H2S在植物抵御逆境胁迫过程中的作用

H_2S作为一种新的信号分子,在植物抵御逆境胁迫过程中发挥重要的生理作用.文中综述了近几年来H_2S在盐胁迫、干旱胁迫、高温胁迫、低温胁迫及重金属胁迫等逆境胁迫过程中的重要功能,为今后相关研究提供信息和资料.     

CBL-CIPK信号系统在植物应答逆境胁迫中的作用与机制

植物在长期适应中演化形成感知、传导和应答逆境胁迫的精细调控机制,CBL—CIPK信号系统是近年来兴起、植物特有的依赖于Ca2＋信号参与逆境胁迫调控的信号网络．CBLs感知逆境Ca2＋信号,结合Ca2＋后与蛋白激酶CIPKs特异作用,激活的CBL—CIPK复合体通过翻译后磷酸化下游靶蛋白,或调节转录因子及胁迫应答基因,实现不同细胞水平、组织部位抗逆性的调控．该系统具有特异性、多样性和复杂性,同时存在不同信号途径的交叉作用．目前响应高盐、低K＋和高pHCBL～CIPK信号途径研究取得重要进展,有望通过基因工程结合分子设计育种途径快速高效提高作物抗逆性．但仍有待于鉴定出更多的CBL—CIPK信号成分,特别是鉴定特殊生境植物的信号成分,并解析其在逆境胁迫响应中的功能．     

外源H_2S对冷胁迫引起的白菜幼苗氧化损伤的影响

硫化氢(H2S)是调节植物生长发育和胁迫响应的重要信号分子。研究了H2S对冷胁迫下白菜(Brassica rapapekinensis)幼苗生长状态和氧化胁迫的影响。结果显示:随着冷胁迫时间延长白菜幼苗生长趋势逐渐减弱,并且幼苗体内H2S主要生成酶(LCD、DCD和DES)编码基因表达上调,H2S产率提高。生理浓度H2S(硫氢化钠为供体)预处理后进行冷胁迫的白菜幼苗与单独低温处理组相比:H2O2含量、MDA含量和蛋白质羰基化(PCO)水平显著降低,即H2S预处理后白菜幼苗受到的氧化胁迫减弱,但在冷胁迫3d后抗氧化酶(SOD、POD、CAT、APX)活性并未因为H2S的预处理而提高。这表明H2S预处理可以缓解冷胁迫引起的氧化损伤,减少胁迫对白菜幼苗造成的损害,促进冷胁迫下白菜幼苗的生长,而这种损伤的减少可能并不是通过激活抗氧化酶活性来起作用。     

盐胁迫下植物质膜H+-ATPase研究进展

质膜H -ATPase在植物细胞的跨膜物质转运、胞内pH值调节以及植物对环境胁迫的响应等诸多方面具有重要作用,是植物生命活动过程的主宰酶.盐胁迫是影响植物生长发育的主要环境因子,植物质膜H -ATPase活性的调节是植物适应盐环境、提高耐盐性的重要细胞机理.综述了植物质膜H -ATPase活性变化及其调节机理对盐胁迫响应的研究状况,对质膜H -ATPase活性调节机理研究中仍未解决的问题进行了展望.     

植物抗逆分子机制研究进展

随着分子生物学技术的不断发展,植物抗逆性机制成为当前研究的热点,对植物适应逆境机制的研究从生理水平步入分子水平,研究的目的在于从分子水平上解释植物适应逆境的机制及获得各种抗逆基因,用于作物的抗逆育种。在各种非生物胁迫逆境中,干旱胁迫、盐胁迫、低温胁迫对植物的影响尤为突出。本文就植物在抵御干旱、盐、低温胁迫等三方面的分子机制研究进展作以概述。     

抗坏血酸过氧化物酶在植物抵抗氧化胁迫中的作用

逆境使植物细胞代谢不协调,导致细胞内过氧化物过度积累,对植物造成氧化胁迫．植物体内过氧化物清除系统包括酶促清除系统和非酶系统两大类．本文介绍了抗坏血酸过氧化物酶在清除过氧化氢中的作用,重点论述了存在于叶绿体基质及类囊体膜的两种抗坏血酸过氧化物酶同工酶与植物抗氧化胁迫之间的关系．并对植物缺乏两种叶绿体抗坏血酸过氧化物酶时用于解毒过氧化氢的可能替代途径做了简述．     

植物细胞膜H+-ATPase对环境因子和逆境胁迫的适应

植物细胞膜H -ATPase是初级转运蛋白,它在养分离子跨膜运输、胞内pH调节、细胞伸长生长、气孔开闭,以及植物适应所处的环境与发育过程等生命活动中起着重要的作用.综述了植物细胞膜H -ATPase在酶活性、基因表达水平以及蛋白水平等方面对不同环境因子及逆境胁迫的适应性;指出分离鉴定、信号传导H -ATPase等将是进一步的研究方向.     

气体信号分子硫化氢的研究进展

近年来研究发现,生理浓度的硫化氢(hydrogen sulfide,H2S)具有多种的生理功能,与气体分子一氧化氮和一氧化碳在部分生物学功能方面相同或相似,因此它被看作生物体内的第三种气体信号分子.本文介绍了动、植物体内H2S的合成及功能方面的研究进展.     

植物叶片H_2O_2胁迫应答蛋白质组学分析

植物叶片是感知外界H_2O_2胁迫信号的重要器官.整合分析了水稻(Oryza sativa)、小麦(Triticum aestivum)、二穗短柄草(Brachypodium distachyon)和柑橘(Citrus aurantium)在应对不同程度H_2O_2胁迫时蛋白质表达模式的变化特征.阐明了H_2O_2胁迫应答网络体系中的信号与代谢通路(如:光合作用、糖类与能量代谢、转录调控、蛋白质合成与命运、胁迫防御、信号转导和基础代谢等)的变化及植物叶片应答H_2O_2胁迫的分子调控机制.     

气体信号分子H_2S和NO对冷胁迫下大白菜幼苗光合作用的影响

H_2S和NO两种气体信号分子都具有增强植物耐受非生物胁迫的作用,但二者的相互作用尚不清楚。文章主要研究冷胁迫下,大白菜幼苗体内H_2S和NO含量的变化对大白菜幼苗光合特性和光合相关基因表达的影响,以及两种信号分子之间的相互影响。研究结果表明,在大白菜幼苗响应冷胁迫时,H_2S含量与NO的生物合成呈正相关,而NO对H_2S生物合成的影响不显著;在冷胁迫条件下,H_2S和NO都能够通过上调光合作用相关基因的表达量而增强大白菜幼苗的光合作用,但是外源H_2S和NO共同处理时,这种增强效果没有叠加效应。     

植物对重金属耐性机理的研究进展

从两方面综述了植物对重金属胁迫的耐性机理.（1）植物生理生化代谢途径对重金属胁迫的适应性反应,包括与重金属解毒螯合相关的硫代谢途径;与植物抗氧化相关的活性氧代谢途径;与酚类物质生成及植物木质化形成相关的次生代谢途径.（2）植物对重金属耐性的分子机理研究,包括对与重金属胁迫相关代谢途径中关键酶基因克隆和功能鉴定;金属硫蛋白（MT）和膜金属转运蛋白基因表达和调控;与重金属胁迫相关的植物逆境信号传导的研究.随着基因组学的发展,通过进化各异的模式生物基因组比较及通过使用一些如基因差异表达技术、表达序列高通量分析技术和功能获得或突变体互补等技术在植物重金属耐性机理的研究中也取得了一些进展.     

H2O2在植物胁迫中的作用

各种胁迫下过氧化氢（H2O2）产生量增加,不仅具有损伤生物大分子从而伤害细胞的效应,而且是一种重要的信号分子。本文主要就H2O2在植物遭受不同胁迫下的调控作用做一综述。     

互花米草和芦苇抗氧化系统在抵御硫胁迫过程中的响应差异

为研究互花米草对高硫环境的适应机制及其在入侵过程中的潜在意义,比较了互花米草和本土盐生植物芦苇在硫胁迫下抗氧化系统的响应差异.实验中两种植物均能在0～400mmol.L-1的Na2SO4处理下存活,其中互花米草过氧化氢（H2O2）水平在中高浓度处理下有所增加,期间超氧化物歧化酶（SOD）、抗坏血酸过氧化物酶（APX）活...     

脱落酸信号调控植物干旱胁迫响应的研究进展

对脱落酸代谢途径和信号途径在干旱胁迫响应中的调控作用进行了综述，揭示脱落酸介导的信号网络调控植物应答干旱的分子机制，同时对异三聚体G蛋白参与脱落酸信号调控干旱胁迫响应的最新研究进行介绍，最后对未来脱落酸调控干旱胁迫响应的研究方向提出了展望，以期为今后深入研究脱落酸信号调控干旱胁迫响应及培育抗旱能力强的植物提供理论参考.     

一个麻疯树C2H2型锌指蛋白基因JcZFP1的克隆与表达分析

从麻疯树胚乳cDNA文库中克隆得到一个C2H2型锌指蛋白基因,JcZFP1,全长931bp,开放阅读框全长735bp,编码244个氨基酸残基,等电点pI=7.0,分子量PA=27.38kD.C2H2型锌指结构位于第81至103个氨基酸残基中,包括植物锌指蛋白特有的保守氨基酸序列QALGGH.在该基因的顺式作用元件上发现了与生长发育和逆境胁迫相关的启动元件.荧光定量PCR(qPCR)检测发现,JcZFP1基因在麻疯树各器官中的表达量依次为:绿果皮花叶根茎种仁,且幼嫩器官表达量高于成熟器官;对麻疯树幼苗进行低温、干旱胁迫时,JcZFP1基因的表达量明显增加,表明该基因可能在麻疯树的生长发育及逆境胁迫应答过程中起重要作用.     

植物在渗透胁迫下信号转导的级联机制

研究植物在渗透胁迫下信号转导的级联机制,对于有效调控植物在逆境中的生长发育,提高其抗逆性和生存能力具有重要的指导意义．根据近年来国内外的研究成果和报道,综述了植物细胞在渗透胁迫下感受到信号后,相继产生许多信号分子,这些信号分子通过细胞壁-质膜-细胞骨架连续体,引起细胞骨架蛋白变构而传递信息,并与细胞膜蛋白、第二信使系统以及调节因子构成了信号传递网,最终有条不紊地引起特定的基因表达和应答．     

硫化氢缓解铝胁迫对水稻幼苗叶片抗氧化系统的调控

硫化氢(H2S)是植物体内重要的信号分子,可显著缓解重金属对水稻的毒害.以硫氢化钠(Na HS)作为硫化氢的供体,分别采用0.4 mmol/L Na HS,75μmol/L Al Cl3,75μmol/L Al Cl3+0.4 mmol/L Na HS处理水稻幼苗,测定H2S对水稻幼苗内氧化还原系统的影响.结果表明,铝胁迫显著增加了水稻幼苗体内过氧化氢和超氧阴离子的含量,以及超氧化物歧化酶(SOD),过氧化氢酶(CAT)等活性氧清除酶系的活性,而施加H2S供体Na HS显著降低了过氧化氢和超氧阴离子的含量,以及SOD和CAT的活性.     

蛋白激酶与植物渗透胁迫耐受研究进展

蛋白激酶是一类能使其他蛋白质磷酸化的酶.在植物中,蛋白激酶几乎参与植物生命周期中一切生理调节过程.渗透胁迫是植物生长发育过程中常见的非生物胁迫,植物对渗透胁迫耐受的机理一直是研究的重点.本文着眼于植物渗透胁迫反应,详细介绍了分裂原激活蛋白激酶(MAPK)、钙依赖而钙调素不依赖的蛋白激酶(CDPK)、受体蛋白激酶(RPK)、核糖体蛋白激酶、转录调控蛋白激酶等多种蛋白激酶在植物逆境信号识别与转导中的作用,综述其研究进展及前景.分析了当前在植物抗渗透胁迫蛋白激酶研究中存在的问题,进而对解决问题的途径进行了探讨.     

植物抗氧化系统对逆境胁迫的动态响应

植物体内存在着一套抗氧化系统,植物正常生长的情况下该抗氧化系统使植物体内活性氧处于动态平衡、逆境胁迫是导致植物体内活性氧失衡,植物抗氧化能力下降的主要原因.在逆境条件下,植物体内活性氧过度积累,抗氧化系统清除活性氧的能力相对不足,植物组织受到氧化损伤.本文综述、分析和归纳了逆境胁迫对植物中活性氧积累的影响,重点论述了植物中酶类抗氧化系统和次生代谢产物对盐、紫外、高温等逆境胁迫的动态响应.     

逆境胁迫下植物基因的表达与调控

探讨植物在逆境下的适应机制,综述了植物在逆境下相关基因的表达调控方式,由于植物生活的“不动性”使其不可避免地要受到各种逆境的冲击,经过系统的进化,植物本身能够建立起有效的适应乃至抗性机制。大量的研究认为,逆境胁迫下,植物体内脱落酸（ABA）和水杨酸（SA）的含量会发生明显的变化,从而诱导许多新基因表达以及蛋白质合成,来适应环境的变化。植物对环境的适应可能有两种机制。第一种机制是ABA与SA诱导核糖核酸（mRNA）的合成或使其稳定。第二机制是ABA与SA有引起逆境响应蛋白的积累和翻译调控。