拟南芥干旱敏感突变体筛选及其干旱胁迫响应机制探究

制约作物生长发育最重要环境因子就是干旱,干旱胁迫对作为生产力具有普遍性影响,由干旱胁迫因素而造成的产量损失是其它胁迫因素的总和。为了提高作物的抗旱性能,达到在干旱情况下能够收获高产量、高品质的作物,一直是我国作物相关专家学者研究、关注的焦点。本文从模式植物拟南芥出发,再对干旱胁迫对植物的伤害进行分析,最后对拟南芥干旱敏感突变体筛选及其干旱胁迫响应机制进行分析研究。     

作物对水分胁迫的生理响应研究进展

作物在干旱环境条件下,形成一系列抵御干旱逆境的生理机制。了解作物对水分胁迫的生理响应,研究其生理学机制,对当前作物抗逆育种和作物抗旱性能的评价都具有重要意义。简要回顾了近20 a来作物的耐旱机制、水分胁迫下其生理生化反应以及细胞超微结构变化的研究进展,并分析了该研究领域的现状和重点关注的问题。     

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。     

植物干旱适应的研究进展

植物在生长季节经常受到各种环境的胁迫,其中干旱是其中的一个主要因素。干旱诱发植物产生各种生理生化反应从而改变作物的产量。笔者从植物在干旱条件下的光合能力、渗透调节、信号传导和活性氧代谢等方面论述了植物对干旱适应的策略和反应。     

甘薯对干旱胁迫的生理响应及分子机理研究进展

甘薯作为一种较为耐旱的作物，在干旱胁迫下能够调节相关的生理生化反应来抵御干旱胁迫。综述了甘薯的光合系统、抗氧化系统、渗透调节系统以及一些重要的抗性基因在干旱胁迫下的响应，以期为提高甘薯产量、增加甘薯种植产业的经济效益提供参考。     

短时干旱胁迫对水旱稻叶绿素荧光的影响

正作物光合作用对干旱胁迫反应十分敏感,干旱胁迫环境下植物叶片的叶绿素稳定性下降,含量降低,叶片的光合速率也降低,从而作物的产量降低。干旱胁迫造成植物的气孔关闭、水分平衡失调和酶失活会降低CO2同化量和光系统域光化学活性与光合电子需求不平衡,伤害叶片的叶绿体光合机构PS系统,引发光合机构受损。耐性品种具有较强的热耗散和光呼吸等耗散过剩光能的调节机制,对干旱和光     

作物根系结构对干旱胁迫的适应性研究进展

干旱是影响植物生长和作物产量的重要环境因素,全球性的气候变化更加剧了干旱胁迫对作物生产和粮食产量的影响。根系是植株吸收水分的主要器官,它能够调节自身生长发育和对水分的吸收和运输从而对干旱胁迫产生适应性,因而根系在作物适应干旱缺水环境中发挥重要作用。从根系构型和根的解剖结构两方面总结了作物根系形态结构对干旱胁迫的适应性研究进展,并分析了目前根系结构研究方法的现状,指出通过研究方法和技术手段的进步和创新,实现根系表型特征全面、快速和精准鉴定将是未来的发展趋势,这将为抗旱节水作物品种的筛选和评价提供理论指导。     

干旱胁迫对作物生长发育的影响

<正>水分是植物的主要组成部分,也是绿色植物进行光合作用的基础原料之一。干旱胁迫对植物的生长、光合作用、气孔运动、营养代谢等产生不良影响,进一步影响植物的生长发育。干旱限制了我国半干旱区农业发展,也严重影响作物的生长发育及产量。研究干旱胁迫对作物生长的影响,对提高玉米的抗旱性,以达到旱作区农业生产节水、稳产和水分高效利用的目的,具有重要的现实意义。1干旱胁迫对作物光合作     

干旱胁迫对小麦形态、生理指标和产量影响的研究进展

干旱胁迫影响作物生长发育、限制农业生产、侵蚀全球粮食安全并威胁作物可持续发展。小麦作为皖北地区主要的粮食作物，在生长发育过程中常会遭受干旱胁迫的影响，干旱是影响小麦产量及品质的主要非生物胁迫因子之一，但小麦在应对干旱胁迫时的抗旱机制相对复杂，干旱胁迫对小麦的影响是多方面、多途径的。本文将从形态指标、光合作用、抗氧化酶活性、渗透调节物质、内源激素表达水平、基因表达情况和产量品质等方面介绍干旱胁迫对小麦的影响，为小麦抗旱性的生理和分子机制研究提供理论基础。     

基于机器视觉技术的两阶段玉米干旱胁迫识别模型研究

机器视觉技术可以实现农业作物的干旱胁迫状态的快速分析和有效识别,实现农业活动的自动化管理。本文基于机器视觉技术在黑龙江省绥化市开展玉米干旱胁迫识别的田间试验,选取色彩特征和纹理特征作为识别玉米干旱胁迫识别指标,采用两段式梯度增强决策树作为分类器进行玉米作物图片识别,并与其他机器算法结果进行比较。结果发现,本试验选择的两阶段玉米干旱胁迫识别模型在干旱胁迫分类准确率和干旱胁迫识别准确率方面表现优异,其干旱胁迫识别结果优于其他机器算法模型。     

植物应答干旱胁迫的基因表达调控

综述了植物应答干旱胁迫的基因表达调控研究及干旱基因工程方面的研究进展。干旱是植物生长发育过程中经常遇到的最严重的非生物胁迫之一。当植物遭遇干旱逆境时,细胞迅速感知外界信号,通过信号转导进而激活许多干旱胁迫应答基因的表达,在植物体内产生大量的特异蛋白,协同调节植物生理生化以及代谢的变化,从而提高植物对干旱的耐性。     

干旱条件下施肥与作物抗旱性的关系

施肥与作物抗旱性有着密切的关系,对土壤肥力和氮﹑磷﹑钾三大营养元素与作物抗旱性关系的研究证明:旱地施肥后,满足了作物对营养元素的需求,促进了作物生长,增强了生理活动,通过渗透、水分、气孔、光合调节等生理生化机制影响作物的代谢活性。水分胁迫条件下施肥使叶片水势增强,束缚水含量增高,根系生长增强,作物吸水增强,气孔导度降低,水分散失减少,对作物水分生理及形态建设影响显著,提高了作物的抗旱性。不同营养元素与抗旱性的关系是不同的:如氮的抗旱作用随土壤干旱程度的加剧而降低,随着氮用量的增加甚至出现负效应;受到水分胁迫时,增施磷肥对植物的抗旱性一直表现为良好的正效应,而且在严重干旱时效果更加明显;因此,随干旱程度的加剧应适当增加磷肥的施用量。营养元素间配合施用有利于提高作物的抗旱能力。     

植物干旱胁迫响应机制研究进展

干旱是限制植物生长的重要因素,会诱导植物产生渗透失衡、膜系统损伤、呼吸与光合速率降低等不良反应,不仅妨碍植物各阶段的生长代谢,还影响农作物的高质高产。在与外部环境的互作过程中,植物会产生干旱响应,如通过根系和叶片结构、代谢物质成分的改变以及抗旱基因的表达来抵御干旱胁迫。从表型水平、生理水平和分子水平阐述了植物干旱胁迫响应的研究进展。其中,植物表型水平的干旱胁迫响应主要体现在根系和叶片的结构改变,而植物生理水平的干旱胁迫响应主要体现在光合作用、渗透调节代谢、抗氧化代谢和激素物质等方面,详细阐述了植物干旱胁迫响应的分子机制及参与其中的调节基因和功能基因,对研究中存在的问题进行了讨论,展望了植物干旱胁迫响应的研究前景。     

抗旱相关基因及其遗传工程

干旱是影响全球生态的重要因子,文章综述了转录调控因子和转录后RNA/蛋白修饰因子两类抗旱相关基因及其在耐旱性遗传改良中的应用。其中,胁迫应答的转录调控因子包括脱水响应因子(DRE)、锌指蛋白(ZFP)、核因子(NF-Y)和WRKY转录因子;转录后RNA/蛋白修饰因子包括蛋白的法尼基化、蛋白磷酸化和蛋白的聚ADP核糖基化作用。这些基因中有的已克隆并通过生物技术手段转入作物中,靶基因的表达提高了作物的抗旱性及产量。     

甘蓝型油菜抗旱机制及育种研究进展

干旱胁迫是农业生产上长期存在的非生物逆境因子,严重影响甘蓝型油菜的生长发育和产量。近年来,国内外研究人员尝试采用各种生物学手段解析甘蓝型油菜的抗旱遗传机制,培育抗旱甘蓝型油菜品种。简要概述了甘蓝型油菜抗旱相关性状QTL定位、干旱胁迫下的应答蛋白等抗旱分子机制及抗旱育种方面的研究进展,为提高甘蓝型油菜抗旱性提供相关理论参考,以加快甘蓝型油菜抗旱育种的研究进程。     

玉米抗旱育种策略

玉米是旱地作物中需水量最大的作物之一,干旱是严重制约玉米产量的一个非生物因素,是造成我国及世界各地玉米产量低而不稳的重要原因,干旱对玉米的产量影响巨大。通过对玉米抗旱育种意义的分析,综述了玉米抗旱育种的遗传基础、抗旱材料的选择与鉴定方法和一些常见的抗旱育种方法。     

作物抗旱性生理生化鉴定指标的研究现状

作物抗旱性的鉴定需要一系列的形态学指标、生理生化和抗旱指数指标,本文主要对游离脯氨酸、保护酶类、叶绿素、外渗电导率、丙二醛、可溶性糖六个重要的生理生化指标的研究进展进行阐述,从而为作物抗旱性研究提供一定的理论参考。     

Regulatory Network of Transcription Factors in Response to Drought in Arabidopsis and Crops

Drought is one of the most important environmental constraints limiting plant growth, development and crop yield. Many drought-inducible genes have been identified by molecular and genomic analyses in ...     

干旱胁迫对玉米雄穗发育特征及产量的影响

【目的】探究干旱胁迫对玉米雄穗发育特征及产量的影响,以期为中国东北地区玉米种植抗旱保产提供一定理论基础。【方法】采用盆栽试验,设置原土处理和添加土壤改良剂处理,并于玉米大喇叭口期至吐丝期进行不同程度的干旱胁迫：正常供水、轻度干旱胁迫、中度干旱胁迫和重度干旱胁迫,研究不同程度干旱胁迫对玉米的抽雄吐丝间隔、雄穗形态特征、生理指标以及产量的影响。【结果】干旱胁迫导致玉米雌穗吐丝时间延后,雌、雄穗开花吐丝不同步,且在重度干旱胁迫时达到最大值,其中原土处理较CK延长了6.33 d,添加土壤改良剂处理延长了4.67 d;不同程度干旱胁迫会导致玉米雄穗变小、主轴缩短,轻度干旱胁迫有利于雄穗积累干物质,原土处理和添加土壤改良剂处理的雄穗干物质分别比CK增加了5.18%和14.87%;干旱胁迫会促使雄穗分泌抗氧化系统酶以及渗透调节物质抵御逆境伤害,但重度干旱胁迫时雄穗内部产生过多丙二醛(MDA)以及有害物质,会导致抗氧化系统酶活性有所降低;干旱胁迫会造成玉米产量严重下降,重度干旱胁迫时原土处理的产量与CK相比下降了62.39%,添加土壤改良剂处理的产量则下降了57.77%。【结论】干旱胁迫会对玉米雄穗发...