植物根源逆境信使及其产生和传输

植物不仅仅是恶劣环境的被动受害者 ,而且它也具有对环境变化快速感知和主动适应的能力 ,逆境信息传递就是其适应不良环境的重要策略。本文主要介绍了环境胁迫下 ,调控植物地上部的根源信使、信使的产生和传输以及气孔运动对根源信使的响应机制等方面的研究进展。     

胞外多肽信使的氨基酸偏好特征研究及应用

植物细胞外多肽信使已经被证实是植物信号转导中重要的第一信使。通过运用生物信息学的方法,分析比较了已知的植物、动物及微生物的胞外多肽信使的氨基酸序列,发现这些来自不同种的胞外多肽信使具有共同的氨基酸偏好特征。利用在线工具对胞外多肽信使的氨基酸偏好特征进行了验证,并根据细胞外多肽信使的氨基酸偏好特征推测了新的植物胞外多肽信使,这些结果对发现新的植物胞外多肽信使将会有所帮助。     

钙信使在植物适应非生物逆境中的作用

综述了非生物逆境胁迫下植物体内钙信号的产生,特点及植物在适应逆境中钙信使系统的可能作用。     

植物体内的钙信使系绕

Ca对植物不仅仅是一种大量营养元素,更重要的是作为偶连胞外信号与胞内生理生化反应的第二信使,作为植物代谢和发育的主要调控者。本文介绍了Ca在植物细胞中的分布及其体内平衡机制,以及Ca2+信使系统调控的植物生理生化过程,讨论了外界信号通过Ca2+信使系统的传递和表达过程,Ca2+信使系统对基因表达的可能影响,以及Ca2+信使系统的作用机制,并提出了今后的研究方向。     

植物细胞信号系统

植物体生活在纷繁复杂的外界环境中，其内部必然存在一定的机制以感受环境因子（光、重力、渗透压等）的不断变化并作出相应的反应，从而适应环境，维持自身的生长发育。植物细胞信号系统即执行着这一功能，它是外界刺激与细胞反应间的中介。1钙信使系统最早被发现的植物信号系统是钙信使系统。钙作为营养物质对植物生长发育的重要性已众所周知。从70年代末，人们又发现钙还可作为外界刺激的第二信使来调节植物的生理生化反应。1．1植物中具有钙信使系统由于质膜及细胞器膜（液泡膜、内质网膜、线粒体膜等）上的Ca‘”－ATP酶具有钙泵功能…     

植物细胞中的抗寒物质及其与植物抗冷性的关系

论述存在于植物细胞中的抗寒物质,着重介绍植物细胞内的信使物质,并对胞内信使Ｃａ＾２＋与植物抗冷性的关系进行了讨论,指出Ｃａ＾２＋在抗冷力形成中的作用,以及研究胞内信使在调节植物抗冷性机理中尚存在的困难及必须解决的问题。     

植物体内的钙信使系统

Ca对植物不仅仅是一种大量营养元素,更重要的是作为偶连胞外信号与胞内生理生化反应的第二信使,作为植物代谢和发育的主要调控者。本文介绍了Ca在植物细胞中的分布及其体内平衡机制,以及Ca~(2+)信使系统调控的植物生理生化过程,讨论了外界信号通过Ca~(2+)信使系统的传递和表达过程,Ca~(2+)信使系统对基因表达的可能影响,以及Ca~(2+)信使系统的作用机制,并提出了今后的研究方向。     

胡萝卜培养细胞的盐适应蛋白

近年来植物离体培养细胞盐适应蛋白的发现以及盐影响下植物信使 RNA 体外转译产物的研究,为耐盐分子机理的研究和耐盐基因的鉴定和克隆开辟了道路。烟草细胞在适应1—2.5%NaCl 之后,细胞蛋白质合成发生变化,特别是26kD 的蛋白质大量积累。体内标记实验表明,细胞从不加 NaCl 的培养基转到加有1%     

植物对盐渍逆境的适应

主要讨论植物是如何对盐渍环境适应的,盐渍环境对植物产生两种胁迫因子－－渗透胁迫和离子胁迫,前者有水困难,后者对植物代谢生理功能产生毒害。植物要适应盐渍环境必须具备克服这两胁迫的能力。陆生植物对盐渍环境的适应方式在克服盐离子每害方面主要有3种：衡盐、泌盐和拒盐;在克服渗透胁迫方面主要是渗透调节。海洋植物的适应方式则较为复杂,既要适应盐渍环境,又要适应水环境。     

细胞氧化应激机制与植物抗冷性机理的研究

本文论述了细胞中氧化应激的机制,讨论了植物细胞在冷害和冷适应过程中,氧化应激的现象,着重强调氧化应激是植物进行冷适应调节的机制之一．近年来,活性氧如Ｈ２Ｏ２作为引起细胞反应的信使物质越来越受到关注,并取得了一定的研究进展,本文将对此作一简要的综述,并讨论细胞的氧化应激与调节细胞抗冷性的关系．     

植物根系形态对低磷胁迫应答的研究进展

本文综述了近年来植物对磷营养高效吸收有关的根系形态方面的研究进展, 总结了植物适应低磷胁迫的根系形态特征, 以及植物适应低磷胁迫根系形态变化的激素调控的内在机制, 着重阐述了植物适应低磷根系形态变化的分子生物学基础, 并对开展此类工作的有效途径进行了探讨。     

植物根系形态对低磷胁迫应答的研究进展

本文综述了近年来植物对磷营养高效吸收有关的根系形态方面的研究进展,总结了植物适应低磷胁迫的根系形态特征,以及植物适应低磷胁迫根系形态变化的激素调控的内在机制,着重阐述了植物适应低磷根系形态变化的分子生物学基础,并对开展此类工作的有效途径进行了探讨.     

Salt modulates gravity signaling pathway to regulate growth direction of primary roots in Arabidopsis

Plant root architecture is highly plastic during development and can adapt to many environmental stresses. The proper distribution of roots within the soil under various conditions such as salinity, water deficit, and nutrient deficiency greatly affects plant survival. Salinity profoundly affects the root system architecture of Arabidopsis (Arabidopsis thaliana). However, despite the inhibitory effects of salinity on root length and the number of roots, very little is known concerning influence of salinity on root growth direction and the underlying mechanisms. Here we show that salt modulates root growth direction by reducing the gravity response. Exposure to salt stress causes rapid degradation of amyloplasts in root columella cells of Arabidopsis. The altered root growth direction in response to salt was found to be correlated with PIN-FORMED2 (PIN2) messenger RNA abundance and expression and localization of the protein. Furthermore, responsiveness to gravity of salt overly sensitive (sos) mutants is substantially reduced, indicating that salt-induced altered gravitropism of root growth is mediated by ion disequilibrium. Mutation of SOS genes also leads to reduced amyloplast degradation in root tip columella cells and the defects in PIN2 gene expression in response to salt stress. These results indicate that the SOS pathway may mediate the decrease of PIN2 messenger RNA in salinity-induced modification of gravitropic response in Arabidopsis roots. Our findings provide new insights into the development of a root system necessary for plant adaptation to high salinity and implicate an important role of the SOS signaling pathway in this process.     

Abscisic Acid and cytokinin contents of leaves in relation to salinity and relative humidity

The question is raised whether the hormonal modifications in a plant exposed to osmotic root stress result directly from the decrease in water potential of the root environment or from disturbances of the plant's water balance.     

植物根系耐盐机制的研究进展

植物根系能够摄取土壤环境中的养分与水分,在植物的生长发育中起重要的作用。植物根系由于直接与土壤环境相接触会受到非生物胁迫较大的影响。盐胁迫是主要的非生物胁迫之一,对植物根系会产生较大的伤害。综述根系在组织形态和细胞水平上对盐胁迫的应答,以及根系响应盐胁迫的信号传导途径、转录因子与基因,对植物根部耐盐机制的解析和植物耐盐基因工程工具基因的挖掘具有重要意义。     

丛枝菌根真菌与植物共生对植物水分关系的影响及机理

自1885年Frank首次提到菌根(mykorhiza)概念以来,大量的试验证实了丛枝菌根真菌(AMF)与植物根系之间形成具有一定结构和功能的共生体,促进植物生长并提高干旱耐受能力,在干旱生态系统中发挥重要的作用。该研究多集中在对宿主植物生理生态的影响及其机制方面,然而菌根共生对宿主植物水分吸收和信号产生、传递的影响研究少而分散,缺少系统总结。综述了最近四十多年丛枝菌根真菌与植物共生体对宿主植物干旱适应性影响研究进展,讨论了菌根共生对植物根冠通讯的影响及机理。干旱胁迫下AMF与植物共生,通过影响宿主植物一系列生理生态过程,提高宿主植物横向根压和纵向蒸腾拉力。经典的Ohm吸水模型是该方向最有代表性的研究成果,该模型揭示了菌根共生的根外菌丝具有不同于根细胞的细胞结构和水分运输性能,这为宿主植物提供一种特殊的快速吸水方式,可提高植物对土壤水分的吸收和运输能力。研究表明,AMF会影响宿主植物根冠通讯过程,如诱发信号级联反应,诱导根系尽早感知水分胁迫并产生非水力根源信号,提高宿主对干旱的耐受性。讨论了AMF在根冠通讯分子机制研究方面存在的问题及可能的解决途径,展望了AMF在干旱农业生产中的应用潜力。     

植物化学通讯研究进展

 生物的信息传递是生命科学中引人入胜的研究领域之一,生物种间种内和个体内都存在着物理和化学等各种信息交流方式。植物种间种内是否通过物理信号进行通讯交流还是一个未知数,但邻近的同种或异种植物通过化学物质为媒介的通讯关系确是客观存在的。最近,愈来愈多的研究证明：许多陆生植物种可以合成并释放特定的次生物质,这些次生物质可以通过空气和土壤两种载体进行信息传递,尤其是在植物受到侵袭和寄生条件下。茉莉酮酸甲酯、水杨酸甲酯和乙烯等挥发性次生物质被确证为以空气为媒介进行植物种间和种内通讯的化学信号分子。植物根分泌的黄酮和氢醌等分子也可以经土壤媒介传递信息。由于在自然条件下植物根系分泌物的收集和活性信号分子的俘获及鉴定技术还未能突破,这增加了以土壤为媒介的植物种间和种内化学通讯关系研究的难度。但不论如何,植物的化学通讯是植物种间和种内交流的主要方式,植物间的化学通讯关系的研究还处于突破的前夜,这方面的任一研究成果都会引起世界性的关注。因此,破译植物种间和种内化学通讯密码具有重要的学术价值。     

NO and ROS implications in the organization of root system architecture

Over the past decades the role of nitric oxide (NO) and reactive oxygen species (ROS) in signaling and cellular responses to stress has witnessed an exponential trend line. Despite advances in the subject, our knowledge of the role of NO and ROS as regulators of stress and plant growth and their implication in signaling pathways is still partial. The crosstalk between NO and ROS during root formation offers new domains to be explored, as it regulates several plant functions. Previous findings indicate that plants utilize these signaling molecules for regulating physiological responses and development. Depending upon cellular concentration, NO either can stimulate or impede root system architecture (RSA) by modulating enzymes through post-translational modifications. Similarly, the ROS signaling molecule network, in association with other hormonal signaling pathways, control the RSA. The spatial regulation of ROS controls cell growth and ROS determine primary root and act in concert with NO to promote lateral root primordia. NO and ROS are two central messenger molecules which act differentially to upregulate or downregulate the expression of genes pertaining to auxin synthesis and to the configuration of root architecture. The investigation concerning the contribution of donors and inhibitors of NO and ROS can further aid in deciphering their role in root development. With this background, this review provides comprehensive details about the effect and function of NO and ROS in the development of RSA.     

Microbial ACC-Deaminase: Prospects and Applications for Inducing Salt Tolerance in Plants

Salinity is one of the most important stresses that hamper agricultural productivity in nearly every part of the world. Enhanced biosynthesis of ethylene in plants under salinity stress is well established. Higher ethylene concentration inhibits root growth and ultimately affects the overall plant growth. Overcoming this ethylene-induced root inhibition is a prerequisite for successful crop production. Recent studies have shown that ethylene level in plants is regulated by a key enzyme 1-aminocyclopropane-1-carboxylicacid (ACC)-deaminase. This enzyme is present in plant growth-promoting bacteria (PGPR) and lowers the ethylene level by metabolizing its precursor ACC into α-ketobutyrate and ammonia (NH₃). Inoculation of plants under salinity stress with PGPR having ACC-deaminase activity mitigates the inhibitory effects of salinity on root growth by lowering the ethylene concentration in the plant. This in turn results in prolific root growth, which is beneficial for the uptake of nutrients and maintenance of growth under stressful environment. The present review critically discusses the effects of salinity stress on plant growth with special reference to ethylene production and the effects of rhizobacteria containing ACC-deaminase on crop improvement under salinity stress. It also discusses how much progress has been made in producing transgenic lines of different crops over-expressing the gene encoding ACC-deaminase and how far such transformed lines can tolerate salinity stress.