精氨酸酶在植物胁迫应答中功能研究进展

精氨酸酶是精氨酸代谢的关键酶,催化L-精氨酸水解产生L-鸟氨酸和尿素,维持体内精氨酸的动态平衡,参与尿素循环及氮素再利用等过程,对植物生长发育极其重要。本综述概述了精氨酸酶在植物精氨酸代谢途径中的作用,总结了精氨酸酶在植物非生物胁迫和生物胁迫响应的最新研究进展,并从参与ABA/JA途径、调控直接或间接代谢产物(脯氨酸,多胺,一氧化氮)等多个角度详细解析植物精氨酸酶调控植物抗逆的分子机制,旨在为进一步的研究和育种实践提供启示。     

nsLTPs基因参与植物逆境胁迫应答的研究进展

编码非特异性脂质转移蛋白的基因nsL TPs在植物应答生物和非生物胁迫以及植物的生长发育中起到重要作用.为了研究植物nsL TPs基因响应生物及非生物胁迫的分子机制,本文归纳了非特异性脂质转移蛋白nsLTPs的结构特点及分类,分析了nsLTPs的亚细胞定位情况,并重点总结了nsLTPs基因在植物逆境胁迫应答方面的相关研...     

植物类受体激酶CRK参与逆境胁迫应答的研究进展

植物生存在相对固定的环境中,需要应对复杂多变的外界环境刺激。类受体激酶(receptor-like kinase, RLK)是植物中广泛存在的一类跨膜蛋白激酶,具有结构可变的胞外结构域,能够感受外界刺激,并通过其胞内激酶结构域的磷酸化作用来传递信号。富含半胱氨酸的类受体激酶(cysteine-rich receptor-like kinase,CRK)是RLK中的一类大家族。近年来,许多研究表明CRK在植物响应逆境胁迫中发挥重要作用。本研究从CRK参与植物细胞死亡、免疫复合物形成、与植物激素相互作用等方面总结了CRK在植物响应生物和非生物胁迫中的生理功能及分子机制,并展望了未来的研究方向。本研究为解析CRK在植物细胞响应逆境胁迫中的信号转导机制提供参考。     

WRKY转录因子的结构及其在植物抗逆境胁迫中的功能

WRKY转录因子是一超级基因家族,广泛存在于高等植物界,参与了植物的多种生理生化与生长发育过程,在植物应对外界逆境胁迫发挥了十分重要的功能。WRKY超级基因家族由于其N端包括保守的WRKYGQK氨基酸序列而得名,通过其保守的氨基酸序列与靶标基因启动子区W-box相互结合,从而对靶标基因进行表达调控。本文主要综述了WRKY基因的结构特征及其在植物应答外界逆境胁迫过程中的功能,为进一步研究WRKY超级基因家族提供有益的启示。     

甘蔗脂氧合酶基因ScLOX1的克隆与表达分析

LOX属于脂氧合酶超家族(lipoxygenase superfamily),是脂肪氧化途径的重要因子,广泛参与植物生长发育的调节和对外界刺激的抵御。本研究基于甘蔗(Saccharumspp.)转录组数据库,通过RT-PCR技术,首次从新台糖22号(ROC22)蔗芽中克隆获得ScLOX1基因(GenBank登录号为MK106188)的cDNA全长序列。生物信息学分析显示,ScLOX1基因cDNA序列长度为2813 bp,开放读码框全长2664 bp,编码887个氨基酸,其编码蛋白的理论等电点为6.23,不稳定系数为39.77,亲水性平均值为-0.437,无信号肽和跨膜结构,但含有PLATLH2和Lipoxygenase活性位点,与高粱(Sorghum bicolor) LOX (XP002466613.1)的氨基酸序列相似性高达95.96%。预测ScLOX1基因的编码蛋白为酸性稳定亲水性非分泌蛋白,属于type I类非传统9-LOX。qPT-PCR分析结果显示,ScLOX1基因在蔗芽组织中特异性表达。接种甘蔗黑穗病菌(Sporisorium scitamineum)后, ScLOX1基因的表达量在抗病品种崖城05-179中短暂上升,但在感病品种ROC22中显著下降。分别对瞬时表达ScLOX1基因的本氏烟(Nicotiana benthamiana)植株叶片接种烟草茄病镰刀菌蓝色变种(Fusarium solani var. coeruleum)和青枯菌(Ralstonia solanacearum),表型观察、3,3’-二氨基联苯胺(3,3’-diaminobenzidine,DAB)染色和烟草免疫相关基因的表达情况分析显示,ScLOX1基因的过表达能够增强本氏烟对烟草茄病镰刀菌蓝色变种的防御,但对烟草青枯菌的作用与对照相比无明显差异。研究还发现,ScLOX1基因的表达受茉莉酸甲酯和水杨酸抑制下调,但受脱落酸、氯化钠和聚乙二醇诱导上调。以上结果为深入研究甘蔗ScLOX1基因的功能提供参考资料。     

植物启动子响应非生物逆境胁迫研究进展

不良的非生物逆境胁迫会制约植物生长发育,导致作物减产和质量受损。植物诱导型启动子在胁迫因子刺激下响应胁迫信号而激发调控机制和激活抗逆基因的表达,导致代谢组分和生理生化等指标发生变化,从而提高植株的抗逆能力。分析了诱导型启动子的种类和功能,介绍了响应非生物逆境胁迫的顺式作用元件及反式作用因子,以期为进一步研究植物诱导型启动子的功能奠定基础。     

植物miRNA参与胁迫响应研究进展

microRNAs(miRNAs)是一类内源性的非编码的小RNA分子,它们在植物的生长发育和胁迫响应过程中起重要调控作用。本研究对植物miRNAs参与生物和非生物胁迫(盐胁迫,干旱胁迫,温度胁迫,营养胁迫和病原菌生物胁迫)响应过程的研究进展进行了综述,指出了miRNAs在植物研究过程中存在的问题并对未来发展情况进行了展望,为推动miRNAs在植物逆境胁迫中的研究和应用提供思路和参考。     

植物非生物胁迫中蛋白质磷酸化的研究进展

作为固着生物,外界生物胁迫和非生物胁迫极大地影响植物的正常生长发育。可逆的蛋白磷酸化作为真核生物体内最普遍的翻译后修饰之一,在植物抵御外界胁迫过程中起着最主要的作用。本综述重点总结了近年来植物在低温、盐渍和干旱等胁迫响应中的蛋白磷酸化研究进展,分析与讨论了其中重要的激酶和磷酸酶的作用,并对此方面的研究热点做了展望。深入了解蛋白磷酸化修饰在植物应对非生物胁迫信号通路中的重要作用及意义,有助于耐胁迫作物的选育。     

植物多胺代谢与胁迫响应研究进展

多胺是一类广泛存在于生物体内的低分子量脂肪族聚合物。植物体内多胺的平衡与植物体包括胁迫响应等诸多生理功能密切相关。综述了植物多胺的合成与分解代谢进程研究进展,并对其在植物抵御包括盐、干旱与低温等非生物胁迫以及抗病与抗虫等生物胁迫方面功能的研究进行概述。指出多胺代谢途径的调节是提高植物抗逆性的有效途径,利用基因工程技术影响多胺平衡在植物抗性育种中具有广阔的应用前景。     

昆虫响应非生物胁迫——表达热休克蛋白策略的研究进展

在昆虫体内大量表达的热休克蛋白(Hsps)对昆虫生存是重要的调节者。昆虫对环境中出现的非生物胁迫如热激,紫外照射,化学,农药等的应答方式是诱导表达不同的Hsp。本研究综述了面对各种非生物胁迫,昆虫采取表达热休克蛋白的策略,以及Hsps在昆虫生存中所涉及的管理与调节作用的相关信息,还特别归纳了HSPs在重要经济昆虫家蚕中的研究,以期为进一步研究其细胞机制及在生物学,生理及分子进程的特殊功能作用提供参考。     

谷胱甘肽还原酶在植物防御中的研究进展

植物谷胱甘肽转移酶(glutathione transferase, GSTs)在防御反应中参与重要作用,深入了解植物GSTs在抗性反应中的功能和作用机理,将为广谱和持久抗性的作物育种提供实践和理论依据。本研究归纳了植物GSTs的分类和结构,总结了植物GSTs的基本功能,分析了其在抗生物胁迫和非生物胁迫中的重要作用,并提出了植物GSTs研究目前存在的问题。     

植物类萌发素蛋白研究进展

在植物整个生长发育过程中时刻受到外界环境信号调控,遭遇各种逆境胁迫。在研究植物对逆境胁迫响应中,很多胁迫响应蛋白被发现。植物类萌发素蛋白(Germin-like proteins,GLPs)是其中一类重要的胁迫响应蛋白。它是一类与小麦萌发素(Germin)序列高度同源的、位于胞外基质的可溶性糖蛋白,几乎在所有生物中均发现有该类蛋白的存在。它具有多种生物学功能,在植物的生长发育阶段、生物和非生物逆境胁迫应答中起重要的作用。从植物GLPs 的分类、结构等方面全面介绍了植物GLP蛋白的主要特点,同时归纳它在抵御生物胁迫及非生物胁迫等方面的研究进展,为今后的进一步研究提供参考。     

植物水淹胁迫形态学研究进展

此文对在淹水条件下植物的形态学响应方面进行综述,以便为洪涝灾害频繁发生地区选育耐淹植物提供参考。淹水胁迫引起弱光环境,使气体扩散受限,叶绿素降解,光合速率下降。为了适应水淹环境,植物形态上产生通气组织、不定根和肥大的皮孔、茎干伸长、叶片减少等以维持氧气的扩散和高的吸收效率,维持高的能量贮备,以保障其正常的生理功能和新陈代谢。进一步开展与植物形态相关基因研究,采用实验室植物的数据预测野外淹水条件下的植物抗涝性,森林淹水胁迫的定位观测是今后的研究方向。     

Genotype Rankings for Nutrient Stress Resistance are Unrelated to Stress Severity in Cultivated Sunflower (Helianthus annuus L.)

Abiotic stress limits crop productivity worldwide, making stress‐resistant crops a major goal for improving food security. Stress resistance is often assessed by comparing genotypes under a single control and stressed level of an abiotic factor, then ranking the genotypes’ overall performance, using a metric like geometric mean productivity (GMP). However, abiotic stress is rarely a presence/absence phenomenon, but often varies continuously. Here, we tested whether the common practice of assessing performance using a single control and stress level is predictive of performance across a range of stress levels. Twelve sunflower genotypes were grown in the greenhouse under one of eight nutrient levels (from non‐limiting to severely limiting) and assessed for performance (shoot dry mass at the budding stage) and related traits at both seedling and budding stages. Contrary to expectations, genotype rankings for GMP were consistent regardless of the two nutrient levels used to calculate GMP. This suggests that, for nutrient stress in sunflower, studies using an arbitrary control and stress level are broadly representative: genotypes with high GMP exhibit high GMP regardless of the nutrient levels used. In addition, GMP values were highly correlated with performance in the respective nutrient levels from which they were calculated; thus, higher GMP for a given genotype indicates that it performed well (relative to other genotypes) under both stressed and non‐stressed conditions. Together, these findings strongly support the current paradigm of comparing genotypes at a single control and stress level as a valid strategy for screening for nutrient stress resistance in sunflower. However, few traits were consistently associated with performance (shoot dry mass) at either high‐ or low‐nutrient availability, and seedling traits were rarely predictive of budding‐stage traits and performance, suggesting further studies are needed to determine the mechanisms underlying nutrient stress resistance in this important oilseed crop.     

含ACC脱氨酶的PGPR在植物抗非生物胁迫中的作用研究进展

用含ACC脱氨酶的PGPR接种植物,可降低乙烯含量,从而减轻非生物胁迫对植物生长和发育产生的影响。归纳了水、盐碱、温度、污染物胁迫下含ACC脱氨酶的PGPR对植物的接种效应,得出PGPR可提高植物对干旱、水涝、盐碱胁迫及温度的抗性和耐受性,同时还可促进植物修复土壤污染。最后提出了展望。     

植物响应淹水胁迫的研究进展

淹水胁迫是影响植物分布与生长发育的重要因素,植物耐涝性研究是提高作物耐涝性以应对日益严峻的极端气候及规模化生产管理的关键.为了合理开展植物耐涝性研究,深入挖掘不同植物响应淹水胁迫的调控机理,本文归纳了淹水胁迫对植物生长发育的影响,总结了植物响应淹水胁迫的调节机制,并详细分析了淹水胁迫对植物表型性状、生物量、光合作用、活...     

盐分胁迫对植物的影响及植物耐盐机理研究进展

盐分是影响植物生长的一个重要环境因素。总结了盐分胁迫对植物生长发育影响的研究进展,从氧自由基产生、膜脂过氧化、离子伤害、渗透伤害和有毒物质积累等方面系统分析了盐胁迫对植物的伤害机理,并综述了植物对盐分胁迫的适应机制,总结了主要的抗盐生理指标。     

植物E3泛素连接酶与非生物胁迫相关研究进展

为更加深入了解植物E3泛素连接酶响应非生物胁迫的作用机制,笔者回顾了近年来拟南芥、水稻、小麦等多种植物中的E3参与非生物胁迫的相关研究,对泛素蛋白酶体途径、E3泛素连接酶的类型进行了介绍,并重点总结了近几年E3泛素连接酶在植物响应非生物胁迫方面的相关研究进展。针对研究现状,指出功能冗余E3的研究问题及利用高通量技术寻找靶标蛋白的问题,旨为完善E3泛素连接酶参与非生物胁迫调控机制提供理论基础。