植物激素ABA调控植物根系生长的研究进展北大核心CSCD

脱落酸(abscisic acid,ABA)是一种重要的植物激素,在调控种子发育、种子休眠与萌发、抑制生长、促进落花落果、参与植物应对外界环境胁迫等过程中发挥着重要的生理功能。ABA还能与其他植物激素(如生长素、乙烯等)互作进而精细调控植物根系的生长。本文以模式植物拟南芥( Arabidopsis thaliana (L.) Heynh)为主要对象,对近年来国内外在ABA调控植物根系生长方面的研究成果、ABA与其他植物激素(如GA等)互作调控根系生长及调控非生物逆境下根系发育的机理等进行综述,并对其未来的研究方向进行了展望。     

植物激素ABA调控植物根系生长的研究进展

脱落酸（abscisic acid,ABA）是一种重要的植物激素,在调控种子发育、种子休眠与萌发、抑制生长、促进落花落果、参与植物应对外界环境胁迫等过程中发挥着重要的生理功能。ABA还能与其他植物激素（如生长素、乙烯等）互作进而精细调控植物根系的生长。本文以模式植物拟南芥（Arabidopsis thaliana（L.）Heynh）为主要对象,对近年来国内外在ABA调控植物根系生长方面的研究成果、ABA与其他植物激素（如GA等）互作调控根系生长及调控非生物逆境下根系发育的机理等进行综述,并对其未来的研究方向进行了展望。     

油菜素内酯与脱落酸互作调控植物生长与抗逆的分子机制研究进展

植物需要同时协调多种不同信号来调节整个生长发育过程。植物激素油菜素内酯(BR)和脱落酸(ABA)是其中发挥重要作用的两类主要内源信号,并且在种子萌发、植物抗逆等过程中存在着密切的交叉互作。随着BR和ABA信号通路中关键元件的不断解析,两者互作调控气孔运动、逆境响应、种子休眠与萌发、植物发育等过程的分子机制研究取得显著进展。本文综述了近年来有关BR和ABA的功能、信号转导通路以及两者互作分子机制的最新进展。     

植物激素ABA在水分胁迫下的功能及信号途径

植物根系感知外界水分胁迫刺激,诱导ABA生物合成。ABA既可诱导气孔关闭或抑制气孔开放,以降低植物的蒸腾失水,又可影响植物根系发育,以抵御水分胁迫。本文就植物激素ABA及其下游信号H2O2、NO以及Ca2＋等在植物生长调节方面的研究进展进行概述,以构建水分胁迫下植物生长自我调控的可能模式。     

脱落酸调控种子萌发和休眠的研究进展

脱落酸(abscisic acid,ABA)是重要的植物激素之一。在促进种子休眠、抑制种子萌发的过程中,ABA发挥着举足轻重的调节作用。种子的萌发始于种子的吸水膨胀,止于胚轴的伸长,是高等植物生命周期中最为关键的阶段。在新生个体萌动的阶段,ABA与其他激素协同互作调控着这一重要的发育过程。现围绕ABA在种子休眠、萌发以及萌发后幼苗生长过程中的信号转导机制,着重从ABA与细胞分裂素和赤霉素等相互作用调控种子萌发的角度,概述相关的最新研究进展,并对今后的研究方向作出展望。     

脱落酸在植物花发育过程中的作用

植物激素脱落酸(ABA)对植物的生长发育具有多方面的调节作用,比如种子休眠、萌发,营养生长,环境胁迫反应等。大量研究显示,ABA也参与了植物的成花调控。影响植物成花调控的环境因子,包括光周期变化、春化作用、干旱等均会导致植物体内ABA代谢的变化。本文从调控植物开花的4条主要途径与植物体内ABA代谢变化之间的相互关系,花芽分化时期ABA在植物叶芽和花芽中的动态分布以及离体培养条件下ABA对花芽分化的影响等方面总结了ABA与植物花发育这一领域的最新研究进展。对ABA在植物成花诱导和花发育中的作用进行了综合分析。     

ABA对玉米响应干旱胁迫的调控机制

玉米(Zea mays L.)在生长期常常受到干旱的胁迫,而脱落酸(ABA)调节的生长响应是植物对逆境信号的一个基本反应. 本文对近年来国内外有关ABA提高玉米抗氧化防护系统,保护细胞免受氧化损伤,增加可溶性渗透剂(如脯氨酸)维持细胞内的水分,以及与其它激素相互作用影响玉米器官发育等的研究进展进行综述,以了解ABA调控玉米根系、叶片和籽粒的耐旱机理.     

干旱下植物激素影响作物根系发育的研究进展

植物激素是指在植物体内某些部位合成、可被运输到其他部位调控植物生长发育的微量有机物质,在植物生命活动中发挥重要作用。根系是作物吸收水分和养分的重要器官,其形态决定了作物获得养分和水分的能力。作物发达的根系与其抵抗干旱环境胁迫息息相关,而植物激素在作物根系发育中发挥关键作用,因此深入了解干旱胁迫下植物激素对作物根系发育的影响对农业的安全生产是至关重要的。本文就干旱胁迫下植物激素如何调控及不同激素协同调控作物根系生长发育的研究进行了概述,并讨论了激素在作物抗旱上应用的意义及将来可能开展的研究方向。     

水稻与病原物互作中植物激素功能的研究进展

水稻是我国最主要的粮食作物,在国民经济和生活中占据重要地位。在水稻的周年生产中,病虫害的控制最为关键。因此,了解水稻与病虫害的互作机理,对水稻的育种和生产具有重要指导意义。植物激素是在植物生命活动中必不可少,调控植物生长、发育、衰老等主要生理过程的一类有机分子。近年来,大量实验证据表明,在植物与病原物互作过程中,植物内源激素也发挥着重要作用。随着水稻抗病和感病的机理解析越来越多,有关植物激素所扮演的重要功能角色也愈发清晰。其中,水杨酸、茉莉酸和乙烯研究最为广泛,它们之间的相互拮抗或协同效应决定了植物对病原物的防御反应强度。其它激素如:油菜素内酯、赤霉素、生长素、细胞分裂素、脱落酸等,单独或者通过调控水杨酸、茉莉酸和乙烯信号分子转导网络也参与植物与病原物互作过程。本研究综述了各大植物激素在水稻抗病或感病中作用,并对其未来研究进行展望,以便为水稻病害的防治提供理论依据。     

植物JAZ蛋白的功能概述

茉莉酸作为重要的植物激素,在植物生长、繁殖和抗逆等诸多方面起重要的作用。茉莉酸途径的抑制因子JAZ(Jasmonate ZIM-domain,JAZ)蛋白(JAZs)是调节茉莉酸(JA)激素应答的关键因子,在没有JA存在时,JAZs抑制DNA-结合转录因子活性,从而调控JA应答基因转录;当有JA存在时,JAZs和冠菌素不敏感1(Coronatine insensitive 1,COI1)依赖JA分子发生互作,复合体被SCFCOI1识别并进入26S蛋白酶解途径降解,释放的转录因子启动JA应答基因转录。随着研究的深入,发现JAZs可以与许多转录因子互作,不仅调控了JA信号响应,还参与了其他激素信号通路。对JAZs的互作机制进行描述,阐述JAZs在植物激素调控网络中的作用。     

植物激素调控丛枝菌根发育的作用机制研究进展

丛枝菌根（arbuscular mycorrhiza，AM）是土壤中AM真菌和绝大多数维管植物根系长期进化过程中相互识别、相互作用形成的互利共生体。AM的发育与功能效应依赖AM真菌-寄主植物之间精准的“分子对话”，同时受到环境条件特别是土壤养分水平、干旱和盐渍化的制约。植物激素作为低浓度的小分子有机物，是参与调控AM共生过程的重要信号分子。其中，主要有9种植物激素参与AM发育过程且分工各有不同：独脚金内酯（strigolactones，SLs）参与AM真菌-寄主植物之间最初的共生识别，脱落酸（abscisic acid，ABA）和油菜素内酯（brassinosteroid，BR）促进前期的菌丝入侵，但水杨酸（salicylic acid，SA）和乙烯（ethylene，ET）抑制前期的菌丝入侵，生长素（auxin，Aux）、ABA和BR促进随后的丛枝形成而ET和赤霉素（gibberellin，GA）的作用则相反，茉莉酸（jasmonic acid，JA）对菌丝入侵与丛枝形成均可能存在正调控或负调控作用。目前细胞分裂素（cytokinin，CTK）在AM发育中的作用尚不明确。更为复杂的是，通常植物激素信号之间的交叉互作决定AM的发育进程。本文针对AM发育过程总结了不同植物激素的调控作用特点和不同植物激素信号之间的互作（协同或拮抗），以及胁迫条件下不同植物激素信号的可能调控机制。深入研究和系统阐明植物激素调控AM真菌-寄主植物共生的生理/分子机制，将有助于促进生物共生学理论研究及菌根技术的应用。     

脱落酸被土壤“掩盖”了的功能:调节根系构型形态建成

植物根系发育是一个重要的农艺性状。由于根系具有结构和生长模式简单、信号感受灵敏等,有可能成为研究植物发育可塑性的良好材料。通过分析脱落酸在主根、侧根和根毛的发生和生长中及根构型形成中的可能信号转导过程中的作用,提出未来研究应关注的科学问题。对ABA调控根系发育分子机制的探讨不仅有利于阐明如何调控根发育可塑性这一复杂和困难的生物学问题,而且对农业生产也极为重要。     

小分子RNA在植物激素信号通路中的调控功能

植物激素是调控植物生长发育的信号分子。近年来的研究发现,小分子RNA作为基因表达调控网络的组分,参与植物激素信号途径,在植物生长发育和胁迫反应方面发挥重要作用。本文综述了miRNA和次级siRNA(Short interfering RNAs)介导的基因调控与植物激素信号通路相互作用的研究进展,主要包括生长素、赤霉素、油菜素内酯和脱落酸途径涉及的miRNA及其功能,并对不同发育过程中miRNA参与的不同激素信号通路的交叉和互作进行了讨论。     

一氧化氮在植物生长发育和抗逆过程中的作用研究进展

NO不仅在植物的抗病过程中发挥重要作用,同时也参与植物生长、发育和对干旱、高盐、高温、低温等非生物胁迫的响应等过程。该文对近年来国内外有关NO在植物生长、发育、非生物胁迫抗性过程中的作用及其与植物激素之间的互作关系等方面的研究进展进行综述,为相关研究提供信息和资料。     

油菜素内酯对水稻根系发育的调控作用

在油菜素甾醇(brassinosteroids,BRs)化合物中,油菜素内酯(brassinolide,BL)具有活性最高、广谱和无毒等显著特点,而且具有改良植物株型、提高抗逆性等功效。根系是植物吸收水分和矿质元素的主要器官,因此阐明油菜素内酯调控根系发育的遗传、生理和生化机制,有利于更有效地利用BRs激素,实现株型的定向设计。该研究利用叶面喷施的方法分析油菜素内酯对根系侧根、根毛发育的影响;利用植物显微技术分析油菜素内酯对根系侧根结构及发育的作用;利用高压液相色谱法检测油菜素内酯对根系内其他植物激素含量的影响;利用蛋白质组学技术鉴定受油菜素内酯调控的蛋白质,分析油菜素内酯调控根系发育的生化机制。研究表明,一定浓度的油菜素内酯促进种子根、侧根、根毛的发生;提高根系细胞分裂素和赤霉素含量;可能通过调控逆境相关蛋白质来提高植物的抗逆性。     

植物荫蔽胁迫的激素信号响应

植物的生长发育与光信号密切相关, 外界光强、光质的变化会改变植物的生长发育状态。在自然或人工生态系统中, 植株个体的光环境往往会被其周围植物所影响, 导致荫蔽胁迫, 其主要表现为光合有效辐射以及红光与远红光比值(R:FR)降低。荫蔽胁迫对植物生长发育的多个时期均有影响, 如抑制种子萌发、促进幼苗下胚轴伸长及促进植物花期提前等, 这对农业生产不利, 会导致作物产量以及品质的降低。植物激素是调控植物生长发育的关键内源因子。大量研究表明, 生长素(IAA)、赤霉素(GA)及油菜素甾醇(BR)等植物激素均参与介导植物的荫蔽胁迫响应。当植物处于荫蔽胁迫时, 光信号的改变会影响植物激素的合成及信号转导。不同植物激素对荫蔽胁迫的响应各不相同, 但其信号通路之间却存在互作关系, 从而形成复杂的网络状调控路径。该文总结了几种主要植物激素(生长素、赤霉素、油菜素甾醇及乙烯)响应荫蔽胁迫的机理, 重点论述了荫蔽胁迫对植物激素合成及信号通路的影响, 以及植物激素调控荫蔽胁迫下植物生长的分子机理, 并对未来潜在的研究热点进行了分析。     

植物BBX转录因子基因家族的研究进展

转录因子在调控植物生长、发育及环境适应性等方面发挥重要作用。具有B-box结构域的一类锌指结构转录因子称为BBX,它们通过调控基因转录,与同类或其他转录因子的互作参与植物光形态建成、花发育、避荫效应、植物信号转导以及非生物和生物逆境响应等。文中从BBX蛋白结构、分类以及其功能方面对该类转录因子在植物中的作用进行了综述。     

中国科学院遗传与发育生物学研究所傅向东课题组简介

正中国科学院遗传与发育生物学研究所傅向东课题组成立于2005年,课题组长为傅向东研究员。课题组以水稻和拟南芥为研究对象,围绕植物激素与环境因子互作调控植物生长–代谢耦合的分子机制和农作物产量性状形成的遗传调控网络展开研究。在植物发育和环境适应的激素调控机理研究方面取得了一系列研究成果,在国际知名期刊Nature、Science、Nature Genetics、Nature Communications和Cell Research等发表论文50余篇,     

根系代谢物介导的植物-微生物互作的研究进展

植物根系代谢物是植物-微生物互作的桥梁纽带,作为信号物质和微生物营养源调控着微生物的群落结构和多样性,而根区微生物区系的改变则反作用于植物的生长、发育和抗性。本文聚焦植物根系代谢物介导的植物-微生物互作,梳理了植物-微生物互作研究中次级代谢物的种类、作用及其检测手段;探讨了植物通过调节自身代谢物以适应品种进化及繁衍后代过程中发挥的功能作用;阐述了逆境胁迫下植物利用根系代谢物招募特异微生物(解磷、溶磷)或者有益微生物促进自身生长以缓解胁迫压力的机制;分析了根系代谢物作为信号物质诱导植物抗病的方式"求救假说",为可持续农业发展提供思路和理论依据。     

生长素和细胞分裂素调控植物根和微生物互作的研究进展

植物在与其生长环境中的微生物长期共同进化过程中形成了复杂而微妙的共生体系。生长素和细胞分裂素等植物激素不仅调控植物的自身发育,而且在植物-微生物互作中发挥重要的调节作用。综述了生长素和细胞分裂素调控植物根和土壤微生物包括有益菌或病原细菌和真菌间相互作用的最新研究进展,旨在揭示生长素和细胞分裂素调控功能的共性和特异性,为提高农作物的产量和抵抗微生物病害能力提供理论和实践指导。