盐、碱胁迫下星星草有机酸代谢调节的比较研究

为探究植物抗盐、碱生理机制的异同,根据东北地区盐碱化草原土壤可溶性盐分的组成特点,模拟0～240 mmol/L的盐胁迫和碱胁迫条件,对苗龄8周的星星草(Puccinellia tenuiflora) 幼苗进行了胁迫处理,分析了两种胁迫下植株体内外有机酸组分及其含量的变化.结果表明:在盐胁迫和碱胁迫条件下 ,星星草茎叶中所含的有机酸均以苹果酸、草酸、柠檬酸和琥珀酸为主,但有机酸总量和比例显著不同.星星草茎叶中的有机酸总量随着碱胁迫强度的增大而急剧上升,但随着盐胁迫强度的增大而略有下降.在4种有机酸中,碱胁迫对柠檬酸含量的影响差异最大,使其构成了碱胁迫下有机酸积累的主体.对于盐、碱胁迫下星星草根系分泌物的研究表明:只有在碱胁迫条件下,星星草根系才分泌有机酸而且柠檬酸是唯一可检测出的成分.说明体内大量积累和根系分泌以柠檬酸为主的有机酸是抗碱盐植物星星草对碱胁迫的关键生理响应.     

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.     

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.     

植物抗寒机制的研究方法与进展

植物的正常生长发育需要一个适宜的温度环境,低于一定的温度,植物就会受到低温的胁迫甚至伤害。在低温的胁迫下,植物体内发生一系列的生理生化反应来消除或降低温的伤害作用,本研究综述和讨论了包括植物水分、物质代谢、生化、理化、生态和分子水平等植物抗寒机制的研究方法与进展。     

拟南芥PAL基因家族鉴定及表达模式分析

为研究苯丙氨酸解氨酶（PAL）作为苯丙烷类代谢途径的关键酶,在植物响应环境胁迫过程中的重要作用,本研究利用HMMER、Pfam与SMART等工具,从拟南芥全基因组中筛选获得 9 个PAL成员,分析其编码酶蛋白的理化性质、二级结构与保守基序等信息.同时,结合转录组与定量PCR分析PAL成员在干旱与盐胁迫条件下的表达模式.结果表明,拟南芥PAL成员的二级结构主要由α-螺旋和无规则卷曲组成;亮氨酸和丙氨酸为含量较高的氨基酸残基;拟南芥PAL成员含有 20 种不同的保守基序,其中motif6含有ASG活性位点,为所有PAL成员所共有;较多PAL成员具有光响应、激素响应、胁迫响应和生长发育相关的顺式调控元件.转录组学与定量PCR分析发现,AT3G53260.1、AT3G53260.2与AT3G47660.1的mRNA表达水平在干旱与盐胁迫后发生显著变化,推测这 3 条基因可能参与拟南芥对干旱及盐胁迫的响应过程,表明PAL基因在调控植物生长发育与非生物胁迫响应过程中发挥重要作用.     

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.     

植物低温响应研究进展

低温胁迫下会对植物的正常生长发育和生理代谢产生直接影响,最终可能会直接导致生物量积累的持续减少及其抗逆性的能力降低,严重时会引起植物的大量死亡,从而遏制了植物生产和观赏利用并带来损失。植物耐低温的研究方向跟随着现代研究技术手段的进步也不断得到了更新,随之可应用于鉴定植物抗寒性鉴定上的研究方法逐渐增多。将通过对植物在低温胁迫下的表型、组织结构响应、生理响应以及分子组学四个方面进行系统论述。     

园林植物对淹水胁迫的生理及分子响应机理研究进展

淹水胁迫是影响园林植物正常生长发育的非生物胁迫之一。研究园林植物淹水胁迫生理与分子响应机理,对筛选耐淹园林植物种质和扩大湿地绿化品种范围具有重要的现实意义。园林植物受淹后光合和呼吸作用均受到不同程度的抑制,生长缓慢,长时间淹水可导致死亡。园林植物主要通过形态结构变化、能量代谢反应、激素的合成与运输等方式来响应淹水胁迫。该综述从淹水胁迫对园林植物的影响及其响应机制、淹水响应分子调控与园林植物耐淹能力评价体系的构建3个方面进行了总结并提出展望,旨在为园林植物淹水胁迫研究和耐淹园林植物新种质的筛选和鉴定提供技术支撑。     

植物体内的黄酮类化合物代谢及其调控研究进展

针对黄酮类化合物的生物合成、贮存、转运途径、代谢调控因子、合成关键酶及其基因调控等方面的研究现状与进展进行了总结和分析.植物体内黄酮类化合物具有增强植物抗逆性和化学防御功能,在植物的生态适应过程中发挥着积极作用.其种类及含量受植物本身的遗传因素以及环境中生物和非生物因子的影响,可以通过选择或培育合适的种类、改变其遗传特性及环境条件等,调控植物体内黄酮类化合物含量.但关于调控黄酮类化合物的信号分子及其调控途径、各转录因子及蛋白质的调控机理尚未明确,调控黄酮类化合物生物合成的功能基因组或蛋白质组学等领域的研究还有待进一步深入.     

植物体内的黄酮类化合物代谢及其调控研究进展

针对黄酮类化合物的生物合成、贮存、转运途径、代谢调控因子、合成关键酶及其基因调控等方面的研究现状与进展进行了总结和分析.植物体内黄酮类化合物具有增强植物抗逆性和化学防御功能,在植物的生态适应过程中发挥着积极作用.其种类及含量受植物本身的遗传因素以及环境中生物和非生物因子的影响,可以通过选择或培育合适的种类、改变其遗传特性及环境条件等,调控植物体内黄酮类化合物含量.但关于调控黄酮类化合物的信号分子及其调控途径、各转录因子及蛋白质的调控机理尚未明确,调控黄酮类化合物生物合成的功能基因组或蛋白质组学等领域的研究还有待进一步深入.     

干旱胁迫对香石竹幼苗株高及部分生理指标的影响(简报)

干旱胁迫抑制植物生长，导致活性氧代谢失调是近年来研究的热点课题之一，但水分胁迫下植物体内保护性酶活性变化在不同材料上有很大差别〔１～６〕。关于水分胁迫对香石竹植株超氧物歧化酶（ＳＯＤ）、过氧化物酶（ＰＯＤ）活性的影响尚未见报导。本试验旨在研究干旱处理...     

多氯代有机污染物胁迫下植物某些根系分泌物的变化

采用水培植物的方法,对以1,2,4-TCB和pp'-DDT为代表的PCOPs胁迫下黑麦草和大蒜的某些根系分泌物含量变化进行了研究。结果表明:受不同类型和浓度PCOPs胁迫下的植物某些根系分泌物产生了相应变化。pH值呈现先降低后升高的趋势;较低浓度PCOPs胁迫能促进植物对可溶性总糖、有机酸和氨基酸的分泌,而在较高浓度PCOPs胁迫下对植物根系分泌可溶性总糖、有机酸和氨基酸产生了抑制作用;根系分泌物的变化情况随PCOPs的类型和浓度不同而异。     

植物应答高温和干旱胁迫组学研究进展

 近20多年来,基于高通量分析的系统生物学研究飞速发展,组学研究不断拓展。组学研究涉及核酸、蛋白、代谢物、表型等各个层次,包括基因组学、转录组学、蛋白组学、代谢组学等一系列组学技术。非生物环境胁迫严重影响植物的生长发育,植物组学的技术方法有助于研究植物对非生物环境胁迫的应答机制。高温和干旱是全球气候变化的两个重要表征,亦是最可能同时出现的两个因子。本文综述基因组学、蛋白组学与代谢组学等组学技术用于分析植物应答高温和干旱胁迫的研究进展,以期为植物应答高温和干旱胁迫研究的未来发展提供参考。     

ASI基因家族结构及表达分析

为研究编码α-淀粉酶/枯草杆菌蛋白酶抑制剂（α-amylase/subtilisin inhibitor, ASI）的基因结构特征及功能,本研究利用NCBI、Phytozome等平台工具鉴定到来源于23种植物的33个ASI基因家族成员,分析其进化特点及其编码蛋白的理化性质和保守基序等信息.同时结合RT-qPCR技术分析水稻ASI在干旱和盐胁迫条件下的表达模式.结果表明,ASI基因家族具有较高的保守性,但其编码蛋白上下游区域的保守性强弱不一,同时顺式作用元件预测结果提示ASI基因可能参与植物生长发育调控、响应生物及非生物胁迫等生理过程. RT-qPCR分析发现,较未胁迫条件下,幼苗期水稻的根、叶鞘和叶片等组织中RASI基因发生了不同的表达变化,提示ASI基因可能具有多样性的生物学功能.     

环境条件对植物叶绿素荧光参数影响研究进展

近年来随着人类科技的进步,全球环境变化日益严重,不同的环境变化会在一定程度上影响植物的光合作用,而叶绿素荧光技术被称作测定叶片光合作用无损探针,因此研究不同环境变化对植物叶绿素荧光参数影响存在重要意义。综述了高浓度CO_2处理、干旱胁迫、高温胁迫、光胁迫、重金属胁迫对植物叶绿素荧光参数包括F_0、Fm、Fv/Fm、Ф_(PSII)、ETR、qP、NPQ、Sm、ψ_0、Ф_(E_0)、V_j、M_0、W_k、ABS/RC、ET_0/RC、TR_0/RC、DI_0/RC、ET_0/CS_0、TR_0/CS_0、DI_0/CS_0、RC/CS_0、α、I_k、Ф_(CO_2)等的影响,并展望存在问题及有待深入的研究方向。     

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。     

星星草响应盐碱胁迫的渗透调节和离子平衡机制

为探索天然抗碱牧草星星草抗盐碱的生理机制,根据东北地区盐碱化草原土壤所含的可溶性盐分的组成特点,模拟出0～240mmol/L的盐胁迫和碱胁迫条件,对苗龄8周的星星草(Puccinellia tenuiflora)幼苗进行了两种胁迫处理,分析了两种胁迫下植株的渗透调节和离子平衡机制.结果表明:在盐、碱胁迫下,脯氨酸是主要的有机渗透调节物质,而甜菜碱和胆碱的作用却非常有限.碱胁迫下星星草体内大量积累的有机酸不仅起到渗透调节作用,而且也是主要的负电荷来源,在体内离子平衡及pH调节中起重要作用.在两种胁迫下,Na+,K+,Cl-和有机酸的含量占到总溶质的80.7%和85.4%.碱胁迫下有机酸积累与Na+含量增加密切相关.碱胁迫造成植物体内Na+含量急剧的上升,导致细胞内离子平衡被破坏,这可能就是引起有机酸相应大量积累的主要原因.     

盐胁迫下黄豆亚属植物游离脯氨酸积累响应的差异分析

以中国同一纬度的不同黄豆亚属植物为试验材料,通过分析栽培大豆、半野生大豆、耐盐型野生大豆、盐敏感型野生大豆在盐胁迫下的生长及游离脯氨酸代谢的响应过程,研究了黄豆亚属植物生理代谢的演化趋势及进化规律.结果表明:耐盐型野生大豆游离脯氨酸含量的增加主要取决于鸟氨酸合成途径的增强;栽培大豆游离脯氨酸含量的变化与谷氨酸合成途径的增强及其降解途径的显著增加有关;半野生大豆游离脯氨酸含量的变化与鸟氨酸、谷氨酸合成途径的增强以及降解途径的降低均密切相关.黄豆亚属植物适应环境选择的压力以及人工选育的需要,体内游离脯氨酸代谢途径发生了显著的变化.     

盐胁迫对拟南芥Profilins和ADFs转录水平的影响

盐胁迫是影响植物生长发育的重要影响因子,是造成农业减产的重要因素之一。因此抗盐基因的功能研究具有重要的理论意义和应用价值。以往的研究表明,肌动蛋白细胞骨架在植物对盐胁迫的响应中起着重要作用,但肌动蛋白结合蛋白在盐胁迫中的作用尚不清楚。文章以拟南芥为试验材料,采用实时荧光定量聚合酶链式反应(polymerase chain reaction,PCR)技术探讨profilins和ADFS基因在盐胁迫处理下的表达。结果表明,用150mmol/L NaCl处理2周野生型拟南芥幼苗时profilins和ADFs基因的表达量明显升高,说明profilins和ADFs基因可能受到NaCl诱导。该实验结果为进一步研究该基因调控植物抗盐的机制提供了基础。     

光氮互作对植物生长发育及氮素代谢影响的研究进展

光照和氮素等因素是影响植物生长发育的关键因子,植物光合作用依赖于光照提供的能量,其中光强、光质对植物生长发育、生理生化和氮代谢等方面起着重要作用.肥料为植物生长提供必要的营养条件,特别是氮肥,氮供应水平影响植物体内的生理特性,其在参与调控植物体生化反应中的酶及其辅基的合成方面必不可少.然而,植物生长发育往往受环境中多种因子的共同调控,光照和氮肥互作对植物的影响十分显著,本文综述了光照、氮素及光氮互作对植物生长发育指标的影响,阐述了光氮互作在植物生长发育中的重要性,有利于进一步了解植物生长过程中各影响要素之间的相互作用,为更好地提高植物特别是农作物生产效率及品质提供理论依据.