植物耐热性及热激信号转导机制研究进展

随着温室效应的加剧,全球气候变暖已经成为现代农业生产体系所面临的严峻挑战．高温灾害性气候是影响作物产量的一种主要的非生物胁迫．因此,对于农作物生产而言,研究植物耐热信号转导机制不仅有重要的科学意义,而且有现实的紧迫性．最近几年,在阐明植物耐热信号转导机制的研究方面取得了很多重要的进展,这些进展涵盖植物高温胁迫的感受机制、热激转录因子和热激蛋白的表达调控、热激转录因子结合蛋白参与耐热性调控的分子机制等几个主要的方面．热胁迫影响细胞膜系统、RNA、蛋白质的稳定性,同时改变酶的活性和细胞骨架系统．当热胁迫来临时,植物的转录组会发生显著变化,所涉及的基因大约占基因组的2％．这些高温胁迫响应基因构成了热激响应网络,是植物抵御热胁迫的第一道防线．植物的耐热性分为基础耐热性和获得性耐热性．基础耐热性是植物固有的耐热性．获得性耐热性是温和的热驯化诱导的耐热性．获得性耐热性状的形成反映了植物在自然生长环境下适应高温胁迫的生理机制．     

观赏植物耐热性研究进展

本文针对近十年国内外植物耐热性研究现状,综述高温胁迫下植物解剖结构和细胞微观结构的变化,高温胁迫对光合作用、蒸腾作用、渗透调节等生理特性及相关基因表达的影响,并总结提高植物耐热性的措施,为今后观赏植物耐热性研究提供参考。     

水稻生殖发育期耐热性的分子遗传机制研究进展北大核心CSCD

水稻在生殖发育期对高温胁迫非常敏感,高温热害已经成为水稻生产最重要的限制因子之一。阐明水稻在生殖发育期耐热性的分子遗传机制,挖掘耐热关键基因,利用基因工程以及分子标记辅助选择的方法改良水稻品种的耐热性具有重要意义。从水稻生殖发育期耐热性的数量性状基因定位(QTL)、转录以及蛋白水平的高温应答、耐热转基因研究领域的进展进行了概述。     

地方稻资源D43的开花期耐热特性研究

水稻在抽穗开花期对高温胁迫非常敏感,通过挖掘耐热资源,培育耐热水稻品种是应对高温热害最有效的方式。前期研究发现,地方稻资源D43在花期连续高温条件下能保持较高的结实率。本研究在大田和人工气候室不同高温处理下,分析了D43的开花时间与耐热性之间的相互关系。结果表明,高温能够使水稻的开花时间提前,D43表现出稳定的早花时特性,高温胁迫下的开花时间集中在8∶30~10∶00;在开花时间段恒定高温胁迫下,D43的结实率较低;但在大田高温和人工气候室模拟高温胁迫下,D43的开花时间避开了日高温段,从而表现出较高的结实率;花器官形态性状包括花药开裂率、柱头上的花粉附着数、花粉萌发数与结实率之间呈显著正相关,因此可用于评价水稻的花期耐热性。     

冷季型草坪草对高温胁迫的生理生态适应机理研究进展

高温是制约草坪草(尤其是冷季型草坪草)生长的重要生态因子之一。然而,草坪草本身都具有一定的耐热性,特别是通过其体内的一些生理和生化机制能够抵御和适应一定程度和时间的热胁迫,比如通过植物体内细胞膜膜脂组分的变化、抗氧化系统对氧自由基的清除、热激蛋白的合成以及一些其它物质代谢的渗透调节以获得耐热性,从而缓减高温对其的伤害。本文结合作者数年的研究成果,就这两个方面综述了国内外的研究进展并提出了目前有关这些方面研究的不足以及今后研究的重点,以便为揭示冷季型草坪草在夏季所受高温伤害机理以及热适应机理提供科学的理论依据和实践指导。     

抽穗扬花期高温胁迫对水稻主要品质指标的影响

高温热害对水稻生产造成了巨大的损失。利用国际水稻研究所耐热圃材料,在抽穗扬花期进行高温处理,研究了该时期高温胁迫对水稻主要品质评价指标的影响,结果如下：水稻耐热圃材料的耐热性有较大的差别,依然存在高温相对敏感材料;抽穗扬花期高温胁迫对水稻主要品质评价指标影响较大;高温胁迫对水稻籽粒的透明度、长宽比、垩白率、糊化温度和蛋白质含量等品质指标与品种的耐热性相关关系不大;高温胁迫下直链淀粉含量变化与品种耐热系数表现出显著的正相关关系（r=0.659 78）;高温胁迫下胶稠度变化与不同水稻品种的耐热系数呈显著的负相关关系（r=-0.516 70）。     

高温胁迫下华南茄子的耐热性表现及其鉴定指标的筛选

以6份茄子为材料研究了高温胁迫对幼苗热害指数、细胞膜相对电导率、脯氨酸含量的影响及其与田间自然鉴定结果的对应关系,结果表明,分段高温处理的热害指数和连续高温处理下的细胞膜电导率可以有效区分不同茄子材料幼苗的耐热性,且两者鉴定结果与田间鉴定结果基本一致,可作为茄子苗期室内快速鉴定的首选指标;脯氨酸含量变化没有规律,较难反映不同茄子幼苗间的耐热性差异;此外,对青枯病的抗性可以作为南方茄子耐热性综合评价的辅助指标.春季和秋季茄子开花、结果的比较研究表明,高温胁迫下坐果率、商品果率、果长、单果重和商品果产量有较大幅度下降,但不一定造成茄子正常花率的降低,果周径所受影响也较小.     

江西省早稻品种抽穗扬花期耐热性鉴定评价研究

在自然条件和人工温室模拟极端高温胁迫下对江西省生产上推广种植的37份早稻品种进行抽穗扬花期耐热性鉴定评价。以高温胁迫下结实率和结实率降低率为评价指标,对参试品种的耐热性进行综合评价。方差分析结果表明,杂交水稻组合间在自然条件和高温胁迫下结实率及结实率降低率接近显著水平,说明杂交水稻组合间耐热性存在一定的差异;而常规水稻品种间在自然条件和高温胁迫下结实率及结实率降低率差异不显著,说明常规水稻品种间耐热性的差异较小。2013年高温胁迫下平均最高气温(41.3℃)比2012年高0.9℃的情况下,杂交水稻平均结实率比2012年降低8.9%,而常规水稻平均结实率仅降低1.72%,常规水稻平均结实率的降低幅度明显低于杂交水稻;常规水稻品种的耐热性强于杂交水稻组合。2013年自然条件下最高气温(36.8℃)比2012年高1.3℃,但杂交水稻和常规水稻的平均结实率反而比2012年分别高5.6%和15.0%,这可能是由于2013年自然条件下相对湿度(81.4%)比2012年高(高14.4%)所致,说明气温高于适宜的生育温度时,相对湿度的增加有助于增强水稻品种的耐热性。五丰优623、陵两优611、株两优819、株两优312等4个杂交水稻组合和湘早籼7号、嘉育948、中早35、中早25等4个常规稻品种在高温胁迫下表现为较高的结实率且结实率降低率较低,认为可作为耐高温水稻品种在水稻生产和育种中加以利用。     

不同棉花种质资源耐热性的田间鉴定

随着全球气候变暖,高温胁迫已经成为影响棉花产量的主要因素之一。中国棉花种植区,在7月和8月棉花花铃高峰期经常出现周期性极端高温胁迫,导致蕾铃脱落,降低了产量,因此棉花耐热性种质的筛选迫在眉睫。本试验在新疆吐鲁番自然高温条件下,调查200份不同棉花种质资源的脱落率、花粉活力、叶片萎蔫程度、花粉形态、不孕子率等田间性状。然后选择29份不同耐热性种质在河南安阳种植,调查30、35、40、45和50℃离体培养条件下的花粉萌发率。不同耐热性种质资源在自然高温条件下的鉴定指标和室内离体培养花粉萌发率存在着极显著的差异。而且不同鉴定指标间也存在着不同的相关性。结合田间调查结果和花粉离体培养萌发率,将29份种质划分为耐高温型、较耐高温型、高温较敏感型和高温敏感型种质,并初步确定了耐热性的鉴定指标。     

高温胁迫对萝卜幼苗生长及相关基因表达的影响北大核心CSCD

该研究以耐热性较强的11162-3-1T-1和对热敏感的Wr129A2A1萝卜高代自交系为试材,对比分析40℃高温处理对萝卜幼苗的生长表型、光合特性、渗透调节、抗氧化能力以及热激胁迫相关基因表达情况的影响,以揭示萝卜苗期对高温胁迫的生理响应机制。结果表明:(1)在田间自然高温下,11162-3-1T-1长势正常,Wr129A2A1长势较弱、越夏死株率100%;人工40℃高温胁迫处理24 h后,11162-3-1T-1仍然保持绿色,在适温条件下恢复生长1周后全部成活,而Wr129A2A1脱水严重,植株萎蔫、干枯变黄、甚至整株枯死,适温下无法恢复。(2)两个萝卜品系苗期叶片光合系统Ⅱ的最大光化学量子产量(F_(v)/F_(m))和叶绿素含量在高温胁迫下均减少,但11162-3-1T-1的下降幅度明显较小。(3)在苗期高温胁迫下,两个品系叶片MDA和H_(2)O_(2)含量均升高,但11162-3-1T-1增幅明显较小;超氧化物歧化酶(SOD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性以及可溶性糖含量均呈不同程度增加,但11162-3-1T-1增幅更大;期间两个材料叶片中脯氨酸含量均未见明显变化。(4)在苗期高温胁迫下,两个品系叶片中热激胁迫相关基因RsHSP101、RsAPX2、RsSUS1、RsHSP25.3、RsHsfA2和RsGolS1表达量均呈不同程度增加,但11162-3-1T-1增幅更大。研究发现,耐热性萝卜品系11162-3-1T-1在苗期高温胁迫下的生长表型、光合特性、渗透调节能力、抗氧化能力以及热激胁迫相关基因表达等方面均比热敏感材料表现更佳,可作为培育优质早熟耐热萝卜新品种优良种质资源,该研究同时为萝卜耐高温机制解析提供了理论依据。     

音乐治疗效应的动物实验研究

近年来国内外关于音乐治疗效应的动物实验研究认为：音乐能影响动物的情绪;音乐还对动物的免疫功能、学习及记忆能力、以及动物的神经系统结构和功能等均有一定影响。该领域的研究有利于深入探索音乐疗法的作用机理。     

Time on task effects on safety

Reviewing the literature on time on task effects on safety shows contradictory evidence, especially with regard to 12 h shifts. It is argued that this might depend on methodological problems associated with the analysis of accident data, e.g. selectivity of samples, validity of data bases and study designs, especially for analyses at the company level. Analyses of aggregated data seem to indicate an exponential increase of accident risk with time on task beyond the normal working day. This is supported by some recent studies based on data from the Federal Republic of Germany.     

Perspectives on hair evolution based on some comparative studies on vertebrate cornification

Hair evolution contributed to the biological success of mammals. Hair origin from synapsid scales is speculative and requires extensive modifications of the morphogenetic process transforming lens-shaped dermis of scales into small dermal papillae in hair. Hair evolution from glands is hypothetical but is supported from studies on the signaling control of hair vs. glandular morphogenesis. Based on immunocytochemical and comparative studies, it is hypothesized that the onion-like organization of hair derived from glandular pegs which central part produced lipids and some keratin. In a following stage, involucrin, trichohyalin, and keratins were produced in the central cells of the gland and formed a solid medulla surrounded by keratinocytes of the inner root sheath. The origin of this protohair was possibly related to increased concentration of beta-catenin and other signaling molecules in epithelial cells following the evolution of a dermal papilla. The latter activated the keratogenic genes, already utilized in cells of the claws, in concentric layers of cells of the glandular peg. Lipidogenic genes were depressed. As new genes evolved in the genome of synapsids, new circular layers of keratinocytes containing specialized hard keratins and keratin-associated proteins were formed around medullary cells. The new keratinocytes probably originated the cortex separating medulla from the external cells that became the inner root sheath. The hypothesis indicates that in a following stage, the medulla was obliterated or replaced by cortical cells while the external part of the cortex formed a cuticular surface due to the different growth rate with inner root sheath cells.     

热带气旋对红树林的影响研究进展——基于文献计量分析

红树林在防风消浪、促淤保滩、固岸护堤等方面发挥重要的作用,是抵御台风、风暴潮、海岸侵蚀等自然灾害的重要天然屏障。热带气旋是红树林面临的最主要自然威胁之一,削弱了红树林对自然灾害的抵御及生物多性维持等功能发挥。然而,尽管热带气旋对红树林的影响日益受到全球的广泛关注,但缺乏对该领域研究进展的系统分析和总结。以Web of science核心集数据库为数据源,利用CiteSpace软件对1995—2021年间热带气旋对红树林影响研究进行文献计量分析和可视化图谱绘制,以厘清该领域研究的现状、趋势和热点,并揭示未来的发展方向。研究表明：（1）该领域研究年发文量随时间处于波动上升的趋势,尤其2013年后迅速增加,表明该领域的研究日益受到重视;（2）美国、澳大利亚和印度等国家在该领域的研究走在前列,美国的中介中心性最高,其次是德国,美国广泛地与德国、法国、日本等许多国家有密切合作;（3）美国佛罗里达、加勒比地区、澳大利亚北部和印度南部等是当前研究的热点区域;（4）研究热点随时间推移而不断发展,从红树林植被的干扰损害逐渐发展到固碳储碳、海岸防护等功能的影响。全球变化背景下热带气旋对红树林的影响、红树林对热带气旋干扰的弹性、基于遥感和大数据处理的模型模拟等日益受到关注,量化热带气旋对红树林功能的影响、探明热带气旋与海平面上升的关系及对红树林影响、构建完善的观测体系数据集等将是未来研究的重要方向。研究对长期关于热带气旋对红树林影响的研究进展进行定量和可视化分析,可为预测热带气旋对红树林的影响和风险、及减缓和应对其风险等研究提供借鉴参考。     

Studies on Biosynthesis on Biotin by Microorganisms

The accumulation of biotin-vitamers in the culture media of a large number of microorganisms (about 700 strains) was studied. The contents of the biotin-vitamers were quantitatively determined by microbiological assays with Lactobacillus arabinosus and Saccharomyces cerevisiae.

It was found that large amounts of biotin-vitamers were accumulated by various microorganisms such as Streptomyces, molds and bacteria, and that the yield of biotin-vitamers was enhanced by the addition of pimelic acid or azelaic acid to the media. It was also found that the main portion of the vitamers accumulated by many microorganisms did not support the growth of Lactobacillus arabinosus, while it did support that of Saccharomyces cerevisiae. The small amounts of true biotin were observed in the culture media of various Streptomyces and molds, but hardly in the culture media of bacteria.

The identification of biotin-vitamers accumulated by various microorganisms is described, and the distribution of the vitamers in microorganisms is also described.

The results presented in this paper show that the main component of the vitamers accumulated by many microorganisms is identified as desthiobiotin by anion exchange column chromatography, paper chromatography and chemical analysis. Small amounts of fraction B (unidentified vitamers) and Fraction D (biotin) were also detected in the culture media of various molds and Streptomyces. However, these fractions were not observed in the culture media of any bacteria tested.

It was also found that large amounts of an unknown biotin-vitamer was accumulated by various bacteria. The vitamer was avidin-uncombinable, and, from the paper electrophoretic studies, it was assumed that the vitamer might be an analogue of pelargonic acid.