油菜素甾醇信号转导的调控机制

油菜素甾醇是一类具有广泛调控功能的植物激素。本文对油菜素甾醇信号转导途径以及参与转导途径的调控的元件、转录因子等进行综述。     

水稻中油菜素甾醇功能机制解析与分子设计利用

植物激素油菜素甾醇(brassinosteroids,BR)调控许多重要农艺性状,在农业生产上具有巨大的应用潜力.近年来,水稻中BR功能机制解析进展迅速,一些相关基因的克隆为利用BR进行作物设计改良奠定了基础.然而,由于激素功能的复杂性,所调控的不同性状之间相互关联,容易带来负效应,对BR分子的利用造成了障碍.本文对水...     

油菜素内酯调控作物农艺性状和非生物胁迫响应的研究进展

植物对不利环境的适应依赖于将外部胁迫信号传递到内部信号通路中,在进化过程中形成一系列的胁迫响应机制。其中,油菜素内酯(brassinosteroids, BRs)是一种类固醇激素,广泛参与植物生长发育和逆境响应过程。BRs被包括受体BRI1和共受体BAK1在内的细胞表面受体感知,继而触发信号级联,导致蛋白激酶BIN2的抑制和转录因子BES1/BZR1的激活,BES1/BZR1可直接调控数千个下游响应基因的表达。在模式植物拟南芥中的研究表明,BR的生物合成和信号转导通路成员,特别是BIN2和其下游的转录因子BES1/BZR1,可以被各种环境因子广泛地调节。本文系统总结了BR相关的最新研究进展,对BR的生物合成和信号转导是如何被复杂的环境因子所调节,以及BR与环境因子如何协同调控作物重要农艺性状、冷胁迫和盐胁迫的响应进行了综述。     

油菜素甾醇促进黄化水稻第二叶切段偏上性生长与乙烯的关系

油菜素甾醇强烈刺激黄化水稻第二叶切段倾斜的实质是偏上性生长。油菜素甾醇处理的切段的叶枕细胞带发生了不均一的可塑性生长,叶枕薄壁细胞明显增大。油菜素甾醇促进切段偏上性生长的同时伴随着乙烯释放。两促进效应能被乙烯生物合成抑制剂 CoCl_2平行抑制,表明两效应存在正相关。     

油菜素甾醇与IAA对黄化稻二叶切段倾斜效应的比较及相互关系

利用“黄化水稻第二叶切段倾斜法”探讨了BS与IAA对黄化水稻第二叶切段倾斜效应的比较及相互关系。结果显示,两激素都能促进切段倾斜,其效应均被抗IAA运输的TIBA抑制,但切段对BS敏感得多。两激素在这一效应上有协同作用。     

油菜素甾醇与IAA对黄化稻二叶切段倾斜效应的比较及相互关系

利用“黄化水稻第二叶切段倾斜法”探讨了BS与IAA对黄化水稻第二叶切段倾斜效应的比较及相互关系。结果显示,两激素都能促进切段倾斜,其效应均被抗IAA运输的TIBA抑制,但切段对BS敏感得多。两激素在这一效应上有协同作用。     

油菜素内酯浸种对盐胁迫番茄种子萌发的影响及其生理机制

为揭示油菜素甾醇类化合物提高作物耐盐的效应和机理,研究了10^-11、10^-10、10^-9、10^-8、10^-7、10^-6、10^-5 mol/L 2,4-表油菜素内酯（EBL）浸种处理对0、50、100、150、175 mmol/L NaCl胁迫7 d的番茄种子萌发、生长、溶质积累、抗氧化代谢的影响。结果显示：NaCl浓度越高的盐胁迫下,10^-9 mol/L EBL浸种可体现出越显著的促进番茄种子萌发的效应;在所有处理下,EBL浸种浓度过高,即10^-6、10^-5 mol/L EBL,均表现出对种子萌发的抑制效应。盐胁迫下种子萌发后,一定浓度的EBL浸种可表现出明显的增加种子胚根和下胚轴长,提高萌发种子鲜重和种子活力指数,其中10^-9 mol/L EBL浸种处理促进效果最适;EBL浸种浓度过高,则表现出抑制效应。150 mmol/L NaCl胁迫或非盐胁迫下,10^-9 mol/L EBL浸种均可降低萌发种子体内的O₂^·-、H₂O₂、丙二醛（MDA）和脯氨酸（Pro）含量;盐胁迫下,10^-9 mol/L EBL浸种可显著提高萌发种子可溶性糖（SS）和可溶性蛋白（SP）的含量。150 mmol/L NaCl胁迫或非盐胁迫下,10^-9 mol/L EBL处理可不同程度促进番茄种苗超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）活性的上升。综上所述,盐胁迫下,一定浓度范围内的EBL浸种可明显促进番茄种子萌发或成苗,其中以10^-9 mol/L EBL浸种的效果最好,主要是因为EBL施用可积极促进番茄种子萌发中物质转化,SS和SP等溶质积累增多,增强其渗透调节能力;同时SOD和POD酶活增强,缓解盐胁迫导致番茄种子萌发中的次生氧化胁迫。     

生物炭调控盐胁迫下水稻幼苗耐盐性能

土壤盐渍化降低土壤生产力.探索生物炭对盐胁迫下水稻幼苗耐盐性能的影响,对调控盐渍区水稻生产潜力具有重要意义.本研究通过生物炭介入盐胁迫稻田土壤的盆栽试验,调查了生物炭对盐胁迫下土壤环境和水稻幼苗耐盐性能的影响.盐胁迫设置4个水平,分别为0 g NaCl·kg-1土(S0),1 g NaCl·kg-1土(S1),2 g ...     

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.     

生长素与油菜素甾醇相互作用机制的研究进展

植物生长发育是一个复杂、精细的调控过程,涉及细胞、组织和器官间多层次的信息交流,激素在其间发挥了重要调控作用．生长素和油菜素甾醇（BR）都能促进植物伸长,随着对其作用机制研究的深入,人们发现它们协同调控很多生理过程,对二者作用机制和信号转导的相互作用研究也成为激素研究领域的热点之一．对生长素和BR转导途径的揭示及直接下游基因的大规模发掘为二者通过相互作用调控不同生理过程的机制研究提供了重要线索．生长素和BR的相互作用涉及到下游基因转录的调控、信号组分互作以及合成代谢和极性运输等多层次的调控．     

Salt stress in cultured rice cells: effects of proline and abscisic acid

Abstract. The presence of 1 and 10 mol m⁻³ proline in media containing 100 and 200 mol m⁻³ of NaCl, had little effect on the growth of salt-adapted callus of rice. However, in such callus proline accumulation was stimulated by 10 mol m⁻³ proline in the presence of 100 mol m⁻³ NaCl. On the other hand, with 100 mol m⁻³ NaCl, both 1 and 10 mol m⁻³ proline significantly increased both the growth and proline content of salt-unadapted callus. On replacing NaCl with KCl (100 and 200 mol m⁻³), growth of saltadapted as well as unadapted callus was inhibited, but the presence of 10 mol m⁻³ proline had an ameliorating effect. Abscisic acid (ABA) supressed the growth of both salt-adapted and unadapted callus of rice in the absence of salt stress. ABA inhibited the growth of callus adapted to and grown in 100 and 200 mol m⁻³ of NaCl or when it was replaced by equimolar concentrations of KCl. Growth of 100 mol m⁻³ NaCl adapted cells was inhibited when they were transferred to a medium containing 200 mol m⁻³ of NaCl, but in the presence of ABA it was stimulated. ABA increased the growth of unadapted cells when subjected to different salts. Also, ABA accelerated the adaptation of cells exposed to salt but not to water deficits imposed by nonionic solutes.     

三角梅对盐胁迫的响应研究

长期盐胁迫处理实验表明,随着NaCl浓度增加,不同三角梅品种的地上部和地下部生物量均呈下降趋势。与对照相比,盐浓度为5%时,勤花三角梅生物量下降幅度最小,为27.94%;樱花三角梅下降最大,为67.03%。当盐浓度为4%时,樱花三角梅、白苞三角梅和勤花三角梅的光量子产量分别为0.36、0.30和0.36,分别为对照的78.23%、79.64%和74.82%;金心鸳鸯三角梅的光量子产量为0.05,仅为对照的15.53%。白苞三角梅的光化学猝灭系数qP值随着盐浓度的升高无明显变化;金心鸳鸯三角梅、勤花三角梅和樱花三角梅的qP值随着盐浓度的升高而降低。4个三角梅品种的抗盐胁迫能力为：白苞三角梅>樱花三角梅>勤花三角梅>金心鸳鸯三角梅。     

He-Ne激光对盐胁迫下水稻幼苗抗氧化活性的影响

为减轻盐胁迫对植物造成的伤害,本研究采用He-Ne激光对盐胁迫下的水稻进行辐照处理,选用水稻9311作为对照、耐盐海稻86作为研究对象,以0.5%的氯化钠进行盐胁迫,He-Ne激光(辐照计量5 m W·mm-2,波长632.8 nm)进行照射。设置了对照组(CK),盐胁迫组、盐胁迫和激光复合处理组(分别为L、BL组),进行了水稻抗氧化活性方面的研究。结果表明:与对照组(CK)比较,He-Ne激光对水稻的盐胁迫有一定的缓解作用,其中对水稻9311的作用最明显,表现为激光处理提高了水稻幼苗中过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)的活性和减缓了丙二醛(MDA)含量的增速;同时也说明新选育的海稻86耐盐性高于水稻9311。因此,一定剂量的He-Ne激光可以提高了水稻的耐盐性,这为抗盐胁迫及耐盐植物的育种提供了途径和理论依据。     

Production of Polyamines Is Enhanced by Endogenous Abscisic Acid in Maize Seedlings Subjected to Salt Stress

It is known that salt stress and exogenously applied abscisic acid （ABA） can enhance the polyamine content in plants and that salt stress itself can lead to an increase in endogenous ABA production. In the present study, the relationships between salt-induced ABA and polyamine accumulation were inves- tigated using ABA-deficient mutant （vp5/vp5） maize （Zea mays L.） seedlings and ABA and polyamine biosynthesis inhibitors. The results show that reduced endogenous ABA levels, as a result of either the mutation or by using a chemical inhibitor （sodium tungstate）, also reduced the accumulation of polyamines in salt-stressed leaves of maize seedlings. The polyamine synthesis inhibitors D-arginine and α- difluoromethylornithine also reduced the polyamine content of the leaves of maize seedling under salt stress. Both ABA and polyamine enhanced the dry weight accumulation of salt-stressed seedlings and also increased the activities of the two dominant tonoplast membrane enzymes, H^＋-ATPase and H^＋-PPase, when plants were under salt stress. The results suggest that salt stress induces an increase in endogenous ABA levels, which then enhances polyamine synthesis. Such responses may increase a plant＇s tolerance to salt.     

盐胁迫下镧对水稻幼苗生长的保护效应

通过液培实验,研究水稻幼苗在盐胁迫下,镧对水稻幼苗的保护作用。结果表明：水稻幼苗植株在≤1．5％的盐浓度的盐胁迫下,10mg·L^-1镧能提高幼苗植株超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）的活性;降低幼苗植株脂质过氧化产物丙二醛（MDA）的含量和脯氨酸（Pro）的含量;减小质膜透性;提高叶片叶绿素含量和叶绿素a／b的比值;增强根系的活力,进而促进水稻幼苗的生长。10mg·L^-1镧对盐胁迫的缓解作用与盐浓度有关,随着盐浓度增大,镧的缓解作用将逐渐消失。分析表明,在≤1．0％和≥0．5％的盐浓度胁迫下,镧对水稻幼苗的生长存在更有效的防御机制,能够促进水稻幼苗的生长代谢。     

水稻盐胁迫应答cDNA的克隆、表达和染色体定位

从150 mmol/L盐胁迫3 h和没有胁迫的耐盐水稻(Oryza sativa L.)品种特三矮2号叶片中提取mRNA,构建cDNA文库.通过示差筛选,得到3个盐胁迫应答cDNA克隆Ts1、Ts2和Ts3.Northerd分析表明,3 h的盐胁迫可使Ts1、Ts2和Ts3的转录水平明显上升;3～24 h期间,Ts1和Ts2的转录水平继续上升,而Ts3的转录水平则下降.序列分析表明,这3个cDNA克隆与已知功能的基因没有同源性.利用特三矮2号的耐盐亲本ZYQ8和粳稻JX1 7组合构建了DH群体和分子标记连锁图谱,将Ts1、Ts2和Ts3分别定位在第1、3和7染色体上.值得注意的是,Ts1、Ts2和Ts3与用同一群体定位的主效和微效耐盐QTL位于同一或相邻区域.     

盐胁迫下小麦苗叶片吡咯-5-羧酸还原酶活性和游离脯氨酸积累

受NaCl、KCl或MsCl_2胁迫的小麦幼苗,当外部溶液的渗透势由—160 kPa下降到—900 kPa时,叶片吡咯—5—羧酸还原酶(PSC)活性增高;渗透势由—900 kPa降低到—1500kPa,酶活性下降;胁迫 1d和 2d的幼苗,还原酶活性显著增加;3～6d酶活性无大变化。游离脯氨酸含量随溶液渗透势下降和培养时间的延长而提高。胁迫解除后酶活性和脯氨酸含量均降低。受NcCl胁迫义在ABA影响下的幼苗,P5C还原酶活性和脯氨酸含量高于仅受NaCl胁迫的幼苗。     

高盐低温胁迫下水稻叶细胞ROS清除系统的相关基因表达

采用Affymetrix水稻表达谱芯片,分析高盐和低温胁迫下水稻叶细胞内ROS清除系统的相关基因表达状况,探讨在响应非生物胁迫过程中水稻植株体内抗氧化防卫体系的积极作用。结果表明:(1)水稻叶细胞内ROS清除系统涉及187个基因和/或EST,由抗氧化的非酶类物质如抗坏血酸、谷胱甘肽、生育酚等和抗氧化酶如超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、过氧化氢酶(CAT)等组成。(2)在低温逆境下,籼稻(i-93-11)叶细胞表达上调基因(2倍以上,下同)有5个,下调(0.5倍以下,下同)基因有2个;粳稻(j-NJ-1)叶细胞表达上调基因5个,下调基因6个。(3)在高盐胁迫下,籼稻(i-93-11)叶细胞表达上调基因有31个、下调基因13个;粳稻(j-NJ-1)叶细胞表达上调基因27个,下调基因25个。(4)高盐和低温胁迫下水稻叶细胞ROS清除系统相关基因的表达在籼粳稻间存在较大差异,并根据水稻基因表达谱芯片数据构建了水稻响应高盐和低温胁迫ROS清除网络图。     

镉胁迫下水稻OsPT1的表达及功能分析

OsPT1编码的水稻磷酸盐（Pi）转运蛋白在水稻生长发育、非生物胁迫应答等方面发挥重要的调控作用。前期研究表明OsPT1为镉（Cd）响应基因,但其在Cd胁迫下的功能及作用机制仍然未知。阐明OsPT1在Cd胁迫下的作用,并为低Cd水稻品种的选育奠定基础。通过生物信息学方法对该基因的序列特征、结构和功能进行分析和预测,利用实时荧光定量PCR（RT-qPCR）方法检测Cd胁迫下水稻不同组织、不同时间点OsPT1的相对表达量。此外,利用PCR的方法克隆OsPT1的编码序列,构建pGADT7-OsPT1重组质粒载体,并将其转入Δycf1 BY4741酵母菌株（Cd敏感酵母菌株）用以验证OsPT1对酵母Cd耐受性的影响。结果表明,OsPT1编码序列全长为1 584 bp,编码分子量为57.46 kD,由527个氨基酸构成的蛋白。在水稻基因组中该基因上游启动子区含有与光、厌氧、茉莉酸甲酯等环境和激素响应相关的调控元件。系统进化分析表明,水稻OsPT1与高粱SbPT1亲缘关系最近。基因的镉响应表达分析结果表明,与对照相比,经100 μmol/L Cd处理的水稻在1、6和12 h后,地上部分OsPT1的转录水平分别上调1.31、1.34和2.46倍;水稻根部OsPT1在处理1和6 h后分别上调1.28和1.14倍,但在Cd处理12 h后,其表达水平下调至处理前的0.62倍。转基因酵母Cd耐受性结果表明,与对照（0 μmol/L Cd）相比,经25 μmol/L Cd处理后,转OsPT1的酵母对Cd的耐受性有一定的下降。OsPT1可能在水稻应对Cd胁迫过程中发挥一定的作用。     

植物盐胁迫应答的分子机制

植物对盐胁迫的耐受反应是个复杂的过程,在分子水平上它包括对外界盐信号的感应和传递,特异转基录因子的激活和下游控制生理生化应答的效应基因的表达。在生化应答中,本着重讨论负责维持和重建离子平衡的膜转运蛋白、渗调剂的生物合成和功能及水分控制。这些生理生化应答最终使得液泡中离子浓度升高和渗调剂在胞质中积累,近年来,通过对各种盐生植物或盐敏感突变株的研究,阐明了许多盐应答的离子转运途径、水通道和特种特异的渗调剂代谢途径,克隆了其相关基因并能在转基因淡水植物中产生耐盐表型,另一方面,在拟南芥突变体及利用酵母盐敏感突变株功能互补筛选得到一些编码信号传递蛋白的基因,这些都有助于阐明植物盐胁迫应答的分子机制。