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.     

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．     

ABA生理功能与信号转导相关综述

本文主要介绍了脱落酸(absicsic acid,ABA)作为一种重要植物激素,其发现历史,在植物体内的分布,对植物生长发育的生理作用。同时ABA对植物抵御非生物胁迫方面也有重要作用,因此本文还介绍了ABA诱导的逆境应答的主要基因及其功能,探讨了ABA响应基因与逆境胁迫关系,并对其信号转导途径和目前最新进展做了归纳和总结。     

硫化氢——从有毒气体到植物信号分子

硫化氢(H2S)过去长期被认为是一种有毒气体,但现在被证实也是一种新颖的信号分子.H2S作为信号分子,调控种子萌发与器官发生、植物生长与发育、器官衰老与脱落以及植物响应与适应逆境胁迫.基于H2S在植物中的最新研究进展,总结了H2S的理化性质与毒性、酶促与非酶促代谢以及其在植物生长发育及响应与适应非生物逆境胁迫中的作用,...     

15个普通小麦WRKY基因的克隆与表达分析

WRKY转录因子广泛参与了植物对生物与非生物胁迫应答反应、激素响应以及生长发育等一系列生理活动．但是,对小麦WRKY家族基因目前还缺少系统的克隆、表达和功能研究．文中采用EST的电子拼接方法,克隆了15个具有完整开放阅读框的小麦WRKY基因,分属于WRKY家族的3个大类．表达分析发现,除nWRKYIO基因在分蘖节中表达最强外,其他基因的表达水平都是在叶中最高;4个基因随着叶片的成熟和衰老表达量显著增强;8个基因对低温、高温、NaCl或PEG等逆境因子具有响应;另外,WRKY基因在小麦杂交种与亲本之间存在明显的表达差异,并且有些基因对PEG逆境因子的响应在杂种比在亲本中快．表明,小麦WRKY基因参与了叶片衰老和逆境胁迫的响应过程,所检测到WRKY基因在杂种和亲本中的表达差异可能会通过增强杂交种的抗逆性而促进小麦杂种优势的产生．     

植物抗胁迫类转录因子研究进展

转录因子在植物应答生物和非生物胁迫中起着重要作用．在胁迫环境下,植物中特定的转录因子与抗逆基因上游的顺式作用元件结合,从而特异性地调控该基因在植物体内的表达,提高植物对环境胁迫的适应能力．该文概述了植物抗胁迫相关的4类转录因子：MYB类转录因子、bZIP类转录因子、WRKY类转录因子和NAC类转录因子的结构特点、调控机制以及它们在植物耐逆基因工程中的研究进展．     

桃树PpADC基因克隆及逆境胁迫表达分析

多胺广泛参与植物生长、发育等生理生化进程和植物逆境应答反应,精氨酸脱羧酶(ADC)是植物多胺生物合成途径中的关键酶.为研究桃树ADC基因的结构和逆境胁迫转录表达情况,试验利用同源序列法克隆桃树PpADC基因,对基因序列、编码蛋白结构等进行生物信息学分析,应用qRT-PCR检测基因PpADC在不同逆境胁迫过程中的转录表达量.结果表明,桃树PpADC基因含有一个2 178 bp的开放阅读框,编码725个氨基酸,基因序列中不含有内含子结构;该基因编码蛋白与白梨精氨酸脱羧酶相似值高达90.14%,系统进化树分析表明PpADC基因与白梨、苹果和湖北海棠等蔷薇科果树ADC基因亲缘关系较近;低温、脱水、盐和乙烯处理能不同程度上调PpADC基因的转录表达水平,表明该基因在桃树应答逆境胁迫过程中发挥重要作用.     

植物活性氧信号与环境适应性研究团队简介

正植物活性氧信号与环境适应性研究团队由德国"洪堡学者"、上海高校"东方学者"特聘教授孙旭武博士为学术带头人.主要以模式植物拟南芥,以及重要农作物水稻、玉米等为研究材料,采用EMS诱变和自然诱变等手段,筛选特异影响植物对活性氧应答的突变体,利用全基因组测序和GWAS定位等分析手段定位关键的突变基因,通过CRISPR/Cas9和miRNA等技术进一步确认突变基因,综合运用细胞生物学、遗传学、分子生物学、生物化学等技术手段,深入解析在响应逆境胁迫时植物体内活性氧信号的感知、传递,下游目标基因的表达及其调控的分子机理.以此为基础,     

拟南芥bzip19-2/bzip23-1/bzip24-2三突变体植株获取及其PCR鉴定

近年来植物所受非生物胁迫的影响日益严峻,是造成农业减产的主要因素之一。bZIP类转录因子参与多种生物学功能并起着重要调控作用,尤其是对植物生长发育以及逆境胁迫应答的调控。因此文章以拟南芥bZIP19、bZIP23、bZIP24基因的突变体为实验材料,通过遗传杂交技术构建bzip19-2/bzip23-1/bzip24-2三突变体,结合聚合酶链式反应(polymerase chain reaction,PCR)鉴定技术,最终获得纯合三突变体实验材料,为研究bZIP类转录因子的功能及其间相互作用奠定了基础。     

木本植物响应干旱胁迫的研究现状

为深入了解木本植物响应干旱胁迫的分子机理，本文系统的从木本植物对干旱信号的感知、信号转导到转录调控、生理生化反应以及表型变化等方面总结了木本植物对干旱胁迫可能的响应过程.认为木本植物由于其固着根生的特点，不得不进化出相应的机制来应对不断变化的环境.当遭受干旱胁迫时，木本植物根系细胞膜上的感受器首先感知到土壤水分状态的变化，细胞内的蛋白质和激素调控系统触发相应的干旱适应反应.干旱信号通过细胞间的信号传导路径传递到植物体内的各个部位，主要的信号传导途径包括Ca²⁺信号、激素信号和转录因子调控等.一些关键基因和信号通路，如脱落酸(ABA)信号通路、DREB蛋白家族等也参与调控植物的干旱适应性.木本植物也会发生形态和解剖上的变化来减少水分蒸发和增强根系的吸水能力.本文可为抗旱型木本植物选育提供见解.     

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.     

一类植物中特有的转录因子——AP2/EREBP转录因子家族

AP2/EREBP转录因子家族是一类在植物中特有的转录因子.该家族转录因子的共同特点是其DNA结合域为保守的AP2/EREBP结构域.根据所含保守结构域数目,该家族分为AP2和EREBP两个亚族.AP2亚族转录因子与调控植物生长发育有关,EREBP亚族转录因子应答植物非生物逆境胁迫.本文就AP2/EREBP类转录因子的结构特征、功能、与靶元件的作用模式、对基因的调控表达以及最新研究进展做全面性的综述.     

植物AP2/ERF转录因子及其在非生物胁迫应答中的作用

APETALA2/ethylene-response factor(AP2/ERF)类转录因子在植物中广泛存在,在调节植物生长发育及响应外界胁迫中发挥重要作用。鉴于此类调节蛋白的可塑性和该家族个体成员的特异性,AP2/ERF转录因子作为优异调控抗性基因在基因工程育种中日益受到重视。综述了AP2/ERF类转录因子的发现、结构特征、调控机理及非生物胁迫应答机理,以期为深入挖掘和研究AP2/ERF家族基因提供参考。     

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.     

伴矿景天WRKY基因家族鉴定及镉胁迫响应分析

【目的】WRKY转录因子在植物响应非生物胁迫过程中发挥着重要的调控作用,目前超积累植物伴矿景天(Sedum plumbizincicola) WRKY转录因子的研究较少。进行SpWRKY基因家族的全基因组鉴定及其在镉胁迫下的表达模式分析可为后续SpWRKYs基因克隆和耐镉功能分析提供参考。【方法】对伴矿景天WRKY基因家族进行全基因组鉴定和生物信息学分析,利用转录组数据和qRT-PCR技术检测WRKY基因在镉胁迫下的表达模式并进行转基因拟南芥耐镉性的分析。【结果】伴矿景天基因组中共鉴定出77个SpWRKYs,非均匀地分布在各条染色体上;系统进化树分析发现,伴矿景天WRKY成员被分成3大类群(Ⅰ—Ⅲ),第Ⅱ类群又被分成5个亚群(Ⅱa—e);共线性分析发现,伴矿景天WRKY基因家族和拟南芥(Arabidopsis thaliana)之间存在7个共线基因对,和玉吊钟(Kalanchoe fedtschenkoi)之间存在53个共线基因对;SpWRKYs基因之间存在19个片段复制基因对;启动子序列分析发现,SpWRKYs启动子有多种与激素和逆境响应等相关的顺式调控元件;镉胁迫表达分析发现,7个...     

水杨酸参与生物学过程的交谈机制

作为新型植物激素和信号分子水杨酸广泛参与植物生长和发育的各个过程,介导植物体对生物和非生物逆境胁迫的应答。外源施加水杨酸可改变植物的生长和发育模式,不同环境胁迫可动态调节内源水杨酸水平。外源水杨酸处理或改变内源水杨酸水平或信号转导途径的操作可导致植物体对不同环境胁迫的交叉应答。水杨酸介导植物对不同环境因子应答的交谈机制体现在生理生化、基因表达和蛋白质修饰等多个层面。综述了水杨酸在植物生物学各个方面可能的作用及其机理,重点强调交谈机制。     

水稻DUF642家族基因的鉴定及在非生物逆境中的表达分析

DUF(domain of unknown function)家族,是指含有未知功能域的蛋白质家族,在植物生命活动中发挥着重要的调控作用. DUF642是其中一个高度保守的植物特异性的未知细胞壁相关蛋白家族,参与调控植物的生长发育以及逆境响应.在水稻全基因组内对DUF642家族成员进行了鉴定,并对其染色体定位、进化关系、基因结构、蛋白结构和启动子顺式作用元件等进行了系统的分析.结果显示,水稻DUF642基因家族有6个成员,分布在1号、3号、4号、7号染色体上.系统发育进化树分析可将6个水稻DUF642蛋白分为3个亚组,基因结构和蛋白结构保守基序分析都表明水稻DUF642家族成员在进化上具有较高的保守性.启动子顺式作用元件预测以及非生物逆境诱导表达模式分析表明,OsDUF642家族基因在水稻响应非生物逆境胁迫中具有重要作用.以上结果加深了对植物DUF642基因家族的认识,并为进一步阐明OsDUF642基因家族成员在水稻抵御非生物逆境中的生物学功能提供了参考依据.     

植物中钙解码机制的研究进展

Ca2＋作为重要的第二信使,在植物生长发育中起着非常重要的作用．目前已经鉴定的植物Ca2＋传感器蛋白有：钙调素（CaM）、类钙调素蛋白（CMLs）、钙依赖型蛋白激酶（CDPKs）和类钙调磷酸酶B亚基蛋白（CBLs）及其互作蛋白激酶（CIPKs）,这些传感器蛋白多以基因家族形式存在,并且在植物中能够形成错综复杂的钙离子信号传递网络系统．主要从植物Ca2＋传感器蛋白的生化特性、生理功能和靶蛋白3个方面,综述了植物解码钙信号机制的最新研究进展．     

出芽酵母蛋白激酶TOS3的过量表达及其在热胁迫应答中的作用

出芽酵母SNF1蛋白激酶参与葡萄糖阻遏和细胞胁迫应答.TOS3可通过磷酸化激活SNF1,参与SNF1调控的信号途径.本研究利用PCR方法扩增tos3基因的蛋白质编码序列,克隆到多拷贝表达载体pYES2/NTA上构建真核表达载体,转化酵母细胞并诱导TOS3过量表达.带HIS6标签的重组TOS3蛋白通过免疫印迹得以鉴定.进一步研究了过量表达TOS3对细胞热胁迫耐受性的影响,发现在热胁迫处理条件下,TOS3过量表达可恢复△snf1突变体细胞的生长缺陷,表明TOS3可能通过不依赖SNF1的其他信号途径参与细胞对热胁迫应答的调控.     

IAA和GA3诱导荠菜CBF途径冷应答相关基因表达的研究

低温、干旱以及高盐条件是植物生长过程中所面临的主要逆境胁迫.植物中的CBF途径已被证实是赋予植物低温抗性的主效途径,近年来备受关注.为了阐明荠菜中CBF途径冷应答相关基因表达与激素诱导之间的相关性,本研究利用RTPCR技术,对2种激素分子生长素(IAA)和赤霉素(GA3)诱导处理的荠菜幼苗中CBF途径抗冷相关基因的转录本进行了半定量分析.结果表明,2种激素分子对荠菜CBF途径冷应答相关基因表达诱导作用有一定的差异.因此认为荠菜CBF途径冷应答相关基因表达不仅具有低温的诱导性,而且也具有激素分子IAA和G