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。     

云南2009—2012年4年连旱的气候成因研究

利用云南124个气象站逐月降水资料、NCEP/NCAR大气环流再分析资料、全球海表面温度(SST)资料以及向外长波辐射(OLR)资料,分析了云南2009—2012年连续4年干旱的气候特征,并从异常大气环流、海温、局地对流等方面分析了4年连续夏季干旱发生的成因.结果表明:①云南2009—2012年干旱是一次持续时间长,跨越春、夏、秋、冬四季、影响范围广的全省性严重干旱,最严重的区域主要是滇中及滇东南.并且是发生在云南降水减少的气候背景下.②2009—2012年夏季500 hPa欧亚地区高、中、低纬度的高度场分布不是很相似,但4年的环流配置形势表明东亚冷空气路径偏东,影响中国西南地区的冷空气偏弱,不利于冷空气南下影响云南.另外2009年和2010年副高位置偏西偏强,云南在其控制之下,不利于降水;而2011年和2012年副高位置偏北偏东,其外围的水汽不易输送到云南.③2009—2012年云南大部地区及其南侧的孟加拉湾地区高度场持续偏高,孟加拉湾附近的印缅槽不活跃或偏弱,也不利于南方水汽向云南界内输送.④El Nino事件发展期、La Nina事件衰弱期以及印度洋海温偏暖时都有利于云南干旱的发生和发展.⑤2009—2012年夏季云南局地及其以南大部地区基本维持低层辐散、高层辐合的垂直散度场配置,不利于上升运动的生成和发展.孟加拉湾及南海一带基本为西北或偏东气流控制,向北输送的水汽较常年偏弱,是造成云南连续4年夏季干旱少雨异常气候的直接原因之一.⑥2009—2012年连续4年夏季云南局地对流相对常年偏弱,这也是云南降水偏少的重要因素之一.     

长春市水利信息管理GIS系统在防汛抗旱工作中的应用

长春市水利信息管理系统是以GIS为平台,从防汛抗旱工作的特点出发建立的长春市水利综合信息管理系统。系统将实现对属性数据和空间数据的有效管理,分析水利信息系统在防汛抗旱信息管理及指挥决策中的应用,为构建基于GIS技术平台的防汛抗旱信息管理及辅助指挥决策系统提供参考。     

Expression profile analysis of 9 heat shock protein genes throughout the life cycle and under abiotic stress in rice

Plant heat shock proteins (Hsps) facilitate protein folding or assembly under diverse developmental and adverse environmental conditions. Nine OsHsps were identified in our previous study from a proteomic analysis of rice cv. IRAT 109 leaf samples at the seedling stage under drought stress. To obtain additional information on the 9 OsHsp genes, this study focused on an expression profile analysis at different development stages throughout the life cycle of rice, and under different abiotic stresses and phyto-hormone treatments. The 9 genes exhibited distinctive expression patterns in different organs or development stages. Five of the genes (OsHsp72.90, OsHsp72.57, OsHsp71.18, OsHsp24.15 and OsHsp18.03) showed high expression in the endosperm, indicating that OsHsp genes may play important roles in rice seed development. All 9 OsHsps were up-regulated under heat, polyethylene glycol, and abscisic acid treatment, whereas salt stress caused up-regulation of 6 genes (OsHsp93.04, OsHsp71.10, OsHsp71.18, OsHsp72.57, OsHsp24.15 and OsHsp18.03) and cold stress resulted in down-regulation of OsHsp93.04 and OsHsp72.57. These diverse expression profiles imply potential functional diversity of the Hsp gene family in rice.     

GIS-Based Risk Assessment and Regionalization of Drought Hazards in China

Based on the monthly precipitation (1960-2009) of China and associated regional socio-economic data, the spatial and temporal pattern of drought in China was assessed by applying a conceptual framework of disaster system theory, which used the hazard and vulnerability as two variables to define the risk of drought. Sichuan province suffered from the severe risk of drought, while Guangxi, Yunnan, Guizhou provinces, and Chongqing city could be classified as the moderate drought risk area of China. Additionally, Tibet plateau in the Northwest of China had the lowest risk of drought. The integrated data from this result provided the valuable information to cope with the drought in respect of optimization utilization of land resources at the regional scale.     

水分利用效率--未来农业研究的关键问题

随着生物节水研究的深入发展,让每一滴生产出更多的食物,水分利用效率是未来农业研究的关键问题。抗旱、节水和水分利用效率的概念是不同的,在不同学科中有不同的研究尺度和层次。不同降水量和水资源地区的抗旱、节水和水分利用效率有不同的研究重点和不同的节水农业发展方向。从被动的耐旱性研究到主动的抗旱性研究再到节水研究,在未来必将转向水分高效利用研究。小麦高产育种进化中其水分利用效率有递增的趋势,作物抗旱耐旱育种要转向高水分利用效率育种是势在必行的,因为高水分利用效率育种,可以将抗旱性和丰产性统一于一体。增施肥料是提高大面积中低产田作物水分利用效率和产量的关键措施之一,今后应该继续受到全面重视。     

华山松菌根化幼苗的抗旱特性

采用人工模拟水分胁迫方法,对华山松(Pinus armandii Franch)树种接种的菌根化苗和未接种苗的耐旱特性进行了对比研究,结果表明:随着水分胁迫的加剧,两种苗木的根系质膜相对透性和丙二醛含量上升,但二者相比,接种菌根化苗上升幅度较小;而叶绿素总含量、硝酸还原酶活性、根系活力及含水率下降,前者下降幅度比后者要低.综合分析表明接种菌根化苗抗旱性比未接种苗强.     

活性氧清除系统在小麦幼苗叶绿体抗旱生理中的作用

以小麦幼苗为材料,研究了叶绿体中活性氧清除系统在干旱胁迫过程中的反应。结果表明:随着处理时间的增加,小麦叶绿体中可溶性蛋白、丙二醛(MDA)和超氧自由基(O2-)含量呈上升趋势,以20%浓度胁迫组增加最为明显;超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽还原酶(GR)活性明显低于对照组,但20%处理组出现较大波动;过氧化物酶(POD)活性呈现先降后升趋势。活性氧清除系统在干旱胁迫中表现出一定的协同作用。