植物代谢组学技术研究进展

 代谢组学对生物体或细胞中全部小分子代谢物进行定性、定量分析, 是继基因组学、蛋白组学之后又一门新兴的组学技术。植物代谢物在种类、含量、生理功能方面极具多样性, 因此植物代谢组学在代谢组学的研究中占据重要地位。植物代谢物是植物生理状态在代谢水平的反映, 从整体上研究植物代谢物的变化及其调控将为解析植物生长发育及其与环境因子的互作奠定基础。植物代谢组学已经被广泛的应用于代谢物积累模式及其遗传基础研究、代谢相关基因的鉴定及途径解析方面, 成为现代植物生物学研究中的热点领域之一。本文综述植物代谢组学分析技术的基本组成、发展状况及植物代谢组学应用于现代植物生物学研究的现状和趋势。     

基于遥感技术的植物非生物胁迫性研究进展

利用遥感技术研究植物的非生物胁迫性具有明显的优势。首先介绍了Cu、Cd、Pb、Zn、Fe、U、干旱及水分等非生物因素胁迫下植物光谱曲线的特征,然后介绍了植物光谱信息的分析处理方法,最后对利用遥感研究非生物胁迫性进行了一定展望。     

多胺与NO在植物逆境适应中的协同效应

综述了多胺和NO在植物遭受生物胁迫以及干旱胁迫、盐胁迫、高温/低温胁迫和重金属胁迫等非生物胁迫下的单一及协同效应研究进展.在信号级联及相互作用过程中,NO可能作为信号转导的中间分子受到多胺诱导释放,同时也能反馈调节多胺.绘制两种关键信号物质协同作用的基本路径图,为开展植物胁迫生理和生态机理研究提供理论参照.     

代谢组学及其在药用植物研究中的应用

指出了代谢组学是继基因组学和蛋白组学之后新兴的一门研究生物体内源代谢物的种类、数量及其在内外因素作用下变化规律的组学技术,是以组群指标分析为基础,以高通量检测和数据处理为手段,以信息建模与系统整合为目标的系统生物学的一个分支.近年来,随着代谢组学积累的数据和信息量的增大,其在药用植物学各个领域的应用价值也与日俱增.主要对代谢组学的产生、研究方法和技术及其在药用植物研究中的应用进行了阐述,以期为相关研究提供参考.     

非生物胁迫处理后拟南芥过氧化氢含量变化的分析

干旱、低温、盐胁迫和重金属污染等非生物胁迫,对植物的生长发育会产生严重的抑制作用.在这些条件下,植物细胞内各种代谢过程会有一定程度的受损或不工作,将会导致活性氧(Reactive oxygen species,ROS)在植物体内过量积累.过氧化氢是植物体内中最稳定形式的活性氧之一,植物体内积累过量的过氧化氢会严重威胁植物细胞的膜系统.在本实验中,选取了野生型拟南芥(Arabidopsis thaliana)为材料,分别进行低温处理、盐处理和干旱处理,并通过对未处理的和非生物胁迫处理的植物中过氧化氢含量变化进行比较分析.实验结果表明,胁迫处理后,拟南芥植物体内的过氧化氢含量不同程度地增加,为深入研究植物对逆境响应的分子机制奠定研究基础.     

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。     

代谢组学技术在兽药违规使用监测中的应用及研究进展

兽药残留分析检测技术的开发与创新是动物源性食品安全监测的重要研究内容。作为系统生物学的重要组成部分,代谢组学研究及其检测技术在动物源性食品安全领域发挥了不可或缺的作用。基于当前代谢组学技术在兽药残留检测领域的研究成果,阐述了代谢组学的概念、原理与分类;以"瘦肉精"和类固醇两类违禁兽药残留检测为例,简述了液相色谱串联质谱法(liquid chromatography-tandem mass spectrometry,LC-MS)、气相色谱串联质谱法(gas chromatographytandem mass spectrometry,GC-MS)等代谢组学常用检测技术对动物血液、尿液等生物样本进行残留分析检测的应用现状,分析了非靶向代谢组学与靶向代谢组学存在的精确度差与通量低等问题,以及代谢组学技术对大型仪器设备与专业数据库过度依赖的局限性;进一步提出了代谢组学技术在兽药残留检测的应用中应根据样品特点及检测目的,将多技术平台(液相色谱-电喷雾飞行质谱、超高效液相色谱-四级杆飞行时间质谱)、分析平台(主成分分析、偏最小二乘判别分析)与多组学技术(基因组学、转录组学、蛋白组学)联合使用以提高代谢组学技术在兽药残留检测领域的适用性与应用范围,为兽药残留分析检测提供新的研究方向。     

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。     

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.     

植物内生菌次生代谢产物活性多样性及其应用前景

植物内生菌(endophyte)包括内生真菌、内生细菌和放线菌,是一类新型微生物资源,在农业和医药业上有潜在应用价值。植物内生菌次生代谢产物具有丰富的化学结构多样性和广泛的生物活性,能够促进植物生长,提高植物对生物胁迫和非生物胁迫抗性等。从植物内生菌的种类及具有各种生物活性的植物内生菌次生代谢产物方面进行了介绍,并对他们在杀虫、抗菌、抗肿瘤等生物胁迫和在促进土壤修复、促进植物生长、抗氧化、抗渗透等非生物胁迫中的作用进行了阐述,分析了内生菌次生代谢产物在研究中存在的问题以及对这些植物内生菌次生代谢产物的应用前景和潜在价值进行了探讨。     

2种非生物胁迫和7种激素对水稻OsAQP基因表达的影响

OsAQP是从cDNA文库中分离的一种新的水稻水通道蛋白基因,本实验室前期利用半定量RT-PCR技术发现该基因的表达与非生物胁迫、植物激素有关.本文采用qRT-PCR方法,检测了干旱、高盐胁迫以及ABA等7种植物激素对OsAQP在幼苗期水稻根和叶中表达的影响,结果显示干旱、高盐以及7种植物激素MeJA,SA,6-BA,GA,IAA,ABA,BR均能不同程度诱导OsAQP基因上调表达,在根中的诱导上调水平显著高于叶,提示该基因功能涉及生长发育、抗逆应答等多种生物学过程,且与水稻的根的关系更为密切.     

植物中的DREB类转录因子

DREB转录因子属于AP2/EREBP转录因子家族.AP2/EREBP转录因子是特异存在于植物中,与植物发育密切相关的一类转录因子的总称.该家族有五个亚家族,其家族成员的蛋白质序列均含有保守的AP2 domain.其中,DREB转录因子特异地与DRE顺式作用元件相结合,在调节低温,干旱和高盐等胁迫反应时具有重要作用.一个DREB转录因子可以调控下游的多个抗逆基因,从而使植物产生抗逆性.植物抗逆反应是一个非常复杂的过程,目前人们对其信号转导正在进行进一步的探究.     

逆境胁迫下水稻蛋白质组学研究进展

水稻在生长发育过程中要面对各种非生物胁迫如干旱、高盐、温度、重金属和生物胁迫如病虫害等,通过观察水稻在各种胁迫条件下的蛋白质组表达情况,动态分析水稻的蛋白质组变化,对新逆境相关蛋白质进行分离与功能鉴定,这不仅能揭示参与胁迫耐受的蛋白质翻译后调控机制,而且可以增进对耐受胁迫分子机理的认识.综述了水稻应答逆境胁迫蛋白质组学研究的最新研究进展,探讨了存在的主要问题.     

红砂促分裂原活化蛋白激酶MAPK基因cDNA片段克隆及序列分析

研究了参与非生物胁迫的促分裂原活化蛋白激酶MAPK基因在红砂抗旱中的作用.通过实验克隆得到了红砂MAPK基因550 bp的cDNA片段,与已知的植物MAPK基因的相应片段表现出较高的同源性(最高达80.5%).MAPK基因在红砂叶片和茎中无组织特异性表达,且随着干旱胁迫程度的加剧其表达量增加,说明MAPK基因在红砂抗旱中起重要作用.     

A vacuole localized β-glucosidase contributes to drought tolerance in Arabidopsis

The phytohormone abscisic acid (ABA) plays a critical role in plant growth, development, and adaptation to various stress conditions. The cellular ABA level is constantly adjusted to respond to changing physiological and environmental conditions. To date, the mechanisms for fine-tuning ABA levels remain elusive. Here, we report that BGLU10, a member of a multigene family of β-glucosidases, contributes to drought tolerance in Arabidopsis. The T-DNA insertion mutant bglu10 exhibited a droughtsensitive phenoty...