Inositol Polyphosphate Phosphatidylinositol 5-Phosphatase9 （At5PTase9） Controls Plant Salt Tolerance by Regulating Endocytosis

Phosphatidylinositol 5-phosphatases （5PTases） components of membrane trafficking system. Recently, we that hydrolyze the 5＇ position of the inositol ring are key reported that mutation in AtSPTase7 gene reduced produc- tion of reactive oxygen species （ROS） and decreased expression of stress-responsive genes, resulting in increased salt sensitivity. Here, we describe an even more salt-sensitive 5ptase mutant, At5ptase9, which also hydrolyzes the 5＇ phos- phate groups specifically from membrane-bound phosphatidylinositides. Interestingly, the mutants were more tolerant to osmotic stress. We analyzed the main cellular processes that may be affected by the mutation, such as production of ROS, influx of calcium, and induction of salt-response genes. The At5ptase9 mutants showed reduced ROS produc- tion and Ca2~ influx, as well as decreased fluid-phase endocytosis. Inhibition of endocytosis by phenylarsine oxide or Tyrphostin A23 in wild-type plants blocked these responses. Induction of salt-responsive genes in wild-type plants was also suppressed by the endocytosis inhibitors. Thus, inhibition of endocytosis in wild-type plants mimicked the salt stress responses, observed in the AtSptase9 mutants. In summary, our results show a key non-redundant role of At5PTase7 and 9 isozymes, and underscore the localization of membrane-bound Ptdlns in regulating plant salt tolerance by coordinating the endocytosis, ROS production, Ca2＋ influx, and induction of stress-responsive genes.     

Characterization and Ectopic Expression of a Populus Hydroxyacid Hyd roxyci n nam oylt ra nsferase

Cutinized and suberized cell walls in plants constitute physiologically important environment interfaces. They act as barriers limiting the loss of water and nutrients and protecting against radiation and invasion of pathogens. The roles of cutin- and suberin polyesters are often attributed to their dominant aliphatic components, but the contri- bution of aromatic composition to their physiological function remains unclear. By functionally screening a subset of Populus trichocarpa BAHD/HXXXD acyltransferases, we identified a hydroxycinnamoyltransferase that shows specific transacylation activity on ~0-hydroxyacids using both feruloyl- and p-coumaroyl- CoA as the acyl donors. We named this enzyme P. trichocarpa hydroxyacid/fatty alcohol hydroxycinnamoyltransferase 1 （PtFHT1）. The ectopic expression of the PtFHT1 gene in Arabidopsis increased the incorporation of ferulate in root and seed suberins and in leaf cutin, but not that of p-coumarate, while the aliphatic load in both suberin and cutin polyesters essentially remained unaffected. The overaccumulation of ferulate in lipophilic polyester significantly increased the tolerance of transgenic plants to salt stress treatment; under sub-lethal conditions of salt stress, the ratios of their seed germination and seedling establishment were 50% higher than those of wild-type plants. Our study suggests that, although aromatics are the minor component of polyesters, they play important role in the sealing function of lipidic polymers in planta.     

青藏高原植物种质资源数据库及应用平台建设

为了实现青藏高原植物种质资源信息数据的有效管理、保藏、共享、交流和利用,根据科技部基础性工作专项对项目成果共享的要求和青藏高原极端环境下野生植物种质资源调查和采集项目执行管理的需求,针对青藏高原植物种质资源本身固有的特征,通过关系数据库模式构建了青藏高原植物种质资源信息数据库,设计和开发了数据采集、审核、入库等实用工具.利用微软.NET技术,基于三层架构模式,构建了基于青藏高原植物种质资源数据库的应用平台,实现了植物种质数据的数字化存储、开放共享等功能.为青藏高原极端环境下植物种质资源调查和资源利用奠定了基础.     

产胶植物橡胶转移酶的研究进展

天然橡胶合成中,橡胶转移酶催化异戊二烯焦磷酸的多聚化过程,这一过程对天然橡胶的品质及产量至关重要。橡胶转移酶及其性质、橡胶生物合成分子机理及橡胶的分子量大小决定机制是亟待解决的重要科学问题。本文介绍了以巴西橡胶树为主的产胶植物橡胶转移酶的性质和生物学功能,对橡胶转移酶的分离与鉴定及其活性调节等研究进展进行了综述。     

丛枝菌根真菌在外来植物入侵演替中的作用与机制

外来植物入侵不仅是环境、经济和社会问题,也是一个生理学和生态学问题,尤其是入侵植物与本地植物、入侵植物和本地土壤生物之间的相互作用决定外来植物入侵程度。丛枝菌根真菌（AMF）作为土壤中一类极为重要的功能生物,在外来植物入侵演替过程中发挥多种不同作用。文章系统总结了AMF对入侵植物个体和群体的影响,入侵植物与本地植物竞争中AMF发挥的促进和抑制作用;探讨了AMF与入侵植物的相互作用关系,以及环境因子对AMF一入侵植物关系的影响：对AMF在外来植物入侵演替中的作用机制进行了讨论。旨在为探索控制生物入侵的新途径、为我国开展外来植物入侵研究与防控实践提供新思路。     

植物色氨酸一天冬氨酸重复序列蛋白响应逆境胁迫的调控作用

干旱、盐渍、低温等逆境胁迫会严重影响植物的正常生长发育,导致植物的许多响应基因被诱导表达,其蛋白质产物能够保护植物免受胁迫的伤害。色氨酸一天冬氨酸重复序列蛋白（wD40蛋自）在植物中广泛存在,参与植物体内众多代谢反应的调控,如花的发育、开花、花青素的生物合成、激素响应、渗透胁迫等。WD40蛋白含有40-60个氨基酸的保守的wD重复序列,其c末端为色氨酸．天冬氨酸（Trp-Asp,WD）,形成一个p螺旋桨（p—propeller）结构,通过调节多蛋白复合体的组装而影响蛋白质与蛋白质、蛋白质与DNA间的相互作用。本文综述植物WD40蛋白响应逆境胁迫的调控作用。     

水稻Rop基因OsRac5表达特性

Rop在植物生长、发育、免疫及环境信号应答等多种生物学过程中具有重要作用。已有研究显示水稻Rop基因OsRac5可能与育性控制有关,但是该基因的表达特性,以及非生物胁迫和植物生长物质对其表达的影响尚不清楚。本文采用qRT-PCR技术检测了OsRac5在水稻生长发育过程中、非生物胁迫以及植物生长物质处理条件下的表达特性,结果显示OsRac5在水稻生长发育过程中在多种组织广泛表达,尤其在根和雌雄蕊形成期的幼穗中高表达;干旱、高盐和低温等非生物胁迫均能诱导OsRac5表达;ABA、GAs、6-BA等植物生长物质能上调OsRac5基因表达,提示该基因与水稻幼穗发育、抗逆性及细胞生长等过程相关。     

单克隆抗体在植物研究中的应用

单克隆抗体是现代生命科学研究的重要工具。随着分子生物学的发展,单克隆抗体在植物研究中发挥着越来越重要的作用。本文综述了单克隆抗体在蛋白表达、蛋白定位、蛋白相互作用、植物成分的定性与定量、植物成分纯化、植物病害检测、标签抗体等方面研究中的应用。     

瓢虫种群对棉花-玉米农田景观格局的响应

本文研究了华北棉花-玉米农田景观格局中龟纹瓢虫Propylaea japonica(Thunberg)和异色瓢虫Harmonia axyridis(Pallas)种群动态,发现农田景观格局中作物类型(棉花与玉米)对两种瓢虫种群密度动态有显著的影响,两种天敌瓢虫都趋向在玉米斑块上栖息。两种瓢虫在棉花斑块上呈现出时间分化,其中龟纹瓢虫在棉花种植的前中期种群密度较大,后期较少;而异色瓢虫在棉花前中期种群密度较少,后期较多,表明农田景观中种植玉米有利于增强瓢虫对棉花害虫的控制作用。进一步的研究表明,农田景观系统中玉米斑块所占的面积比对龟纹瓢虫和异色瓢虫种群密度均产生显著影响。这说明在农田景观系统中开展区域性生态调控的时候,需要考虑到各类斑块组合的面积比例,从而有利于增强多种天敌昆虫的协调控害作用。     

大豆、玉米与水稻配置对稻田寄生蜂的影响

本文研究了稻田生境和非稻田生境间寄生性天敌的迁移扩散规律及其对水稻主要害虫的控制作用.结果表明,寄生蜂从大豆生境扩散到稻田生境的数量显著高于其从玉米生境扩散到稻田生境,而田埂种植玉米的寄生蜂扩散数量与不种植玉米相比无显著性差异.田埂配置大豆的有机稻田内二化螟Chilo suppressalis、三化螟Tryporyza incertulas、稻纵卷叶螟Cnaphalocrocis medinalis cnienee和褐飞虱Nilaparvata lugens的卵寄生率分别为17.8％,20.3％,10.2％和12.4％,与未配置大豆的对照相比分别增加了4.3％,7.5％,2.1％,和3.4％;它们的幼虫寄生率分别为14.7％,31.7％,21.3％,7.3％,与对照相比分别增加了5.3％,9.8％,5.7％和2.8％.而田埂配置玉米的有机稻田的二化螟,三化螟,稻纵卷叶螟和褐飞虱的卵寄生率分别为10.3％,14.4％,8.6％和9.3％;与未配置玉米的对照相比分别降低了3.2％,增加1.6％,0.5％和0.3％;它们的幼虫寄生率分别为10.3％,19.4％,17.5％和2.6％,与对照相比分别增加了0.9％,降低了2.5％,增加了1.9％和降低了1.9％.研究结果可为通过建立合理的水稻邻作模式进行害虫生物防治提供重要科学依据.