激素调控种子休眠与萌发分子机制研究进展

种子休眠和萌发过程受到内源激素分子和外界环境因子的精确调控，脱落酸、赤霉素、生长素等激素在这一过程发挥重要调控作用，其中脱落酸和赤霉素是核心激素，脱落酸负责诱导和维持种子休眠，赤霉素促进种子萌发。通过总结激素调控种子休眠和萌发的最新研究进展，阐述内源激素含量变化、其合成与代谢途径关键基因与信号转导组分在种子休眠和萌发中的重要作用和分子机制，为进一步利用调控机制为农作物的产量提高和品质改良提供参考。     

植物卷须形态解剖研究

对锦屏藤、南瓜、炮仗花、菝葜4种植物的卷须及茎的微观形态特征进行解剖和比较分析.结果表明:卷须与茎之间、茎卷须与叶卷须之间在解剖学上既有相关性,又各有其自身的特征.其相关性表现在:茎的内部结构大体上决定着其卷须的内部结构,充分体现卷须是来源于着生在茎上的侧枝或叶的变态;但茎的内部结构组成在数量上比其卷须更丰富;茎卷须中央髓部细胞具有的后含物比叶卷须少,并能特化成髓腔而叶卷须没有髓腔的出现,但不管茎是否其有次生结构,叶卷须和茎卷须只有初生结构.因此利用解剖学特征,可辅助解决某些仅靠形态学性状难以解决的分类鉴定问题,为判断卷须的变态来源提供参考依据.     

植物叶序发生的分子机制研究进展

叶序（Phyllotaxis）是指植物叶片在茎或枝条上坐落有序的排列方式。早期对叶序发育的研究工作主要集中在叶序形态学观察上,随着分子生物学的不断发展,科学家们开始揭示了这一过程背后的分子机制。研究表明,叶序发育受到多个基因的精细调控,同时,生长素和细胞分裂素等激素在叶序发育中起着重要的作用。大量的分子组分、物理因素以及复杂的调控网络共同决定了植物叶序的模式。对近年来国内外有关叶序模式调控的分子机制研究进展进行综述。     

蔬菜变态根茎发育的分子机理研究进展

变态根茎是许多蔬菜作物重要的产品器官。阐明变态根茎的形成不仅是植物发育生物学研究的重要内容, 也是提高相关蔬菜作物产量和品质的重要保障。近年来,关于蔬菜变态根茎形成机理的研究已经取得了重要进展。本文主要以代表性根茎类蔬菜作物萝卜、芜菁、马铃薯、莲藕、榨菜、山药、芋艿为对象, 就其变态根茎发育的遗传和分子机理, 包括变态根茎发育相关性状的遗传及QTL定位,形态建成的物质和能量代谢, 细胞周期及细胞膨大,植物激素、光周期、转录因子等调控机制的研究进展进行了综述。蔬菜变态根茎发育相关性状多为寡基因或多基因控制的数量性状。目前,一系列发育相关性状的QTL位点被鉴定,一些重要性状的连锁标记被开发。作为形态建成物质的淀粉、糖类和蛋白质为变态根茎的发育提供重要的物质、能量和营养来源,诸多基因参与形态建成物质的代谢。细胞周期作为细胞分裂的调节器,决定细胞数目。细胞周期受细胞周期蛋白（cyclins,CYC）、细胞周期蛋白依赖性激酶（cyclin-dependent protein kinases,CDKs）以及转录因子 RB/E2F 的调控。细胞膨大决定细胞大小,受扩展蛋白（expansin,EXP）和木葡聚糖内糖基转移酶/水解酶（xyloglucan endotransglucosylase/hydrolases,XTHs）等重要因子调节。植物激素是变态根茎发育的基础调控因子,诸多激素如赤霉素、生长素、脱落酸、细胞分裂素和茉莉酸等参与变态根茎的发育。光周期调控是变态根茎发育的动态信号,大量参与光周期调控的基因,如光敏色素、CONSTANS (CO)、FLOWERING LOCUS T (FT)、APY 等在变态根茎形成过程中都起到重要的调控作用。此外,MADS-box、ABF/AREB 和 homeobox 等转录因子也在变态根茎的发育中扮演重要角色。另外,文章就小RNA、表观遗传学、转录组学、蛋白质组学、比较基因组学、全基因组测序和关联分析的研究在变态根茎发育机理中的应用进行了简要介绍。     

激素调控植物顶端优势的分子生物学进展

分子生物学中对基因与突变体的研究表明植物的顶端优势现象是受激素的调控的,其中生长素抑制侧芽的生长,而细胞分裂素促进侧芽的起始,二者的比值对植物的生长更加重要。研究还表明其他的激素也参加了植物顶端优势的调控过程,如ABA、GA等。植物的顶端优势是基因、激素及植物发育时期综合作用的结果。     

禾本科植物腋生分枝发生的分子与激素调控

综述了禾本科植物在花序结构、腋生分生组织发生、腋芽发育等方面的特点,重点介绍了关键调控基因的表达,激素、生长素极性运输以及它们的互作在调控腋生分枝形成和花序形态中的作用机理。     

植物激素调控顶端分生组织发育的研究进展

植物分生组织的发育主要依赖于植物体内多功能干细胞群体,并受多种激素的共同调控,其中生长素和细胞分裂素调控通路及其相互作用是调控分生组织形成和分化的主要因素.了解植物分生组织的形态建成及信号途径相关分子机制,将加深人们对植物生长发育调控的认识,为植物资源进一步开发和利用提供理论基础.为此,综述了植物顶端分生组织的结构特征...     

磷脂介导的生长素信号转导研究进展

生长素作为一个不可或缺的因子调控着植物器官发育、形态建成和抗逆应答等生理过程。磷脂分子是细胞膜的重要组分。磷脂酶作用于膜脂产生脂类小分子,参与感受、应答细胞外的刺激和胁迫。近些年研究表明,磷脂也是生长素信号通路的重要调控分子。本文综述了磷脂信号介导的生长素极性运输的调控特征、靶蛋白及其分子机制。在此基础上,着重介绍过去十年来磷脂信号在应答外界胁迫和调节生长发育方面的重要进展,旨在为磷脂信号和生长素的深入研究提供参考。     

牙鲆早期发育和变态期间Pitx2基因的表达(英文)

Pitx2基因被认为是脊椎动物中调节内脏器官左右不对称的关键转录因子。为进一步探讨牙鲆变态期间的左右不对称是否也受Pitx2的左特异活性调节,采用逆转录聚合酶链式反应(RT-PCR),拟在变态的牙鲆的头部组织中克隆编码Pitx2基因的部分cDNA序列,并通过以18s rRNA为内标的半定量RT-PCR研究其在牙鲆早期发育和变态期间的表达情况。克隆和测序的结果表明Pitx2在牙鲆早期发育和变态期间也存在基因表达;而半定量的结果表明它的左特异性功能很可能在变态的早期阶段发挥作用。但是,牙鲆变态期间的右眼移动是否受Pitx2的左特异活性调控,以及变态期间的左右不对称和内脏器官的左右不对称是否拥有相同的分子机制,仍需进一步研究。     

植物体细胞胚胎发生及其分子调控机制研究进展

植物的每个细胞都包含着该物种的全部遗传信息,具备发育成完整植株的遗传能力,这被称为植物细胞的全能性。体细胞胚胎(体胚)发生是指在没有受精的情况下,由体细胞或营养细胞发育成胚胎,是诱导植物细胞全能性的一种形式。体胚发生在种质资源保存、种苗生产、分子育种和植物基础研究等方面都有着广泛的应用,已成为重要的植物生物技术工具和研究平台。多年来的分子遗传学研究表明:体胚发生受到由众多转录因子、激素信号途径及表观遗传修饰等构成的复杂网络的调控。本研究概述了植物体胚发生的途径,并重点综述了体胚发生关键基因的功能与调控机制、体胚发生的表观遗传修饰以及体胚发生关键基因在基因工程中的应用。随着研究的深入和新技术的出现,体胚发生过程中涉及的代谢组分动态变化、转录调控、激素信号转导与表观遗传调控等复杂生物学过程有望得到更深入地阐释,将更进一步地解析植物体胚发生的分子调控机制。此外,利用体胚发生关键基因的功能与调控机制,开发更高效的体胚诱导和遗传转化方法,有望为更多植物的基因功能研究和遗传改良提供新的思路和技术。参81     

植物矮化基因相关研究进展

植物株型的矮化调控是遗传育种的一项热门研究.国内外学者对植物矮化机理、矮化基因、矮化遗传育种等均进行了较深入的研究,水稻、玉米、小麦等粮食作物和黄瓜、番茄、南瓜等园艺作物均已形成了较完善的矮化研究体系.矮化植株株型紧凑、冠幅小,能够有效提高抗倒伏能力,在生产实践中具有管理便利的优点,因此矮化育种是植物育种的发展趋势.激...     

园艺作物褪黑素的研究进展

褪黑素是一种在生物体中广泛存在的吲哚胺类化合物,在动物中具有调节昼夜节律、提高免疫力和抗衰老的作用,是一种对人类健康有益的保健佳品。现已发现褪黑素在高等植物中广泛存在,其生物合成途径以L-色氨酸为底物,途径色胺、5-羟色胺、N-乙酰-5-羟色胺,最终生成褪黑素。目前,植物中鉴定到的褪黑素合成关键酶有:L-色氨酸脱羧酶(Trp DC)、色氨酸羟化酶(T5H)、5-羟色胺-N-乙酰转移酶(SNAc T)、N-乙酰-5-羟色胺甲基转移酶(Ac SNMT)和羟基吲哚-O-甲基转移酶(HIOMT)。虽然目前有关褪黑素在园艺作物中的功能研究还不是很多,但已有研究表明,褪黑素在园艺作物中具有促进生长,增加产量,促进种子萌发,调节光周期,调控根系发育,延迟叶片衰老,影响果实成熟和贮藏等生理功能。而褪黑素的抗氧化特性又赋予它较强的活性氧(ROS)清除能力,且褪黑素能提高光照、温度、水分、盐碱、重金属和氧化胁迫下的抗氧化酶活性。此外,褪黑素还参与了包括生长素(IAA)、赤霉素(GA)、脱落酸(ABA)、乙烯(ETH)、水杨酸(SA)、多胺(PAs)和一氧化氮(NO)等物质介导的信号转导途径,组成了控制园艺作物生长、发育和抗性获得的复杂信号网络。文中从"褪黑素在植物中的生物合成,园艺作物中的褪黑素含量及影响因素,褪黑素在园艺作物生长、发育中的作用,褪黑素在园艺作物胁迫应答中的作用,褪黑素调控植物生长发育和抗逆性的信号转导网络"5个方面对褪黑素在园艺生产中的作用进行综述。重点阐述已经发现的褪黑素在园艺作物上的功能作用,对其潜在生理功能进行了预测,并从提升园艺作物褪黑素含量方面展望了今后需重点开展的研究。     

嫁接提高园艺作物耐热性的研究进展

嫁接作为一门悠久而新兴的无性繁殖技术,广泛应用于园艺作物的繁殖、新品种选育以及品种改良等方面。重点介绍嫁接技术提高园艺作物耐热性的应用研究,并综述了植物通过嫁接提高耐热性机理方面的最新进展。植株嫁接能显著提高根系活力,提升接穗叶片的光合速率和酶活性,调节体内不同部位内源激素含量,并通过水平基因转移（HGT）和RNA长距离运输对基因表达进行可遗传修饰。同时还对研究中仍需解决的问题和嫁接技术发展前景进行讨论。大力开展嫁接提高园艺作物的耐热性,并深入研究嫁接提高植物耐热性的机理,对促进园艺作物的栽培与育种具有重要意义。     

Induction of coiling in tendrils by auxin and carbon dioxide

Symmetric application of indole-3-acetic acid, CO(2), or, to a lesser extent, ethylene can substitute for the contact stimulus in inducing coiling in the tendrils of Marah fabaceus. In the case of auxin, treatment of the apical few millimeters results in strong, permanent coiling throughout the length of the tendril. The speed of the response to CO(2) is comparable to that to tactile stimuli. A possible mechanism for thigmotropism is outlined.     

Current perspectives on shoot branching regulation

Shoot branching is regulated by the complex interactions among hormones, development, and environmental factors. Recent studies into the regulatory mechanisms of shoot branching have focused on strigolactones,which is a new area of investigation in shoot branching regulation. Elucidation of the function of the D53 gene has allowed exploration of detailed mechanisms of action of strigolactones in regulating shoot branching. In addition,the recent discovery that sucrose is key for axillary bud release has challenged the established auxin theory, in which auxin is the principal agent in the control of apical dominance. These developments increase our understanding of branching control and indicate that regulation of shoot branching involves a complex network. Here, we first summarize advances in the systematic regulatory network of plant shoot branching based on current information. Then we describe recent developments in the synthesis and signal transduction of strigolactones.Based on these considerations, we further summarize the plant shoot branching regulatory network, including long distance systemic signals and local gene activity mediated by strigolactones following perception of external environmental signals, such as shading, in order to provide a comprehensive overview of plant shoot branching.     

CRISPR/Cas9技术在园艺作物中的研究进展

【目的】 回顾近年来基因编辑技术在园艺作物中的研究进展,为园艺作物的基础研究与品种培育提供参考。【方法】 从国内外文献资料中收集查阅CRISPR/Cas9技术在园艺作物研究中的研究报道,对其分析汇总。【结果】 传统育种手段难以满足园艺作物对产量和品质日益增长的需求,CRISPR/Cas9技术为其品种改良开辟新的道路,改变园艺作物育种格局,促进其在抵御生物胁迫,响应非生物胁迫,提高果实品质和作物驯化。【结论】 CRISPR/Cas9技术在园艺作物研究中是育种工作不可或缺的关键性技术。     

How the cucumber tendril coils and overwinds

The helical coiling of plant tendrils has fascinated scientists for centuries, yet the underlying mechanism remains elusive. Moreover, despite Darwin's widely accepted interpretation of coiled tendrils as soft springs, their mechanical behavior remains unknown. Our experiments on cucumber tendrils demonstrate that tendril coiling occurs via asymmetric contraction of an internal fiber ribbon of specialized cells. Under tension, both extracted fiber ribbons and old tendrils exhibit twistless overwinding rather than unwinding, with an initially soft response followed by strong strain-stiffening at large extensions. We explain this behavior using physical models of prestrained rubber strips, geometric arguments, and mathematical models of elastic filaments. Collectively, our study illuminates the origin of tendril coiling, quantifies Darwin's original proposal, and suggests designs for biomimetic twistless springs with tunable mechanical responses.     

油菜素内酯调控植物根系发育机制研究进展

油菜素甾醇(brassinosteroids,BRs)是20世纪后期发现的一类新型植物激素,参与调控植物生长发育的诸多方面,其中对植物根系发育过程具有重要的调控作用.油菜素内酯(brassinolide,BL)是最先确定结构的高活性BR.首先介绍了BR的发现、BR调控根系生长信号通路的进展,进一步阐述了BR通路转录因子...     

葫芦科作物基因组学研究进展

葫芦科拥有许多常见的蔬菜和瓜果,在农业生产和人民生活中占有举足轻重的地位。高质量参考基因组是重要农艺性状相关基因挖掘、种质资源精准鉴评及分子设计育种体系建立及应用的重要前提。随着测序技术的快速发展,陆续建立了Sanger、Roche 454、Illumina、PacBio等测序平台,测序成本不断降低,不同物种的基因组测序工作陆续完成。黄瓜是葫芦科作物研究的模式作物,是第一个完成基因组测序的蔬菜作物。随后,包括西瓜、甜瓜、南瓜和冬瓜等在内的葫芦科作物逐步完成了全基因组测序,显著提升了葫芦科作物的基因组学、系统进化和分子生物学研究水平。本文综述了葫芦科主要作物在全基因组测序方面取得的一系列重要进展,全基因组测序工作在葫芦科作物起源与进化、重要农艺性状相关基因挖掘等方面的实际应用情况,并对葫芦科作物端粒到端粒（T2T）基因组和泛基因组的构建进行了展望。     

园艺植物 WRKY 基因功能研究进展

WRKY 转录因子是植物中特有的一类反式作用因子。WRKY 基因家族成员众多,是植物中最大的转录因子家族之一。目前,已在多种园艺植物中对该家族进行了全基因组鉴定。大量研究表明,WRKY 转录因子参与了植物中多种生物学过程,如营养剥夺、胚胎发生、种子发育、毛状体发育、叶片衰老及其他发育和激素调节的过程,是许多调控信号网络的重要组成部分。WRKY 转录因子还可参与植物适应各种逆境的转录调控,已被证明其在生物应激反应中发挥重要作用并参与植物的防御机制,其在植物防御病菌、病毒和虫害调控过程中的重要作用正被逐步揭示。此外,WRKY 转录因子在植物响应环境中非生物胁迫方面的作用也被不断解析,其可参与调控植物对干旱、温度、盐及渗透的响应,并在此过程中发挥正向或负向调节作用。本文基于近年来的相关研究成果,重点综述了 WRKY 转录因子在园艺植物生长发育、胁迫响应和代谢合成方面所发挥的作用和调控机理,进一步明确园艺植物 WRKY 转录因子的重要生物学功能,阐明 WRKY 转录因子介导的转录调控网络,为园艺植物优良性状相关的遗传资源挖掘和分子育种提供理论支撑。