乙烯在植物生长发育和抗病反应中的作用及其生物合成的反义抑制

乙烯是迄今为止所发现的 5大类植物激素之一 ,它广泛存在于植物体中 ,对植物的生长发育 ,特别是植物的成熟和衰老起着十分重要的调节作用。研究还发现 ,乙烯参与逆境条件 (热害、冷害、旱害、涝害、盐害、紫外线和重金属离子等 )下植物的胁迫反应 ,影响到植物体内一系列胁迫反应的开始和植物抗性的变化。近年来又发现乙烯参与植物的抗病反应 ,尤其是转反义乙烯形成酶基因植物的抗病性研究倍受重视。人们虽然在转反义乙烯形成酶基因植物的抗病性方面做了大量的工作 ,积累了相当多的资料 ,发现植物的抗病性与乙烯密切相关 ,但由于该研究尚处在初期 ,研究还不系统 ,乙烯在植物抗病反应中的作用机理也不十分清楚 ,因此需要系统整理和更加深入细致的研究。反义基因技术的成功应用 ,不仅为深入研究乙烯在植物体内的作用机理提供了方便 ,也为培育植物新品种提供了快速有效且专一性极强的育种新途径。本文将系统介绍乙烯在植物生长发育中的作用以及利用反义基因技术控制乙烯的生物合成、从而达到控制植物生长和发育之目的研究进展 ,重点叙述乙烯在植物抗病作用以及转反义乙烯形成酶基因植物的抗病性研究的最新进展 ,同时对倍受重视的反义基因技术的原理及特点也做较为全面和细致的介绍。     

水杨酸与植物诱导抗病性

水杨酸(SA)被认为是诱导植物抗病反应的重要信号分子之一。许多研究报道：水杨酸参与植物的HR(超敏反应)和SAR(植物系统抗病性)介导的与植物病理相关的PRP(也叫PRS，病程相关蛋白)基因的表达。章就SA与植物抗病性间的关系、SA抗病机理、SA在植物系统抗病性间的信号传递以及SA调节SAR基因表达的分子机理作以综述。     

植物抗逆性相关转录因子的研究进展

植物在自身的生活周期中往往面临着各种胁迫,在胁迫环境下,植物中特定的转录因子与抗逆基因上游的顺式作用元件结合,从而特异性地调控该基因在植物体内的表达,提高植物对环境胁迫的适应能力。因此,转录因子已成为近年来植物抗逆基因工程的研究热点。本文主要综述了植物抗逆相关转录因子的结构、调控机制、功能特性以及在植物抗病基因工程方面的研究成果,并展望了其应用前景。     

转多基因1年生库安托杨对溃疡病的抗性分析

[目的]本研究对转多基因库安托杨株系的溃疡病抗病性检测及抗病相关基因的表达分析,为通过基因工程手段培育抗病林木新树种提供有价值的参考。[方法]以转JERF36等多个外源基因的1年生库安托杨株系D5-9、D5-20、D5-21及非转基因受体D5-0为材料,对主干人工接种溃疡病菌的各株系病情指数进行了测定,同时对接种5 d后树皮组织中5个抗病基因的表达情况进行了实时定量PCR(qPCR)分析。[结果]在溃疡病菌胁迫下,3个转基因株系对溃疡病菌的抗性显著优于非转基因受体株系,转基因株系间抗病性也具有一定差异,D5-21的病情指数显著低于其它2个转基因株系;肉桂醇脱氢酶基因在3个转基因株系树皮中表达量均高于对照,类甜蛋白基因仅在D5-19树皮中的表达量高于对照,其他3个基因在转基因株系中的表达量或与对照相当或低于对照。[结论]转多基因库安托杨株系的溃疡病抗性与非转基因对照相比均有显著提高,且转基因株系间差异显著;同时转基因株系中不同抗病基因的表达模式也有很大差异,说明溃疡病菌胁迫下转多基因库安托杨抗病调控的复杂性,其分子调控机制还有待深入研究。     

植物盐害机理及其应对盐胁迫的策略

综述了植物盐害的机理即离子胁迫、渗透胁迫、氧化胁迫、呼吸受阻、营养亏缺、光合作用下降,又阐述了植物应对盐胁迫的策略即重建体内离子平衡、合成和积累渗透保护物质、清除活性氧、增加合成抗胁迫蛋白质和多胺类物质、调节激素种类及改变基因表达模式。     

植物体内一氧化氮的来源及其在非生物胁迫中的作用

一氧化氮（NO）作为信号分子,广泛参与植物的生长、发育和抗逆等生理过程。在植物体内,NO主要通过酶促反应和非酶促反应生成,植物体内NO具有双重作用,低浓度的NO能够促进植物的生长与发育,提高植物的抗逆性;而高浓度的NO则对植物具有毒害作用。因此适当浓度的外源NO可通过多种途径减缓逆境条件下植物受到的氧化伤害。主要对植物体内NO的来源、NO在植物体内的信号转导途径及NO在非生物胁迫中的作用等方面的研究进展进行概述。     

仙客来耐热性的生理研究——酶性和非酶性活性氧清除能力与耐热性

温度是影响植物生理过程的重要生态因子之一.植物体在生长发育过程中,经常会遭受到高温的胁迫,造成植物萎蔫甚至死亡,这与高温引起植物生理代谢的紊乱和细胞结构破坏有关.随着全球环境的恶化,植物对高温的反应日益受到人们的关注.植物在高温条件下,细胞内会产生过量的自由基,能引发膜脂过氧化作用,造成膜系统的伤害.超氧物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)等为防御膜脂过氧化的主要保护酶系统,抗坏血酸(AsA)是植物体内有效的抗氧化剂.它们通过不同的作用方式清除植物体内产生的活性氧,减弱氧化伤害.本研究以两个品种的仙客来为试验材料,比较研究两者在高温胁迫下其清除系统活性和含量的变化,从活性氧代谢来探讨仙客来耐热性的机理.     

植物DUF家族基因功能研究进展

为进一步研究DUF(Domain of unknown function)蛋白转录因子,通过文献综述法对DUF蛋白家族在植物生长发育、响应生物胁迫及非生物胁迫等方面的研究进行了归纳分析,结果表明：目前关于植物DUF转录因子的研究还主要集中在模式植物水稻和拟南芥上,该转录因子可通过自我调节或蛋白互作影响下游基因的表达,对植物细胞壁形成、器官发育、抗病虫害或抗干旱等信号通路具有正调控或负调控作用。     

环境胁迫对植物超微结构的影响

环境胁迫(如盐渍、干旱、低温、重金属等)作用于植物将会引起植物体内发生一系列的生理代谢反应,严重可能会导致整个植株死亡。作者综述了逆境对植物细胞超微结构的损伤效应,诣在探讨植物受环境胁迫后其细胞超微结构的变化规律,为植物的受损机理以及抗逆研究提供细胞学证据。     

辣椒抗白粉病基因CaMLO4的克隆和表达分析

MLO基因是植物中特有的一类抗病负调控因子,该基因突变导致植物产生广谱抗病性。为研究MLO基因在辣椒中表达模式及功能分析,以前期本课题组通过SSH文库获得的ESTs,设计引物,采用RT-PCR和RACE的方法,成功克隆了一个CaMLO4基因,并对该基因的特性和表达模式进行了初步分析,结果显示了该CaMLO4基因可能参与辣椒白粉病的调控过程。     

苏云金杆菌的研究进展

概述了害虫对转苏云金杆菌（Bacillus thuringiensis,简称Bt）抗虫基因植物的行为学反应、Bt乳剂增效途径、Bt毒素基因的鉴定和定位、Bt辅助蛋白、天敌与转Bt基因抗虫植物的协同损害作用、昆虫对Bt毒素的抗性机理、Bt安全性方面的研究现状，提出了今后的研究方向。     

马尾松对松材线虫病抗病性差异的研究进展

松材线虫病是松树的一种毁灭性病害,不同种源的马尾松的抗病性存在差异.就马尾松对松材线虫病的抗病性差异研究进展进行了综述.目前,马尾松抗病性的研究主要有以下5个方面:①不同树龄与抗病性之间的关系;②不同地理种源马尾松对松材线虫病抗病性的差异;③与种源抗病性有关的主要成分;④马尾松的诱导抗病性;⑤马尾松抗病育种.马尾松的抗病性与多种因素有关系,通常具有抗性的马尾松一般生长状况较好;马尾松的抗病物质很复杂,到目前为止,人们已经发现了马尾松的一些抗病物质的种类,并对这些物质的结构进行了研究,但对这些抗性物质的产生和马尾松抗病机理还有待于进一步的研究.     

锌污染对五节芒的膜脂过氧化水平及抗氧化能力的影响

对Zn胁迫下五节芒叶部和根部内过氧化产物丙二醛(MDA)的含量以及多酚氧化酶(PPO)、超氧化物岐化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性进行了研究。结果表明:叶部和根内MDA活性伴随着Zn胁迫强度的增大而升高,膜脂过氧化水平上升。作为植物抗氧化系统中的关键酶,随着Zn浓度的增加,SOD活性呈现出先上升后下降的两阶段反应,从而说明了Zn的污染超出了植物所能承受的防护阈值,使得其防御能力相应减弱,甚至死亡。PPO活性的下降说明在重金属的伤害下五节芒的抗逆性减弱。而POD活性高于对照说明在重金属胁迫下五节芒植株体内的抗氧化能力增强。由此可见在Zn污染下导致植物被伤害的主要原因是细胞内O2浓度的升高带来的膜脂过氧化水平的增强,而植物体内的保护酶系统SOD、POD和PPO活性的变化则可能是五节芒抗过氧化的机理之一。     

水杨酸诱导植物抗病性机制的研究进展

阿斯匹林(即乙酰水杨酸,在生物体内可很快转化为水杨酸SA)可治疗人的多种疾病,这是人所共知的.同样,SA在植物体内的生理作用也是多种多样的,如诱导某些植物开花;导致天南星科植物的佛焰花序产热;诱导烟草和黄瓜等植物对细菌、真菌、病毒等多种病害的抗病性.SA是植物体内含量很低的一种小分子化合物,可通过韧皮部运输,对一些重要的代谢过程起调控作用.因此,有人认为可以把它当作一种植物激素来看待[1].目前 ,对SA的研究主要集中在其诱导植物抗病性上. 许多研究表明,SA可以作为诱导因子,在植物抗病反应中起着非常重要的作用.     

植物低温胁迫响应及研究方法探析

在低温胁迫的影响下,植物体内的生物膜组成、基质以及各类生命活动反应都发生着剧烈的变化,因此,无论是植物领域,还是农作物领域,都需要重视低温胁迫对植物在的危害。基于此,从植物的形态特征、渗透调节物质等方面研究了植物对低温胁迫的反应机制,分析了鉴定植物抗寒性强弱的方法。从植物低温锻炼、化学诱导的调控作用、基因工程等方面提出了提高植物抗低温能力的方法,并展望了未来的研究方向。     

外源GABA对NaCl胁迫下中间锦鸡儿幼苗乙烯生成的调控作用

对NaCl胁迫条件下中间锦鸡儿幼苗施加外源GABA的研究表明:200 mmol·L-1 NaCl处理72 h时,幼苗体内乙烯含量增加,但是外源GABA能够进一步提高NaCl胁迫条件下乙烯含量;在250 mmol·L-1 NaCl胁迫初期(24h)乙烯含量急剧增加,施加外源GABA反而抑制了乙烯的生成;随着胁迫时间的延长,外源GABA对乙烯的生成表现为促进作用.转录水平研究进一步表明:NaCl胁迫条件下外源GABA提高了乙烯生成关键基因1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC)氧化酶基因CaACO1和CaACO2在中间锦鸡儿根部的表达.     

ACC合酶cDNA克隆及其对美洲黑杨体内乙烯产生的反义抑制

利用ＲＴＰＣＲ技术克隆了大豆ＡＣＣ合酶基因ＧＭＣＡＣＣＳＩ编码区１５ｋｂ的ｃＤＮＡ片段,经酶切图谱分析和序列分析鉴定后,反向插入到２元载体ｐＢｉｎ４３８中,构建了表达ＡＣＣ合酶反义ＲＮＡ的植物表达载体,转化农杆菌后用该农杆菌侵染美洲黑杨叶片,在含卡那霉素的ＭＳ培养基上选择转化子和植株再生,通过ＰＣＲ检测从抗卡那植株中选到１５株转基因植株,Ｓｏｕｔｈｅｒｎ杂交分析初步确证了外源基因是以单拷贝插入到杨树基因组ＤＮＡ中;对杨树幼苗乙烯释放的测定结果表明转基因杨树幼苗的乙烯释放量为对照的２２％。     

树木抗病的生理生化学研究进展

对树木受病原物侵染前后体内生化物质及其变化状况和诱发产生的多种生理生化代谢差异在寄主抗病性中作用的研究现状进行了概述，指出，目前关于树木抗病性的研究多集中在相关因素的比较分析上，有关抗病的分子机制和抗病基因定位等研究是今后深入探讨的重要方面。     

Ca~(2+)-CaM信号系统与植物的抗病性

近年来,对于钙-钙调素信号传导系统的研究在逐渐深入,许多研究表明钙-钙调素传导系统参与了生物和非生物胁迫的信号传导。本文介绍钙-钙调素信号传导系统的一些基本内容,并阐述了钙-钙调素信号传导系统与植物抗病性的关系。     

植物抗病过程中的细胞程序性死亡

细胞程序性死亡是由某些特定基因调控的,在细胞生长发育或对外界刺激的反应过程中表现出来的一种生物学过程,伴随着细胞形态学及分子生物学等方面的特征.其中,植物过敏性反应是细胞程序性死亡的重要表现形式之一,表现为植物在不亲和病原菌侵染下受侵细胞及邻近细胞的快速死亡,从而导致病原菌生长受抑制,HR过程对于植物抗病性有重要意义.目前,关于抗病过程中的PCD和HR的研究已成为植物病理学的重点和热点之一.本文综述了植物抗病过程中PCD及HR的研究进展,重点对植物HR特征、可能的信号传导因子、检测方法、产生的分子机制等方面进行了分析和总结,并对林木抗病中的PCD研究进行了展望.