植物在水分胁迫下脯氨酸积累的研究─—Ⅳ关于植物体内脯氨酸积累的直接触发因子

依据干旱胁迫下数种植物幼苗体内游离脯氨酸、叶气孔、叶水量的变化，剖析了植物与环境因子、气孔因子、氧气因子、酶因子及能量因子之间的相互依存关系，提出了ＰＲＯ积累系统（ＰＡＳ）。认为水分胁迫下植物体内ＰＲＯ的大量积累是氧化受抑和合成受激共同调控的结果。氧气最有可能为直接触发因子。     

水分胁迫下植物乙烯,脯氨酸积累气孔反应的研究现状

对植物在水分胁迫下乙烯，脯氨酸积累，气孔反应的研究现状以及这些指标在水胁迫下的生理特征进行了探讨，以期为植物的抗旱性品种选育，提高作物产量，发展干旱地区农业生产提供参考。     

短芒披碱草和老芒麦在水分胁迫下游离脯氨酸积累的研究 Ⅱ关于植物间脯氨酸积累差异原因

本文通过模拟干旱背景研究了短芒披碱草和老芒麦内自由脯氨酸、叶气孔对干旱胁迫的反应和差异。结果表明:短芒披碱草脯氨酸积累速度慢于老芒麦,但气孔相应关闭早于老芒麦,且关闭过程明显的长于老芒麦。脯氨酸积累进程有两个明显的积累临界值:即脯氨酸积累初始临界值和脯氨酸积累显著临界值,这两个值与气孔运动过程同步。据此证明:两种禾草间脯氨酸积累速度、数量决定于叶气孔对干旱胁迫的调控适应性。     

干旱胁迫下多胺在植物体内的积累及其作用

干旱胁迫是造成作物减产的主要非生物胁迫之一。多胺是存在于植物体内的一类具有强烈生物活性的低分子量脂肪族含氮碱，参与植物器官发生、胚胎发生、花芽分化、叶片衰老、花粉管生长、果实发育和成熟等生理过程，且在植物遭受干旱胁迫时发挥着重要作用。本研究对多胺的合成和分解代谢、多胺在非生物胁迫下的功能、干旱胁迫下多胺积累的物种差异和品种差异、利用外源添加和转基因方法阐明多胺在生理水平上通过提高植物生长发育、光合能力、渗透调节物质积累和抗氧化能力增强植物抗旱性，以及多胺在分子水平上参与植物干旱胁迫期间信号转导进行了综述。     

水分胁迫下豌豆保护酶活力变化及脯氨酸积累在其抗旱中的作用

对不同抗旱力豌豆水分胁迫下叶片相对含水量（ＲＷＣ）、质膜相对透性、超氧化物歧化酶（ＳＯＤ）、过氧化氢酶（ＣＡＴ）、过氧化物酶（ＰＯＤ）活力及脯氨酸含量进行了测定，研究了豌豆抗旱的生理基础。结果表明：水分胁迫下不同抗旱力豌豆细胞质膜相对透性增加，叶ＲＷＣ下降，ＣＡＴ和ＰＯＤ活力上升。抗旱性强品种ＳＯＤ活力上升，抗旱性弱品种ＳＯＤ活力下降，脯氨酸积累。复水后细胞质膜相对透性下降，ＲＷＣ上升，ＣＡＴ和ＰＯＤ活力下降。水分胁迫下，抗旱性强品种抗脱水力强，其保护酶对缺水的快速反应以及保护酶间协同作用分解氧自由基防止膜脂过氧化，增强膜的柔韧性及脯氨酸的渗透调节作用是抗旱的主要生理原因。     

植物脯氨酸及其合成酶系研究进展

脯氨酸在植物渗透调节中起着举足轻重的作用,本文就植物在胁迫逆境条件下脯氨酸的自然分布、合成、积累过程及合成酶分子生物学研究现状进行综述,并对已在GenBank中登录的脯氨酸基因家族成员进行了汇集整理.     

不同环境梯度上群落优势种脯氨酸含量的变化

植物在逆境胁迫条件下,脯氨酸在体内大量积累,是反映植物抗胁迫性的重要生理指标。文章采用茚三酮比色法对放牧退化梯度(轻、中、重)和恢复梯度(围栏内、外)两种环境梯度下草原群落主要优势种脯氨酸含量进行测定分析,研究发现:随着放牧强度的增加,群落种类组成发生明显变化,植物在群落中的优势地位也逐渐由葱属植物代替禾本科植物,优质牧草的植物数量及所占比例减少,而退化指示植物种显著增加。在退化梯度上和短期恢复梯度上,植物地上部分脯氨酸含量均高于地下,脯氨酸的积累与植物抗旱敏感度密切相关。     

盐胁迫对燕麦地上干物质积累及灌浆期光合特性的影响

对不同盐浓度胁迫下4个燕麦品种丹麦444、定莜4号、白燕2号、Ronald分蘖期到灌浆期的干物质积累变化以及灌浆期燕麦旗叶的光合特性进行研究,结果表明:盐胁迫降低了燕麦干物质积累量,抑制了燕麦生长。随着盐浓度的增大和胁迫时间的持续,燕麦叶片光合速率、胞间CO2浓度、气孔导度和蒸腾速率显著下降。4个品种中Ronald耐盐性最强,定莜4号最差。     

一氧化氮参与盐胁迫下黑麦草幼苗脯氨酸积累的调控

以黑麦草(Loliumperenne L.)幼苗为材料,采用溶液培养方法研究了150 mmol·L^-1 NaCl胁迫下根尖和叶片中一氧化氮(NO)产生和脯氨酸(Pro)积累的关系,以探讨NO在盐胁迫下诱导Pro积累中的调节作用。结果表明:NaCl胁迫下黑麦草幼苗根尖和叶片中Pro和NO含量增加,Pro合成的关键酶吡咯啉-5-羧酸合成酶(P5CS)活性提高,而Pro降解的关键酶脯氨酸脱氢酶(ProDH)活性下降。100μmol·L^-1外源NO供体硝普钠(SNP)促进了NaCl胁迫下幼苗根尖和叶片中Pro的积累及P5CS活性的提高,降低了ProDH活性;NO清除剂cPTIO和合成抑制剂L-NAME,NaN₃逆转了NaCl胁迫和SNP对Pro积累的诱导作用及P5CS,ProDH活性的调节作用。因此,NO可能通过P5CS和ProDH活性参与盐胁迫下Pro积累的调控。     

植物抗寒冻、抗旱、耐盐基因工程研究进展

综述了植物在各种环境胁迫下通过诱导相关胁迫基因的表达、进而激活相应的保护代谢途径,同时对抗逆信号传导和转录因子等的研究也作了概述,并综述了近年来国内外克隆、鉴定的抗逆基因的作用机制,及它们转入植物体内引起的植物抗性表达等。     

活性氧在植物体内的作用及其清除体制

氧气对植物的生命活动是必需的,没有氧气,植物不能正常存活。氧气在参与植物生理生化反应过程中会产生一种代谢副产物—活性氧。活性氧一旦在植物体内积累,将会对植物造成氧化损伤。活性氧主要包括超氧阴离子自由基、过氧化氢羟基自由基、过羟基自由基等。文章主要从活性氧对植物细胞的作用及活性氧的清除等方面进行概述。     

WRKY转录因子家族在植物响应逆境胁迫中的功能及应用

WRKY转录因子家族是植物体内最大的转录因子超家族之一,广泛分布在多种植物中。WRKY转录因子家族因具有高度保守的WRKY结构域而得名,它可以结合靶基因启动子W-box顺式作用元件,从而调控多种类型靶基因的表达,在植物响应生物及非生物胁迫(盐胁迫、干旱胁迫、氧化胁迫等)过程中起到重要的调控作用。本文介绍了WRKY转录因子家族的分子结构特征及作用机制,分析了其在植物响应生物和非生物胁迫过程中的生物学功能及分子调控机理,总结了WRKY转录因子家族在牧草中的研究进展,指出深入研究野生植物体内WRKY转录因子的调控机理,可能会为我们探索WRKY转录因子调控功能提供新的视角。本文为深入研究WRKY转录因子家族的调控机理,及其在牧草中发挥的生物学功能奠定理论基础和提供研究思路。     

WRKY转录因子家族在植物响应逆境胁迫中的功能及应用

WRKY转录因子家族是植物体内最大的转录因子超家族之一,广泛分布在多种植物中.WRKY转录因子家族因具有高度保守的WRKY结构域而得名,它可以结合靶基因启动子W-box顺式作用元件,从而调控多种类型靶基因的表达,在植物响应生物及非生物胁迫(盐胁迫、干旱胁迫、氧化胁迫等)过程中起到重要的调控作用.本文介绍了WRKY转录因子家族的分子结构特征及作用机制,分析了其在植物响应生物和非生物胁迫过程中的生物学功能及分子调控机理,总结了WRKY转录因子家族在牧草中的研究进展,指出深入研究野生植物体内WRKY转录因子的调控机理,可能会为我们探索WRKY转录因子调控功能提供新的视角.本文为深入研究WRKY转录因子家族的调控机理,及其在牧草中发挥的生物学功能奠定理论基础和提供研究思路.     

甘肃地方苜蓿品种地理性分布与抗旱性关系的研究

作者研究了在水分胁迫下,甘肃境内不同地理分布的9个苜蓿品种的叶片含水量、叶气孔度、脯氨酸维持积累时间和积累量,结果表明,以上指标均呈现出从西到东递减的趋势。     

水淹对双穗雀稗抗氧化酶活性及碳水化合物含量的影响

 植物在水淹条件下其体内氧气和二氧化碳等气体扩散受到限制，但其体内的抗氧化酶防御系统为植株抵御厌氧或缺氧胁迫起着重要作用。本试验比较研究了双穗雀稗经受不同程度的水淹胁迫后，植株体内抗氧化酶活性及可溶性糖和淀粉含量的变化。结果表明，１）从抗氧化酶的保护机制来看，水淹处理植株ＣＡＴ，ＳＯＤ，ＰＯＤ，ＧＲ 和ＡＰＸ 活性都随着水淹深度和水淹持续时间的增加而增加，且其值都较未淹对照植株高。该结果支持在水淹胁迫条件下，植株通过包括涉及ＣＡＴ，ＳＯＤ，ＰＯＤ，ＧＲ 和ＡＰＸ 等多种抗氧化酶共同作用来保护植株免受活性氧分子的毒害。２）被淹双穗雀稗植株茎和根的可溶性糖和淀粉含量随着水淹持续时间的递增而递减。水淹深度越大的处理，随水淹持续时间的递增其下降幅度也相应增大。但从可溶性糖和淀粉含量的变化趋势可以初步说明，水淹双穗雀稗植株体内的淀粉能很好的水解成植株厌氧代谢所需的可溶性糖形式，产生水淹胁迫下维持植株生长或生存所需的能量，从而捍卫其耐水淹能力。     

陕西14种小檗属植物的叶表皮微形态

应用光学显微镜对西北农林科技大学植物标本馆中分布于陕西省的14种小檗属(Berberis)植物的叶表皮微形态特征进行了研究。结果表明:14种小檗属植物叶表皮细胞形状有多边形和无规则形两种;垂周壁式样有平直-弓形、浅波形和深波形3种。叶表皮外均有不同程度加厚的角质层。气孔器只分布在所有研究的14种小檗属植物的下表皮,形状为椭圆形、长椭圆形、宽椭圆形;气孔器类型大多为无规则型。这些特征与它们具有的耐旱性有一定的相关性。对气孔指数、气孔密度、气孔长宽比的数据分析表明:陕西14种小檗属植物的气孔指数差异较大,可作为种间分类的依据;气孔密度在特定几种植物间的差异较明显,可作为部分种的分类依据。     

水分胁迫对紫花苜蓿叶水势、蒸腾速率和气孔导度的影响

采用盆栽水分试验,研究了不同土壤水分条件下紫花苜蓿(Medicago sativa)叶水势、蒸腾速率和气孔导度的变化规律及相互关系,以期揭示其对土壤水分胁迫的气孔响应机制。结果表明:苜蓿叶水势、蒸腾速率(T_r)、气孔导度(G_s)均随水分胁迫加剧而降低,三者日变化均呈双峰曲线特征,日平均值表现为充分供水>轻度胁迫>中度胁迫>重度胁迫。最低叶水势随土壤水分降低而降低;在中度和重度胁迫下,叶水势和蒸腾速率日变化峰值出现的时间提前,当叶水势为-4.68 MPa或T_r为3.27 g·m^-2·h^-1时,气孔开始关闭;在充分供水和轻度胁迫下,T_r越高,叶水势越低,且G_s随着T_r增加而增加。叶水势的变化除受土壤水分影响外,还与叶片生长发育密切相关。     

植物非叶绿色器官光合特征研究进展

植物的光合作用是最重要的化学反应之一,是生产人类和动物所需食物和氧气以及净化水源的重要过程。从光合作用着手提高植物产量一直是研究热点。挖掘植物非叶绿色器官光合潜力是提高植物整体光合能力的一个重要途径,一些植物非叶绿色器官在逆境条件下具有蒸腾速率较低、水分利用效率较高、渗透调节能力更强等特点,表现出优于叶片的光合抗逆性且具有可观的产量贡献。简要综述了非叶绿色器官光合作用的相关研究,主要包括植物繁殖器官及茎的光合表现、研究植物器官相对贡献率的方法、非生物胁迫对植物非叶绿色器官的影响、非叶绿色器官光合途径的鉴定及非叶绿色器官再固定CO₂等方面,分析了非叶绿色器官光合贡献率评价方法上存在的优缺点,并对未来在非叶绿色器官光合研究方向上作以展望。     

黄华属植物叶表皮特征及其生物学意义

在光学显微镜下观察披针叶黄华复合体、高山黄华复合体及黄华属其它种的叶表皮特征。结果表明,表皮细胞形状、垂周壁式样及气孔器类型具有重要的分类学意义。表皮细胞形状为多边型和不规则型,垂周壁式样为平直或具波纹。黄华属植物除新疆黄华,之字枝黄华,东亚黄华,柔毛黄华上表皮无气孔外,其余的上下表皮均具气孔,气孔器类型多为不规则型,只有紫花黄华为不等细胞型,有些无规则型中稍混有不等细胞型。笔者认为气孔器类型对划分属内种上等级具有一定价值。对披针叶黄华复合体、高山黄华复合体和黄华属不同种间气孔指数方差分析结果表明,气孔指数在居群水平及不同种间变化差异极显著,气孔大小及气孔指数主要受环境因子的控制。     

植物积累重金属的机理研究进展

近年来,由工业、农业和采矿活动所引起的重金属污染日益严重并受到广泛关注。植物积累重金属的机理也成为研究热点。重金属通过根表皮从土壤溶液中进入植物体内,通过共质体途径和质外体途径进入木质部并被转运到地上部。许多基因与重金属转运和积累过程相关。其中具有代表性的是ABC转运蛋白家族相关基因和P-type ATPase相关基因等。本研究从植物各部位对重金属吸收转运作用及重金属转运相关基因的最新研究进展进行总结,同时对今后的研究提出看法。