有关园艺植物抗寒基因工程研究进展

近年来,由于园艺植物抗寒基因工程的重大进展,植物抗寒机制取得了很大的进步,许多园艺植物抗寒相关基因已成功被克隆。现如今,越来越多的植物在经过一段非冷冻低温作用后植物抗寒性得以增强,所以对于园艺植物抗寒基因工程研究是很有必要的。     

植物抗寒基因研究进展

低温是一种常见的非生物胁迫,是限制植物分布、降低作物产量及品质的重要原因之一,是农业生产中的一种严重的自然灾害。随着植物抗寒分子机理的不断深入研究,目前已经克隆了很多植物抗寒相关基因,可通过基因工程手段提高植物的抗寒性,对农业生产具有重要意义。本文综合概述了目前已克隆的重要植物抗寒基因的最新研究方向、进展及应用。     

膜脂与植物抗寒性关系研究进展

对植物的低温反应，抗寒机制以及转基因技术在改良植物抗寒性等方面的研究进展作一综述。     

南方红豆杉抗寒性生理指标的主分量分析

研究表明植物在抗寒适应过程中无论细胞膜结构和功能，或是渗透调节物质和内源激素含量都会发生变化，为了研究影响南方红豆杉抗寒性的主导因素，作者对南方红豆杉叶片低温适应过程中的许多生理指标加以测定，运用DPS软件对这些指标综合分析，得到了影响南方红豆杉叶片抗寒性的主要分量，主分量分析表明：第一主分量主要反映膜保护系统和渗透调节对低温的适应性，第二主分量主要反映植物激素在植物低温适应性过程中的调控作用。     

植物抗寒机理研究进展

低温寒害是影响农作物分布、产量和品质的主要胁迫因子.植物抗寒机理研究是比较活跃和进展很快的领域.从植物抗寒的生理生化基础、植物对低温的信号感知、低温信号在植物中的传递及植物冷反应基因的表达调控等四个方面对目前植物抗寒机理的相关研究进行了综述,并对植物抗寒研究在农业生产中的应用进行了展望.     

南方红豆杉抗寒性生理指标的主分量分析

研究表明植物在抗寒适应过程中无论细胞膜结构和功能,或是渗透调节物质含量和内源激素含量都会发生变化.为了研究影响南方红豆杉抗寒性的主导因素,作者对南方红豆杉叶片低温适应过程中的许多生理指标加以测定,运用DPS软件对这些指标综合分析,得到了影响南方红豆杉叶片抗寒性的主要分量,主分量分析表明:第一主分量主要反映膜保护系统和渗透调节对低温的适应性,第二主分量主要反映植物激素在植物低温适应性过程中的调控作用.     

3个甘蔗品种响应低温胁迫的转录组分析

为挖掘甘蔗(Saccharum officinarum L.)响应低温的特异基因,揭示甘蔗响应低温的分子调控机理,以3个抗寒能力不同的甘蔗品种作为试验材料,利用转录组测序技术分析不同抗寒能力的甘蔗品种在低温胁迫(4℃)下的基因表达差异。结果表明,利用权重基因共表达网络分析(Weighted Gene Co-expression Network Analysis, WGCNA)鉴定出13个基因共表达模块,通过相关性分析筛选出blue和yellow模块作为甘蔗抗寒机理研究的目标模块。基于blue和yellow模块筛选出可能与甘蔗抗寒能力密切相关的13个响应低温胁迫的基因,为后续选育抗寒性强的优良甘蔗新品种提供重要参考。     

植物对低温的分子响应及其遗传改良研究进展(综述)

综述了近年来植物对低温逆境在分子水平的响应，讨论了利用生物技术手段进行植物抗寒遗传改良的研究概况，着重分析低温逆境下植物细胞骨架、质膜、及抗寒基因表达调控等变化。     

芦笋抗寒机理的研究

通过对低温胁迫下芦笋抗寒生理生化指标检测分析：芦笋不同生长年限抗寒性有明显差异，其中一年生芦笋抗寒性强于二年生强于多年生芦笋．分析其抗寒机理表明：芦笋随着温度的降低，脯氨酸和可溶性糖等渗透词节物质含量明显增加，叶绿体色素含量分解缓慢．     

冷诱导基因的转录因子CBF1转化油菜和烟草及抗寒性鉴定

为研究冷诱导基因的转录因子CBF1(C-repeat binding factor)基因对植物抗寒的作用,利用PCR技术从拟南芥菜(Arabidopsis thaliana)中扩增并克隆了该转录因子,并将其与CaMV 35S启动子融合构建成植物表达载体pBPCBF1.以农杆菌介导的叶盘法,分别转化了油菜和烟草.经PCR程序的DNA分析和Southern杂交对具有卡那霉素抗性的再生植株进行了鉴定,表明CBF1基因已整合进烟草和油菜基因组中.以电解质渗漏法分别检测了转化的油菜和烟草的抗寒性,结果显示转基因油菜的抗寒性较未转基因油菜有明显提高,转基因烟草抗寒性也有一定的提高.因此利用对转录因子的调控来提高植物的抗寒性可能有很好的应用前景.     

植物耐旱基因工程研究进展

随着生物技术的发展 ,特别是基因工程技术的迅速发展 ,植物耐旱已从传统的植物生理研究转向分子方向 .目前植物耐旱研究的分子生物学方法主要是基因工程技术 ,包括植物耐旱相关基因的克隆 ,植物水胁迫代谢调节相关基因的分离、鉴定 ,以及通过植物遗传转化改变植物遗传性状———获得稳定的耐旱植株 ,进一步推广生产 .利用植物基因工程技术获得稳定耐旱植株 ,对于干旱地区的农业、生态环境、畜牧业以及城市绿地的改造来说可能又将引起一场新的绿色革命 .     

植物耐盐相关基因克隆与基因工程的研究进展(综述)

盐渍化是影响植物生长和发育的主要环境因素之一,而基因工程为耐盐新品种的选育通过了一条新途径。很多耐盐基因已经被克隆和详细研究。笔者就与耐盐性相关的渗透调节物质合成关键基因、盐胁迫信号传导以及与相关的调控元件和因子的克隆及其基因工程应用的研究进展作了概述,以期为相关人员的研究提供参考。     

植物抗病基因工程研究现状及展望

近年来 ,随着植物抗病基因的分离 ,植物抗病机制的分子生物学和植物抗病基因工程的研究轰轰烈烈地展开并取得重大突破。利用抗病基因进行遗传转化已相继取得成功 ,基于抗病反应内在机制的基因工程也开始启动 ,并将越来越广泛地应用于作物抗病品种选育和农业生产实践。     

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。     

低温驯化对西藏绵头雪莲愈伤组织抗冻性及抗氧化能力的影响

【目的】研究高山植物对低温驯化的生理生化适应机制。【方法】以西藏绵头雪莲愈伤组织为材料,检测在变温[4 ℃/0 ℃(白天/夜晚,黑暗)]的低温驯化0、3、6、9、12 d过程中抗冻性、抗氧化酶和抗氧化物质含量的变化。【结果】经变温[4 ℃/0 ℃(白天/夜晚)]低温驯化后第9天西藏绵头雪莲抗冻性达到最高值,愈伤组织半致死温度(LT₅₀)由常温培养-3.5 ℃降低到 -12.0 ℃;经4 ℃/0 ℃低温驯化后,愈伤组织的可溶性蛋白质和脯氨酸含量以及抗氧化酶活性显著提高,至第9天达最大值,蛋白质比对照增加了89.1%、脯氨酸含量为驯化前的2.14倍,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)的活性分别比对照增加了48.04%、47.28%和73.18%,同时3种抗氧化酶的同工酶酶谱也验证了以上活性检测结果;低温驯化还提高了多酚含量,驯化至第12天时多酚含量为驯化前的3.91倍,此时多酚氧化酶(PPO)活性比驯化前增加了91.35%,与PPO同工酶的检测结果较为一致。【结论】低温驯化显著提高了高山植物绵头雪莲愈伤组织的抗寒力,在低温驯化过程中绵头雪莲发生了特有的适应低温环境的生理生化变化。     

印楝Azadirachta Indica A.Juss的冷驯化与抗冻蛋白的研究

采用木本植物材料——印楝,通过组织培养建立快繁体系,然后对其进行冷驯化处理,并分析检测印楝植物体内抗冻蛋白.主要结果如下:①冷驯化处理后印楝的总蛋白一些表现为量的增加同时会有新的蛋白产生.但脱驯化或处理时间过长时,抗冻蛋白在量的表达上会有逐渐减少或消失的现象.②在对印楝的冷驯化中,发现不同的温度处理后蛋白稳定存在的时间不同.抗冻蛋白出现的最早时期为5℃处理2周左右,印楝能耐受的稳定最低温为5℃,所持续的最长时间约为20d.在0℃低温处理后,虽然在处理初期(0～15d)也有抗冻蛋白的产生,但随处理时间的延长,这种差异逐渐减少,在处理30d时完全消失.③得到了分离纯化的抗冻蛋白,其相对分子质量约为3.6×104.     

植物抗病毒基因工程的研究进展

本文对近年来植物抗病毒基因工程的发展作一简介,介绍了利用病毒外壳蛋白基因,病毒卫星RNA,弱病毒全长cDNA,反义RNA,核酶,抗体基因和干扰素基因,毒蛋白基因,病毒上基他基因以及植物上抗性基因等方法．     

松科植物萜类合成酶及其基因家族研究进展

萜类化合物是松科(Pinaceae)植物中重要的代谢物,它们与松科植物生长发育、信息传递、气候适应和化学防御等关系密切,在植物生理和生态等方面具有重要功能。松科植物萜类化合物还广泛应用在制药、生物燃料以及合成化学等工业领域,具有重要的经济价值。松科植物通过甲羟戊酸途径和甲基赤藓糖磷酸途径合成所有萜类物质合成所必需的5碳前体,并在异戊烯基转移酶家族、萜类合成酶家族作用下合成单萜、倍半萜和二萜等不同长度碳链的萜类分子骨架,并进一步在细胞色素P450酶家族的作用下发生甲基化、羟基化、过氧化、糖基化等酶促反应形成具有结构极为丰富的萜类化合物。和其他次生代谢过程类似,多种酶及其基因在萜烯化合物形成过程中起到了至关重要的作用,同时,萜类化合物结构多样性的形成也主要依赖于萜类合成酶及其基因。植物中已经发现了大量的萜类合成酶,由于大量植物基因组、转录组等组学数据的公布,不断有新的萜类合成酶被报道。笔者介绍了植物萜类化合物前体的合成途径及其关键酶基因、植物萜类合成酶的结构和类型,着重阐述松科植物萜类合成酶结构、功能以及相应基因家族鉴定和系统分类的研究进展,并针对松科植物萜类合成酶及其基因研究领域存在的研究树种偏少、松科植物萜烯类代谢可能存在的特异代谢路径重视程度不够、适用于针叶树种相关基因的功能研究平台搭建欠缺、多基因网络调控松科植物萜烯类合成机制研究未得到系统开展、产脂和抗逆相关的松科植物关键基因未得到挖掘与利用等相关问题提出了建议,以期为松科植物萜类生物合成机制解析及松科植物遗传改良提供参考。     

植物抗病毒基因工程的研究进展

本文对近年来植物抗病毒基因工程的发展作一简介,介绍了利用病毒外壳蛋白基因,病毒卫星 ＲＮＡ,弱病毒全长ｃＤＮＡ,反义ＲＮＡ,核酶,抗体基因和干扰素基因,毒蛋白基因,病毒上基他基因以及植物上抗性基因等方法．