光质和光敏色素在植物逆境响应中的作用研究进展

光敏色素是植物感受外界光环境变化最重要的光受体之一,不仅参与调控植物生长发育,还介导植物对各种生物和非生物胁迫的响应。已有研究表明,光敏色素缺失会导致植物对病原菌、害虫等生物胁迫以及低温、高温、干旱、盐等非生物胁迫的抗性发生改变;改变光质（如调节红光远红光比率）可提高植物对上述逆境胁迫的抗性,并且通过水杨酸、茉莉酸和脱落酸等激素信号途径诱导植物的抗性。在系统综述近年来光敏色素在逆境响应中的作用以及防御机制研究进展的基础上,讨论了在园艺植物生产中通过利用光质和对光敏色素信号途径相关基因进行遗传改良,提高作物抗性,促进作物增产和改善作物品质的重要性。     

茄科植物WRKY转录因子的研究进展

WRKY蛋白是植物中最大的具有重要作用的转录因子家族之一,通过特异性结合启动子区域的W-Box来调控基因的表达,其成员参与了茄科(Solanaceae)植物的生长、发育、代谢、生物和非生物胁迫响应和激素信号的转导等进程。综述茄科植物WRKY转录因子表达模式和在生物和非生物胁迫中调控作用的研究进展。     

NAC转录因子在植物非生物胁迫相关抗性中的作用

NAC转录因子是近十几年发现的植物特有的转录因子,其N端独特的DNA结合域及C端的转录激活域在植物非生物胁迫应答中发挥重要的调控作用,从而使植物发生一系列生理生化变化,增强植物对非生物胁迫的抗性。基因表达的转录调控在植物适应环境和抵御逆境胁迫中起重要作用。现从NAC转录因子的结构特点和分类、在非生物胁迫相关抗性中的作用及其调控机理等方面总结前人的研究进展,提出存在的问题与未来发展趋势。     

植物胼胝质合成酶研究进展

胼胝质是一种β-1,3–葡萄糖聚合物,植物在生长发育和受到生物、非生物胁迫过程中均会有胼胝质沉积。胼胝质合成酶又称β-1,3–葡聚糖合成酶类似物,通常以多亚基复合物形式控制胼胝质的合成。本文中对胼胝质合成酶的分离鉴定过程进行了梳理,对胼胝质合成酶复合物的亚基及其作用进行了描述,重点总结了转录因子、植物生长调节剂等对胼胝质合成酶基因表达的调控作用,并对胼胝质合成酶在花粉发育和韧皮部运输过程中的作用,对机械损伤、磷酸盐、金属离子等非生物胁迫,以及虫害、细菌和真菌等生物胁迫的应答反应进行了归纳;最后对胼胝质合成酶的研究方向提出展望,以期为解析胼胝质合成酶的调控机制提供参考,也为植物(特别是园艺植物)抗性基因的挖掘提供借鉴。     

上海交大发现番茄响应紫外光UV-B新机制

番茄是低剂量紫外光的UV-B作为一种环境信号被植物光受体UVR8蛋白感知,通过光信号转导,调控植物的生长发育、次生代谢和对环境逆境的适应性;而强UV-B能够破坏植物细胞内的蛋白质和DNA等生物大分子,引起逆境胁迫反应.光受体U V R8介导的光信号通路对于植物适应环境具有重要的作用,U V R8通过调控大量基因转录表达...     

外源NO缓解果树胁迫的作用机理和研究进展

一氧化氮(NO)是一种重要的信号分子,广泛参与果树的生长发育调控和对生物与非生物环境胁迫的应答反应.外源NO是缓解果树干旱、高温和酸雨等胁迫中重要的信号分子,其信号转导机制目前已广受人们关注.本文综述了NO的来源、NO的双重作用及作用机理、NO与其他信号分子间的关系以及近年来有关外源NO缓解果树胁迫的研究进展.     

植物逆境生物学中的蛋白质组学技术运用探析

逆境胁迫在植物生长发育中起重要作用,对植物生长质量产生直接影响。现阶段揭示植物的应答胁迫分子的机理已经成为人们探索研究的重要课题。而植物蛋白质组学研究能揭示不同胁迫状况下,植物蛋白质的具体表达情况,有助于帮助人们深入了解环境胁迫下的植物基因表达调控机制及植物响应胁迫机理,介绍了蛋白质组学研究技术,概述了植物逆境胁迫适应机制在研究中的具体应用,展望了低蛋白质组学在植物逆境生物学领域的发展状况。     

钙信使在植物适应非生物胁迫中的作用

Ca2+作为植物细胞中的第二信使,参与植物对多种非生物逆境信号的转导。在非生物逆境条件下,植物细胞质内的钙离子在时间、空间及浓度上会产生特异性变化,钙信号再通过其下游的钙结合蛋白进行感受和转导,进而在细胞内引起一系列的生物化学反应,以适应或抵制各种逆境胁迫。通过从植物在非生物逆境条件下钙信号的产生、传递、特点和作用方式,以及钙在各种非生物逆境响应中的作用等方面对钙信号转导进行综述。     

植物逆境胁迫中活性氧和钙信号的关系

钙信号参与植物对逆境的应答反应已被广泛证实,但近年来许多研究发现,活性氧信号也参与了植物对逆境胁迫的应答反应。现介绍植物中活性氧和钙信号的产生机制、活性氧和钙信号对植物逆境胁迫的应答机制,探讨了植物逆境胁迫中活性氧与钙信号之间的相互关系。     

中国科学院植物研究所在植物光形态建成转录调控方面取得进展

<正>转录调控是生物体内由转录因子和其他调节蛋白协同或拮抗调控基因表达的重要生化机制。光信号是高等植物早期生长发育中光形态建成的决定性因素,其信号通路中光敏色素互作因子PIF为负向调控因子,HY5为正向调控因子。PIF和HY5分别是bHLH型和bZIP型转录因子,在植物生长发育及环境响应中具有广泛的功能,然而二者之间的相互调节仍不甚清楚。中国科学院植物研究所林荣呈研究组通过对模式植物拟南芥开展研究,发现B-box型蛋白家族第4     

GSH/GSSG在植物应对非生物胁迫中的作用综述

谷胱甘肽(GSH)是广泛存在于植物体内的一种重要的抗氧化物质,可以清除细胞代谢中产生的多余活性氧自由基,从而减少膜脂过氧化对细胞造成的伤害。谷胱甘肽二硫化物(GSSG)是GSH的氧化形式。近年来研究发现谷胱甘肽氧化还原对(GSH/GSSG)作为信号分子在植物应对逆境胁迫中起重要作用。本文综述了近年来GSH,尤其是GSH/GSSG的作用,为后续通过调控GSH/GSSG调节植物抗性提供参考。     

脱落酸与植物非生物逆境抗性研究进展

作为一种非常重要的植物激素,脱落酸(ABA)在应对环境胁迫和调控植物对非生物胁迫耐受性方面发挥了重要的作用。该文综述了ABA的生物合成和代谢途径、信号传导途径以及ABA在调控植物应对干旱胁迫、非干旱胁迫、盐胁迫等非生物胁迫中的作用;并对ABA分子合成机制和ABA在调控植物产生应对非生物胁迫抗性的分子机制等方面进行了展望。     

百子莲脱水素基因ApSK_3对逆境与激素信号的应答模式与调控机制

克隆了百子莲(Agapanthus praecox)脱水素基因ApSK_3上游2 195 bp的启动子序列,对百子莲不同组织和多种非生物胁迫与ABA处理的样品进行基因定量分析,构建多个ApSK_3不同长度缺失的启动子片段与GUS基因融合的表达载体并转化拟南芥,以揭示ApSK_3基因对不同逆境与激素信号的应答模式及顺式作用元件的调控功能。结果表明:ApSK_3启动子序列包含多个与植物逆境、激素应答及生长发育相关的顺式作用元件,且ApSK_3的表达具有组织特异性,果实中表达量最高,叶、根次之,花中最低;ApSK_3对ABA信号与盐胁迫最敏感,其次为干旱、高渗和低温胁迫,对高温胁迫响应不明显。ApSK_3-P::GUS融合表达载体转化拟南芥,ApSK_3启动子在拟南芥的整个生长发育过程中均具有较强的表达活性,幼苗根部的表达活性强于叶片,且随着果实的发育成熟启动子的活性明显增强。ApSK_3不同长度缺失的启动子片段分析结果表明–2 175～–950 bp片段对启动子的活性起到重要的调控作用;多个顺式作用元件响应干旱胁迫;ApSK_3-P通过两个ABRE元件共同响应ABA信号;–526～–533 bp的ERE元件参与响应乙烯信号;–561～–567 bp的P-box元件响应了赤霉素信号,–2 175～–1 167 bp区域可以增强对GA的响应。研究结果证明ApSK_3启动子可积极响应干旱、渗透、盐、低温、ABA、GA和乙烯信号;启动子上存在多个顺式作用元件响应干旱胁迫,ApSK_3-P通过两个ABRE、ERE与P-box元件分别响应ABA、乙烯与赤霉素信号。     

园艺植物丛枝菌根抗非生物胁迫的作用机制研究进展

围绕干旱、盐渍、重金属和温度胁迫等非生物逆境,综述了丛枝菌根在提高园艺植物抗逆性中的作用,阐述了丛枝菌根特异性转录因子调控植物抗逆性的分子机制,探讨了植物生长调节剂、光环境、CO₂浓度、营养元素等外源因子在增强丛枝菌根抗逆性效应上的作用,以期为利用丛枝菌根提高园艺植物抗逆性提供参考。     

土壤重金属胁迫与植物相关miRNA的研究进展

重金属污染是指由于人类对矿山过度开采、金属冶炼与加工及其它化工操作,造成的铅(Pb)、汞(Hg)、镉(Cd)、铬(Cr)等重金属以各种形式进入生态环境中,在其中留存、积累和迁移而造成的生态污染,土壤重金属污染的治理已成为目前环保关注的焦点。植物在长期进化过程中形成了根系富集、细胞壁束缚、跨膜转运等多种应对重金属胁迫的应答机制。microRNA(miRNA)是一类调控基因表达的重要小分子RNA,通过调控靶基因的表达而参与植物的生长发育、胁迫应答等生理代谢活动,它们同样在植物应答重金属胁迫过程中发挥重要作用。该研究对土壤中重金属污染现状进行了综述,并阐述了重金属胁迫条件下相关miRNA表达调控情况,以期为更好地研究植物miRNA应答重金属胁迫的调控机制提供参考依据。     

薰衣草CBF途径相关耐寒基因挖掘与调控网络分析

为探究薰衣草(Lavandula angustifolia Mill.)的耐冷机制,使用转录组学方法对薰衣草响应冷处理的分子调控网络进行挖掘分析。CBF转录因子和其靶基因COR形成的CBF-COR调控网络在增强植物耐冷胁迫中作用显著。本研究中共发现7个CBF基因(LaCBF)和11个COR基因(LaCOR)在冷处理下的表达具有显著差异,同时在CBF信号调控通路中发现4个上游基因LaICE1、LaCAMTA3、LaEBF1、LaCCA1对冷胁迫有响应,认为这些基因共同形成的冷信号调控网络在薰衣草抵御低温中起到了重要作用。     

园艺作物糖转运蛋白研究进展

糖转运蛋白在园艺作物生长发育、果实内糖积累以及响应逆境胁迫等方面发挥重要作用,其表达受多种因素的调节。单糖转运蛋白、蔗糖转运蛋白和SWEET(bidirectional sugar transporter,SWEET)是植物中已发现的三大类转运蛋白。就这3种转运蛋白运输活性与底物特异性、组织/器官和细胞定位进行了讨论和比较;重点介绍了园艺作物中糖转运蛋白功能和调控的最新研究进展;进一步分析糖信号、生物胁迫和非生物胁迫等对糖转运蛋白表达的调控。     

光照对番茄果实中番茄红素生物合成的调控研究进展

概述了光照对番茄红素生物合成调控的研究进展,探究光照在基因转录、转录后、光胁迫、光合产物等层面对番茄红素生物合成的辅助调控机制.结论表明:红光/远红光对PSY基因转录调控是主要方式之一,红光/远红光、蓝光及紫外光信号转导中存在交叉联系,HY5、PIF及COP1等光响应因子同时参与多种不同光质的信号转导过程.红光/远红光...     

ASR蛋白与植物的抗逆性研究进展

 ASR蛋白（the abscisic acid,stress,ripening protein）是生物体中广泛存在的一类与渗透调节有关的家族蛋白,植物受到逆境胁迫（如干旱、低温、盐胁迫、ABA等）后,ASR蛋白大量表达,可以减轻逆境引起的伤害。ASR蛋白在细胞中可以稳定细胞膜结构,作为分子伴侣,具有结合离子和防止氧化等作用,被认为是在胁迫过程中对植物起保护作用的物质之一。针对这些重要特性,综述了ASR蛋白分类、结构和编码基因及其表达调控方式及ASR基因表达、ASR蛋白积累与植物抗逆性的关系等方面的研究进展。