东北中部地区水稻不同生育时期低温处理下生理变化及耐冷性比较

摘要：研究水稻不同生育时期低温条件下各种生理指标的变化,选育耐低温水稻新品种,对于东北地区的水稻生产具有重要意义。以东北中部地区目前主要栽培的15个主要栽培水稻品种为实验材料,利用人工气候箱进行低温处理,分析苗期、孕穗期、抽穗期和灌浆期4个不同生育时期各个品种过氧化物酶（POD）、丙二醛（MDA）、脯氨酸和叶绿素4种生理指标含量变化与耐低温系数之间的关系。同时利用不同生理指标隶属函数的加权平均值（D值）对不同水稻品种的抗冷性进行分类划分。结果表明,每个生育时期的低温处理下,过氧化物酶（POD）、脯氨酸、叶绿素均呈下降趋势,丙二醛（MDA）则呈上升趋势,并且4种指标的变化幅度与水稻耐低温系数之间呈极显著相关性（P＜0.01）,各种指标的加权平均值（D值）与抗低温系数之间相关系数达到极显著,并且高于每一个单一指标。因此,D值可以更有效的对水稻进行抗低温评价和分级。     

植物MYB转录因子与非生物胁迫响应研究

MYB转录因子家族是植物中最大的转录因子家族之一,在植物体内的多种生理生化反应中起着关键性作用,其中一项重要功能就是对非生物逆境的应答。这类转录因子通过调控生长发育,影响代谢产物的合成和影响激素信号等多方面参与非生物逆境的应答。介绍了MYB转录因子的结构特点和分类上的新发现,并综述了近几年MYB转录因子家族在植物响应干旱、高温、低温和高盐等非生物胁迫方面的研究进展。     

巴西橡胶树响应低温逆境的生理特征及其调控机制

低温是非传统植胶区巴西橡胶树（Hevea brasiliensis）种植的重要限制因子。低温能够引起巴西橡胶树细胞结构、原生质胶体特性、水分状况、细胞渗透压、光合作用、呼吸作用、物质代谢和保护酶系统等发生一系列改变,最终影响植株的生长发育。目前已从巴西橡胶树中克隆出一些抗寒相关基因,但是巴西橡胶树响应低温胁迫的调控机制仍不十分清楚。本文综述了巴西橡胶树对低温逆境响应的生理特征及其应答调控机制,以期为深入研究巴西橡胶树抗寒机制提供参考。     

华中农业大学水稻团队代谢组学研究取得突破性进展

<正>2014年6月9日,华中农业大学作物遗传改良国家重点实验室水稻团队罗杰教授和练兴明副教授的研究成果于Nature Genetics在线发表。该研究首次系统揭示了水稻代谢组自然变异的遗传和生化基础,对于包括水稻在内的主要粮食作物的遗传改良具有重要意义。水稻代谢组研究对于解析水稻逆境抗性及营养品质等重要性状的形成及其机理非常重要。该项研究首先利用自然变异群体分析了水稻代谢组在种内及亚种间的巨大差异,揭示出逆境应答代谢组在亚种分化中的可能作用,进而利用全基因组关联分     

植物根系解剖结构对逆境胁迫响应的研究进展

通过对皮层组织、凯氏带、维管柱等根系主要解剖组织结构在逆境条件下发生的一系列适应性变化进行综合论述,揭示植物根系通过调节甚至改变自身结构特征以应对各种逆境,提出今后应从逆境条件变化的角度开展植物根系解剖结构的形态可塑性研究,同时结合形态、解剖及生理代谢指标,建立抗逆性品种筛选指标体系。     

植物应答低温胁迫机制的研究进展

低温是植物生长过程中遇到的主要环境胁迫因子之一,而植物响应低温胁迫是一个多因素协同作用的过程,涉及到复杂的基因表达调控网络。尤其是低温下植物体内生理生化、细胞骨架结构及基因表达调控等方面的改变及相关机制,一直受到研究者的普遍关注。该文主要从细胞学及分子生物学等角度入手,将低温胁迫下植物对低温的响应及可能机制进行综述,着重对植物通过细胞内部细胞器结构与功能的改变来抵御或适应低温,尤其对细胞骨架,以及低温信号转导受体及中间体、下游胁迫相关基因的表达及其在细胞内部的调控及应答机制等方面的作用进行探讨,为耐低温植物新品种的培育及农业生产实践提供理论指导。     

低温潜沼性逆境下不同耐受能力水稻根系动态变化

水稻根系生长分布与地上部生长及产量形成密切相关,定量研究低温潜沼性逆境下水稻根系分布特征对改进稻田管理方式及耐潜品种的选育等具有重要意义。以4个耐潜等级的8个水稻品种为实验材料,在水稻栽培环境模拟系统中连续栽植3年(2012—2014年),研究水稻根系在低温潜沼性逆境下的动态变化规律和分布规律,明确低温潜沼性逆境下水稻根系变化与产量构成的关系。结果表明:1)低温潜沼性逆境下水稻根系长度和数量的M值(绝对变化率)均大于0,P值(相对变化率)均小于0。表明,低温潜沼性逆境下水稻根系仍有一定增长,但与非低温潜沼性逆境相比,根系长度和数量均显著降低,降低程度因品种耐潜等级的高低而不同,耐潜指数高的品种(泸优5号和C优130)降低程度显著低于耐潜指数低的品种(川谷优204和协优027)。2)低温潜沼性逆境对0—10 cm土层根系的影响在5月底6月初最大;对10—30 cm土层根系的影响在6月底最大;对30—50 cm土层根系的影响在6月30日前后最大。3)低温潜沼性逆境下,水稻孕穗-抽穗期根系长度和数量与穗粒数、实粒数、结实率、产量之间呈显著正相关;与单株有效穗数和千粒重呈显著负相关,根系长度和数量的M值与P值,尤其是白根长度和数量的M值与P值可作为一个水稻耐潜能力评价指标进行考虑。4)低温潜沼性逆境下,不同土层水稻根系与产量构成因素间的相关性不同。0—10 cm土层根系长度和数量与有效分蘖数呈显著负相关;10—20 cm土层白根长度和数量与结实率呈显著正相关;30—50 cm土层根系长度和数量与着粒数呈显著正相关。     

水稻低温响应基因OsCR1的克隆与表达分析

低温、高温、干旱等非生物胁迫是影响水稻产量与品质的重要非生物逆境因子.为了探索水稻耐逆的分子机理并挖掘新的水稻耐逆基因,采用Affymetrix 60K水稻基因表达芯片分析了培矮64S全基因组在上述逆境下的表达谱变化,筛选出一个受低温诱导表达水平显著升高的基因OsCR1( Oryza sativaL.cold resp...     

茄子幼苗耐低温性生理机制研究

选择耐低温性不同的6份茄子高代自交系幼苗为材料,进行白天10℃/夜间7℃低温处理10d,调查其耐低温性、生长指标(株高、茎粗、鲜重、干重)、生理指标(POD、SOD、APX活性及脯氨酸含量),以探讨低温对茄子幼苗生长过程中的生长和生理指标的影响.结果显示:(1)各材料的上述性状在常温下均差异不显著,而在低温处理下差异极显著;与对照相比较,幼苗株高、茎粗、鲜重和干重下降,而POD、SOD、APX活性及脯氨酸含量上升.(2)各材料指标的升降幅度与其低温耐受性密切相关,耐低温性强的材料生长指标下降幅度较小,而生理指标提高幅度较大,耐低温性弱的材料则表现相反.(3)各指标间相比较,茄子耐低温性与株高、茎粗、干重、POD活性、SOD活性呈显著正相关,与其余性状的相关未达显著水平.研究表明,低温使茄子幼苗的生长受到一定程度的抑制,但耐低温材料能够通过调节自身的保护酶系统活性来减轻低温的伤害,维持植物体的正常生长及生理代谢功能.     

水稻抗非生物逆境功能基因的发掘

水稻遭受的非生物逆境包括干旱、淹涝、盐害、低温、高温等。非生物逆境抗性有着复杂的遗传和分子基础,解析水稻非生物逆境抗性的机制将有助于抗逆新品种的培育。抗逆性受到很多小效应遗传位点的控制,成百上千个与形态和生理响应以及发育相关的基因和抗逆性相关。尽管在水稻中已鉴定了很多抗逆相关基因,但直接利用抗逆基因进行水稻抗逆遗传改良的成功例子还非常少。最近的抗逆基因功能研究发现,很多基因在形态和生理水平响应或调控不同的逆境,这为理解水稻复杂的抗逆机制提供了新的线索。现简要概述了近年来水稻主要非生物逆境抗性相关基因分离和功能鉴定方面的研究进展。     

河南省植物逆境生物学重点实验室简介

河南省植物逆境生物学实验室为教育部重点实验室,拥有植物学博士学位授予权点。在实验室主任宋纯鹏教授的带领下,利用基因组学、细胞生物学、分子遗传学和农业生态学等实验技术,建立了有特色的实验模式体系,系统开展植物对环境因子应答的分子机理及其调控技术的研究。探讨在干旱、盐害和低温等逆境条件下,植物生长发育和逆境适应的分子遗传基础和细胞信号转导机制;提出了与逆境反应密切相关的H2O2作为信号分子参与了ABA诱导的气孔关闭过程;分析和鉴定与植物抗盐、抗旱等相关特异基因;阐明作物适应“多变低水”的生理及生态机制等。     

植物叶片中防御性化合物的紫外线诱导研究

植物处在逆境生态环境下 ,本能地通过生理生化变化即防御反应来适应环境〔1〕。病原菌感染、断伤等可引起的组织化学变化研究已有不少报道。 Kodama、李文新等人用 UV(紫外线 )照射水稻叶片 ,迫使植物组织产生生理生化防御反应 ,已分离到多种防御性代谢新化合物 ,用 UV照射水稻叶片探索水稻PA( phytoalexin)研究也获得成功。本研究用 UV照射美人蕉 ( Canna generalis Bailey)和湿地松 ( Pinuselliottii Engelm) ,探索离体植物组织防御性生理生化变化效应 ,为分离具有重要经济价值的新化合物提供新方法。1 　材料和方法1 .1　植物材料…     

水稻OsSHAT1和OsRSR1应答激素及逆境胁迫的表达特性

旨在研究AP2家族类因子是否参与逆境胁迫应答过程。通过序列比对发现,水稻OsSHAT1和OsRSR1蛋白序列一致性达41.92%,表明OsSHAT1和OsRSR1是同源性较高的AP2家族因子;且OsSHAT1和OsRSR1基因启动子序列都包含有ABRE、DRE、MYB、MYC、WRKY、GCC-box和ERE等应答不同胁迫及激素信号的元件。基因表达分析表明,OsSHAT1受低温、NaCl、ABA、ACC抑制,受干旱诱导表达;而Os RSR1受低温、干旱、ABA、ACC抑制,受NaCl诱导表达。推测OsSHAT1和OsRSR1可能通过不同的转录调控方式影响耐逆相关基因的表达,进而调节水稻不同的逆境胁迫反应。     

蛋白质组学在研究植物响应逆境机理上的应用

逆境条件下植物可以通过改变其基因表达和相关代谢活动来适应,探讨植物基因和蛋白表达谱的变化就成为植物逆境响应机制研究中的重要内容,蛋白质表达谱反映了植物细胞和组织的实际状态,是植物基因表达和最终代谢的关键环节。随着蛋白质分离技术、质谱鉴定技术和植物生物信息学的迅速发展,蛋白质组学在植物响应逆境方面的研究中的应用已经比较成功,加深了人们对植物响应逆境机制的认识,并为人们提供了新的线索和思维。本文主要对蛋白质组学在植物响应非生物逆境(干旱、盐胁迫、低温胁迫、高温胁迫等)和生物逆境(病虫害)的机制研究的应用上进行了综述。     

抗寒性小麦品种逆境下化学反应与扩散过程的热力学分析

本文以典型的冬性小麦品种及春性品种为对象，利用示踪技术，通过液闪计数据方法，测定了低温胁迫下不同品种膜脂的代谢情况。根据实验的结果，从热力学的角度对低温胁迫下生物脂膜上的化学反应及扩散过程进行了分析，阐明了植株逆境下各种反应降低的原因，丰富了逆境生理研究的内容。     

抗寒性小麦品种逆境下化学反应及扩散过程的热力学分析

本文以典型的冬性小麦品种及春性品种为对象，利用示踪技术，通过液闪计数据方法，测定了低温胁迫下不同品种膜脂的代谢情况，根据实验的结果，从热力学的角度对低温胁迫下生物脂膜上的化学反应及扩莠过程进行了分析，阐明了植株逆境下各种反应降低的原因，丰富了逆境生理研究的内容。     

WRKY转录因子参与植物抗盐性调控的研究进展

盐胁迫是影响植物生长发育重要的环境因子之一,为了适应及抵御盐胁迫危害的逆境,作物自身会通过一系列变化来适应环境而作出相关性应激性改变,如宏观形态学、生理学改变、微观分子生物学变化等。转录调控是细胞内部调控网络中最重要的一个环节,WRKY转录因子响应并参与多种植物的生物和非生物胁迫。本综述从盐胁迫下作物形态结构的变化、盐胁迫对作物生理代谢的影响以及WRKY转录因子参与作物抗盐调控网络等方面文献,来汇总分析近年来拟南芥、水稻及其他种类植物应对胁迫的响应机制以及WRKY转录因子的功能,为提高园艺作物抗盐性生理作用及分子机制提供帮助,同时为作物抗盐栽培提供新思路。     

蛋白质组学研究揭示的甘蓝型油菜非生物胁迫应答机制

油菜(Brassica napus L.)是我国的主要油料作物之一,在生长发育过程中经常受到干旱、高温、高盐和营养缺乏等非生物胁迫。这些胁迫通常会阻碍油菜的生长发育,导致品质和产量下降。近年来,快速发展的高通量蛋白质组学技术为揭示油菜胁迫响应分子机制提供了新线索。本文综合分析了油菜不同组织/器官(如:叶片、根、下胚轴和种子)在响应盐、高温、干旱、草酸和缺素(磷、硫和硼)等逆境过程中675种蛋白质的丰度变化特征,揭示了其胁迫应答机制,主要包括:(1)通过G蛋白介导的信号通路感知与传递胁迫信号;(2)通过改变参与糖类与能量代谢相关酶的丰度调节代谢水平;(3)通过叶绿素合成的变化调节光合作用;(4)调节转录因子、蛋白质合成与命运相关蛋白质的丰度,从而在转录、翻译以及翻译后修饰等水平上应答逆境;(5)通过调节膜联蛋白、V型H+-ATP酶等质膜蛋白质,促进细胞内物质吸收与转运;(6)通过细胞骨架动态重塑保持正常细胞结构;(7)利用调节抗氧化酶系统清除活性氧,并通过合成多种防御物质减轻细胞受到的伤害。本综述为解析油菜逆境应答网络体系中的关键调控及代谢通路的变化提供了重要信息。     

玉米脱氢抗坏血酸还原酶基因的克隆和特性研究

通过电子克隆方法得到玉米脱氢抗坏血酸还原酶基因,命名为ZmDHAR1。结果显示,ZmDHAR1基因全长723bp,开放阅读框642bp,编码214个氨基酸。ZmDHAR1基因与高粱、水稻及小麦等植物的脱氢抗坏血酸还原酶基因高度相似,其中与高粱的DHAR基因相似性为85%,与水稻的DHAR1基因相似性为83%。基因表达分析显示,ZmDHAR1基因在根以外的其他部位都可以检测到表达,而且ZmDHAR1基因可以在4℃低温、100μmol/L ABA、100mmol/L PEG、250mmol/L NaCl和机械损伤等多种逆境胁迫下均可应答表达。研究表明,ZmDHAR1基因可能在玉米抗逆境胁迫反应中发挥重要的作用。     

中国植物应答环境变化研究的过去与未来

中华人民共和国建国70周年,特别是改革开放40年以来,中国科技工作者在植物研究领域取得了举世瞩目的成绩.这篇综述简要地总结了中国植物学家以模式植物拟南芥,以及水稻、玉米、小麦和棉花等农作物为研究材料,在植物应答非生物逆境胁迫,包括干旱、高温、低温、盐碱、重金属、铝毒害和光胁迫等领域的基础研究和应用成果;同时也提出了植物非生物逆境研究领域亟待解决的重大问题、作物稳产分子设计的重大需求和创制耐受多种逆境环境的绿色新种质的可能性.