植物低磷胁迫信号转导与适应性反应研究进展

磷是植物生长发育所必须的大量元素之一,据调查世界范围内大量耕地有效磷缺乏,植物生长发育和作物产量因此受到限制。在长期进化过程中,耐低磷植物在早期响应基因(主要与低磷信号感受和转导有关)和后期响应基因(主要与形态、生理生化和代谢有关)的协同作用下形成了多种低磷适应机制。从低磷信号的感受和转导,形态、生理生化和代谢适应性机制方面综述了目前植物耐低磷方面的研究进展。以期为植物低磷信号转导和适应机制研究及耐低磷作物品种的培育提供依据。     

作物耐低磷适应机制研究进展

从形态学、生理学、生物化学、分子生物学等方面，综述了作物对低磷胁迫的可能适应机制，重点介绍了碳代谢的改变在作物适应低磷环境上的积极作用，力求为作物耐低磷基因资源筛选及磷高效作物品种改良提供新的思路和理论依据。     

植物低磷胁迫响应及其调控机制

概述了土壤对磷吸收、迁移、同化以及磷在植物体内分布、吸收、转运、利用的机理;总结了低磷胁迫植物的生理生化响应、植物激素的调控效应、遗传变化、驯化适应;揭示了植物低磷代谢信号网络系统、分子应答调控机制和代谢酶的适应性变化,并阐述了低磷胁迫条件下植物的基因性状鉴定和基因工程应用的研究进展.最后展望了提高低磷胁迫植物磷利用效率的途径、面临的挑战及应用前景.     

作物耐旱基因的表达特性及遗传工程研究

干旱会限制作物生长及产量形成,并引起作物体内一系列生理生化反应。作物耐旱性是多基因控制的复杂数量性状,为了应对水分缺失,作物体内形成多条信号途径,并在形态、生理和分子水平上适应干旱。受到干旱胁迫后,作物通过激活相关转录因子来调控相应下游基因的表达,并且通过转录后调控和渗透调节来适应干旱,维持正常的生理活动和代谢活动,减少干旱胁迫对植物的伤害。逆境也会诱导小RNA的产生,其通过诱导目的基因mRNA的降解以及阻止翻译过程去调控靶基因,达到耐胁迫逆境的作用。耐旱相关基因的遗传工程对作物在非生物逆境下的正常生长非常重要,总结了干旱响应机制所涉及的基因的功能及利用情况,以期为耐旱育种提供参考依据。     

作物耐低磷机制研究进展

磷是作物生长发育必需的营养元素之一,在作物的生命过程中发挥重要作用。作物在长期进化过程中形成了一系列低磷适应机制,主要涉及土壤磷的活化、吸收、转运和内部磷的循环、再利用等过程。从作物低磷胁迫下的根系形态、根系分泌物、与微生物共生体系、分子机制4个方面综述了作物耐低磷机制的最新研究进展,旨在为作物栽培调控及耐低磷作物品种的改良与选育提供借鉴。     

作物耐湿涝性研究进展

湿涝害是作物生产过程中主要的非生物逆境之一,它决定了作物分布,限制了作物的生长发育和产量.作物遭受湿涝害时,其根系和地上部会做出不同的响应.分别从分子、生理生化和形态结构上适应湿涝害,确保作物的生长发育.从土壤湿涝害如何使根尖死亡、根系和地上部如何适应湿涝害以及作物耐湿涝的遗传研究等方面,综述了作物的耐湿涝性研究进展,并提出和讨论了有关该领域有待进一步开展的研究工作.     

作物耐低磷营养性状遗传研究进展

作物营养遗传研究是当今农业科研领域中的研究热点。为此就作物耐低磷营养性状的遗传研究进展进行了综述,如植物适应低磷胁迫的生物学特性、低磷条件下基因型间生理生化特性的差异、以及适应低磷的分子生物学机制等,并对开展此类工作的有效途径进行了探讨。     

果树低磷胁迫研究进展

如何提高植物磷利用效率和筛选耐低磷标题品种已成为研究热点。本文综述了对果树低磷胁迫下的磷吸收、转运和分配,果树低磷胁迫下的光合作用变化,以及果树对低磷胁迫的响应机制包括形态响应机制、生理响应机制、分子响应机制等方面的研究进展,并展望了今后果树低磷胁迫的研究方向。     

逆境中植物化学通讯机制的研究进展

为抵抗自然界中的各种逆境,植物能发生广泛的化学通讯现象。本文综述了植物在各种生物性逆境和非生物性逆境条件下产生化学通讯机制的研究进展。目前研究主要集中在逆境胁迫对植物生长发育、生理生化过程、次生物质代谢的影响等方面,而从生理遗传学角度研究植物适应逆境胁迫的机理及植物如何感受逆境胁迫并将所产生的胁迫信号传递到作用位点从而发生相应生理变化的研究比较缺乏。从生理遗传学角度研究植物化学通讯机制是今后的主要研究方向。     

植物耐低温机制研究进展

低温是植物生命周期中极易遭受的主要非生物胁迫之一,而植物响应低温胁迫是一个多因素协同作用的过程,涉及到复杂的生理及基因表达调控网络。从生理生化和分子机制两个方面综述了低温胁迫对植物的影响,包括植物细胞膜、光合作用、渗透调节、抗氧化系统的改变,冷诱导的信号转导途径和冷响应相关基因的分子机制。提出低温信号的识别、转导、信号级联放大、响应等方面对植物低温信号传递网络进行更加深入的剖析和结合多组学联合分析等技术更全面解析调控机理是今后的研究方向。     

非生物逆境锻炼提高作物耐逆性的生理机制研究进展

非生物逆境（如,高温、低温、干旱、渍水胁迫等）是限制作物产量提升的重要因子,并且非生物逆境发生的频率、程度以及持续时间随着全球气候变化呈显著上升趋势。因此,提高作物对非生物逆境的抗性,或采取缓解措施降低非生物逆境对作物产量和品质形成的不利影响,对于确保作物稳产及粮食安全有重要意义。逆境锻炼（priming）是指植株经过前期适度的逆境处理后,对再次发生的逆境胁迫表现出较强的抗/耐性,也称为逆境胁迫记忆。与未经过锻炼植株相比,经过锻炼植株的信号调控物质、次级代谢产物、胁迫保护性物质等可以更快、更有效地对再次发生的逆境胁迫产生响应,从而增强植株耐逆性。根据再次逆境发生的类型及时间,逆境锻炼主要包括当代同种逆境锻炼效应（锻炼阶段的逆境和再次发生的逆境是同一种）、当代交叉逆境锻炼效应（锻炼阶段的逆境和再次发生的逆境不是同一种）、跨代同种逆境锻炼效应（经过逆境锻炼的种子在子一代或子几代的同种逆境锻炼效应）、跨代交叉逆境锻炼效应（经过逆境锻炼的种子在子一代或子几代的交叉逆境锻炼效应）四大类型。本文重点围绕高温锻炼、低温锻炼、干旱锻炼及渍水锻炼介导的上述四大类型锻炼效应的生理机制进行了综述,生理机制主要包括植株光合机构响应机制、抗氧化系统在清除活性氧减轻对细胞膜脂过氧化伤害机制、胁迫诱导的信号物质（激素类物质、Ca²⁺、过氧化氢、一氧化氮等）在诱导下游基因表达及生理生化过程机制。此外,表观遗传修饰如DNA甲基化、组蛋白修饰为长期甚至传代胁迫记忆提供了潜在机制。对作物逆境锻炼机制的深入解析,可以找到对作物耐逆性获得起关键调控作用的基因和蛋白,这样在作物生产上,我们可以在生育前期,配合外源调控物质诱导起关键作用的基因和蛋白,可通过人为方法提前刺激这种物质在逆境来临之前表达,主动诱导作物对关键时期逆境耐性的形成,从而有效缓解在产量形成关键生育时期发生的胁迫对作物产量的不利影响,因而具有重要的实际生产意义。     

转录因子ABP9基因过表达对植物生长发育的影响分析

【研究目的】为分析玉米ABA/逆境响应转录因子ABP9基因过量表达对植物生长发育的影响以利用该基因开展抗逆分子育种。【方法】本研究构建了35S启动子驱动ABP9组成型表达的植物表达载体,获得了过表达ABP9基因的拟南芥转基因株系,并在正常生长条件下,比较了转基因植株和野生型在种子萌发、营养生长和生殖生长阶段的形态和生理变化,分析了可能的分子机制。【结果】结果表明,正常生长条件下,转基因植株与野生型相比表现出萌发,幼苗生长以及开花阶段的生长抑制;气孔开度减小,叶片内源ABA含量降低;ABA信号传导基因表达增强,而ABA合成基因表达降低;而且这些效应在ABP9基因表达相对较强的转基因株系中表现更明显。【结论】说明ABP9基因过量在正常生长条件下即诱导转基因植株产生耐逆反应,抑制植株的生长发育。因此,在利用ABP9基因进行转基因抗逆育种时须考虑控制ABP9基因适时适量表达。     

植物非生物胁迫应答相关转录因子研究进展

非生物逆境胁迫严重危害农作物的生产,并且转录因子在调节植物生长发育以及对外界环境胁迫方面起重要作用,而利用基因工程手段过量表达植物中与抗逆相关的转录因子,可提高下游多个植物抗逆基因的表达,从而提高植物的抗逆能力,因而转录因子受到广泛的关注,由此综述乙烯应答元件结合因子(AP2/EREBP)、MYB、WRKY、碱性亮氨酸拉链家族(bZIP)和HSFs五种植物应答非生物胁迫相关转录因子的结构特点、功能,以及它们在植物应答非生物胁迫方面的研究成果。     

植物干旱胁迫适应机制研究进展

干旱是影响植物正常生长发育的一个最重要的逆境因子,水资源日益短缺成为制约农业发展的严重问题.植物对干旱胁迫的响应和适应机制一直是学术研究的热点领域.从植物对干旱胁迫所作出的形态生理反应(植物的根系、叶片的变化、对光和作用的影响)及内部分子适应机制(渗透调节基因、保护酶体系、转录因子等)两方面综述了干旱胁迫下植物的抗旱机理,为我国节水抗旱农业的研究提供一些新的思路和手段.     

植物抗寒生理机理及人工调控研究进展

温度是限制植物生长发育过程和地域分布界限的重要非生物胁迫因子之一,每年因低温冻害造成的农 作物产量损失巨大,因此,研究植物尤其是农作物和经济作物的抗冻机理和抗冻人工调控具有现实意义。总结了近 年来植物抗寒生理机理的研究成果,阐述了植物应对冷胁迫的生理适应机制及人工调控措施,介绍了主要抗寒基因 及其人工调控植物抗寒的应用研究,为植物的抗寒防灾提供理论依据。     

SlTPP4 participates in ABA-mediated salt tolerance by enhancing root architecture in tomato

Salinity tolerance is an important physiological index for crop breeding. Roots are typically the first plant tissue to withstand salt stress. In this study, we found that the tomato (Solanum lycopersicum) trehalose-6-phosphate phosphatase (SlTPP4) gene is induced by abscisic acid (ABA) and salt, and is mainly expressed in roots. Overexpression of SlTPP4 in tomato enhanced tolerance to salt stress, resulting in better growth performance. Under saline conditions, SlTPP4 overexpression plants demonstrated enhanced sucrose metabolism, as well as increased expression of genes related to salt tolerance. At the same time, expression of genes related to ABA biosynthesis and signal transduction was enhanced or altered, respectively. In-depth exploration demonstrated that SlTPP4 enhances Casparian band development in roots to restrict the intake of Na⁺. Our study thus clarifies the mechanism of SlTPP4-mediated salt tolerance, which will be of great importance for the breeding of salt-tolerant tomato crops.