植物miRNA在非生物逆境下调控机制的研究进展

MicroRNA(miRNA)是一类内源性的、长度约18～24 nt、非编码、单链小RNA分子,miRNA广泛存在于各种动植物体内,并参与基因表达的调控。随着植物miRNA研究的不断发展,越来越多的miRNA被证实在不同的非生物逆境下具有重要的调控作用,例如营养胁迫、低温胁迫、机械胁迫等。该文综述了植物miRNA的合成、miRNA及其靶基因的鉴定方法,并重点介绍了非生物逆境相关miRNA的表达分析方法、逆境条件下miRNA的调控特征及其靶基因特点等。     

蔬菜作物应答非生物逆境胁迫的分子生物学研究进展

蔬菜作为重要的经济作物,近年来的种植面积、产量及需求都在不断增加。蔬菜作物在生长和发育过程中经常受到非生物逆境（包括干旱、盐、极端温度及重金属胁迫等）的侵害,影响其产量及品质。近十年来,国内外关于蔬菜应答非生物逆境胁迫的分子生物学研究领域取得了一定的进展。在应答干旱胁胁迫方面,DREB、WRKY、NAC、bHLH及bZIP等转录因子受干旱信号诱导,调节下游抗旱基因的表达,从而提高蔬菜作物抗旱能力。同时,水分运输相关功能基因（PIP、TIP）、E3连接酶SIZ1及脱水蛋白DHN也被报道受干旱诱导,并通过调节水势、渗透势及ROS积累抵御干旱胁迫。在抵御盐胁迫方面,SOS途径至关重要。SlSOS2能够通过调节SlSOS1和Na+/H+逆向转运蛋白LeNHX2/4的表达维持离子平衡和调节植物器官中Na+的分配。蔬菜抗盐研究中NAC、ERF、MYB等转录因子响应盐胁迫并激活抗逆相关基因表达,从而提高蔬菜作物抗盐能力。此外蔬菜植物大量合成渗透调节物质是其抵御盐胁迫的常见方式。吡咯啉-5-羧酸合成酶PvP5CS和tomPRO2、脯氨酸脱氢酶BoiProDH等在盐胁迫下能提高脯氨酸的含量;过表达甜菜碱醛脱氢酶SlBADH能提高番茄中甜菜碱含量。在高温胁迫响应过程中,HSFs位于调控网络的核心位置,可调控包括HSPs在内的一系列抗逆基因的表达,番茄中热激转录因子SlHSFs相互之间形成复合体调控下游SlHSPs的表达而应答高温逆境。在低温胁迫中,CBFs/EREBs位于调控网络的核心位置,并受ICE1调控;LEA及HSPs蛋白在低温下能够防止细胞中蛋白质变性并维持细胞膜流动性。蔬菜应答重金属胁迫主要依靠体内隔离和体内外螯合机制。在蔬菜应答非生物逆境的过程中,ABA作为信号受体起到至关重要的作用。蔬菜中NAC、MYB、HSF等转录因子则受ABA信号诱导,应答非生物逆境,进而提高活性氧清除能力,合成更多抗逆物质,从而抵御非生物逆境的侵害。     

植物miRNA在非生物逆境下调控机制的研究进展

MicroRNA(miRNA)是一类内源性的、长度约18～24 nt、非编码、单链小RNA分子,miRNA广泛存在于各种动植物体内,并参与基因表达的调控。随着植物miRNA研究的不断发展,越来越多的miRNA被证实在不同的非生物逆境下具有重要的调控作用,例如营养胁迫、低温胁迫、机械胁迫等。该文综述了植物miRNA的合成、miRNA及其靶基因的鉴定方法,并重点介绍了非生物逆境相关miRNA的表达分析方法、逆境条件下miRNA的调控特征及其靶基因特点等。     

蛋白质组学在番茄非生物逆境胁迫中的研究进展

【目的】回顾近年来蛋白质组学在番茄逆境胁迫中的研究进展,综述蛋白质组学技术在番茄响应非生物(盐碱、干旱、高温、低温、其它)胁迫上的研究进展,为利用蛋白质组学技术进一步研究番茄响应非生物逆境胁迫的分子机制奠定理论基础。【方法】运用统计学方法收集文献资料,并分析汇总蛋白质组学技术在番茄响应非生物(盐碱、干旱、高温、低温等)胁迫的研究文献进展情况。【结果】盐胁迫耐受性(渗透调节,渗透保护,离子稳态,消除氧清除剂,胁迫反应等)与胁迫的持续时间有关;下调的蛋白主要参与代谢和能量转换,上调的蛋白参与信号转导或运输;干旱应答蛋白包括与耐热性和渗透性保护剂的产生、脂质代谢、细胞壁修饰、神经酰胺代谢和丝裂原活化蛋白磷酸化相关的蛋白;蛋白质广泛参与了细胞过程,包括防御/应激反应,离子结合/转运,光合作用和蛋白质合成;最初如何感知胁迫条件,以及植物器官激活了哪些主要反应,可以避免低温胁迫晚期相关蛋白的干扰。【结论】在非生物逆境胁迫条件下,番茄通过改变自身的蛋白质表达水平对各种非生物胁迫作出响应。蛋白质组学研究能够全面揭示番茄响应胁迫时其细胞内蛋白质的动态变化规律,鉴定差异表达的蛋白质,是番茄抗逆生物学研究的重要组成部分。     

高等植物非生物胁迫适应的分子生理机制

在综述高等植物非生物胁迫适应的分子生理机制、转基因改良及其局限的基础上,对今后植物抗性生理研究及分子改良研究中方法论创新以及新技术的综合应用进行了探讨。     

非生物逆境信号转导的分子机制

低温、干旱、高盐作为主要的非生物环境逆境,严重影响植物的生长发育。研究植物对逆境的反应及逆境信号转导的分子机制,具有重要的理论意义和应用价值。研究表明在逆境相关基因的表达过程中,存在着ABA依赖性和ABA非依赖性调控体系。一些参与逆境信号的顺式作用元件和转录因子已被分离与鉴定。本文主要从顺式作用元件和转录因子相互作用的角度对非生物逆境信号网络作简要综述。     

SNP分子标记在玉米非生物逆境抗性上的研究进展

玉米是我国第一大粮食作物,干旱、低温、洪涝等非生物逆境的频繁发生严重影响玉米的产量。玉米非生物逆境抗性多为复杂数量性状,传统的抗逆育种研究进展缓慢。单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP)分子标记因具有多态性丰富、一致性好、成本低、通量高等诸多优点而得到广泛应用。论述了SNP分子标记在玉米非生物逆境抗性上的研究进展,以期为玉米分子标记辅助选择育种奠定基础。     

miRNA参与植物耐逆性调控的研究进展

一些miRNA在植物中的功能具有保守性,并受逆境胁迫的调控。对植物中miRNA在胁迫应答中的作用进行介绍,为进一步的miRNA研究以及利用miRNA提高作物耐逆性提供潜在的策略和未来的研究思路。     

转录因子在植物生长发育及非生物逆境响应的作用

在植物的一生中,不同的基因被设定在不同的时期及部位精确地表达,或是在不同的环境条件下如高温、干旱等诱导表达,基因表达受转录因子的精确调控。植物碱性亮氨酸拉链(basic leucine zipper,bZIP)蛋白是一类重要的转录因子,其参与了植物从生长发育到胁迫响应的各种过程。植物生长转变及对胁迫做出响应会迅速地诱发自身大量基因的转录变化,这一过程称为转录重编程。bZIP转录因子就是引导这些转录重编程的转录因子中重要的一类。本文介绍了bZIP转录因子的结构、分类以及重要功能,综述了其在植物生长发育及非生物胁迫响应等过程中所起的关键作用,并就如何拓展完善bZIP转录因子功能研究作了展望。     

非生物逆境相关基因在棉花抗逆研究中的进展

非生物逆境胁迫是影响植物正常生长发育和作物产量的重要因素,为了减轻非生物逆境对棉花生长发育的影响,从分子水平上解析棉花抗逆性的物质基础及其生理功能,同时,利用基因工程手段进行抗逆性基因重组,已成为棉花抗逆研究的热点。综述了棉花对非生物逆境胁迫的抗性机制,以及近些年来有关棉花渗透调节相关基因、作用蛋白类基因和转录调节因子基因的研究进展,概述了棉花抗逆基因工程中所发掘的基因资源,旨在为今后棉花的抗逆性研究提供思路和参考依据。     

棉种引发的研究进展

引发技术是促进棉花种子萌发、幼苗生长与抗逆性的重要手段。总结了近年来,种子引发在提高棉花耐旱性、耐寒性、耐盐性与抗病性等抗逆性以及促进棉花产量方面的应用效果,并从形态、生理以及分子角度分析归纳了不同引发技术对棉种的作用机制,最后对棉种引发的发展进行了讨论与展望。     

干旱锻炼对水分胁迫下甘蔗抗逆生理特性的影响

为探究干旱锻炼能否提高甘蔗的耐旱性,以干旱敏感型品种('ZZ2'FN')和耐旱型品种('TD'ZZ9')为试验材料,在水分胁迫前进行干旱锻炼,分析水分胁迫下不同处理甘蔗的生理生化响应差异.结果 显示,水分胁迫下,与未经干旱锻炼的甘蔗相比,经干旱锻炼的4个品种均表现出较高的光合速率、Fv/Fm、植株生长速率和叶片叶绿...     

植物应答非生物胁迫的蛋白质组学研究进展

高盐、低温、干旱等非生物胁迫是全球农业减产的主要因素。近年来蛋白质组学方法越来越多地被应用到植物应答非生物胁迫的研究中,鉴定出许多新的抗逆蛋白质,揭示了参与胁迫耐受的蛋白质翻译后调控机制,增进了对于植物耐受非生物胁迫分子机理的认识。综述了植物应答非生物胁迫蛋白质组学研究的最新研究进展,探讨了存在的主要问题,最后指出了需加强的研究方向。     

非生物胁迫下植物体内丙酮醛代谢的研究进展

由于植物固着生长,其无法通过移动来逃避逆境,故非生物胁迫（如极端温度、盐胁迫、干旱或光胁迫等）会伴随着植物的整个生长发育过程,严重胁迫植物的分布、生长、品质和产量,甚至生存。植物只能通过改变自身形态结构以及生理生化反应来适应环境,或者通过释放化学物质来影响周边其他植物的生长发育,以改变微环境,使环境向着更适合自己生长的方向发展。丙酮醛（methylglyoxal,MG）又称之为甲基乙二醛,作为植物体内正常的生理代谢产物可由多条途径产生,其最主要的来源是糖酵解途径,如糖酵解中间体二羟丙酮磷酸和甘油醛3-磷酸去除磷酸基。而植物体内MG的分解主要靠乙二醛酶系统,包括乙二醛酶I、乙二醛酶II以及还原型谷胱甘肽,MG经乙二醛酶降解后形成D-乳酸。在正常生长条件下,植物体内的MG含量维持在较低水平,而当植物遭受非生物胁迫时,其含量会迅速升高;植物体内的MG含量过高会破坏植物细胞的增殖和生存,控制细胞的氧化还原状态以及其他许多方面的新陈代谢过程,最终导致生物大分子蛋白质、DNA、RNA、脂质和生物膜的破坏。因此,MG现在被认为是植物非生物胁迫耐受性的潜在生化标志物,并受到科学界的广泛关注。该文结合最新的研究进展,对非生物胁迫下植物体内丙酮醛合成及降解机制予以综述。     

植物响应非生物胁迫相关基因的研究进展

随着全球气候变化,非生物胁迫对植物生长的影响已经成为人类面临的重大挑战之一.对植物响应非生物胁迫的研究有助于了解植物对环境的耐受机制,以应对环境的变化.本文综述了植物响应非生物胁迫过程中相关基因的最新研究进展,这些基因包括:抗氧化基因、渗透压保护大分子、LEA蛋白、膜转运蛋白、转录因子、热激蛋白、蛋白激酶以及miRNA...     

植物bZIP转录因子在非生物胁迫中的作用

非生物胁迫因子如干旱、高温、低温和盐碱等严重影响着植物的生长发育,碱性亮氨酸拉链(bZIP)类转录因子与非生物逆境胁迫响应有密切关联。综述了植物bZIP类转录因子在应答非生物逆境胁迫中的作用及研究进展。