水稻叶片衰老相关基因的研究进展

水稻叶片的衰老是制约杂交稻产量提高的主要因素之一,有数据表明水稻籽粒灌浆所需营养物质的60%-80%来自叶片的光合作用,实践证明叶片每推迟1天衰老,产量可提高产1%左右。因此,对叶片衰老的形态、生理生化及其相关分子机理等进行研究具有重要的现实意义。近年来水稻叶片衰老的相关研究表明,叶片的衰老是一个受众多因素影响的复杂过程,在这个过程中叶片发生了巨大的形态与生理生化变化,而这些变化均离不开基因的调控作用。大量实验结果表明：在衰老过程中,叶片细胞有选择地启动或增强某些基因（叶片衰老相关基因）的表达,而关闭或减弱另一些基因（衰老下调基因）的表达,由此来调控叶片衰老的进程。目前研究者已在研究衰老突变体等相关的材料中发现了许多与水稻叶片衰老有关的基因。本文重点概述了近年来水稻叶片衰老相关基因的研究状况,并对未来研究方向等问题做了思考与探讨,以期能为开展进一步的研究工作提供参考。     

植物冠层对氨的吸收研究进展

植物冠层吸收大气中的NH3是植物与大气NH3交换的一个主要过程。本文对植物冠层吸收NH3的吸收机理、研究方法和影响因素、以及大气NH3浓度升高对植物N循环的影响进行了总结,对植物冠层吸收NH3研究中存在的问题进行了讨论,并介绍了水稻冠层吸收施肥后挥发NH3的最新研究结果。     

水稻硒营养研究进展

硒是人类和动物必需的微量营养元素。目前我国居民的膳食普遍存在硒摄入量不足的现象,因此提高粮食作物中硒的含量,研究水稻硒营养吸收对改善我国居民硒营养状况具有重要意义。在总结相关文献的基础上,概要介绍了稻田土壤硒的赋存形态、有效性及其影响因素,并从水稻体内硒的含量、吸收积累和代谢途径等方面总结水稻体内硒的吸收特性和代谢机制。施硒能促进水稻产量的增加,提升水稻的品质,并能够调节水稻的光合作用,增强其抗氧化能力和抗逆性,从而保护水稻的正常生长发育。虽然目前已有研究在水稻体内硒的吸收、转运及代谢机制等方面取得一定的进展,但有关富硒的调控机制、遗传机制以及硒与其他植物营养元素的互作协同机制同样也值得深入研究,为生产富硒水稻和植物硒资源的开发利用提供理论依据。     

乙烯利处理对棉花子叶DNA表观遗传变化的甲基化敏感扩增多态性(MSAP)分析

棉花(Gossypium hirsutum L.)叶片早衰影响棉花产量和棉纤维质量,而乙烯利是一种重要的植物生长调节剂,对促进植物组织衰老有重要作用。DNA甲基化是表观遗传调控的重要组成部分,在高等植物的基因表达调控中发挥了重要作用。本研究应用甲基化敏感扩增多态性(methylation sensitive amplified polymorphism,MSAP)技术,探讨在不同乙烯利水平处理下,棉花子叶DNA甲基化水平和甲基化变化模式。结果显示,经300、500和700 mg/L乙烯利处理后,棉花子叶DNA甲基化比值分别为32.99%、35.45%和37.49%,都低于对照组(37.92%);和对照组相比,经不同浓度乙烯利处理后,棉花子叶DNA发生甲基化变化位点的比率分别是2.71%、3.63%和4.88%,而去甲基化位点的比率分别为10.66%、9.84%和9.23%,并且随着乙烯利浓度的增加,棉花子叶DNA甲基化位点与去甲基化位点之比逐渐提高;本研究鉴定了17个MSAP差异基因片段,这些片段与NCBI中已知的功能基因存在同源性,包括果胶甲酯酶基因、细胞色素P450、乙醇脱氢酶基因、肌动蛋白解聚因子、翻译延伸因子等和乙烯利诱导棉花子叶衰老相关基因。研究结果提示,在乙烯诱导棉花子叶衰老的进程中,DNA甲基化参与了棉花子叶衰老的调控,为从基因组水平上揭示乙烯诱导棉花衰老的调控机制提供理论依据。     

低镉水稻研究进展

稻米镉污染已成为全球粮食安全的一个重大问题.系统了解水稻体内镉响应基因调控机制及镉代谢的影响因素有助于推动低镉优质水稻新品种的培育.本文重点阐述了镉进入根细胞、镉从根转移至茎、从茎转移至籽粒的三种机制及主要影响因素,同时对目前已知的水稻镉代谢调控相关基因进行了综述,以期为利用分子育种技术选育低镉积累水稻品种提供参考.     

弱光对水稻生长发育影响研究进展

光是影响植物生长发育重要的环境因子之一。随着全球气候的异常, 水稻生育期内阴雨寡照天气增多, 太阳辐照减少, 弱光会对水稻生长发育产生不利影响。本文综述了国内外有关弱光对水稻营养生长、避阴反应、光合作用特性、产量形成和品质等方面的影响。水稻营养生长的各个方面都受弱光影响, 包括株高、分蘖、根系、叶片及其气孔和叶绿素等的发育。最重要的是弱光通过影响光合作用, 进而影响干物质积累与分配, 从而导致水稻产量和品质降低。光不仅为植物光合作用提供能量, 还是一种信号物质, 植物通过光受体感受光环境包括光质、光强和光向等的变化来调控自身形态建成。遮阴同样能导致弱光。遮阴后, 植物光敏色素感受到环境中红光和远红光比例的变化, 从而引起株高增加、节间伸长、分枝减少和加速开花等一系列反应, 这些称为避阴反应。本文探讨了在弱光对作物生长发育影响的研究中使用不同遮阴材质对光质的影响。目前水稻避阴反应研究较少, 本文讨论了水稻光敏色素基因及拟南芥中鉴定的与光信号相关的转录因子可能在水稻生产中的应用。对水稻在生育期内遇弱光环境时提出了相应的防治对策, 并分析了当前研究中存在的问题和不足, 指出了今后进一步研究的方向。     

脂氧合酶的侵染诱导在植物抗病反应中的可能作用

脂氧全酶在植物界里广泛存在，同一植物体内通常具有多种同工酶形式，它们可能参与调控植物的生长发育、衰老过程和防御反应过程。     

4PU-30对杂交水稻后期叶片衰老及再生芽萌发的影响研究

试验研究 4PU 30对杂交水稻后期叶片衰老及再生芽萌发的影响结果表明 ,水稻齐穗 5d喷施 4PU 30可缓解叶片叶绿素分解 ,增强超氧化物歧化酶活性 ,降低芮二醛含量和细胞渗透率 ,有效延缓叶片衰老。 4PU 30可提高水稻根系活力 ,促进再生芽生长 ,提高活芽率     

水稻节水高产灌溉模式及土壤水分能量调控标准研究

根据土壤—植物—大气连续系统原理，1989～1998年在沈阳农业大学灌溉试验场通过盆载、蒸渗仪、小区及大田进行试验，分析了水稻的需要水规律及稻田土壤水分能量的变化特点，论述了土壤水分状况与水稻腾发强度之间的关系、不同灌模式对水稻腾发量的调控作用以及水分胁迫对水稻产量的影响，提出了水稻节水高产灌溉模式和土壤水分能量调控标准。     

盐胁迫下氮素形态对油菜和水稻幼苗离子运输和分布的影响

【目的】土壤盐碱化是制约农作物产量的主要因素之一,盐胁迫影响养分运输和分布,造成植物营养失衡,导致作物发育迟缓,植株矮小,严重威胁着我国的粮食生产。在必需营养元素中,氮素是需求量最大的元素,NO-3和NH+4是植物吸收氮素的两种离子形态。植物对盐胁迫的响应受到不同形态氮素的调控,研究不同形态氮素营养下植物的耐盐机制对提高植物耐盐性及产量具有重要的意义。【方法】本文以喜硝植物油菜(Brassica napus L.)和喜铵植物水稻(Oryza sativa L.)为试验材料,采用室内营养液培养方法,研究了NO-3和NH+4对Na Cl胁迫下油菜及水稻苗期生长状况、对Na+运输和积累的影响,以对照与盐胁迫植株生物量之差与Na+积累量之差的比值,评估Na+对植株的伤害程度。【结果】1)在非盐胁迫条件下,硝态氮营养显著促进油菜和水稻根系的生长;盐胁迫条件下,油菜和水稻生物量均显著受到抑制,Na Cl对供应铵态氮营养植株的抑制更为显著。2)盐胁迫条件下,两种供氮形态下,油菜和水稻植株Na+含量均显著增加,硝态氮营养油菜叶柄Na+显著高于铵态氮营养,叶柄Na+含量/叶片Na+含量大于铵营养油菜,硝态氮营养水稻根系Na+含量显著低于铵营养,地上部则相反。3)铵营养油菜和水稻Na+伤害度显著高于硝营养植株。4)盐胁迫条件下,硝态氮营养油菜地上部和水稻根系K+含量均显著高于铵态氮营养。5)盐胁迫条件下,硝营养油菜和水稻木质部Na+浓度,韧皮部Na+和K+浓度及水稻木质部K+浓度均高于铵营养植株。【结论】与铵营养相比,硝营养油菜和水稻具有更好的耐盐性。硝态氮处理油菜叶柄Na+显著高于铵态氮处理,能够截留Na+向叶片运输。同时,供应硝态氮营养更有利于油菜和水稻吸收K+,有助于维持植物体内离子平衡。盐胁迫下,硝营养油菜和水稻木质部Na+浓度,韧皮部Na+和K+浓度及水稻木质部K+浓度均高于铵营养植株,表明硝态氮营养油菜和水稻木质部-韧皮部对离子有较好的调控能力,是其耐盐性高于铵营养的原因之一。     

水土保持植物措施与径流调控工程对位配置数量化分析

以辽宁省西北部地区彰武县乐园小流域为例,利用水保植物关键性技术措施和径流调控工程技术全面系统地分析了研究区域,水保措施因子影响因素和环境资源分布状况,为保证植物生产发育所需的最低用水量,首先定量地对研究流域环境资源与植物措施需求进行分析,并采用径流调控工程技术分析了植物措施对位配置状况。研究结果表明:植物措施的对位配置可明显提高林草生长量、成活率和保存率,有利于提高径流调控工程的综合效益。     

稻田干湿交替对水稻氮素利用率的影响与调控研究进展

稻田干湿交替（alternate wetting and drying,AWD）是提高水稻水、氮利用率的重要水分管理措施。水稻品种、生态环境、氮肥运筹和土壤落干强度是影响AWD下水稻氮素利用率（nitrogen use efficiency,NUE）的主要因素。AWD通过改变土壤水-气环境而影响土壤中生物化学过程,进而影响土壤氮素营养的有效性。轻度AWD促进水稻根系的生长和活力,促进水稻氮素的吸收、同化和转移而提高NUE。轻度AWD不仅提高水稻光合作用,还促进干物质向籽粒的分配,从而提高水稻产量和氮素利用率。AWD还引起植物激素的变化,植物激素也可能参与了对水稻氮素利用的调控。该文从根际氮素营养与环境、根系形态功能、氮素同化和再转移,以及碳同化和分配、植物激素调控等方面综述了 AWD对水稻氮素利用率的影响与调控,并提出了一些值得深入探讨的问题。     

水稻品种"Lemont"响应低氮培养及共培稗草的上调表达基因分析

营养匮乏和伴生杂草是水稻种植过程中的常见影响因素。本研究应用抑制消减杂交(SSH)技术,分别研究低氮、稗草条件下,非化感水稻品种"Lemont"的上调表达基因。结果显示,低氮条件下,"Lemont"水稻中参与生长调控的生长素响应蛋白,参与抗逆防御的类NBS-LRR蛋白、过氧化氢酶、金属硫因蛋白,以及参与蛋白质代谢相关蛋白的编码基因上调表达。稗草共培下,编码NADH脱氢酶、细胞色素氧化酶、ATP依赖性RNA解旋酶等与植物生长相关的基因,与抗逆防御相关的几丁质酶和糖基水解酶基因,以及与信号转导相关的锌指蛋白及组氨酸激酶基因增强表达。研究结果表明,非化感水稻"Lemont"能够通过调节抗逆以及生长调节相关基因的表达,从而响应不同的胁迫。     

纳米硅肥对水稻离体叶片衰老的影响

以水稻离体叶片模拟叶片衰老过程,通过不同的硅处理方式,研究水稻衰老过程中硅对叶片体内丙二醛(MDA)含量以及过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)活性的影响。结果表明,无论是在叶片离体前还是离体后进行硅处理,都能增加丙二醛(MDA)的含量,提高过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)活性,施硅处理尤其对过氧化氢酶(CAT)活性的影响较为显著。因此,硅可通过参与植株体内代谢并调节抗氧化系统酶活性,来延缓水稻的衰老。     

高pH对植物生长发育的影响及其分子生物学研究进展

盐碱是影响作物产量的主要非生物胁迫之一。pH恒稳态是植物正常生长和发育的必要条件,也是植物细胞生命过程中的重要信号,在许多信号转导中起重要的调控作用。但植物对高pH逆境响应和信号转导的分子机理研究尚未得到充分重视。本文对盐碱地高pH因素对植物生长发育的影响及相关分子生物学研究进展进行了综述,并提出了今后植物在盐碱复杂胁迫条件下遗传机理的研究策略。     

植物前体mRNA的选择性剪接

选择性剪接是细胞生物体产生复杂蛋白的一个重要机制。迄今为止，对植物选择性剪接基因的研究远不如动物。尽管如此，仍在选择性剪接的调控机制、剪接特异性和影响因素及剪接功能等方面取得了一定的进展。本文就这方面的研究进展作一简要综述。     

孕穗期施硅对高温下扬花灌浆期水稻干物质转运及产量的影响

为探明硅对高温逆境下水稻产量形成的调控效应,以圣稻19为试验材料,通过大田增温试验研究了孕穗期叶面施硅对高温下扬花灌浆期水稻干物质转运与产量的影响。结果表明,与不施硅相比,施硅显著提高了高温逆境下水稻叶片干物质输出量、输出率、转化率,对茎鞘干物质的输出转化无显著影响;减弱了自然温度下水稻叶片干物质的转化率。高温或自然温度下,施硅均显著提高了水稻库容量;高温逆境下,施硅显著增加了水稻结实率与产量,但显著降低了千粒重;自然温度下,显著提高了水稻结实率、千粒重与产量。施硅后叶片输出转化效率与结实率的增加是弥补高温下水稻产量损失的主要因素。本研究结果为完善水稻耐热栽培调控技术提供了有益参考。     

水稻中生长素作用的分子机理研究进展

水稻的生长与发育是受多个植物激素协同调控的,其中认识最早和研究最深的是生长素。随着分子技术的进步,研究生长素的作用机制已经深入到细胞和基因水平,包括生长素的代谢、运输、信号感知和传导,并且生长素的信号传导在水稻生长发育过程中与其他激素相互交叉、协调作用。研究生长素的作用机制对植物生长发育具有重要意义。     

作物生长对土壤N_2O排放影响的研究进展

N2O是一种重要的温室效应气体,不仅具有很强的温室效应,而且参与大气对流层和平流层的许多光化学反应,因而在全球变化的研究中受到广泛关注。综述了作物生长对土壤N2O排放影响的研究状况,为认识植物生长与土壤N2O排放的关系,调控和减缓土壤N2O排放提供依据。作物生长下的土壤N2O排放受植物类型、生长阶段、生长状况和人为管理等方面影响,植物通过引入光合产物到土壤,吸收利用土壤养分和水分改变土壤环境而影响土壤N2O排放,适当的人为管理措施可以调控和减轻土壤N2O排放。     

WRKY转录因子调控植物养分吸收利用及重金属解毒的研究进展

WRKY蛋白是植物特有的一类重要转录调控因子，它们通过与下游基因启动子上的W-box元件特异性结合诱导或抑制相关基因的表达，从而调控植物生长发育以及植物对生物和非生物胁迫的响应。植物WRKY基因组数目多，在拟南芥、大豆和水稻基因组中已经分别鉴定出74、182和109个，在植物对干旱、盐害、高温、养分匮乏和病原体感染等各种生物、非生物胁迫的响应过程中起关键作用。例如AtWRKY45和AtWRKY75参与调控拟南芥应答低磷养分胁迫，GmWRKY142正向调控拟南芥对镉胁迫的耐受性。在植物面对逆境胁迫时，WRKY蛋白通过与养分相关基因启动子的W-box元件特异性结合，进而实现自我调节或交叉调节，激活或抑制下游基因的转录以应对各种逆境胁迫。众多WRKY下游靶基因也已被鉴定出来，例如PHT家族成员与磷营养相关；3个拟南芥WRKY基因和6个大豆WRKY基因参与调控植物对氮素的吸收利用；6个拟南芥WRKY基因、10个大豆WRKY基因和5个水稻WRKY基因调节植物应对低磷胁迫；2个拟南芥WRKY基因和6个大豆WRKY基因影响植物对钾的吸收利用；3个大豆WRKY基因参与调控植物对硫营养的吸收利用；1个拟...