分布的主要逆境因子之一。植物遭受低温胁迫时会迅速启动相关基因,进行转录调控,合成相应蛋白质,进而控制代谢物的合成。为了抵御和适应低温环境,植物形成了复杂的调控网络。随着现代分子生物学迅速发展,组学已经成为植物响应逆境胁迫机理研究的重要方法,如基因组、转录组、蛋白质组和代谢组。这些组学研究技术相结合,能够为探究植物响应低温胁迫的基因调控网络提供有力手段。本文综述转录组、蛋白质组与代谢组等组学技术用于分析植物应答低温胁迫的研究进展,以期为揭示植物耐寒机理及优良耐寒植物的筛选与培育提供参考。     

基于多组学解析作物杂种优势机制及其利用展望

近年来,多种粮食和蔬菜作物的杂种优势利用,培育和改良了大量的高产、优质的品种,但杂种优势的遗传机制研究一直是育种家研究的重点、难点问题。本文综述了基于多组学技术解析作物杂种优势机制研究的最新动态,结果表明不同遗传背景材料和不同性状的杂种优势遗传基础解释并不相同,单一的模式并不能够完全解释其遗传机制。前期多组学分析解析表明,杂种优势分子机制主要与植物生长和发育相关通路上的特定基因表达有关,促使其他基因发挥最大遗传贡献,提高杂种植物对环境的耐受性。本文还总结了预测农作物产量等相关性状杂种优势育种值的方法,以期为解析作物杂种优势机制及杂交种选育提供参考。最后,文章展望了作物杂种优势利用面临的新机遇,基于新型基因组技术构建控制杂种优势的等位基因数据库,创制符合育种目标新种质,推动我国作物工程化育种进程。     

基于代谢组学的重要热带植物的研究进展

代谢组学是继基因组学、转录组学、蛋白组学之后发展起来的一门新兴的组学技术,近年来已经在植物研究领域中显现其重要作用,同样植物代谢组学的发展也推进了热带植物的深入研究。本文主要综述了植物代谢组学的发展进程及其在重要热带作物[椰子（Cocos nucifera L.）、橡胶树（Hevea brasiliensis）、油棕（Elaeis guineensis Jacq.）、木薯（Manihot esculenta Crantz）]和药用植物[槟榔（Areca catechu L.）、胡椒（Piper nigrum L.）、海南粗榧（Cephalotaxus hainanensis Li）、砂仁（Amomum villosum Lour.）]中的综合运用,并介绍了结合多组学技术开展相关研究的进展,最后,对未来的研究方向提出了展望,旨在为进一步的热带植物代谢生物学研究及其开发利用提供参考。     

代谢组学评估胚胎体外发育潜能的应用研究综述

胚胎体外发育能力的评估在人类辅助生殖技术中起关键作用。多胎妊娠带来的围产期死亡和医疗负担日益凸显。因此,如何获得高发育潜能的胚胎以减少多胎率和提高临床妊娠率是目前辅助生殖技术研究的重点。代谢组学作为一种非侵入性检测方法,主要通过对卵泡液或胚胎的培养液进行检测分析,能客观地评价胚胎质量和预测胚胎的发育潜能。因此,通过代谢组学判断和选择具有良好发育潜能的胚胎,对孕育健康后代和减少经济负担具有重要意义。本文首先对代谢组学的概况及研究方法进行了简单介绍,然后对代谢组学在生殖领域的最新应用进行了综述。     

基于多组学的真菌病毒与寄主真菌互作的研究进展

阐述了多组学包括代谢组学、转录组学和蛋白组学技术的原理、方法和步骤,并结合其在弱毒真菌病毒中研究的案例,全面分析了代谢组学、转录组学和蛋白组学技术在真菌病毒与寄主真菌互作中的研究现状、未来的研究方向以及具备的高灵敏度、高通量优势,有助于深度探究真菌病毒对寄主真菌的影响及其分子机制,并为判断真菌病毒能否作为植物真菌病害生物防治因子提供方法和思路。     

激光扫描共聚焦显微镜在园艺植物研究中的应用

综述了激光共聚焦显微镜的原理以及激光扫描共聚焦显微镜技术在园艺植物细胞学、植物荧光方面、发育生物学和遗传学的应用研究进展,并对其在园艺植物研究中的应用前景进行了展望。     

多组学技术在人参属药用植物抗根部病害研究中的应用

人参、西洋参和三七是五加科人参属中典型的代表性药用植物,均为我国名贵中药材。根部病害是影响人参属药用植物发展的重要因素。目前,多组学技术在植物抗病育种中的应用越来越广泛。本文从基因组、转录组、蛋白质组和代谢组学4个方面综述了人参、西洋参和三七抗根部病害研究进展,以期为这3种药用植物的抗病育种研究提供借鉴。     

智慧农业背景下的植物表型组学研究进展

我国农业正处于由传统农业转向现代化农业的关键阶段,智慧农业是现代化农业发展的重要体现,是未来农业发展的必然趋势。智慧农业旨在将物联网、人工智能以及大数据等现代信息技术与传统农业深度结合,使农业生产实现智能化、绿色化、标准化、数字化。植物表型组学是研究植物表现型特征的科学,是智慧农业发展的关键技术之一,其通过采集细胞、器官、组织、植株以及群体各层面的表型数据,从海量数据中提取可重复性高、可信度高的重要性状信息,为基因挖掘、作物育种和农业生产过程精准管理提供数据支持和方法支撑。从表型数据采集、分析以及国内外植物表型分析平台建设方面综述了智慧农业背景下植物表型组学的发展现状,概述了植物表型组学研究在智慧农业生产中的应用,最后对植物表型组学未来发展趋势做出展望。