胚胎发育晚期丰富蛋白(LEA蛋白)与植物抗逆性研究进展

胚胎发育晚期丰富蛋白(LEA蛋白)在自然条件下主要在种子发育晚期大量积累,植物LEA基因也在多种非生物胁迫下诱导表达。植物LEA蛋白是植物应对失水胁迫(包括干旱、盐碱、冷冻等)逆境的一种广泛存在的亲水性应答蛋白,具有很强的热稳定性。本论文就LEA蛋白的结构、分类、功能及抗逆性分子机制进行了概述与总结,为分离新的LEA蛋白成员,进行功能分析以及进一步发掘其潜在应用价值提供参考。     

L-阿拉伯糖对尿酸的调节作用

转录因子是一类在生物生命活动过程中起到调控作用的重要因子,参与了各种信号转导和调控过程,可以直接或间接结合在顺式作用元件上,实现调控目标基因转录效率的抑制或增强,从而使植物在应对逆境胁迫下做出反应。 WRKY转录因子在大多数植物体内都有分布,是一类进化非常保守的转录因子家族,参与植物生长发育以及响应逆境胁迫的生理过程。众多研究表明,WRKY转录因子在植物中能够应答各种生物胁迫,如细菌、病毒和真菌等;多种非生物胁迫,包括高温、冷害、高光和高盐等;以及在各种植物激素,包括茉莉酸( JA)、水杨酸( SA)、脱落酸( ABA)和赤霉素( GA)等,在其信号传递途径中都起着重要作用。 WRKY转录因子家族蛋白至少含有一段60个氨基酸左右的高度保守序列,被称为WRKY结构域,其中WRKYGQK多肽序列是最为保守的,因此而得名。该转录因子的WRKY结构域能与目标基因启动子中的顺式作用元件W￣box( TTGAC序列)特异结合,从而调节目标基因的表达,其调控基因表达主要受病原菌、虫咬、机械损伤、外界胁迫压力和信号分子的诱导。该文介绍了植物WRKY转录因子在植物应对冷害、干旱、高盐等非生物胁迫与病菌、虫害等生物胁迫反应中的重要调控功能,并总结了WRKY转录因子在调控这些逆境胁迫反应过程中的主要生理机制。     

植物蛋白激酶与作物非生物胁迫抗性的研究

干旱、盐碱、高温等非生物逆境胁迫严重影响作物生长发育、产量和品质。在遭受非生物逆境的威胁时,植物通过信号受体,可感知、转导胁迫信号,启动一系列抗逆相关基因的表达,最终缓解或抵御非生物逆境胁迫对植物造成的危害。其中,蛋白激酶和蛋白磷酸酯酶的磷酸化/去磷酸化作用在植物感受外界胁迫信号的分子传递过程中起到开关的作用。正常情况下,蛋白激酶磷酸化开启信号转导途径,启动相应的抗逆基因表达反应;当信号消失后,蛋白激酶去磷酸化将信号转导途径关闭,达到调控植物正常生长的目的。因此,蛋白激酶在调控感受胁迫信号、启动各种非生物逆境胁迫响应中起到了极其重要的作用。近年来,对植物蛋白激酶参与非生物胁迫响应的研究倍受关注。本文阐述了不同类型蛋白激酶在改良作物非生物胁迫抗性上的应用,为进一步研究提供资料。     

海藻糖对乳本以菌的抗逆保护研究

研究了在冷冻干燥,高温及冻融等胁迫条件下,海藻糖对嗜热链球菌（Streptococcus thermophillus)和植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum)菌体细胞的保护作用,结果表明在冷冻干癌过程中,海藻糖保护的细胞存活率分别达75％和33％,而对照分别为19％和1％。用90度高温处理干燥状态和溶液状态的嗜热链球菌,证明海藻糖能明显提高细胞的耐热性,用冻融法反复处理嗜热链球菌4次和8次,加海藻糖保护的细胞存活率显高于对照,在扫描下观察这些冻融细胞,加海藻糖保护的菌体细胞饱满,完整,对照则有明显的破裂,塌缩,细胞间有丝状物粘连,该结果从细胞亚显微表面结构的变化揭示了海藻糖对细菌的抗逆保护作用。     

大肠杆菌海藻糖的代谢调控

海藻糖是一种重要的抗逆物质。大肠杆菌中otsBA操纵子编码的两种酶负责海藻糖合成。otsBA基因的表达受渗透压诱导和σs因子的调节。细胞的周质海藻糖酶(treA)将外源海藻糖分解成两个葡萄糖分子。尽管大肠杆菌中渗透压诱导合成的海藻糖并不能保护细胞抗干燥,我们将otsA单个基因通过农杆菌转入烟草时,转基因株提高了耐盐和抗干燥特性,同时在转基因烟草提取物中检测到海藻糖,证明otsA基因在烟草中表达并合成海藻糖。我们认为若将otsA基因转入其它植物,可望改善这些植物的抗干旱、耐盐碱特性和延长采摘后的保鲜期 。     

棉花耐盐变异体的遗传分析

利用花粉管通道技术将耐起因三的罗布麻（Ａｐｏｃｙｎｕｍ ｖｅｎｅｔｕｍ）ＤＮＡ导入鲁棉６号,从后代中筛选出棉花耐盐变异体山农０１１。对山农０１１及其杂种后代进行了抗盐遗传和基因效应分析。结果表明：变异体的耐盐性是由核基因控制的。其遗传基因效应以加性效应为主,并存在较大的加快互作效应。该耐盐变异体可作为一良好的抗盐种质材料利用。     

十字花科黑腐病菌中一个与抗逆有关的小RNA的鉴定

十字花科黑腐病菌(Xanthomonas campestris pathovar campestris,Xcc),是引起十字花科植物黑腐病的病原菌。Xcc要经历寄生、腐生等多种环境变化,为适应这些环境变化,需要调控相应基因的表达。除蛋白外,小RNA在基因表达调控中也起到关键作用。本实验室前期实验从Xcc 8004中鉴定出数百个小RNA,但是绝大多数小RNA的功能仍然未知。本研究通过构建一个小RNA(sRNA3843)的过量表达株来研究其生物学功能。确定该小RNA过量表达后,对其过量表达株OE3843进行了一系列的表型检测。结果发现,s RNA3843过量表达株OE3843对金属离子Cu^2+、Zn^2+、Cd^2+及蛋白变性剂SDS的耐受能力明显下降,表明s RNA3843与Xcc的抗逆有关。本研究的实验结果为深入研究小RNA在Xcc抗逆中所起的作用及其作用机理打下基础。     

转录组学平台技术及其在植物抗逆分子生物学中的应用

不利的环境条件是影响作物产量和生态环境的重要因素之一.植物抗逆分子生物学的研究是植物学领域的研究热点之一.转录组学与蛋白质组学技术是筛选抗逆基因以及揭示植物抗逆分子机制的主要技术.综述主要的转录组学平台技术的原理、特点及其在植物抗逆分子生物学中的应用.总结植物抗逆分子生物学研究面临的问题并对发展前景作出展望.     

割手密野生资源抗逆性研究进展

割手密作为现代甘蔗遗传杂交育种史上最为成功的野生亲本,对多种不良环境都具有很强的抗逆性,被公认为是抗逆基因的主要来源。但目前真正被有效利用的割手密抗逆亲本和抗逆基因非常有限,我国自育和引进甘蔗主栽品种的抗逆性仍然比较单一且普遍偏弱,因此加强割手密优良抗逆亲本筛选和抗逆基因挖掘利用研究意义重大。本文综述了不同基因型割手密在非生物逆境(干旱、低温等理化因素)和生物逆境(病虫害侵染)下的抗逆性鉴定及其抗逆基因克隆和功能验证等国内外相关研究进展;并探讨了当前割手密资源抗逆材料筛选和抗逆基因挖掘利用中存在的问题和今后的研究方向,希望为高效利用割手密优异抗逆基因资源开展甘蔗多抗逆性聚合育种提供参考。     

环境胁迫下内生菌与宿主代谢相互作用研究进展

植物体内成分是实时反映其生理状态的最直接指标,是其遭受生物或非生物胁迫应激状态的体现,微生物与植物的共生抗逆亦由代谢的重置与调控得以实现。内生菌可以自身细胞功能或代谢产物调控宿主代谢,其自身可产生独特的、显著区别于宿主的代谢成分参与抗逆;而宿主内环境的长期“驯化”亦可改变内生菌的表型和代谢。较全面地分析了植物与微生物共生抗逆在代谢层面的相互作用,旨为同一领域工作者提供有价值的参考。