白花虎眼万年青QtJMT基因的克隆及其植物表达载体的构建

茉莉酸及其甲基化的衍生产物茉莉酸甲酯,后者具有较高生物活性,在植物的生命活动过程中发挥重要作用。茉莉酸甲基转移酶(jasmonic acid carboxyl methyltransferase, JMT)作为甲基转移酶类家族中的重要成员,是将茉莉酸甲基化衍生为茉莉酸甲酯过程中发挥催化作用的关键酶,过表达能够使得植物内源茉莉酸甲酯的生物合成能力增强,内源茉莉酸甲酯的含量提高,进而增强植物抗逆性及提高植物次生代谢物质含量,以及调控植物生长发育。白花虎眼万年青具有抗逆性强、次生代谢物质丰富、以及器官再生方式独特等特点,可能具有较高生物活性的茉莉酸甲基转移酶及其分子机制,但是尚未见到报道。本研究根据白花虎眼万年青叶上珠芽转录组分析数据,设计引物,克隆分离出茉莉酸甲基转移酶基因完整编码区,进而对其进行了三维立体结构、蛋白质保守序列及系统发育等生物信息学分析,将其命名为QtJMT基因,并成功将其连接到泛素启动子(pUB)驱动的植物表达载体上。本研究结果为QtJMT基因的深入分析其功能及在花卉分子育种中的应用提供了一定的依据。     

植物激素检测方法研究进展及在橡胶树中的应用

植物激素乙烯、茉莉酸等在橡胶树生长发育、产量和品质形成中具有重要作用。近年来,植物激素检测方法在前处理技术、检测仪器和检测数量等方面均取得重要进展。随着橡胶树研究从产量调控向品质形成转变,精确的激素检测方法的作用愈加凸显。本研究从样品前处理技术和仪器分析两方面详细综述了乙烯、烯茉莉酸等主要植物激素检测方法的研究进展,并结合橡胶树生长发育和品质形成调控机制,展望了在橡胶树生理与分子机制研究中的应用前景,为橡胶树激素精确定量、橡胶树产量和品质调控技术研究打下坚实基础。     

中科院版纳植物园揭示WRKY57参与调控植物激素茉莉酸信号转导及抗病性的分子机理

正植物激素茉莉酸是一类重要的脂类生长调节物质,它们在植物适应环境的过程中发挥着极其重要的调控功能,但茉莉酸调控植物各种生理过程的信号转导机理仍有待深入研究。中国科学院西双版纳热带植物园植物环境适应性研究组与植物分子生物学研究组近期联合研究发现,WRKY57转录因子负调控拟南芥对真菌型病原菌灰     

茉莉酸诱导的拟南芥叶片蛋白质组分析

植物在长期进化过程中形成了自我防御机制,能够产生特异的抗性蛋白来应对各种生物因子的胁迫,其中茉莉酸信号途径是植物必需的防御机制。本研究对拟南芥施用茉莉酸处理和对照叶片蛋白质的差异表达变化,并试图通过蛋白质组学技术来检测茉莉酸诱导的蛋白质,通过蛋白质双向电泳发现有28个蛋白点发生了显著的变化,其中19个蛋白点上调表达,9个蛋白点下调表达。选择10个差异蛋白点进行了质谱鉴定,它们分别是苏氨酸蛋白激酶、热激蛋白、不依赖于维生素B12的蛋氨酸合酶、腺嘌呤琥珀酸合酶、碳酸酐酶等,这些蛋白质可能在拟南芥叶片应答茉莉酸反应的过程中起到重要作用,进一步进行差异蛋白的功能分析对揭示茉莉酸信号通路和植物防御机制的关系具有重要的作用。     

李传友研究组等揭示MYC2调控茉莉酸信号终止的机制

<正>作为一种重要的植物激素,茉莉酸调控植物的防御反应和适应性生长。当植物遭遇病虫侵害或其他逆境胁迫时,活性茉莉酸被受体COI1(CORONATINE-INS ENS ITIVE 1)识别而释放核心转录因子MYC2的活性,MYC2与转录中介体亚基MED25形成功能复合物而在全基因组范围内激活茉莉酸响应基因的表达,产生防御反应。但茉莉酸信号的过度激活会大量消耗自身能     

中科院遗传发育所发现植物激素“核受体”作用机理

<正>激素调控植物生长发育和对环境适应性的方方面面。传统认为,植物激素的受体定位于细胞膜上,最近研究表明,茉莉酸、生长素等激素的受体却定位于细胞核中,这类似于动物激素的"核受体"。目前,人们对植物激素"核受体"的生理意义及作用机理尚所知还甚少。茉莉酸来源于不饱和脂肪酸的植物激素,调控植物的免疫反应和适应性生长。对应于病虫侵害或其他逆境刺激,活性茉莉酸被其"核受体"COI1识别而释放核心转录因子MYC2的活性,进而在全基因组范围内激活茉莉酸响     

褪黑素和茉莉酸甲酯基质育秧对水稻耐低温胁迫的调控作用

早稻育秧过程中易遭受低温冷害,引起水稻减产。因此,有必要研制耐低温的水稻育秧基质来保障早稻生产。本研究以我们实验室自己研制的发酵基质作为研究对象,外源添加褪黑素和茉莉酸甲酯后,分别在水稻萌发阶段和水稻生长7 d后进行为期3 d的低温处理,然后测定水稻的萌发状况、理化性质和基因表达,从而明确2种不同激素对早稻秧苗耐低温胁迫的调控机制。结果表明,褪黑素和茉莉酸甲酯均显著提高水稻在低温条件下的发芽率和发芽势;两者均能提高水稻在低温条件下的生长,包括提高株高、根长、根条数、干物重、叶龄和养分含量。在低温条件下,褪黑素和茉莉酸甲酯均能通过调节水稻体内抗氧化系统酶的活性和降低水稻体内过氧化氢与丙二醛含量来缓解低温胁迫导致的脂质过氧化损伤。褪黑素和茉莉酸甲酯均能提高低温条件下水稻体内的脯氨酸含量和叶绿素含量,降低脱落酸的含量,而茉莉酸甲酯则单独提高了水稻体内GA₃的含量。褪黑素和茉莉酸甲酯对水稻耐冷基因存在不同的调控作用,在低温条件下,两者均显著上调OsCDPK7和OsLti6b,显著下调OsWRKY45基因的表达,褪黑素单独上调OsFer1基因的表达,茉莉酸甲酯单独上调OsT...     

中科院发现植物激素茉莉酸正调控拟南芥抗冻害反应

<正>中科院西双版纳热带植物园余迪求研究员领导的植物分子生物学组研究发现,植物激素茉莉酸正调控拟南芥(Arabidopsis thaliana)抗冻害反应(Freezing response)。外源施加茉莉酸显著提高植物的组成型及冷驯化诱导的抗冻能力。相反,阻断植物内源茉莉酸的合成及信号转导,则导致植物对冻害敏感,表现为存活率低及电导率高。与茉莉酸正调控植物抗冻能力相一致的是,低温处理诱导内源茉莉酸合成相关酶的表达,从而提高内源茉莉酸的含量。进一步分析表明,     

豆科植物根瘤茵结瘤因子的感知与信号转导

结瘤因子(脂壳寡糖，lipo—chito—oligosaccJharides，LCOs)是根瘤茵在宿主植物根系分泌的类黄酮的作用下。合成并分泌的一类多糖信号分子，在根瘤茵与植物的共生结瘤过程中起重要作用。结瘤因子通过一定的机制感知。与某种特定受体(结瘤因子结合蛋白)结合，通过结瘤因子激活的信号转导途径如Ca^2 介导的信号转导途径或磷酸类脂信号转导途径，诱导宿主植物的一系列反应，如根毛质膜去极化、皮层细胞分裂扣结瘤素基因表达等。同时，结瘤因子的感知与信号转导也受一定基因扣反馈机制调控。就豆科植物根瘤茵结瘤因子感知机制、信号转导途径及反馈调控等方面的研究进展进行了全面阐述。     

稻瘟病菌株形态发育对外源茉莉酸敏感程度分析

茉莉酸(jasmonic acid,JA)是在植物响应致伤、病原菌侵染及发育时诱导植物蛋白酶抑制子产生的天然荷尔蒙调控子。本研究开展了茉莉酸在不同助溶剂(甲醇,乙醇及DMSO)中的溶解性及稻瘟病菌株对不同浓度茉莉酸的敏感程度分析,同时分析茉莉酸对稻瘟病菌株形态发育的影响。三种助溶剂中以甲醇对稻瘟病菌株菌落生长和菌落颜色影响最小,因此本研究选取甲醇作为最终溶解茉莉酸的助溶剂。JA浓度为1 mmol/L及以下时对稻瘟病菌株菌落生长速率几乎没有影响。当JA浓度为1 mmol/L及以上时对过表达菌株菌落生长速率抑制大于其对野生型菌株的抑制。JA浓度为100μmol/L及以上时降低了菌株孢子萌发率和附着胞形成率,当JA浓度为500μmol/L时完全抑制了孢子萌发和附着胞形成。JA对过表达菌株萌发率和附着胞形成的抑制程度大于对野生型菌株的。JA浓度小于1 mmol/L时对产孢量没有显著影响,当JA浓度为2 mmol/L及以上时显著抑制菌株产孢量,而且对野生型菌株产孢量的抑制程度大于对过表达菌株的。综上所述,BAS1和BAS4过表达菌株菌落生长、孢子萌发和附着胞形成对茉莉酸敏感程度高于野生型菌株的,而过表达菌株产孢量对茉莉酸敏感程度低于野生型菌株的。     

植物激素ABA调控侧根生长发育的研究进展

侧根构型直接影响植物根系形态建成,是植物整个根系的重要组成部分,在植物抗逆反应中起着重要作用。为了研究植物激素脱落酸(ABA)调控侧根生长发育的分子机制,本研究归纳了ABA在侧根发育中的信号传递,揭示了ABA在侧根起始中的双重作用和ABA对侧根分生组织活性的抑制作用。并分析了在侧根发育过程中ABA与其他调控因素包括活性氧(ROS)、生长素、细胞分裂素、碳和氮信号,以及盐胁迫间的交叉对话机制,指出ABA通过诱导根中ROS的产生,拮抗生长素和协同细胞分裂素的作用从而达到抑制侧根生长发育;ABA还参与了复杂的碳和氮信号调控的侧根发育过程;此外,ABA信号介导了盐胁迫对侧根发育起始的抑制。ABA调控侧根生长发育的分子机制的揭示可以为改善植物根系性状,提高作物抗逆性提供指导作用,然而,ABA对根生长调控的分子机制还不是很清楚,根系形成也十分复杂,因此需要更多的努力。     

乙烯在幼苗根生长发育中调控作用的研究进展

幼苗建成是植物生长的关键时期之一,主要受环境因子和激素影响,大量研究表明乙烯作为重要的信号分子参与并调控根的生长发育。近年来,有关乙烯对植物生长发育的调控机理研究一直深受关注。本研究归纳了几十年来有关乙烯生物合成途径与产生途径方面的研究成果,并以此为中心阐述了乙烯在幼苗根生长发育中产生的生理效应,如主根伸长生长、侧根和不定根形成,幼苗的抗逆性和适应性,通气组织形成等;更进一步分析了根生长发育过程中乙烯的信号作用、乙烯与其他信号分子的相互作用,及其对相关基因表达的调控。综上研究基础,本研究提出了乙烯在生产实践、生理作用及分子调控机理方面的研究问题,以更有益于人们合理应用乙烯调控技术。     

外源调节物质对盐胁迫下植物生长调控研究进展

为了探究外源物质对植物耐盐性的调控机理及进一步利用外源调节物质提高作物耐盐性,归纳了五大类传统植物激素（生长素、赤霉素、乙烯、脱落酸、细胞分裂素）以及褪黑素、水杨酸、多胺、油菜素类固醇、茉莉酸类等外源生长调节物质对盐胁迫下植物生长的调控情况。同时总结了硅、钙等离子类外源调节物对盐胁迫下植物生长的调节作用,多种外源调节物质可通过增强光合作用、提高渗透势、增加抗氧化酶活性及减少离子毒害等方式来减轻盐害。本文为进一步利用单一或复合外源调节物质来缓解作物盐害盐提供理论依据。     

雨养条件下植物生长调节剂对冬小麦根系生长和产量形成的调控研究

为了探讨雨养模式下植物生长调节剂协同调控冬小麦根系生长和产量形成的机理,在华北平原雨养条件下,研究烯效唑和矮壮素复配剂以及清水对照对冬小麦产量形成、群体数量和根系生长的影响。结果表明:植物生长调节剂处理显著提高冬小麦穗数和籽粒产量,但是对小穗数和穗粒数没有显著影响。植物生长调节剂可以促进冬小麦冬前分蘖,明显提高生育前期群体数量。植物生长调节剂处理下,冬小麦分蘖期单株根系根长和根表面积显著降低,但是冬小麦单株根直径、根条数、根重和根冠比显著增加。植物生长调节剂处理主要影响冬小麦分蘖期0~30 cm土层的根长密度和0~50 cm土层的根重密度,而对深层土壤中的根长密度和根重密度影响较小。植物生长调节剂可以协同调控冬小麦根系生长和分蘖形成,从而有利于塑造合理群体结构和提高产量。     

糖调控植物根系生长发育的研究进展

根系是植物生长发育必不可缺的器官,不仅起到固定、支持植物的作用,还能从土壤中吸收植物生长发育必需的水分和无机盐。在植物根系生命活动中糖充当着营养成分和信号分子的双重作用,且与植物激素作用影响根系生长发育。近年来,国内外学者对糖调控植物根系生长发育做了大量研究,笔者综述了糖对根系生长发育的影响,介绍了糖信号转导及糖信号转导调控根系生长发育的机理,并从糖与植物激素的共同作用方面总结了糖调控根系生长发育机理的研究进展,以期为后续糖调控植物根系的相关研究提供参考。     

油菜素内酯对植物根发育调控机制研究进展

大量研究表明,油菜素内酯(brassinosteroid, BR)在调控植物根发育过程中具有重要作用。本研究对BR在植物根发育过程中调控作用的研究进展进行了综述。阐述了BR特异的生物合成途径及其关键合成酶基因DWF4、CPD、DET2、CYP85A1、DAS5和转录因子Dof在根发育中的调控机制;BR对根尖干细胞生态位、分生组织区、细胞伸长区、过渡伸长区及分化区连续发育的调控机制;并归纳总结出BR与生长素(Auxin)、脱落酸(abscisic acid, ABA)、乙烯(Ethylene)、茉莉酸(jasmonate acid, JA)等植物激素间调控根器官发育的互作方式,对阐明BR对植物根发育的调控机理具有重要意义。     

热激转录因子在植物胁迫应答和生长发育中的作用

由于其固有的生长方式,植物常常会面临诸如干旱、盐碱、极端温度和病虫害等不利因素的影响,因此,植物在漫长的进化过程中发展出一套精巧的调控机制来应对自然界中的各种环境和生物胁迫,并维持其正常的生长发育。植物基因表达的分子调控网络十分复杂,包括转录水平、转录后水平、翻译水平和翻译后水平等多个层次。转录因子介导的转录水平上的调控对于基因表达调控发挥着至关重要的作用,转录因子与靶基因启动子区的顺式元件相互作用来调控下游基因的表达。热激转录因子(heat shock factor,HSF)是真核生物中广泛存在的一类转录因子,通过识别热激元件(heat shock element,HSE)调控基因表达,从而参与植物的各种生命活动。植物HSF数量众多、功能多样、调控机制复杂精巧,不仅能够影响植物对高温、干旱、重金属等胁迫的抗性以及植物的抗病性,还参与了对植物配子形成和根发育等过程的调控。本综述归纳了植物中HSF的基本结构和分类、HSF受到的调控,重点介绍了HSF在应答各种胁迫条件和调控植物生长发育中的研究进展,并对植物HSF研究中有待进一步阐明的问题进行了探讨和展望,以期为植物的抗逆性改良和分子育种中潜在候选基因的选择提供参考依据。     

陆地棉体细胞胚发育过程中AOS基因家族的表达谱初步分析及功能预测

茉莉酸在调控棉花体细胞胚增殖方面有重要作用,而丙二烯氧化物合酶(AOS)是植物茉莉酸合成途径中的关键酶。作者鉴定出在胚发育过程中表达的AOS基因,这些基因编码区长度均在1500 bp左右,被定位在5条染色体上,有2个基因含有内含子。对其启动子元件分析发现,它们可能受激素和胁迫的调控在体细胞胚胎发生中起作用。荧光定量分析发现,这些基因在棉花不同组织中的表达模式主要分为3类,GhAOS1和GhAOS6在棉花胚发育过程中表达量相对较高,GhAOS2和GhAOS3在棉花愈伤和胚性愈伤中表达量相对较高,GhAOS4和GhAOS5在茎和叶中表达水平相对较高,暗示这些基因的表达有时空特异性,且GhAOS1和GhAOS6可能在棉花胚发育中发挥重要作用。亚细胞定位分析显示,大部分被定位在过氧化物酶体中,可能参与调控光呼吸、体细胞胚成熟和萌发。上述分析为进一步研究AOS基因家族在棉花体细胞胚发育中的功能奠定了基础。     

Influence of Root-Applied Epibrassinolide and Carbenoxolone on the Nodulation and Growth of Soybean (Glycine max L.) Seedlings

24-Epibrassinolide belongs to the brassinosteroid family of plant hormones, and carbenoxolone is a synthetic analogue of glycyrrhizic acid that inhibits enzymes important in steroid and prostaglandin action in animals. The effect of these compounds on root nodulation, root growth and shoot growth of Glycine max (L.) Merr. cv. Tracy M was examined. Epibrassinolide reduced total nodulation, plant wet weight, root length, shoot length, first internode length and number of lateral roots. Effects were observed at concentrations as low as 0.1 μ M . Carbenoxolone reduced lateral root formation, but did not reduce nodule numbers, root length or weight, nor stem length or weight.     

水稻的侧根发育及其影响因素

为了探明水稻侧根发育的过程和影响因素,以日本晴(粳稻)、扬稻6号(籼稻)的不定根和种子根为材料,观察了侧根发育过程中的形态和细胞结构的变化;研究了生长调节物质、光照等因子对侧根发育的影响。结果显示,水稻侧根的发生起始于中柱鞘。相邻的内皮层细胞参与了侧根原基的发生和生长。侧根原基通过顶端生长点的分裂、分化和基部细胞伸长向外生长,侧根在露出过程中改变了母根皮层和表皮结构。外源生长素可促进侧根的发生,但浓度过高则抑制侧根原基的露出;稻苗切除芽后侧根发生减少,主根生长量下降;切除根尖打破了主根顶端优势,促进侧根发生和生长。单侧照光能诱导向光侧的侧根发生。脱落酸在低浓度下对侧根发生有促进作用;Ca²⁺促进侧根发生和主根生长,而EDTA抑制侧根发生和主根生长。种子根和不定根的生长对试验因子的响应趋势基本一致。