基于丙酮酸累积的真菌抗逆机制

环境中的真菌经常会遇到多种非生物逆境胁迫,对真菌耐受逆境胁迫的机制已开展大量研究。在多种不同的真菌中发现热胁迫会诱发丙酮酸快速累积。在罗伯茨绿僵菌中,累积的丙酮酸能及时消除热胁迫诱导产生的活性氧自由基(ROS),降低ROS所引起的蛋白质羰基化修饰水平,并抑制线粒体膜电位崩溃,从而提高真菌的耐热能力。高渗、氧化胁迫和紫外线辐射也会诱发丙酮酸累积,并消除产生的ROS,这是丙酮酸累积参与多逆境交叉保护的一个机制。通过基因工程技术改造丙酮酸代谢途径,提高了在最适温度下分生孢子中丙酮酸的含量。遗传改良的孢子中丙酮酸能够快速有效地消除由热处理诱发产生的ROS,降低了ROS对分生孢子的损伤,进而提高了孢子对热胁迫的耐受性,为创建高效的真菌杀虫剂提供了菌株。     

植物响应联合胁迫机制的研究进展

自然界中, 植物通常面对多重联合胁迫。在全球气候变化日益加剧的背景下, 多重联合胁迫对植物生长发育及作物产量形成的不利影响日益显著。阐明植物响应和适应联合胁迫的生理与分子机制, 对人们理解植物对自然环境的适应机理, 及培育耐受联合胁迫的新品种有重要意义。研究表明, 植物响应联合胁迫的机制是特异的, 不能简单地从单一胁迫响应叠加来推断。植物遭受联合胁迫时, 各种生理、代谢和信号途径相互作用, 使得植物响应联合胁迫非常复杂。该文综述了植物响应联合胁迫的生理与分子机理的最新进展, 并阐述了植物响应联合胁迫的研究方法。     

生物钟对植物非生物胁迫应答调控的进展

生物钟是一种控制植物节律性生长发育的内源性系统,可以辅助植物预知周围光照、温度和湿度环境的变化,以其核心振荡器为主要调控元件,通过细胞内关键基因的表达水平、蛋白互作从而形成信号转导通路和反馈调节回路,指导植物作出相应的表型调整,对提高植物在逆境条件下的生存适应能力具有重要的作用。本研究综述了植物在寒冷、干旱、高盐的极端环境下,生物钟关键基因CCA1/LHY、PRRs和GI等参与胁迫应答的调控方式,以及在调控过程中生物钟对脱落酸、乙烯、细胞分裂素和茉莉酸合成及代谢的影响。以植物的基因功能和激素调节为切入点,为运用现代分子生物技术手段提高植物非生物抗逆性的研究提供理论依据。     

植物CBL-CIPK信号系统的功能及其作用机理

由类钙调磷酸酶B蛋白CBLs及其互作蛋白激酶CIPKs组成的信号系统是植物逆境胁迫信号传导的关键调控节点,是近几年植物逆境胁迫生理与分子生物学研究领域中的重要热点之一。文章主要介绍了CBLs和CIPKs基本功能结构域、CBL-CIPK信号系统在各种生物和非生物逆境胁迫响应、营养物质吸收及植物激素应答中的生物学功能及其作用机理。     

新疆无苞芥锌指蛋白基因的克隆及表达分析

利用同源克隆法从新疆无苞芥中克隆获得1个锌指蛋白基因(OpZFP)。序列分析表明,OpZFP基因的开放阅读框为684bp,推测编码含227个氨基酸的蛋白质。生物信息学分析显示,OpZFP蛋白含有1个典型的C2H2型锌指结构,在C端含有一个可能具有转录抑制功能的EAR结构域。系统进化树分析表明OpZFP编码产物与拟南芥AtZFP1、琴叶拟南芥AlZFP1的进化关系较近。分离了OpZFP基因2 095bp的启动子序列,发现该启动子与拟南芥AtZFP1基因的启动子序列只有84.4%的相似性,启动子分析表明二者存在多处不同的顺式作用元件。半定量RT-PCR分析表明,OpZFP在根、茎、叶、花和果荚中均有表达,在根中的表达量最高。OpZFP基因受高盐、干旱和低温等胁迫的诱导表达,表明该蛋白涉及多种胁迫相关的信号传导途径。     

外源一氧化氮和过氧化氢调节菊苣盐适应性

研究外源性一氧化氮(NO)供体硝普钠(SNP,0.1 mmol·L-1)和过氧化氢(H2O2,0.5 mmol·L-1)对NaCl(210 mmol·L-1)胁迫下菊苣(Cichorium intybus)幼苗生长、抗氧化酶活性和逆境蛋白的影响。结果表明:与空白对照相比,盐胁迫导致菊苣幼苗的根长和鲜重显著降低;丙二醛(MDA)含量显著升高(P0.05);超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性减弱,而过氧化物酶(POD)活性增强;热激蛋白90(HSP 90)和脱水蛋白(CiDHN1)mRNA的相对表达量增加,CiDHN1含量在2~48 h内持续升高。与盐胁迫对照相比,SNP预处理缓解了盐胁迫对菊苣幼苗生长的抑制;使幼苗MDA含量显著下降;SOD、POD和CAT活性显著增强(P0.05),SOD和POD同工酶谱带增多;并使HSP90和CiDHN1mRNA的相对表达量和蛋白含量均进一步增加;H2O2预处理也具有类似的效应。这说明SNP和H2O2预处理对菊苣幼苗盐胁迫的缓解效应与其上调抗氧化酶的活性和逆境蛋白的表达有关。     

巴西橡胶树 HbNAC1基因启动子的克隆及序列分析

NAC转录因子是植物特有的一类转录调控因子,在植物的生长发育、激素调节和境胁迫应答中具有重要的功能。为研究NAC转录因子在巴西橡胶树(Hevea brasiliensis)抗逆胁迫中的功能,本项目组根据巴西橡胶树NAC转录因子-HbNAC1基因序列,通过Genome Walking方法从巴西橡胶基因组DNA中获得了长度为1861bp的HbNAC1基因的5’调控区片段,序列分析表明该段序列含有一个典型的真核生物核心启动子区域,转录起始位点T位于起始密码子上游52bp处。该启动子序列除了含有TATA-box、CAAT-box等基本顺式作用元件外,还具有茉莉酸响应元件以及大量光顺式作用元件和逆境胁迫诱导相关的顺式调控元件,这表明HbNAC1基因在橡胶树逆境胁迫应答过程具有重要功能,其启动子可能是一个光诱导型和组织特异性启动子。     

转录因子DREBlA和DREB2A调控机制的比较分析

DREB转录因子即干旱应答元件结合蛋白质,它能特异结合启动子中含有DRE/CRT顺式元件,激活许多逆境诱导基因的表达,增强植物对逆境的忍耐力.从DREB1A和DREB2A转录因子结构、功能、调控表达的基因以及蛋白稳定性等方面进行比较分析,为植物抗逆转录因子研究及应用提供依据.     

植物Rab蛋白的分类与功能

Rab蛋白构成小G蛋白超家族中最大的1个家族,广泛存在于动物、植物和微生物中.Rab调控细胞内的囊泡形成、转运、锚定及囊泡与质膜的融合等过程,在细胞内吞和分泌途径中发挥分子开关的作用.不同生物中Rab的结构和作用机制非常保守,但Rab的分类和生理学功能存在差异.植物Rab不仅行使类似于动物或微生物同源Rab的细胞学功能,而且在植物生长发育、激素信号调节、生物或非生物胁迫应答等方面表现出功能特异性.本文结合近年的研究进展,对植物Rab的分类、结构、调节机制和功能进行了综述,并对当前植物Rab功能研究的难点和方向进行了
讨论.     

植物膜Ca2+运输系统与逆境应答

主要介绍了细胞膜Ca2 运输系统的种类、分子结构及调控机制,并通过膜Ca2 运输系统与胞质Ca2 水平变化之间的关系评述了细胞膜Ca2 运输系统在植物应答逆境中的作用.