WRKY对糖调控园艺作物冷适应的研究进展

植物的糖既能参与细胞的碳和能量代谢,又能作为信号分子促进植株生长发育并参与调控植物对逆境胁迫的响应。目前诸多研究表明抗寒锻炼中可溶性糖的积累有助于保护植物抵御冻害,黄瓜等园艺作物的抗冷性在外源施糖后提高,但具体机制尚未明确。糖能够促进植株通过表观形态、生理生化及分子水平等方面对非生物逆境胁迫响应、调控植株的抗性。糖代谢过程与脱落酸(ABA)等植物激素的调控密切相关。WRKY作为ABA相关逆境应答信号通路中的核心转录因子,同是糖代谢调控机制中的重要因子,或许在响应冷胁迫的相关代谢机制中参与发挥着重要作用。综述了糖对园艺作物冷适应的响应及调控的分子机理,并分析讨论了WRKY家族对园艺植物糖调控冷适应效应响应的机理。     

植物miRNA的分子特征及其在逆境中的响应机制

逆境胁迫是影响植物生长发育、生物产量与品质形成的主要因素之一。通过诱导表达抗逆有关的编码基因与部分非编码基因是植物响应逆境的主要方式。miRNA作为一种非编码基因在植物生长、发育以及抗逆等过程中起重要的调控作用。研究表明:逆境胁迫下miRNA可以形成miRNA诱导沉默复合物(miRNA-induced silencing complex,miRISC),并与靶mRNA互补配对结合,进而引起靶mRNA的降解或者抑制其翻译,从而实现对下游抗逆相关基因表达的调控,最终引起代谢与信号转导途径的变化实现对逆境的响应。本文从植物逆境胁迫下诱导miRNA的产生、靶基因的识别以及作用机制等方面进行了综述。     

植物逆境胁迫抗性的功能基因组研究策略

植物对逆境胁迫抗性的功能基因组研究主要是寻找胁迫抗性位点在相关物种基因组中的保守位置,发现胁迫反应中的高度保守序列,确定植物胁迫反应的调控机理,进而得到植物对逆境胁迫抗性的关键代谢途径和其中的关键调控因子,为进一步选择用于改良植物对逆境胁迫抗性的关键基因奠定基础。本文从主要模式植物(苔藓类植物、复苏植物、盐土植物和甜土植物)、主要技术策略(基因的差异表达分析、基因表达序列标签、cDNA芯片技术。基因表达序列分析和基因敲除和突变体筛选分析)和生物信息学方法(数据分析的生物信息学方法设计到序列比较、比较基因组学、电子克隆)等三个方面对国内外植物逆境胁迫抗性的功能基因组研究策略作了全面综述。     

DREB转录因子与植物非生物胁迫抗性研究进展

干旱、高盐、低温等非生物逆境胁迫严重影响植物的生长发育和作物产量。转录因子在调节植物生长发育以及对外界环境胁迫的响应方面起着重要作用。DREB类转录因子即干旱应答元件结合蛋白是AP2/EREBP转录因子家族的一个亚家族,拥有保守的AP2结构域,能够与DRE/CRT顺式作用元件特异结合,在非生物逆境胁迫条件下调节一系列下游胁迫诱导逆境应答基因的表达,从而提高植物耐逆性。就DREB转录因子的结构特点、表达调控以及提高转基因植株胁迫耐受性的最新研究成果进行了评述。     

植物甾醇在植物逆境胁迫中的研究进展

植物甾醇是一类重要的生理活性物质,对植物的生长发育具有重要作用,对响应植物逆境胁迫也具有重要功能.植物甾醇是细胞膜和脂质筏的重要组分,与膜的稳定性密切相关,主要通过甾醇含量的相对变化维持膜的稳定性及影响脂质筏的生物功能响应逆境胁迫.植物甾醇作为信号分子参与逆境胁迫中的信号传导,油菜素内酯类(BRs)是植物甾醇合成途径的重要产物,作为一种重要的信号分子调控植物甾醇合成酶基因的表达以响应逆境胁迫.     

植物MicroRNA功能的研究进展

MicroRNA(miRNA)是真核生物基因表达的一类负调控因子,植物miRNA主要在转录水平上通过介导靶基因的甲基化、在转录后水平介导靶mRNA的切割或降低靶mRNA的翻译来调节基因的表达,从而调控植物器官的形态建成、生长发育、激素分泌与信号转导以及植物对逆境胁迫因素的应答能力。该文主要综述了近年来植物miRNA在植物生长发育、激素调节与信号转导以及逆境胁迫应答中的重要作用,并针对miRNA的网络调控特征提出了今后miRNA功能研究的方向。     

DNA甲基化介导的植物逆境应答和胁迫记忆

DNA甲基化是表观遗传修饰的重要形式,它不仅对植物生长发育具有重要的调控作用,而且参与了植物对各种逆境胁迫的应答过程。逆境通过改变植物DNA基化水平和模式对胁迫应答基因网络进行调控,从而增强当代或后代对逆境的适应性。本文主要对DNA甲基化介导的生物和非生物逆境应答及植物胁迫记忆的最新研究进展进行综述,同时对该领域研究中存在的问题和未来研究的方向进行讨论与展望。     

褪黑素参与植物抗逆功能研究进展

褪黑素(N-乙酰基-5-甲氧基色胺)是一种生命必需的小分子吲哚胺类物质, 广泛存在于动植物体内, 对动植物的生长发育起至关重要的作用。随着植物褪黑素研究的逐渐深入, 褪黑素在植物体内的合成途径及作用也更加明确。研究表明, 褪黑素在提高植物抵抗非生物和生物胁迫能力等方面具有调控作用。该文对近年来有关植物褪黑素参与非生物和生物胁迫的研究进展进行总结, 旨在为阐明褪黑素影响植物抵御逆境胁迫的调控机理提供参考。     

植物逆境miRNA研究进展

包括生物和非生物在内的多种逆境胁迫是植物正常生长和作物产量提高的重要限制性因素。植物在长期的进化过程中, 通过诱导表达某些抵御或防卫途径的关键基因来实现对胁迫的响应。研究表明, 逆境胁迫不仅会诱导植物蛋白质编码基因的表达, 也会诱导一些非蛋白质编码基因的表达, 这类非蛋白质编码基因的表达产物在植物的生长、发育和应对逆境胁迫等过程中起到重要的调控作用。miRNA(小分子RNA)就是这类非蛋白质编码基因产物中的重要类群, 研究发现, 多种逆境均会诱导miRNA的产生, 其作用是通过引导目的基因mRNA的降解和阻止翻译过程来调控靶基因, 最终通过形态或生理上的变化达到对逆境的适应。文章主要对植物逆境胁迫下miRNA的研究, 特别是逆境胁迫诱导miRNA的产生、靶基因调控以及miRNA在植物适应逆境胁迫过程中的作用进行了综述, 同时, 文章还对在逆境胁迫下植物miRNA的研究方法进行了初步的探讨。     

脯氨酸在植物非生物胁迫耐性形成中的作用

植物作为固着生活的有机体,经常暴露在多变且对其生长发育不利的环境条件中,这些生物或非生物的胁迫因子严重影响着植物的生长、发育、生存和分布。脯氨酸在植物抵抗逆境胁迫过程中起着重要的作用。根据国内外的最新研究进展,结合我们的研究成果,对植物体内脯氨酸的代谢途径、渗透调节、抗氧化、分子伴侣、生长发育信号和毒性等方面进行了综述,并对该研究领域作了展望。     

脱落酸与植物细胞的抗氧化防护

水分胁迫是一种影响植物生长发育、限制植物产量的重要胁迫因子.植物能够通过感知刺激、产生和传导信号、启动各种防护机制来响应与适应水分胁迫.植物激素脱落酸(ABA)作为一种胁迫信号,在调节植物对水分胁迫的反应中起着重要的作用.ABA不仅能诱导气孔关闭,而且能诱导编码耐脱水蛋白的基因表达.正在增加的证据显示,ABA增强水分胁迫的耐性与其诱导抗氧化防护系统有关.本文综述了ABA在诱导活性氧(ROS)产生、调节抗氧化酶基因表达以及增强抗氧化防护系统方面的作用,着重讨论了在ABA诱导的抗氧化防护过程中Ca2 、NADPH氧化酶与ROS之间的交谈机制.     

外源24-表油菜素内酯对高温胁迫下茄子幼苗生长和抗氧化系统的影响

本文研究了高温胁迫下外源24-表油菜素内酯（EBR）对茄子幼苗生长和抗氧化系统的影响。结果表明,外源EBR处理显著促进了高温胁迫下茄子幼苗生长,提高了SOD、POD、CAT和APXS活性,AsA和GSH含量及可溶性蛋白和脯氨酸含量,降低了MDA、O2^-及H2O含量。表明,外源EBR处理通过促进高温胁迫下茄子幼苗抗氧化酶活性、抗氧化剂含量及渗透调节物质的提高,降低ROS水平,缓解高温胁迫对茄子幼苗生长的抑制作用,增强植株抗高温胁迫的能力。     

脱落酸与植物细胞的抗氧化防护

水分胁迫是一种影响植物生长发育、限制植物产量的重要胁迫因子。植物能够通过感知刺激、产生和传导信号、启动各种防护机制来响应与适应水分胁迫。植物激素脱落酸(ABA)作为一种胁迫信号,在调节植物对水分胁迫的反应中起着重要的作用。ABA不仅能诱导气孔关闭,而且能诱导编码耐脱水蛋白的基因表达。正在增加的证据显示,ABA增强水分胁迫的耐性与其诱导抗氧化防护系统有关。本文综述了ABA在诱导活性氧(ROS)产生、调节抗氧化酶基因表达以及增强抗氧化防护系统方面的作用,着重讨论了在ABA诱导的抗氧化防护过程中Ca2 、NADPH氧化酶与ROS之间的交谈机制。     

植物生长物质与植物抗旱性的关系(综述)

脱落酸、乙烯、多胺和细胞分裂素等是与植物抗旱性关系较为密切的几种植物激素。文章就植物在遭受干旱胁迫时其体内激素变化及喷施植物生长调节剂对植物抗旱性的影响进行概述,为生化调控植物抗旱性提供参考。     

扩展蛋白与植物抗逆性关系研究进展

扩展蛋白是一种细胞壁蛋白,可调节细胞壁的松弛和伸展。目前研究表明,扩展蛋白几乎参与调节植物生长发育的整个进程。扩展蛋白还与植物的多种抗性反应有关,在植物对干旱、高盐以及病虫害等生物胁迫和非生物胁迫响应方面起着重要的调节作用。干旱胁迫下扩展蛋白基因的表达与植物的抗旱性有一定的关系;植物的耐盐性受到扩展蛋白基因表达的影响;淹水促进植物的伸长生长与扩展蛋白的表达密切相关;扩展蛋白调节细胞壁松弛为植物抗病性研究提供了新的思路。     

植物膜联蛋白的结构及功能研究进展

膜联蛋白是一类同源的水溶性多功能蛋白,可以在依赖和不依赖Ca²⁺的环境下与内膜和质膜结合或形成跨膜结构,存在于部分原核生物以及全部的真核生物中,在大多数高等生物中以多基因家族形式存在。植物膜联蛋白在结构上通常只有第1和第4个重复单元是保守的;在功能上可以与细胞骨架结合,具有过氧化物酶活性、核酸水解酶活性和离子通道功能,参与响应盐、干旱、高低温、重金属、损伤等非生物胁迫以及真菌、病虫害等生物胁迫。膜联蛋白基因在植物体的大部分器官及整个生育期均有表达,并且表达量随着植株发育和内外环境的改变而变化,在植物的抗逆性反应中起重要作用。该文对近年来国内外有关植物膜联蛋白的结构和功能,尤其是其在植物逆境生理方面的相关研究进行综述,以期为植物膜联蛋白的深入研究和植物抗逆研究提供思路。     

CBF:平衡植物低温应答与生长发育的关键

低温是影响植物生长发育以及植被分布的重要环境因子。目前,低温信号研究中比较清楚的是CBF依赖的低温信号途径。该文总结了近年来有关CBF的研究成果,详细介绍了CBF家族成员在植物耐寒性中的重要作用,着重分析与讨论CBF介导的低温调控网络及一系列复杂调控机制。理解CBF的复杂作用机制有助于了解植物中CBF介导的冷信号如何平衡耐寒性与生长发育,进而有助于耐寒作物的培育。     

Plant peroxidases: biomarkers of metallic stress

The term “peroxidase” designs a group of hemoproteins with a wide structural variability. These enzymes catalyze the redox reaction between hydrogen peroxide and some reductors. They can be found in animals, plants and microorganisms. In plants, peroxidases are involved in numerous cellular processes such as development and stress responses. In fact, they are involved in growth regulation by controlling hormonal and cell wall metabolism and antioxidant defense. On the other hand, these enzymes are considered as a biomarker indicating biotic and abiotic stresses. Under metallic stress conditions, the quantitative and qualitative profiles of peroxidases are generally modified. Such modulations could prove the major role played by these enzymes in the defense mechanism. In this paper, we discussed the variation of isoperoxidases behavior under metallic stress conditions.     

Regulation in Plant Stress Tolerance by a Potential Plant Growth Regulator, 5-Aminolevulinic Acid

Exogenous application of different plant growth regulators is a well-recognized strategy to alleviate stress-induced adverse effects on different crop plants by regulating a variety of physiobiochemical processes such as photosynthesis, chlorophyll biosynthesis, nutrient uptake, antioxidant metabolism, and protein synthesis, which are directly or indirectly involved in the mechanism of stress tolerance. Of various environmental factors, salinity, drought, and extreme temperature (low or high) considerably diminish plant growth and yield by modulating endogenous levels as well as signaling pathways of plant hormones. Of various plant hormones/regulators, a potential plant growth regulator, 5-aminolevulinic acid (ALA), is known to be effective in counteracting the injurious effects of various abiotic stresses in plants. Until now the mechanisms behind ALA regulation of growth under stress have not been fully elucidated. It is also not yet clear how far growth and yield in different crops can be promoted by exogenous application of ALA and whether this ALA-induced growth and yield promotion is cost-effective. Thus, in this review we discuss at length the effects of ALA in regulating growth and development in plants under a variety of abiotic stress conditions, including salinity, drought, and temperature stress. Furthermore, advances in the functional and regulatory interactions of this plant growth regulator with plant stress tolerance, as well as the effective mode of exogenous application of ALA in inducing stress tolerance in plants are also comprehensively discussed in this review. In the future, overaccumulation of ALA in plants through manipulation of gene(s) could enhance plant stress tolerance. Thus, genetic manipulation of plants with the goal of attaining increased synthesis/accumulation of ALA and hence improved stress tolerance under stress conditions is an important area for research.