甾醇在调节植物生长发育中的研究进展

甾醇是一种异戊二烯类化合物,在生物的生长发育中起着重要作用。甾醇不仅是真核细胞膜的结构成分,而且也是甾醇激素生物合成的前体,在植物细胞分裂、胚胎发生和发育、参与逆境胁迫中起着关键作用。在植物中,甾醇衍生的油菜素内酯(brassinosteroids,BRs)在生长发育中的多种功能已被广泛研究,BRs作为一类植物激素,协同其他激素在植物生长发育中发挥多种功能,从细胞分裂、细胞扩张、气孔导度和根系发育,BRs在植物生命周期的各个方面都发挥着重要的作用。除了这些功能外,BRs作为植物甾醇合成途径的重要产物,作为一种重要的信号分子响应逆境胁迫及调控植物的形态建成。本文对BRs合成途径中的相关基因的研究进展进行了概述,并且综述了油菜素内酯的生物合成及其在调节植物生长发育中的研究进展,最后对油菜素内酯的研究前景进行了讨论和展望。     

独脚金内酯调控植物根系发育的分子机制研究的进展

独脚金内酯(strigolactones,SLs)是近年来发现的新型植物激素,参与调控植物生长发育过程,SLs在调控根系形态方面具有重要的作用。该文重点综述了SLs对植物主根、侧根、根毛及不定根的调节,特别是SLs与其他信号分子如生长素、乙烯、NO等的相互作用,以及SLs在氮磷胁迫条件下对根系调控的研究进展,为进一步深入了解SLs对植物生长和发育的调节奠定基础。     

脱落酸被土壤“掩盖”了的功能:调节根系构型形态建成

植物根系发育是一个重要的农艺性状。由于根系具有结构和生长模式简单、信号感受灵敏等,有可能成为研究植物发育可塑性的良好材料。通过分析脱落酸在主根、侧根和根毛的发生和生长中及根构型形成中的可能信号转导过程中的作用,提出未来研究应关注的科学问题。对ABA调控根系发育分子机制的探讨不仅有利于阐明如何调控根发育可塑性这一复杂和困难的生物学问题,而且对农业生产也极为重要。     

受油菜素内酯调控的水稻幼苗地上部膜蛋白的鉴定及功能分析

油菜素内酯(brassinosteroids,BRs)对水稻株高、叶夹角等重要农艺性状具有明显的调控作用,鉴定水稻中受BR调控的蛋白质对揭示BR调控水稻生长发育特定生化过程的潜在机制具有重要的意义。该研究以日本晴水稻(Oryza sativa L.ssp.japanica cv.Nipponbare)为研究材料,用明显影响水稻地上部生长的BR浓度处理,提取地上部膜蛋白,经双向电泳及质谱分析,鉴定到7个受BR调控的蛋白质:光系统II稳定因子HCF136、PMRP(putative membrane related protein,gi|113565516)、ATP synthase(gi|113611230)、gi|113594641、gi|22831029、gi|47497322和gi|56784135,对这些蛋白的功能鉴定可以为阐明BR调控水稻生长发育的机理提供新的思路和途径。其中功能未知的膜蛋白PMRP受BR下调,经亚细胞定位,PMRP定位在细胞质膜上,经生物信息学分析,PMRP具有磷脂酰胆碱结合位点,可能影响膜的组分进而参与水稻抗逆性调控;PMRP RNAi转基因拟南芥对冷害的抵抗能力增强,说明BR可通过调控PMRP的表达提高植物的抗冷性。     

油菜素内酯生物合成途径的研究进展

油菜素内酯(BRs)在植物的生长发育过程中具有重要作用。该文首先综述了油菜素甾醇的结构及其生物合成途径的研究方法。之后, 介绍了其化学及生物活性的检测方法。最后, 详细介绍了BR生物合成的早期和晚期C-6氧化途径及早期C-22和C-23羟化与合成途径的调控, 并阐述了近年来植物油菜素内酯生物合成缺失突变体及其合成酶等方面的研究进 展。     

拟南芥根系发育的分子机制研究进展

拟南芥初生根和次生根的发育受不同遗传通路所调控,其中内源激素途径尤其是生长素途径在拟南芥主根、侧根以及根毛的发育过程中均发挥着重要作用.同时也存在一些不依赖于激素通路的遗传途径,如UPB1能通过调节根尖分生区和伸长区活性氧种类的平衡来调控根系顶端分生组织活性,进而影响根系的生长.本文对近年来国内外有关模式植物拟南芥根系发育的分子机制研究进展分别从初生根发育、侧根发育和根毛发育3个方面进行综述.     

水稻油菜素内酯信号传导机制研究取得重要进展

油菜素内酯(BR)是一类重要的植物激素,参与植物生长发育的各个方面,其在调控植物株型、器官大小及抗病抗逆等过程中的功能决定了BR在生产上具有巨大的应用潜力,然而其在粮食作物中的信号传导机制的研究仍知之甚微。     

BRs在植物响应非生物胁迫中的作用

油菜素甾体(brassinosteroids,BRs)是植物界普遍存在的一类多羟基化的植物甾体激素,不仅调节植物的生长发育过程,还参与植物对生物和非生物胁迫的响应.概述了BRs的生物合成途径以及信号转导途径,重点阐述了BRs参与非生物胁迫应答的分子机制,展望了BRs未来的研究方向,为深入理解BRs介导的非生物胁迫调控网...     

表油菜素内酯对盐胁迫下湖南稷子幼苗的缓解作用

【目的】湖南稷子（Echinochloa frumentacea）是一种高产、优质草料兼用牧草,种植区土壤盐碱化严重影响其正常生长发育和产量。表油油菜内酯（EBR）是油菜甾醇类(BRs)植物激素的活性类似物。探讨表油菜素内酯对湖南稷子耐盐性的调控作用及其缓解盐胁迫伤害的作用机制,为其应用于盐渍化土壤上湖南稷子生产提供理论依据。【方法】以湖南稷子品种‘宁稷1号’幼苗为试验材料,在筛选适宜盐胁迫浓度的基础上,设置对照、盐（150 mmol/L NaCl）和不同浓度的表油菜素内酯（1,10,100 μg/L）单独及复合处理,采用水培试验考察各处理幼苗生长指标、抗逆生理指标、光合作用指标、离子稳态、编码盐过敏（SOS）信号转导途径及抗氧化酶相关基因表达量的变化。【结果】（1）与对照相比,单独盐胁迫处理湖南稷子幼苗生长（株高、根长、生物量等）受到显著抑制,叶片光合作用指标[叶绿素含量及叶绿素荧光参数Y(Ⅱ)、Fv’/Fm’、ETR、qP等]、渗透调节物质（脯氨酸、可溶性蛋白）含量、抗氧化酶（SOD、POD、CAT、APX)活性显著降低;根系K+、Ca2+和Mg2+含量显著减少,而根系Na+含量显著增加;而叶片活性氧（超氧阴离子、过氧化氢）含量、细胞膜透性（丙二醛含量、相对电导率）却显著提高;同时叶片相关基因表达量显著下调。但单独喷施表油菜素内酯处理对以上指标大多无显著影响。（2）喷施不同浓度表油菜素内酯处理均能有效缓解盐胁迫后湖南稷子上述指标的不利变化,并以10 μg/L表油菜素内酯处理（SS+E10）效果最佳。（3）与单独盐胁迫处理相比,SS+E10处理湖南稷子幼苗生长指标以及叶片渗透调节物质含量、抗氧化酶活性、光合作用指标显著提高,叶片的细胞膜透性和活性氧含量显著降低;根系细胞内Na+积累显著减少,根系K+、Ca2+和Mg2+含量显著增加,Na+/K+稳态平衡得到调节;SOS信号转导途径和抗氧化酶相关基因的表达量显著上调。【结论】叶面喷施表油菜素内酯能显著上调盐胁迫下湖南稷子幼苗叶片SOS信号转导途径和抗氧化酶相关基因的表达量,增强其抗氧化和渗透调节能力,减轻膜脂过氧化和细胞膜损伤程度,,维持根系离子稳态平衡,有效保护幼苗叶片的光合作用和正常生长,对促进湖南稷子耐盐性具有显著调控作用,并以10 μg/L EBR处理效果最佳。     

水稻中一个油菜素内酯不敏感突变体的图位克隆

油菜素内酯(brassinosteroid, BRs)是一类重要的植物激素,在植物的生长发育过程中发挥重要的调节作用。BRs的信号转导研究在双子叶植物拟南芥中已取得重大进展,但在单子叶植物水稻中,BRs的信号转导途径尚不很清楚。本研究从水稻T-DNA插入突变体库中筛选出一个叶片直立突变体el(erect leave mutant)。该突变体与野生型植株相比,叶夹角减小。遗传分析显示,el的突变性状由一对显性基因控制。该基因经图位克隆定位于水稻第5染色体引物InDel3和InDel4之间,物理距离为700 kb。本研究明确了一个水稻BRs不敏感突变体的表型特征及遗传规律,为进一步研究水稻BRs信号转导调控机制奠定基础。     

植物甾醇在植物逆境胁迫中的研究进展

植物甾醇是一类重要的生理活性物质,对植物的生长发育具有重要作用,对响应植物逆境胁迫也具有重要功能.植物甾醇是细胞膜和脂质筏的重要组分,与膜的稳定性密切相关,主要通过甾醇含量的相对变化维持膜的稳定性及影响脂质筏的生物功能响应逆境胁迫.植物甾醇作为信号分子参与逆境胁迫中的信号传导,油菜素内酯类(BRs)是植物甾醇合成途径的重要产物,作为一种重要的信号分子调控植物甾醇合成酶基因的表达以响应逆境胁迫.     

生长素信号对植物侧根发育的调控

植物根系是汲取水分、营养的重要器官,而侧根是植物根系重要的组成部分。生长素是调控侧根生长发育的核心因子。该文综述了生长素信号在直根系模式植物拟南芥以及须根系模式作物水稻中侧根发育调控中的研究进展,对生长素信号调控侧根起始模型、Aux/IAA介导的生长素信号对植物侧根发育调控这两个方面进行了阐述,并对拟南芥与水稻的侧根发育进行比较,最后对该研究领域进行了展望。     

植物根毛的发生、发育及养分吸收

根毛是植物吸收养分的重要器官,认识根毛的发生、发育规律及其与养分吸收的关系,可为植物养分吸收效率的遗传改良提供依据.介绍了植物根毛的形态特性、发生和发育过程及其调控机制,并结合本实验室的工作,讨论了根毛对养分吸收的贡献、根毛受养分有效性的调节及其与其他根系形态构型性状间的关系,阐述了根毛中养分转运等植物营养过程及其生理和分子生物学基础.最后提出了关于根毛研究中的一些问题和研究前景.     

植物根毛的发生、发育及养分吸收

根毛是植物吸收养分的重要器官,认识根毛的发生、发育规律及其与养分吸收的关系,可为植物养分吸收效率的遗传改良提供依据。介绍了植物根毛的形态特性、发生和发育过程及其调控机制,并结合本实验室的工作,讨论了根毛对养分吸收的贡献、根毛受养分有效性的调节及其与其他根系形态构型性状间的关系,阐述了根毛中养分转运等植物营养过程及其生理和分子生物学基础。最后提出了关于根毛研究中的一些问题和研究前景。     

油菜素内酯（BR）促进植物生长机理研究进展

介绍了油菜素内酯促进植物生长、提高作物产量的作用,并简述了促进生长的生理代谢基础。通过比较油菜素内酯与生长素、赤霉素促进生长作用方式的异同,提出油菜素内酯促进生长的信号传导路径不同于其它植物激素。另外从细胞的形态发生、细胞壁扩展的机制和细胞骨架在细胞伸长中的作用等几个方面对油菜素内酯促进植物生长的细胞及分子生物学机制进行了详尽的论述。     

植物根毛发育调控机制的研究进展

根毛是植物根表皮细胞的管状延伸结构,在植物固着土壤、吸收水分和无机盐,以及协助植物根部和外界进行信息交流等过程中起到十分重要的作用。植物根毛的发育过程具有很强的可塑性,多种植物激素和环境因素都可以影响植物根毛的发育过程。得益于根毛结构和功能的特点,其也常被作为研究植物细胞顶端生长和命运分化的模式对象。因而,根毛的发育调控机制一直是植物学研究领域的热点。该文梳理了近20年来植物根毛发育调控领域的研究进展。     

植物叶脉发育的分子机制

叶脉在高等植物发育过程中扮演着为叶片输送水分和营养及支撑叶片的重要角色。植物叶片的形态构造看起来简单,而叶脉发育的分子机理却十分复杂。大量研究表明,植物叶脉发育与生长素的极性运输紧密相关,此外,还受到众多转录因子、小分子RNA以及细胞分裂素、油菜素内酯等因素的调控。综述了近年来叶脉发育的分子机制研究进展,以期了解叶脉发育的调控网络。     

IGT基因家族调控作物株型研究进展

紧凑株型与深根系结构是现代作物实现机械化种植和密植高产的理想株型形态,也是改良农作物遗传性状的目标之一。IGT基因家族参与作物株型的调节,主要由DRO1（DEEPER ROOTING 1）、TAC1（TILLER ANGLE CONTROL 1）和LA1（LAZY 1）三个亚族组成,通过植物激素和相关蛋白的调控参与作物形态构建。以单子叶作物水稻、玉米以及双子叶模式植物拟南芥和作物油菜为代表,综述了IGT基因家族成员在调控单双子叶作物形态中的进展,特别是在分枝（蘖）角度和侧根向重力性中的相关机制及异同,以期为深入研究作物形态构建的调控机制和培育高产、耐密植以及适应机械化收获理想株型作物提供理论参考。     

油菜素内酯（BR）促进植物生长机理研究进展

介绍了油菜素内酯促进植物生长,提高作物产量的作用,并简述了促进生长的生理代谢基础,通过比较油菜素内酯与生长素,赤霉素促进生长作用方式的异同,提出油菜素内酯促进生长的信号传导路径不同于其它植物激素,另外从细胞的形态发生,细胞壁扩展的机制和细胞骨架在细胞伸长中的作用等几个方面对油菜素内酯促进植物生长的细胞及分子生物学机制进行了详尽的论述。     

丛枝菌根真菌对福鼎大白茶生长、侧根数和根系内源激素的影响

该研究以盆栽福鼎大白茶(Camellia sinensis‘Fuding Dabaicha’)为材料,通过对其接种丛枝菌根真菌(AM真菌)幼套球囊霉(Clariodeoglomus etunicatum)、地表球囊霉(Diversispora versiformis)、粘屑多孢囊霉(D. spurca)以及上述三菌种的混合菌剂,研究AM真菌对茶生长、侧根数及根系內源激素的影响。结果表明:接种12周后福鼎大白茶根系能被AM真菌侵染,为18.85%～40.23%。接种AM真菌处理促进了福鼎大白茶株高、叶面积、主根长以及一级侧根和三级侧根数量,但抑制了二级侧根数(除混合菌种)。单一的AM真菌接种显著提高了福鼎大白茶根系脱落酸、玉米素核苷、赤霉素和油菜素内酯的含量,但降低了根系茉莉酸甲酯含量(除Clariodeoglomous etunicatum)。相关性分析揭示菌根诱导的福鼎大白茶根系激素变化与菌根促进福鼎大白茶侧根数有关。此外,幼套球囊霉的促生效果最显著,而混合菌种对根系形态和侧根数影响最显著。今后茶树栽培中应加强菌根管理。