植物干旱诱导蛋白研究进展

植物在干旱环境下会产生干旱诱导蛋白.干旱诱导蛋白与干旱诱导基因是当前植物逆境生理学研究的热点之一.根据近年的研究进展,本文就干旱诱导蛋白的类型、特性、功能作了简要综述.     

小麦干旱诱导蛋白及相关基因研究进展

干旱胁迫条件下,小麦相关基因受到激活并表达产生干旱胁迫蛋白,主动适应干旱环境、维持个体存活和产量形成。介绍了小麦中一些干旱诱导蛋白及相关基因的研究进展,包括不同小麦品种、胁迫程度、发育阶段的差异性反应和共性特征、对主要干旱信号物质ABA和Ca²⁺的差异应答、以及新近发现的干旱诱导蛋白及相关基因的生物学特性及主要功能等。对于干旱诱导蛋白来说,研究手段和目标从过去以单向电泳技术为主、揭示蛋白条带的表达差异转到现在以双向电泳技术为主、以揭示蛋白质组中干旱诱导蛋白结构和功能的耦合。对于干旱诱导蛋白相关基因来说,研究内容主要包括功能基因和调控基因两大类,功能基因研究主要集中在LEA蛋白基因和透物质合成酶基因等几大类型上,而调控基因研究主要集中在转录因子和蛋白激酶等相关基因及其作用。对干旱诱导蛋白及相关基因在小麦栽培管理和产量育种中的应用前景展开了讨论。     

模拟干旱诱导对藜抗旱力的影响

以藜为研究材料,经过５年人工模拟干旱诱导,测定其耐旱形态结构及生理特征的改变以探讨提高植物抗旱的途径．结果表明,经模拟干旱诱导后藜叶片典型耐旱特征增加：叶片厚度和肉质度增加,比叶面积、饱和渗透势和蒸腾速率下降,渗透调节能力和持水力增强,临界饱和亏值增大,蒸腾效率提高．经干旱诱导形成耐旱特征后收获的种子种植于正常供水环境中长成的植株仍能保持其已形成的耐旱特征,在重度干旱胁迫下经过干旱诱导的植株各抗旱指标与对照相比有明显差异（Ｐ＜０．０１）,证明藜是耐旱可变植物,可通过干旱诱导锻炼提高其抗旱性．     

几种CAM植物PEP羧化酶同工酶的比较研究

比较研究几种兼性和专一性ＣＡＭ植物材料的ＰＥＰＣ同工酶表明：经自然干旱诱导,兼性ＣＡＭ植物露花（Ｍｅｓｅｍｂｒｙａｎｔｈｅｍｕｍｃｏｒｄｉｆｏｌｉｕｍ）、长药景天（Ｓｕｄｕｍｓｐｅｃｔａｂｉｌｅ）有新的ＰＥＰＣ同工酶的出现,诱导前后各同工酶的天然分子量变化不大;而土三七（Ｓｅｄｕｍａｉｚｏｏｎ）则没有新的ＰＥＰＣ同工酶出现,但诱导后其同工酶的天然分子量有所增大。以上几种兼性ＣＡＭ植物的ＰＥＰＣ同工酶酶谱无明显昼夜变化。专一性ＣＡＭ植物的ＰＥＰＣ酶谱和天然分子量均较一致,亦无昼夜差异。     

三氟啦嗪（TFP）、ABA处理对小麦幼苗及悬浮培养细胞中诱导蛋白的影响

水分胁迫及ABA处理能诱导丰抗8号小麦幼苗及其悬浮培养细胞中44.2kD蛋白亚基的产生或大量合成。不同浓度的CaM抑制剂三氟啦嗪（Trifluoperazine)处理,对丰抗8号小麦幼苗在水分胁迫时产生的44.2kD蛋白亚基没有明显抑制作用,对悬浮培养细胞中由ABA＋PEG所诱导的该蛋白含量的升高影响较小,但能抑制细胞中由ABA诱导的44.2kD蛋白亚基百分含量的增加。表明由单纯激素（ABA）引起的信号传递途径可能与CaM有关,且较为简单,而水分胁迫或水分胁迫＋ABA引起的信号传递途径可能比单纯激素引起的胞人信号传递过程更复杂。     

干旱和ABA对同核异质冬小麦叶片蛋白的影响

利用双向凝胶电泳研究了冬小麦核质杂种NC4、NC37和它们的核供体丰抗13的3个品种幼苗在水分胁迫和外施ABA条件下叶片中蛋白质代谢的变化。结果表明水分胁迫可抑制3种小麦叶片中一些蛋白质合成,使蛋白数量减少,而在NC4、NC37两个核质杂种中有1个PI5.8、20kD的新合成蛋白点出现,根部外伤ABA也可诱导该蛋白合成,核供体丰抗13幼苗中,ABA可诱导合成该蛋白,而水分胁迫时该蛋白没有出现,表明该蛋白由核基因编码,而其表达可能由细胞质中与ABA有关的某种机制调控。     

水稻OsNRT1-d启动子的分离和功能分析

采用PCR技术,从水稻基因组中分离到OsNRT1-d读码框上游2 019 bp序列.序列分析表明:在起始密码ATG上游-189 bp和-127 bp处分别存在CAAT-box和TATA-box,具有典型的启动子结构.推测的转录起始位点CAC位于起始密码ATG上游-93 bp处.将OsNRT1-d启动子5′-端系列缺失后,分别与GUS报告基因融合,获得的NRT2019∷GUS、NRT1196∷GUS 和NRT719∷GUS转基因载体.农杆菌介导转化水稻,获得的转基因水稻均能启动下游GUS报告基因在水稻的根、叶、花颖和种子中表达;将转基因水稻幼苗放在滤纸上紧急干旱处理和用15% PEG6000进行模拟干旱处理,GUS基因的表达量明显升高,且干旱应答元件在-719 bp～-1 bp的范围内;GUS活性分析表明:OsNRT1-d启动子对ABA、NaCl、(NH4)2SO4、KNO3和Gln等信号没有应答反应.     

植物耐旱的分子基础及植物耐旱基因工程的研究进展

对植物耐旱的分子基础、干旱诱导基因的表达和作用以及植物抗旱基因工程研究的进展作一概述.     

干旱影响露花叶片PEP羧化酶蛋白合成的同位素证据

After drought treatment, marked increase in quantity of PEPcarboxylase protein in the leaves of M. cordifolium, an inducible CAM plant, was shown by SDS-PAGE and western immunoblot (Fig. 1). Further investigation with incorporation of L-[~(35)S] methionine into leaf discs and immunoprecipitation revealed that de novo synthesis of PEP-carboxylase protein was responsible for this increase (Fig. 2).     

24-表油菜素内酯对干旱胁迫下辣椒叶片快速叶绿素荧光诱导动力学曲线的影响

以辣椒品种“超辣九号”为试材,采用15%的PEG6000模拟干旱,研究了0.1μmol·L^-1外源24-表油菜素内酯(EBR)处理对干旱胁迫下辣椒叶片快速叶绿素荧光诱导动力学曲线(OJIP)的影响。结果表明:干旱胁迫降低了辣椒叶片的光化学效率和光合性能,导致干旱光抑制的发生。干旱胁迫既损伤了辣椒叶片PSⅡ供体侧放氧复合体(OEC),同时也对PSⅡ反应中心和受体侧造成伤害,阻碍了光合电子传递;干旱胁迫还导致单位叶面积有活性反应中心数目(RC/CS)的下降,并降低了单位叶面积吸收的光能(ABS/CS)、捕获的光能(TRo/CS)和进行电子传递的能量(ETo/CS),同时诱导了单位叶面积热耗散(DIo/CS)的增加。这说明辣椒遭受干旱胁迫后启动了相应的防御机制,一方面通过PSⅡ的可逆失活减少光能吸收与传递,另一方面通过促进热耗散减少过剩激发能的积累。EBR处理改善了干旱胁迫下辣椒叶片PSⅡ受体侧的电子传递,缓解了单位叶面积有活性反应中心数目的减少,优化了光合电子传递的进行,并维持相对较高的热耗散能力,从而减轻了干旱光抑制程度,对干旱胁迫下辣椒叶片光合机构和光合性能起到保护作用。