NO在植物生长发育和环境胁迫响应中的作用

一氧化氮(NO)是具有生物活性和信号转导作用的气体活性分子,它不仅对植物的许多生命活动如种子萌发、生长和衰老等具有直接的生理调节功能,而且作为防御反应中的关键信使,参与了植物对外界环境胁迫的响应,如干旱胁迫、热胁迫、盐胁迫、UV-B辐射、臭氧胁迫、重金属胁迫、机械损伤以及植物抗病反应。NO与各种激素如乙烯、脱落酸、水杨酸、生长素和细胞分裂素等,在调节植物的生理活动与信号转导方面有明显的协同作用,通过激素起作用可能是植物内源NO作用的机理之一。探明在正常生长状况下植物内源NO对植物生长发育的调控机制及其参与信号转导的生理机制是目前研究的重点。     

一氧化氮(NO)在植物逆境响应中的作用

简要介绍了有关一氧化氮(NO)在植物非生物胁迫响应中生理作用的研究现状,并对与这一问题相关的研究趋势作了分析和讨论.     

木葡聚糖及其在植物抗逆过程中的功能研究进展

木葡聚糖(XyG)是一种存在于所有陆生植物细胞壁中的基质多糖, 是双子叶植物初生细胞壁中含量(20%-25%, w/w)最丰富的半纤维素成分。作为细胞壁的组分, XyG不仅与植物的生长发育密切相关, 还在植物抵抗各种生物和非生物逆境过程中发挥重要作用。XyG代谢相关基因主要通过改变植物细胞壁的组成以及对细胞壁进行重排进而改变细胞壁的弹性/硬度等特性, 影响植物的抗逆性。XyG及其寡糖也可能作为信号分子, 或与其它信号分子协同作用应对逆境胁迫。该文概述了XyG的结构与类型及参与XyG生物合成与降解的相关基因, 重点阐述XyG相关基因应答生物和非生物胁迫的作用机制。     

磷酸肌醇特异性磷脂酶C在植物生长发育中的作用

磷脂酶C(phospholipase C,PLC)广泛存在于原核生物和真核生物中,是信号传导途径中一类重要的别构效应酶.PLC水解磷脂酰肌醇头部基团的磷酸二酯键产生甘油二酯(diacylglyc-erol,DAG)和三磷酸肌醇(inositol triphosphate,IP3).PLC及其水解产物DAG和IP3会参与...     

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microRNAs在植物发育和非生物胁迫响应中的作用

microRNAs(miRNAs)是一类内源的长度约为22个核苷酸的非编码小分子RNA,其通过对靶基因mRNA进行切割或翻译抑制调节mRNA的表达,在植物中起到重要的作用.主要介绍了植物miRNAs的特征、合成和作用机制,综述了miRNAs在植物生长发育和非生物胁迫响应中的作用.     

LEA蛋白及其在植物抗逆改良中的应用

干旱、盐碱、高温和寒冷等逆境制约着植物的生长发育。植物中含有一组亲水性极强的蛋白,称为胚胎发育晚期丰富蛋白(late embryogenesis abundant,LEA蛋白),在自然条件下这种蛋白质一般在种子发育晚期积累,其对多种非生物胁迫具有很强的抵抗能力,并能响应干旱、寒冷、高盐和ABA等信号。LEA蛋白通过保持细胞渗透压、保护细胞膜结构、作为分子伴侣保护其他蛋白等方式维持植物正常的代谢反应。就LEA蛋白的分类、结构、抗逆机制以及在植物抗逆改良中的应用进行了简要综述。     

植物NAC转录因子家族在抗逆响应中的功能

NAC转录因子是植物特有的一类转录因子,其共同特点是在N端含有一段高度保守的约150个氨基酸组成的NAC结构域,而C端为高度多样化的转录调控区。NAC转录因子是具有多种生物功能的新型转录因子,在植物细胞次生壁的生长、植物顶端分生组织形成、植物侧根发育等生长发育过程以及作物的品质改良中具有重要作用。此外,研究表明NAC转录因子在植物抗逆反应中也具有重要的调控作用。本文综述了近年来NAC转录因子家族在植物抗逆中的研究进展。     

一氧化氮在植物体内的来源和功能

一氧化氮(nitric oxide,NO)是生物体内重要的活性分子。NO参与了动物体内血管松弛、神经传递及免疫防御反应等一系列生理功能而被认为是可扩散的多功能第二信使。在植物体内NO也是一种广泛存在的信号分子,参与调节了许多重要的生理过程如生长、发育、抗病防御反应、细胞程序性死亡和抗逆反应。对NO在植物体内的来源、信号转导、调节植物生长发育和对胁迫的响应方面所发挥的作用进行了综述,并讨论了其潜在的一些功能。     

一氧化氮与植物胁迫响应

综述了NO分子在植物耐受生物胁迫和非生物胁迫中的作用,以及植物的NO信号转导过程中cGMP途径和其它途径的研究进展,并对以后的研究作一些展望.     

水曲柳FmJAZ1基因在非生物胁迫中的响应模式和激素诱导表达分析

克隆FmJAZ1基因,明确其在低温和NaCl胁迫中的响应模式和激素诱导下的转录表达特性。通过基因克隆的方法得到水曲柳中的FmJAZ1基因,利用生物信息学软件对所得到的序列进行分析并构建系统进化树,对水曲柳FmJAZ1基因进行了时空表达特异性的分析,对根、茎、叶、芽、雄花、雌花、种子等7个部位以及在5-9月5个月份分别取样,对水曲柳进行低温(4℃)和盐胁迫(200 mmol/L NaCl)2种非生物胁迫处理以及脱落酸(ABA)、赤霉素(GA3)、生长素(IAA)、茉莉酸(JA)、水杨酸(SA)等激素信号诱导处理,然后对试验材料进行荧光定量分析。克隆出全长为684 bp的核苷酸序列。生物信息学软件分析得到JZA1基因具有完整的开放阅读框,编码227个氨基酸,JAZ1蛋白不含有信号肽,不属于跨膜蛋白,为不稳定亲水性蛋白。时空表达结果显示,FmJAZ1基因在茎中表达量最高,且在8月份表达量最高;非生物胁迫结果表明低温处理后FmJAZ1在6h、24h表达量较高;而NaCl处理后,在24 h表达量较高,且该基因响应低温胁迫较NaCl胁迫迅速;激素信号诱导结果显示,处理后不同时间,基因表达量变化较为明显,其中GA3处理后3h最为明显,为对照组的77.3倍,分析了FmJAZ1基因在低温、NaCl胁迫和激素诱导下的表达模式。FmJAZ1基因充分响应了逆境胁迫和激素信号诱导,通过蛋白和基因层面对逆境进行响应,JAZ蛋白在其中起到了桥梁的作用,并扮演了重要的角色。     

Recent advances in ABA signaling

Abscisic acid (ABA) is a major plant hormone that controls germination, seedling growth, and seed development. During the vegetative phase, ABA plays a key regulatory role in adaptive responses to common abiotic stresses, such as drought, high salinity, and cold. In seeds, ABA modulates the synthesis of storage components and prevents the precocious germination of embryos. ABA-regulated processes are critical for plant growth and survival, especially under unfavorable environmental conditions. Numerous genetic and biochemical studies to delineate signal transduction pathways have led to the identification of a large number of ABA signaling components. However, our knowledge about specific response pathways is still fragmentary. Over the past several years, significant progress has been made in identifying key regulators of early events in the ABA response. In this short review, new advances in ABA signaling research, especially those focused on ABA receptors, will be summarized.     

山新杨PdPapWRKY51基因在胁迫条件下的组织表达模式

为了筛选和验证提高杨树抗逆性的基因,基于受木霉菌或链格孢菌诱导后的山新杨叶片转录组文库,克隆得到1个关键的响应基因,命名为PdPapWRKY51。该基因编码蛋白为WRKY家族IIc类转录因子。其编码蛋白PdPapWRKY51为非跨膜亲水性蛋白,定位于细胞核。利用实时定量聚合酶链式反应（RT-qPCR）技术研究了PdPapWRKY51在山新杨幼苗不同组织中的表达水平,发现其在植株中广泛表达,根中表达最高。研究了PdPapWRKY51在盐、碱、PEG、5种植物病原真菌、植物激素分别诱导48 h后的表达变化,发现其表达水平受碱胁迫影响较大;尖孢镰刀菌（Fo）、核盘菌（Cc）和细链格孢菌（Aa）使其茎尖表达显著上调;Fo使其叶表达显著上调;金黄壳囊孢菌和Aa使其根内表达显著上调。PdPapWRKY51的表达广泛受水杨酸诱导;茉莉酸或脱落酸诱导仅使其茎尖表达上调,而根中表达下调。本研究揭示了PdPapWRKY51基因响应多种诱导的组织特异性表达谱,为进一步研究其功能及培育相关高抗杨树品种提供依据。     

番茄SlMYBL基因的克隆、生物信息学及表达特性分析

MYB转录因子构成了植物体内最大的转录因子家族之一;参与植物生长发育和代谢;是一种重要的转录因子。根据NCBI数据库登录的番茄序列;通过RT-PCR方法从野生型番茄AC⁺⁺中克隆得到全长为1 630 bp基因片段;生物信息学分析表明;该基因ORF为1 245 bp;编码414个氨基酸;该编码蛋白有保守的DNA结合域：MYB-like、C-末端和多个磷酸化位点;主要定位于线粒体基质和细胞质中;根据其结构域该基因命名为SlMYBL。二级结构预测显示SlMYBL蛋白含有26.33%的α螺旋;65.46%的无规则卷曲和6.28%的延伸链及1.93%的β折叠。表达模式分析表明;SlMYBL在成熟叶、茎及萼片中表达量较高。荧光定量PCR分析表明SlMYBL基因表达量受外源激素IAA、ABA等的诱导。非生物胁迫结果表明;在高温、低温、伤害和盐处理中该基因表达也受到不同程度的诱导。该实验结果为进一步研究SlMYBL基因在番茄生长发育过程中的功能奠定了基础。     

香蕉中4条乙醇脱氢酶基因的克隆及表达分析

该研究采用RACE技术从香蕉中克隆了4条乙醇脱氢酶基因——MaADH1(GenBank No.KM253748)、MaADH2(GenBank No.KM253749)、MaADH3(GenBank No.KM253750)、MaADH4(GenBank No.KM253753),且在核苷酸水平上4条基因与2A基因组中的乙醇脱氢酶同源性较高;遗传进化树分析显示,MaADH2、MaADH3和MaADH4属于乙醇脱氢酶第I类,而MaADH1不属于第I类,也不属于第Ⅲ类。半定量RT-PCR分析显示,4条基因在不同器官中的表达量不同;不同激素、不同非生物胁迫以及生物胁迫处理后4条基因的表达显示,MaADH2受ABA、乙烯、茉莉酸、水杨酸、干旱和涝害诱导表达,最大表达量分别为 19.14、 428.19、 68.21、 61.79、53.73和108.43;MaADH3受盐胁迫诱导表达,最大表达量为220.27;MaADH1和MaADH4在不同处理后的表达量变化不明显。研究表明,在香蕉中MaADH2可以作为ABA、乙烯、茉莉酸、水杨酸、干旱和涝害的标记基因,MaADH3可以作为盐害的标记基因。     

镉毒害下植物氧化胁迫发生及其信号调控机制的研究进展

土壤重金属污染引发了一系列严峻的环境问题.其中,镉(Cd)是生物毒性最强的重金属元素之一.活性氧(ROS)过量积累引起的氧化胁迫,是Cd毒害植物的主要原因之一.本文围绕Cd胁迫引起的ROS积累及清除过程,重点阐述介导上述过程的一些信号调控物质包括一氧化氮(NO)、钙(Ca)、植物激素如生长素(IAA)和脱落酸(ABA)等及有丝分裂原活化蛋白激酶(MAPKs)的变化及其在缓解Cd诱导的氧化胁迫中的作用,以期为今后植物抗Cd胁迫生理生化机制的研究提供一定的理论依据.     

AP2/ERF转录因子调控植物非生物胁迫响应研究进展

低温、干旱、高盐和缺氧等多种不良环境影响植物的生长发育, 植物通过长期进化形成复杂的调节机制来适应这些不利条件。AP2/ERF是植物特有的转录因子, 在各种胁迫响应过程中发挥关键调控作用。近年来, 越来越多的研究表明, 植物激素介导的信号级联通路与逆境胁迫响应关系密切, AP2/ERF转录因子可与激素信号转导协同形成交叉调控网络。许多AP2/ERF转录因子通过响应植物激素脱落酸和乙烯, 激活依赖或不依赖于脱落酸和乙烯的胁迫响应基因的表达。此外, AP2/ERF转录因子参与赤霉素、细胞分裂素和油菜素内酯介导的生长发育和胁迫应答。该文简要综述了AP2/ERF转录因子的结构特征、转录调控、翻译后修饰、结合位点、协同互作蛋白及其参与调控依赖或不依赖激素信号转导途径的非生物胁迫响应研究进展, 为解析不同AP2/ERF转录因子在调控激素和胁迫响应网络中的作用提供理论依据。     

番茄 SlDP1 基因的克隆、生物信息学及表达特性分析简

DP基因属于DP/E2F转录因子家族,其编码的蛋白是E2F蛋白的二聚化分子伴侣,可能参与调控细胞周期、DNA复制、生长、分化、凋亡等多种细胞进程。根据SGN数据库登录的番茄序列,通过RT-PCR方法从野生型番茄中克隆了一个DP基因,命名为SlDP1。生物信息学预测,SlDP1蛋白定位于细胞核,具有保守的DNA结合域、二聚化区域和C-末端及多个磷酸化位点。蛋白质二级结构预测SlDP1蛋白含51.50%的环状结构,34.55%的α螺旋和2.66%的β折叠。荧光定量PCR分析外源激素对野生型番茄SlDP1基因表达量的影响,发现该基因受外源性乙烯前体ACC的诱导。对环境因子应答的RT-PCR结果表明,在伤害和盐处理的叶中该基因表达不受诱导,而盐处理的根中该基因表达量提高。SlDP1基因表达模式分析表明,该基因在根、花、萼片及成熟时期果实中表达量较高。这些结果为进一步研究SlDP1基因在番茄生长发育过程的功能奠定了基础。