植物低氧胁迫伤害与适应机理的研究进展

不良的通气条件导致了正常生长发育的植物生理性缺氧,低氧胁迫是高等植物主要的非生物胁迫因素之一。本文综述了低氧胁迫对植物生长、植株形态的影响,低氧胁迫对植物内部水分、养分吸收的变化,呼吸代谢途径的变化、激素代谢的变化,氧化系统的变化的影响,以及低氧胁迫过程中植物体内信号的传导、基因的表达、蛋白质的合成等,在不同层面分析了低氧胁迫对植物的伤害及植物对低氧逆境适应机理的最新研究成果。     

植物淹水胁迫的生理学机制研究进展

淹水胁迫引起弱光环境,使气体扩散受限,叶片细胞膜脂过氧化加剧,体内保护酶系统受损,叶绿素降解,丙二醛含量积累,光合速率下降。为了适应淹水环境,植物通过生理生化机制的调节来保证淹水条件下的生命活动。如细胞通过调节渗透物质的含量来保持渗透势的平衡;细胞内各种抗氧化酶活性增加,以清除自由基,避免或者减轻细胞受到伤害;改变代谢途径和激素调节以保持能量储备和低的代谢速率。本文综述了淹水胁迫对细胞膜系统及功能、植物光合作用、植物呼吸、激素、生理代谢、基因调控的影响和淹水结束后植物的生理生态学变化,介绍了植物适应淹水胁迫的机制,并指出植物耐淹响应的分子机理,环境因素对淹没植物的影响,森林淹水胁迫的定位观测是今后需要研究的方面。     

植物miRNA的分子特征及其在逆境中的响应机制

逆境胁迫是影响植物生长发育、生物产量与品质形成的主要因素之一。通过诱导表达抗逆有关的编码基因与部分非编码基因是植物响应逆境的主要方式。miRNA作为一种非编码基因在植物生长、发育以及抗逆等过程中起重要的调控作用。研究表明:逆境胁迫下miRNA可以形成miRNA诱导沉默复合物(miRNA-induced silencing complex,miRISC),并与靶mRNA互补配对结合,进而引起靶mRNA的降解或者抑制其翻译,从而实现对下游抗逆相关基因表达的调控,最终引起代谢与信号转导途径的变化实现对逆境的响应。本文从植物逆境胁迫下诱导miRNA的产生、靶基因的识别以及作用机制等方面进行了综述。     

Mn-SOD基因导入黄瓜的遗传转化体系

黄瓜是我国栽培面积最大的喜温蔬菜之一。在生产上,高温干旱等环境胁、迫因子严重危害黄瓜的产量和品质,甚至导致绝收。任安芝等综述了SOD与水分、盐分、低温和大气污染等逆境胁迫之间的关系,认为:各种逆境胁迫引起的活性氧代谢平衡失调、生物膜结构破坏是导致植物遭受逆境伤害的机理之一。通过基因工程提高植物体内抗氧化酶活性及增加抗氧化代谢的水平是增强植物抗逆性的有效     

植物抗氧化动态平衡研究进展

植物在生长发育的过程中会产生代谢副产物活性氧,其含量在植物生长过程中起双重作用。适量的活性氧可提高植物对逆境胁迫的耐受性,但是过量的活性氧会诱发氧化猝发反应,严重影响植物的生长发育。因此,提高植物的抗氧化能力对于提高植物的抗逆能力来说显得尤为重要,该方面的研究也成为近年来逆境生物学的一大热点。植物体为了应对逆境环境造成的活性氧动态失衡,进化出了含酶和非酶组分的抗氧化系统。本文主要介绍了参与高等植物活性氧代谢的相关物质,对近年来国内外报道的代谢途径进行了综述,为提高植物的抗逆能力提供参考依据。     

水稻萌发过程的呼吸途径与器官生长关系

植物的生长发育受呼吸代谢途径的调节控制,而呼吸代谢反应的类型与速率又由于环境的改变而变化。据汤佩松和我们前段工作(未发表)的结果,证明了O_2和CO_2分压能有效地控制水稻种子萌发时器官生长。为此,本文应用不同的O_2和CO_2分压作为控制水稻萌发器官生长的手段,研究水稻萌发过程的呼吸代谢途径与器官生长关系。并以本实验结果,从一种植物材料的一个生长发育阶段,阐明呼吸代谢多条路线的重要     

C3植物稳定碳同位素组成与盐分的关系

植物在盐生环境中δ13C值的改变可能包含两个成分:一个是盐分对CO2的扩散、传递或光合速率的影响而引起的δ13C值的改变;另一个是光合途径的转换引起的δ13C值的变化,δ13C值的大小与诱导发生CAM或C4代谢的程度有关.植物组织的δ13C值随盐度的变化趋势除了与植物本身固有的耐盐性有关以外,盐度和胁迫时间是影响植物δ13C的重要因素.根据盐生条件下同位素分馏特点可知,盐生植物与非盐生植物的δ13C随盐度的变化趋势有所不同.对非盐生植物而言,在低盐度和短期的盐处理下,随盐度的增加和胁迫时间的延长植物的δ13C值增大,这个阶段限制光合作用的主要因素是气孔导度;但是如果盐度过低,δ13C变化很小,则难以表现出应有的相关性;随着胁迫的加强,当限制光合作用的非气孔因素成为主导因素时,由于光合作用受到强烈抑制(光合结构遭到破坏),δ13C将随之降低.对盐生植物而言,其δ13C与最适盐度有关.最适盐度下,植物的δ13C低于其它盐度条件下的δ13C值.盐生条件下,有些C3植物可能发生光合途径的转换,无论诱导发生的是C4代谢还是CAM代谢,δ13C值均趋于增大.但是,一般情况下,盐处理诱导的光合途径的改变对植物组织整体的δ13C的影响很小.在密闭环境中或郁闭林地,植物和土壤呼吸释放的CO2再次参与光合作用,也会改变植物的δ13C值.为了更加全面地考察植物δ13C与盐度的关系,需要设置较大的盐度范围和进行长期的胁迫处理,才能够获得相对充分的数据,才有利于全面分析植物δ13C值与耐盐性的关系.     

植物脯氨酸合成酶基因工程研究进展

逆境条件下植物细胞积累脯氨酸是植物适应逆境的一种反应,有利于减轻逆境对植物的伤害。简要回顾了生物体脯氨酸代谢过程和逆境下植物积累脯氨酸的作用,重点总结了植物体内脯氨酸合成酶基因吡咯啉-5羧-酸合成酶(P5CS)的克隆、表达和转基因研究进展。研究认为,P5CS是一个逆境胁迫应答基因,通过基因工程方法调节P5CS基因的表达有利于提高植物体脯氨酸的积累量,改善植物的抗逆性。因此,目前可以在大田植物中开展利用提高脯氨酸来改善植物抗逆性的研究。     

生境因子及理化因素对外源基因在植物体内表达的调节

外源基因在植物体内的表达除受植物体本身代谢及分子调节外,还受生境因子及理化因素等外界环境因子的调节.生境因子及理化因素可诱导植物某些基因的表达,同时调控这些基因的启动元件;利用营养及逆境胁迫条件改变植物的生长代谢也可实现对外源基因表达的调节.本综述了生境因子及理化因素对外源基因在转基因植物体内表达的调控机制.     

铁皮石斛叶片光合作用的碳代谢途径

 利用LI-6400光合测定系统测定了不同天气条件下铁皮石斛（Dendrobium officinale）叶片24h CO2吸收的动态以及CO2吸收对光强和温度的响应。晴天的白天和夜间铁皮石斛都能吸收CO2,中午CO2吸收速率为负值, CO2的交换方式具景天酸代谢途径(CAM)的特点。阴雨天,只有白天吸收CO2,夜间表现为暗呼吸,光合作用碳代谢的途径为C3途径。在多云的天气条件下,白天吸收CO2,并持续至日落后。夜间21∶00仍有CO2吸收,23∶00以后至次日凌晨处于暗呼吸状态。在500 μmol·m-2·s-1光照件下,20℃出现最大CO2吸收值。在夜间,25℃时CO2的吸收速率最高。有光和无光条件下,低温或高温引起CO2吸收速率下降均为非气孔因素所致。晴天上午,铁皮石斛叶片的表观量子产额为0.035,光合补偿点为2.9μmol·m-2·s-1,饱和光强为500μmol·m-2·s-1,强光下出现光抑制现象。叶片受到强光预先照射后,即使光照减弱光抑制效应仍保持一段时间,致使光合补偿点升高,表观量子产额下降,相同光强下的CO2吸收效率降低。结果表明：铁皮石斛为兼性CAM植物,随着环境条件的变化,其光合作用在景天酸代谢途径(CAM)与C3途径间变化。     

植物抗性生理（一）

由于世界人口的不断增长和全球范围内环境的恶化，使多种自然灾害频繁出现，给农业生产造成了严重损失，植物抗性生理的研究也因此越来越受到各国科学家的重视。抗性是植物对不利于生长的环境条件的适应性和抵抗力，也称抗逆性。它是植物在长期的系统发育中产生和发展起来的。如仙人掌科植物体内能贮存大量水分，具有肉质茎、针状叶。角质层极厚，因此蒸腾速率比一般植物慢几千倍。另有一些沙漠植物具有发达的根系，如北美洲的婉蜒牧豆，根系深达3m，因而能从沙漠深处吸收足够的水分。还有一些植物在受到周期性干旱时能够改变其代谢途径，由…     

生物自由基与植物膜伤害

本文简述了自由基的概念及其特点。着重论述生物自由基在植物体内的产生和清除过程,在各种环境胁迫下,自由基对植物膜的伤害和有关保护酶活性的变化,认为逆境条件下自由基的累积及其对膜的破坏作用可能是胁迫伤害的重要方面之一。     

一种新的水稻生长抑制物质

植物病原菌所产生的代谢产物不仅直接引起植物病害,有的还能阻碍或促进植物的生长和发育。从水稻恶苗菌中分离出的赤霉素可以促进植物的生长。近代研究发现,引起植物叶枯病的几种病原菌,如水稻白叶枯病、稻瘟病、胡麻叶斑病、玉米小斑病、甘蔗叶枯病、高粱叶斑病等的病原菌都能产生代谢产物,给农业带来危害。     

果品蔬菜的冷害现象

在植物的逆境生理中,低温胁迫对植物造成的伤害已引起人们广泛的关注和研究。低温伤害可分为冻害和冷害两大类型,冻害是指冰点以下低温引起植物体内结冰(细胞间隙结冰或细胞内结冰),使原生质脱水凝固或受机械损伤而造成的伤害现象。冷害主要是指热带、亚热带植物由于冰点以上低温(10—12℃)引起的代谢失调而造成细胞伤害的现象。根据植物对冷害的反应速度可将冷害分为两类:一是直     

环境胁迫与植物抗氰呼吸

抗氰呼吸广泛存在于高等植物、一些真菌和藻类中。抗氰呼吸的发生和运行程度除与植物自身发育和内在生理状态有关外,还受到许多外界条件（逆境因子）的影响。目前,有关植物抗氰呼吸的环境调节以及环境胁迫条件下植物抗氰交替途径运行的生理学意义已成为植物呼吸代谢领域的研究热点。本研究综述了环境胁迫与植物抗氰呼吸的研究进展。     

逆境中植物体内特殊物质的合成

植物生长在自然环境中,不可避免地会遭到各种逆境因子的胁迫,如病虫害、干旱、盐渍、寒冷、热、涝、紫外线、重金属离子等。在长期的进化过程中,植物逐渐形成了抵御各种逆境的形态生理结构。除此之外,在遭受逆境因子袭击时,植物体会迅速作出反应,启动相关基因,合成一些具有保护作用的物质,包括各种逆激蛋白、植物激素以及一些小分子有机物。这些物质在正常环境中含量甚微,逆境时则大量合成,使生活在逆境中的植物尽量减少伤害,渡过不良环境。1　植物抗病反应中物质的合成真菌、细菌、病毒、寄生虫等病原物侵染植物后,植物会出现过敏反应,继而…     

脯氨酸在植物非生物胁迫耐性形成中的作用

植物作为固着生活的有机体,经常暴露在多变且对其生长发育不利的环境条件中,这些生物或非生物的胁迫因子严重影响着植物的生长、发育、生存和分布。脯氨酸在植物抵抗逆境胁迫过程中起着重要的作用。根据国内外的最新研究进展,结合我们的研究成果,对植物体内脯氨酸的代谢途径、渗透调节、抗氧化、分子伴侣、生长发育信号和毒性等方面进行了综述,并对该研究领域作了展望。     

植物角质膜研究进展

植物的角质膜是植物与外界环境的交界面, 有利于植物减少蒸腾、抵抗紫外伤害和防止病虫害等。植物与外部环境相互作用的过程中, 其角质膜会构建自身的防御系统, 如通过自身结构、成分的改变及产生次生代谢产物来减轻外界不利环境因子的胁迫。因此, 植物角质膜与环境之间的密切关系对于植物生长有着重要意义。该文综述了植物角质膜的结构、成分、形成、功能及其与次生代谢和环境的关系, 同时对研究中存在的问题进行了讨论并展望了相关领域的研究前景。     

氮代谢参与植物逆境抵抗的作用机理研究进展

近年来,植物所受到的诸如干旱、盐、高温、低氧、重金属胁迫和营养元素缺乏等环境胁迫越来越多,严重影响了植物的生长发育及作物的质量和产量。氮素是植物生长发育所需的必需营养元素,同时也是核酸、蛋白质和叶绿素的重要组成成分,其代谢过程与植物抵抗逆境的能力息息相关。氮代谢是指植物对氮素的吸收、同化和利用的全过程,是植物体内基础代谢途径之一。氮代谢主要从氮素吸收、同化及氨基酸代谢等方面参与植物的抗逆性,并通过调节离子吸收和转运、稳定细胞形态和蛋白质结构、维持激素平衡和细胞代谢水平、减少体内活性氧(reactive oxygen species,ROS)生成以及促进叶绿素合成等生理机制来影响植物抵抗非生物胁迫的能力。因此,提高植物在逆境下的氮代谢水平是减轻外界胁迫对其损伤的一种潜在途径。该文从氮素同化的基本途径出发,分别阐述了氮代谢在干旱胁迫、盐胁迫和高温胁迫等多个方面的逆境抵抗过程中的作用机理,为氮代谢参与植物抗逆性研究提供了有利参考。     

光呼吸途径及其功能

光呼吸是C3植物体内重要的代谢过程,是光合作用研究的热点之一。本文阐述了光呼吸的正常代谢途径及乙醛酸代谢的交替途径,交替途径的功能,及途径中关键酶的生物学特性。就光呼吸在减轻逆境伤害、减缓叶绿素的降解、驱动卡尔文循环、参与三羧酸循环、氮素代谢、蛋白质积累以及PSI和PSⅡ之间的状态转换等生物学功能进行了综述。