大豆响应高温胁迫的生理和分子遗传机理研究现状与展望

大豆是重要的经济作物,是植物油脂和蛋白质的重要来源。近年来,因全球气候变化引起的高温胁迫频发,危及到大豆生长的各个时期,成为制约大豆产量和品质的重要因素之一。为了揭示大豆耐高温性的遗传机理,建立综合高效大豆耐高温评价体系,促进大豆耐高温特性的遗传改良,现对大豆响应高温胁迫的生理生化基础和分子调控机制进行综述。相较于适温条件,高温胁迫可使大豆植株发生叶片增厚、气孔导度下降、细胞膜透性增加、细胞微观组织结构受损以及渗透调节物质(脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白)含量变化和抗氧化防御系统关键酶活性丧失等生理异常反应,导致植株光合、蒸腾和呼吸作用及物质含量等一系列生理生化过程紊乱。高温胁迫还造成大豆花粉形态异常,绒毡层细胞结构松散、空泡化和自溶化,花粉活力及其萌发率明显下降,花粉败育率增高,致使大豆结荚率和结实率显著降低,进而影响大豆籽粒的正常发育、蛋白的积累和产量形成等,最终导致减产;高温胁迫对大豆籽粒外观品质性状也能造成一定损伤,进而对其经济价值带来不利影响。高温胁迫从转录、翻译和代谢水平影响大豆正常的生理代谢调控。目前,已通过高通量测序等方法鉴定出多个与大豆高温胁迫响应相关的转录因子、蛋白及代谢产物,但与水稻、拟南芥的研究相比仍存在较大差距;初步建立了以花粉活力和多项生理指标为基础的大豆耐高温鉴定方法,但在生产上尚缺乏系统高效耐高温评价体系,耐高温大豆育种工作进展缓慢。国内在大豆耐高温预防措施、耐高温综合评鉴体系建立、优异耐高温大豆种质资源筛选及耐高温关键功能基因挖掘等方面仍然存在挑战。为应对极端生态环境给大豆生产造成的不利影响,未来应通过建立综合高效大豆耐高温评价技术体系,提高大豆优异种质资源鉴定水平,重点解析大豆耐高温的分子遗传机理、挖掘耐高温关键基因,结合常规育种和分子育种技术培育综合性状优异的耐高温大豆新品种,以实现大豆品种耐高温性与高产、优质的统一。     

水稻耐高温相关基因功能及其信号通路研究进展

【目的】综述当前已报道水稻响应高温相关基因研究进展,以期为耐高温分子机制解析和水稻育种提供理论依据。【方法】通过已有的研究成果,对水稻响应高温相关基因进行系统阐述,总结了当前一些关键的高温信号通路及分子机理。【结果】水稻响应高温是一个极其复杂的生理过程,目前已克隆相关基因有5类,涉及6个重要的胞内信号通路,但具体调控机理仍有待深入探析。【结论】未来的研究应继续克隆一些关键的高温相关基因,明确水稻感知和传递高温信号的分子机制,挖掘优异等位基因用于水稻生产实际。     

植物耐高温机制的研究进展

综述了高温对植物生理生化与生长发育的影响,植物对高温胁迫的反应,以及包括转录、翻译和翻译后调节在内的植物基因表达调节机制的研究现状,并提出了今后高温条件下植物基因表达调节机制的研究方向,以期为进一步解析植物响应高温的分子机制和作物耐高温遗传改良提供参考。     

水稻花期高温胁迫影响颖花育性生理机理研究进展

全球气候变暖产生的局部短期极端高温,会对水稻形成高温胁迫,影响水稻的各种生理代谢过程,其出现频率有增加趋势.高温胁迫对水稻的影响主要是在开花期,极易导致严重的颖花不育.水稻耐高温胁迫能力存在基因型间的差异.在当天温度较低的时段开花,花粉活性高,花药长,花药基部开裂长度较长、开裂孔较大,是水稻耐高温胁迫的重要表型指标.热激蛋白的表达,提高花药的抗氧化能力,以及维持结构蛋白、酶和细胞膜的稳定性是增强柱头及柱头上花粉粒耐高温胁迫的重要生理机制.目前,国内外学者对高温胁迫影响水稻颖花受精结实的特征、水稻耐高温胁迫的形态与生理机理方面进行了大量研究,但未深入研究缓解水稻高温胁迫伤害的方法与策略,今后应结合水稻耐高温胁迫的形态与生理机理,加强有效缓解高温胁迫方法的探索与研究.     

Advances in physiological mechanisms of spikelet fertility in rice at flowering stage under high temperature stress

全球气候变暖产生的局部短期极端高温,会对水稻形成高温胁迫,影响水稻的各种生理代谢过程,其出现频率有增加趋势.高温胁迫对水稻的影响主要是在开花期,极易导致严重的颖花不育.水稻耐高温胁迫能力存在基因型间的差异.在当天温度较低的时段开花,花粉活性高,花药长,花药基部开裂长度较长、开裂孔较大,是水稻耐高温胁迫的重要表型指标.热激蛋白的表达,提高花药的抗氧化能力,以及维持结构蛋白、酶和细胞膜的稳定性是增强柱头及柱头上花粉粒耐高温胁迫的重要生理机制.目前,国内外学者对高温胁迫影响水稻颖花受精结实的特征、水稻耐高温胁迫的形态与生理机理方面进行了大量研究,但未深入研究缓解水稻高温胁迫伤害的方法与策略,今后应结合水稻耐高温胁迫的形态与生理机理,加强有效缓解高温胁迫方法的探索与研究.     

气候变暖对水稻生产的影响及水稻耐高温遗传改良(英文)

受人类活动的影响,全球气候变暖加剧,不断升高的地球表面气温正对水稻生产产生深远的影响。从气候变暖对中国水稻种植区域和产量的影响,高温热害对水稻生长发育的影响,以及水稻耐高温遗传改良等3个方面进行了综述分析。分析表明:气候变暖使水稻生长的活动积温增加,水稻生长季节延长,水稻种植区域不断向北扩展,有利于水稻种植面积的增加;气候变暖也使水稻高温胁迫频发,水稻孕穗期和开花期遭遇高温热害会给水稻造成严重的生理伤害,导致颖花育性下降;籽粒充实期高温胁迫会造成籽粒充实不正常,导致减产和稻米品质下降;通过高温筛选已经鉴定出一批耐高温的水稻种质资源,对这些资源的遗传分析鉴定出了几十个控制水稻耐高温性状的QTLs;种植耐高温水稻新品种是减少水稻高温危害的有效途径,利用耐高温水稻种质作亲本,结合适当的高温筛选鉴定技术,通过杂交育种可以选育出耐高温的水稻新品种。     

温度胁迫对烤烟生理机制的影响及相关调控研究进展

温度影响烤烟生长发育，随着当前极端高温和低温灾害的频发，温度胁迫成为制约烤烟正常生长发育和生理功能的重要因素之一。低温胁迫和高温胁迫是目前烤烟苗期和成熟期中最常见的灾害，对烤烟品质和产量造成严重影响。综述了温度胁迫对烤烟生长发育、光合功能、碳氮代谢、抗氧化系统等生理过程的影响，介绍了植物蛋白和分子机制在温度胁迫方面的相关研究进展，系统总结了目前针对田间温度胁迫的抗逆调控措施，包括田间管理和喷施外源物质。目前针对温度胁迫管理的大多农艺干预措施尚不完善，需要深入了解不同品种的遗传、生化和生理过程，以鉴定和选择性状，并增强其耐高温机制，培育耐高温胁迫的烤烟品种。对今后研究进行展望，包括挖掘地方种质资源，培育耐热品种，利用多组学或交叉组学等手段深度挖掘烤烟温度胁迫响应机制，开展对烤烟温度胁迫的预测研究，有针对性制定抗逆栽培管理措施等，以期为烤烟防御气候灾害和农业减灾增效提供科学支持。     

水稻耐盐分子机制研究进展

水稻是世界上重要的粮食作物之一，对盐胁迫比较敏感，土壤盐碱化对水稻的安全生产造成潜在风险。盐胁迫会引起水稻的渗透胁迫和离子毒害，还会在植株中引起氧化胁迫，导致水稻品质和产量下降。由于水稻根系能吸收盐分分泌有机酸，同时具有田间持水和排水晒田的生长特性，因此水稻也是一种改良盐渍土的优良作物。因此培育耐盐水稻新品种，提高水稻耐盐性，可有效提高盐渍化耕地的生产潜力，对保障我国乃至全球粮食安全具有重要意义。近年来，数量遗传学和分子标记技术不断发展，通过遗传、生化及分子生物学等手段，挖掘出大量耐盐相关 QTL 和基因，对于解析水稻耐盐分子机制，利用分子标记辅助选择、基因编辑等提高耐盐水稻育种效率，均具有非常重要的意义。但目前克隆的耐盐相关基因大多采用反向遗传学方法获得，且大多是在过表达条件下表现出耐盐性，或者耐盐基因为隐性，难以在耐盐水稻育种中应用。总结近年来水稻耐盐相关基因的鉴定和挖掘研究中所取得的进展，从有机物渗透调节、离子吸收转运调节、抗氧化系统清除活性氧调节、激素调节 4 个方面综述水稻耐盐分子机制的研究进展，并探讨未来水稻耐盐性研究面临的挑战，为开展水稻耐盐分子育种提供建议。     

高温胁迫下不同玉米材料间的基因差异表达分析

[目的]认识高温胁迫条件下不同玉米材料间的基因差异表达,为阐明玉米耐高温胁迫的分子遗传机制提供理论基础.[方法]以耐高温胁迫的中地88和高温敏感的先玉335两个玉米品种为试验材料,在42℃高温条件下取其花粉提取总RNA,再经mRNA纯化、反转录、文库构建及转录组测序等一系列过程,对其基因差异表达作生物信息学分析.[结果...     

水稻耐热性研究进展

随着"温室效应"的不断加剧,温度的不断升高,高温已成为制约农业生产的重要非生物胁迫因素之一.综述了高温对水稻生长发育、产量构成因素、稻米品质、生理生化的影响,耐热性鉴定和评价指标、耐高温遗传机理以及耐高温育种等方面的研究进展,并对将来进行水稻耐热性研究提出了一些建议.     

我国土壤铁锰结核研究进展

铁锰结核是土壤成土过程中的产物。我国近年来对土壤铁锰结核的物理性状、内部结构、元素的地球化学特征、锰矿物类型的鉴定进行了系统研究,并分析了其形成原因及形成时代,同时对铁锰结核所引起的土壤环境效应进行了初步研究。今后一段时期铁锰结核的主要研究方向是深化土壤铁锰结核形成机制、铁锰结核的空间比较性研究以及铁锰结核与土壤环境的相关性研究。     

试管开花研究进展

植物试管开花的研究越来越受关注,本文主要从不同外植体、植物激素、营养水平和环境因素4个方面说明对植物试管开花的影响及其研究进展。     

哺乳动物显微受精研究进展

全面系统地总结了哺乳动物显微受精的发展历史和现状，从注射部位、精子状态、精子发生、卵子状态、卵子激活等方面阐述了影响显微受精的主要因素，并指出了在我国开展显微受精的重要性和必要性。     

新辟山地桃园化学除草试验

对适宜新辟桃园的除草剂品种进行了比较,筛选并研究了合理的混用技术。在所选的５ 种药剂中,克芜踪的速效性最好,但持效期短。用２０％ 克芜踪３ ０００ｍ ｌ／ｈｍ ２ 喷施,药后１０天,杂草平均株防效和鲜重防效达９１．１％ 和９６．２％ ;药后１５ 天,杂草开始复生,防效下降;药后６０ 天株防效和鲜重防效降至３５．４％ 和６７．７％ 。草甘膦系列的除草净度高、防效持久,但药效发挥较缓慢。用４１％ 农达５ ２５０ｍ ｌ／ｈｍ ２,药后２０ 天株防效和鲜重防效达９０．７％ 和９３．１％ ;药后６０ 天株防效和鲜重防效仍达９４．０％ 和９３．７％ 。克芜踪、草甘膦系列除草剂与禾耐斯（乙草胺）混配,能互补长短,提高药效。混用后,克芜踪防效提高２％ ～８％ ;农达、草甘膦防效提高２％ ～５％ 。人工锄草株防效和鲜重防效仅为７０．６％ 和８４．１％ ,且山地表土层松动后易造成水肥流失。     

我国苜蓿抗霜霉病的研究进展

介绍了霜霉病的症状和发生规律及病原菌的生物学特性，提出苜蓿霜霉病的防治更侧重于“防”，更依赖于科学的田间管理与草地利用等综合防治措施，即牧草混播、合理施肥、合理利用、搞好田间卫生、种子处理，最后指出了苜蓿育种工作中存在的主要问题。     

相思树种的体外繁殖及基因工程研究进展

该文从茎尖的培养、器官发生和体细胞胚胎发生3个方面详细综述了国内外近30年来相思树体外繁殖的研究进展,并分析总结了相思树基因工程育种的研究近况,从而提出了相思树体外繁殖及基因工程研究所存在的问题及发展趋势.认为只有在阐明相思树体外再生的生化、生理机制的基础上,才能对其体外繁殖进行有效的控制,进而促进更多、更有价值的林木基因工程新品种的培育.      

盘锦冬季日光温室小气候特征研究

为了进一步提高设施农业气象服务水平,对盘锦地区冬季日光温室小气候变化规律进行了分析。结果表明：不同天气条件下日光温室各月气温日变化趋势相似,均呈“单峰”曲线型。晴天和多云天气日光温室内相对湿度昼高夜低;阴天和雨雪天日光温室内相对湿度变化比较平稳。不同天气条件下冬季日光温室室内总辐射最大值出现月份不同,有无草帘对温室内总辐射值影响较大。     

我国苜蓿褐斑病研究进展

苜蓿是农牧业发展中不可缺少的牧草之一。苜蓿褐斑病是由苜蓿假盘菌引起的一种最常见的世界性豆科牧草病害,对它的研究多数集中于褐斑病的田间病情调查与病原菌的鉴定。近年来,由于生物技术的迅速发展,国内的研究者开始对褐斑病进行一些比较深入的研究,本文对苜蓿褐斑病的研究进展做一介绍,不仅指出了存在的问题,同时还提出了一些建议,以供我国有关的科技人员和生产参考。     

江淮地区小麦肥料效应试验研究

试验结果表明:江淮地区N、P、K的施肥配比为1∶0.5∶0.5时,小麦增产又增效。     

天津市6～7月份植保动态

6月份 做好夏蝗、一代玉米螟、一代二化螟的防治工作. (1)6月上旬是夏蝗防治的最佳适期,在蝗情侦察准确的基础上,进行及时防治可确保蝗虫不起飞危害.各区县除了国有荒地为区县植保站进行蝗虫监测及防治外,农田蝗虫监测及防治由农民自觉进行,若发生蝗情应及时向当地植保部门汇报和咨询,以取得支持和帮助.