植物褪黑素功能及其作用机制的研究进展

褪黑素是一种重要的植物生长调节剂，在植物中具有多种功效。鉴于褪黑素在植物中的多种功能作用，为了给褪黑素在农业生产中的应用提供理论依据，通过查阅并梳理相关文献，阐述了植物中褪黑素的合成及代谢途径，褪黑素对植物生长发育的调控及对植物响应逆境胁迫的影响和褪黑素诱导作用的机制。褪黑素不仅参与植物种子萌发、根系发育、开花结果等生长发育过程，还能充当胁迫缓解剂，调节植物对多种生物胁迫/非生物胁迫的响应，且用外源褪黑素处理能够有效地缓解低温、干旱、盐碱以及病虫害等对植物的损伤程度，今后的研究应将盆栽试验与田间试验结合起来，以加速褪黑素在农业中的广泛应用。     

AM真菌与地上草食动物的互作及其对宿主植物的影响

丛枝菌根是自然生态系统中广泛存在的一种植物根系与菌根真菌的共生体.放牧是草原生态系统的一种重要生态学功能.目前,关于AM真菌和植物的关系,以及草食动物与植物的相互作用研究已经非常深入,但有关AM真菌-植物-草食动物的多重相互作用研究尚处于发展初期.本文从揭示AM真菌-植物-草食动物三者相互作用机理的角度出发,围绕动物采食作用对AM真菌的侵染、孢子群落组成的变化及其作用机理,丛枝菌根对动物采食行为的影响,以及植物个体与群落对二者共同作用的响应等方面,对AM真菌-植物-草食动物研究领域最新的成果进行综述,并在此基础上,提出AM真菌-植物-草食动物相互作用领域未来的研究方向.     

褪黑素调控根系生长和根际互作的机制研究进展

【目的】根系生长和根际互作是影响植物对土壤养分吸收的关键因子。根系在土壤中穿插生长,不断改变其形态可塑性,进而改变根系构型,扩大与土壤的接触面积以获取所需养分。同时根系的生理可塑性协同根系形态可塑性显著影响根际互作效应,为植物经济高效获取养分资源提供可能。探究褪黑素等内源生长调节因子对根系形态和生理可塑性的调控机制,揭示通过最大化根际效应强化根际互作的有效途径,对集约化作物体系提高养分利用效率,促进绿色增产增效,具有重要的理论与实践意义。主要进展褪黑素作为新型植物生长调节信号分子,在盐害、干旱和低温等非生物胁迫中具有增强植物抗逆性、改善植物生长等重要调节作用。褪黑素显著改变根系生长,对植物主根生长主要表现为抑制作用,对侧根及不定根的发育和生长具有浓度依赖性调节,从而深刻影响植物根系构型。褪黑素调控根系生长的机制尚不清楚,总结已有进展表明:一方面褪黑素调节光周期,影响光合产物的运输和糖信号,从而调控地下部碳分配和根系生长;另一方面,褪黑素还能与生长素等植物激素互作,参与激素对植物生长调控的信号通路,从而对植物的生长发育和新陈代谢产生影响。这些进展对深入揭示褪黑素调控根系生长发育的机制提供了重要依据。问题与展望根系的生长发育以及根系构型的改变显著影响根际过程和根际互作,褪黑素作为调控因子在不同养分环境条件下显著影响根系的形态可塑性。然而,褪黑素在根际过程和根际互作中的作用机制并不清楚,有关研究亟待加强。深入探究褪黑素参与根际互作的机制,理解褪黑素调控根系生长和根际过程的作用途径,可为集约化农业体系下精准调控作物根系生长,强化根际互作,提高养分利用效率提供科学依据。     

激素在植物冷胁迫应答中的角色

寒冷是限制植物生长发育的非生物胁迫因子之一。冷胁迫应答过程中,植物内源激素在生理水平和基因表达调控中起重要作用。本文综述了水杨酸、脱落酸、乙烯、茉莉酸、赤霉素和细胞分裂素等激素在植物抵御冷胁迫过程中的作用机制,并对这些激素在植物冷胁迫应答研究中存在的问题进行了讨论,以期为今后通过激素调节提高植物的抗寒性研究提供参考。     

平阳霉素诱变研究的进展

本文报道了平阳霉素对植物、动物、微生物的诱变研究的综述。研究资料表明平阳霉素是一种对动物及微生物有较强的诱变作用的新诱变剂。     

作物海藻糖合成相关基因的研究进展

海藻糖是一种非还原性二糖,广泛存在于自然界各种生物中。随着海藻糖代谢途径的发现,人们逐渐重视对海藻糖及其中间产物海藻糖-6-磷酸（trehalose 6-phosphate,T6P）的研究。T6P是糖信号重要标志,也是植物生长发育必不可少的组成部分。海藻糖-6-磷酸合成酶（trehalose-6-phosphate synthases,TPS）催化T6P的生成,然后在海藻糖-6-磷酸磷酸酶（trehalose-6-phosphate phosphatase,TPP）催化作用下发生去磷酸化反应生成海藻糖。海藻糖合成相关基因在植物生长发育、逆境调控中具有重要作用,本文对海藻糖合成及作物中相关基因的功能进行了总结。     

植物Myb转录因子的研究进展

通过转录因子在转录水平上调控目的基因表达是植物对其生长发育及生理代谢调控的一种重要方式。Myb（v-myb avian myeloblastosis viral oncogene homolog）转录因子是最大的植物转录因子家族成员之一,参与了细胞分化、细胞周期的调节,激素和环境因子应答,并对植物次生代谢以及叶片等器官形态建成具有重要的调节作用。最近的研究表明,Myb类转录因子参与了植物花色素形成过程的调控,对果皮、果肉,甚至叶片的着色都起到了重要作用。本文对Myb类转录因子的发现及其结构特征进行了详细综述,重点介绍了Myb转录因子在植物花色素苷合成代谢调节研究中的新发现,以期为Myb转录因子的研究和利用提供参考。     

不同植龄啤酒花根际土壤中有机化合物的初步分离鉴定

植物根际区是土壤中物理、化学、生物学作用极其活跃的特殊微生态系统,在生物与环境的共同作用下,根际土壤中产生很多有机化合物,它们来源于植物体根系分泌、地上部淋溶、植物残茬及土壤生物的分解等[1],这些化合物中很多是化感物质,直接或间接地影响着植物的生长发育。化感作用(A llelopathy),即相生相克作用,是指一种植物或微生物(供体)向环境释放化学物质而影响其他有机体包括植物、微生物和动物(受体)的生长和发育的化学生态学现象,包括促进和抑制两方面作用[1~5]。当受体和供体同属于一种植物时产生抑制作用的现象,称为植物的自毒作用。大多数植物均存在自毒作用,而且研究发现自毒作用经常是作物产生连作     

S-亚硝酰化：重要的植物蛋白修饰方式

蛋白的S-亚硝酰化修饰作用是典型的基于氧化还原势的信号机制，是一种非常重要的翻译后修饰方式。对该作用的研究最早出现在动物研究领域，近年来，对植物蛋白S-亚硝酰化修饰作用的研究越来越深入，研究表明S-亚硝酰化作用在植物生物学尤其是在植物抗病性等方面发挥着重要作用。     

激素在蔬菜生产中的应用

植物的生长除需要阳光、水分和营养物质外,还需要各种具有生理活性的激素物质,其需要量虽很少,但对植物的生长发育和新陈代谢起着重要作用。目前在园艺生产上应用的激素主要有2,4-D、萘乙酸、吲哚乙酸、     

番茄SlMAPK9-2基因分离及表达分析

促分裂原活化蛋白激酶(MAPK)信号途径在植物生长发育以及多种逆境胁迫响应和激素调控过程中发挥着至关重要的作用。为了研究MAPK基因的结构和功能,利用生物信息学分析以及PCR扩增方法从番茄中分离了1个新的MAPK基因,克隆其c DNA全长序列,命名为Sl MAPK9-2;利用NCBI数据库Blast P工具和在线软件MEME分析发现其具有MAPK保守的结构域和保守基序。系统进化树分析显示Sl MAPK9-2属于D组MAPK,与茄科植物马铃薯和烟草MAPK9位于同一进化树分支。利用数据库PGDD分析发现,Sl MAPK9-2与Sl MAPK16以及Pm MAPK9之间发生了大片段复制事件,且2个基因对的Ka/Ks均小于1,说明经历了达尔文纯化选择。实时荧光定量PCR分析发现,Sl MAPK9-2在不同组织器官中均有表达,在开放花中表达量最高。非生物逆境(高温和盐胁迫)和外源激素(脱落酸和水杨酸)处理可以显著改变Sl MAPK9-2的表达水平。启动子预测分析也发现,Sl MAPK9-2启动子区含有大量响应病原菌、激素、高温及脱水的顺式作用元件。综上,Sl MAPK9-2可能在番茄逆境胁迫应答中发挥重要调控作用。本研究为进一步探索Sl MAPK9-2的生物学功能及作用机制奠定了基础。     

氮素形态对马铃薯块茎形成的影响及机理

马铃薯的经济器官是块茎,其形成过程及生理调节机理一直是植物生理和农学领域的研究热点。本文就马铃薯块茎形成的机制的研究进展进行了归纳总结。研究发现,光周期、温度、p H、介质蔗糖浓度、土壤紧实度、氮素供应量等多种环境因素影响或诱导马铃薯块茎的形成,而且这些环境因素主要通过调节植物内源激素的代谢进而影响马铃薯块茎的形成。一些研究还发现氮素形态对马铃薯块茎形成也有影响,但其机制尚未明确,根据其他环境因素影响马铃薯块茎形成的研究进展,推测激素可能介导了氮素形态对块茎形成的调控作用。因此开展氮素形态对马铃薯块茎形成机制的研究非常必要,研究结果将为指导马铃薯的养分管理、专用肥的开发奠定理论基础。     

基于Dual RNA-seq分析的褪黑素影响萝卜与链格孢菌互作的作用研究

由芸薹链格孢菌(Alternaria brassicae)严重影响萝卜(Raphanus sativus)生产,外源喷施褪黑素可减轻病症,但褪黑素同时存在于植物和微生物中,外源喷施时可对感病植株上寄主和病原物的生命活动均有影响,其介导寄主-病原菌互作的作用模式。为解析褪黑素参与调控病叶上萝卜和链格孢菌互作的生理和基因转录机制,本研究通过对感黑斑病萝卜叶面外施0~1 500 μmol·L^-1浓度褪黑素,检测病情指数变化,同时利用互作转录组分析0、500和1 500 μmol·L^-1褪黑素处理下萝卜和链格孢菌转录水平变化。结果显示,50~500 μmol·L^-1褪黑素可分别显著提高萝卜和链格孢菌双方的生长势和抗逆性,且500 μmol·L^-1表现最优,1 000和1 500 μmol·L^-1与500 μmol·L^-1相比作用较小,呈明显剂量依赖型模式,但500 μmol·L^-1褪黑素处理下,萝卜对链格孢菌抗性明显提升。Dual RNA-seq检出萝卜基因组reads比对率>88%,链格孢菌基因reads比对率≤0.06%,萝卜差异表达基因数显著高于链格孢菌检出数。对萝卜及链格孢菌生长及抗逆性调控相关基因表达模式进行验证,基因表达模式基本与表型反应一致。综上所述,褪黑素介导萝卜与链格孢菌的作用存在低浓度促进、高浓度抑制的剂量依赖性效应,500 μmol·L^-1浓度下褪黑素对双方均具生长促进作用,但褪黑素对寄主的影响超过对链格孢菌的影响,最终表现为诱导萝卜对链格孢菌抗性增强。本研究为褪黑素在萝卜黑斑病抑制中的应用提供了数据支撑和理论基础,并在转录水平上初步解析了褪黑素参与萝卜对链格孢菌抗性变化的作用模式。     

外源褪黑素处理对镉胁迫下水稻种子萌发的影响

为探讨外源褪黑素对Cd胁迫下植物生长发育的影响,采用室内培养实验研究外源褪黑素对Cd胁迫下水稻种子萌发及相关生理指标的影响。结果表明：外源褪黑素对Cd胁迫下水稻种子萌发具有一定的促进作用,褪黑素施用可提高水稻种子的发芽率和发芽势,促进水稻幼根和幼芽的生长,当Cd浓度为100μmol·L-1时,添加100μmol·L-1褪黑素使得水稻根系活力和总根长分别比对照处理提高15.2%和133.7%;外源褪黑素能显著降低Cd胁迫下水稻幼芽的MDA含量,提高水稻体内的POD、SOD和CAT的活性,当Cd浓度为100μmol·L-1时,添加10~1000μmol·L-1褪黑素会使水稻幼芽MDA含量比对照处理降低8.2%~16.0%,POD、SOD和CAT的活性分别比对照处理提高21.3%~45.5%、24.2%~32.2%和77.8%~145.8%。褪黑素可以有效地缓解Cd对水稻的毒害作用。     

环境中镉及其他微量元素

本文的目的是综述镉与微量元素在食物链中迁移及其潜在毒性有关的主要原理,主要讨论在污泥中镉及其他微量元素含量增高对植物生长和对动物与人体健康所产生的潜在性损害作用。一、微量元素在土壤-植物-动物系统中的迁移施用于土壤中的微量元素,可以(1)以植物可利用形态保存,(2)通过土壤剖面沥滤至地下水中,或(3)与土壤成分反应而固定。如果植物摄入元素过量,则会引起毒性症状,也可能作用轻     

逆境胁迫下ABA与钙信号转导途径之间的相互调控机制

Ca^2＋信号是植物应答各种逆境胁迫响应的一个重要组分,它在植物抗病、抗虫及适应非生物胁迫反应中起着重要的作用。Ca^2＋信号作为第二信使在激素信号转导尤其是ABA信号转导过程中发挥着重要作用。研究表明,当植物受到如干旱、低温、盐害等环境胁迫时,细胞迅速积累ABA,胞内钙离子浓度瞬间升高,然后钙离子浓度呈现忽高忽低的震荡现象。在植物细胞中发现Ca^2＋／CDPK、Ca^2＋／CaM和Ca^2＋／CBL三类钙信号系统,它们与逆境胁迫信号转导密切相关。本文通过综述植物在逆境条件下,ABA与钙信号的产生、转导及产生适应性和抗性等方面,介绍了ABA与钙信号之间的相互调节机制。     

平衡栽培体系中的农业栽培措施（九）

8植物激素调节(续八)植物激素是植物体内合成的对植物生长发育有显著作用的几类微量有机物质。也被称为植物天然激素或植物内源激素。它们在植物体内部分器官合成后转移到其它植物器官,能影响生长和分化。在个体发育中,不论是种子发芽、营养生长、繁殖器官形成以至整个成熟过程     

抑制素βA基因多态性及其与济宁青山羊高繁殖力关系

抑制素（Inhibin,INH）是下丘脑-垂体-性腺轴调控系统的重要激素,主要由雌性动物卵巢颗粒细胞和雄性动物睾丸支持细胞分泌。已发现抑制素βA（inhibin βA,INHβA）基因显著影响绵羊繁殖性能（Leyhe et al.,1994）。     

土壤生态学及其发展近况

本文论述了土壤生态学的发展简史、有关概念及其研究近况。作者认为,土壤动物、土壤微生物的作用是土壤生态系统的重要研究内容。作为生物能源的植物凋落物,动物、微生物残体Ⅱ等,经土壤中生物的作用,部分养分释放后供给植物生长。营养物质在系统中进行循环,对土壤肥力。系统生产力及系统功能产生有益的影响。     

白头叶猴采食植物初析

白头叶猴是仅分布于热带北缘广西西南部岩溶区的猴类,属国家一级保护动物。对白头叶猴采食的植物进行初步分析表明,其食性较复杂(共采食138种植物),以常绿和落叶的乔木、灌木和藤本植物为主;以桑科、大戟科、蝶形花科、鼠李科、苏木科、葡萄科和萝摩科等被采食的种类较多。多属森林的中下层成分,其中有100种为民间常用的中草药,32种为常见动物(牛、羊、猪、马)的饲料植物,未发现其采食裸子植物、禾本科植物和珍稀植物。初步认为白头叶猴的采食不会对当地植被造成大的威胁,但对其攀登栖息所造成的影响尚未研究。