茉莉酸与植物抗性相关基因的表达

茉莉酸(jasmonic acid,JA)及其甲酯(MeJA)是调节高等植物的发育、应答外界刺激、调节基因表达的天然高等植物激素.JA最初是从真菌Lasiodiplodia theobromae培养液中分离到的.已研究过的所有高等植物中都有JA,估计其正常水平＜10μmol·L-1.植物组织中JA的水平在花和果实等繁殖器官特别是未成熟的果皮中最高,根和成熟的叶片中则低得多.JA在植物组织中的液相和气相中可快速运动.1nmol·L-1的JA和1μmol·L-1的MeJA就能诱导植物基因表达水平的变化[1].     

植物来源的镰刀菌抗性相关基因

镰刀菌是植物的重要病原真菌,其入侵植物体可引起镰刀菌病害,给农作物和其它植物的生产带来极大的危害。植物是抗性基因的重要来源之一,随着分子生物学技术的飞速发展,大量的镰刀菌相关抗性基因和抗性候选基因从不同的植物中被分离和鉴定,并应用于抗镰刀菌基因工程育种。对植物来源的镰刀菌抗性基因的种类及其作用机理、抗病候选基因、拟南芥-镰刀菌互作机制及基因调控进行了概述。     

茉莉酸及其甲酯与植物诱导抗病性

介绍了茉莉酸 (JA)及其甲酯 (MeJA)在植物抗病中的作用及其诱导植物抗病的机制 ,并概述了目前这一领域需要进一步研究解决的若干问题     

外源茉莉酸和茉莉酸甲酯诱导植物抗虫作用及其机理

综述了茉莉酸(jasmonic acid, JA)和茉莉酸甲酯(methyl jasmo nate, MJA)的分子结构和应用其诱导的植物抗虫作用及其机制。植物受外源茉莉酸或茉莉酸甲酯刺激后,一条反应途径是由硬脂酸途径激活防御基因,另一条途径是直接激活防御基因。防御基因激活后导致代谢途径重新配置,并可能诱导植物产生下列4种效应：（1）直接防御,即植物产生对害虫有毒的物质、抗营养和抗消化的酶类,或具驱避性和妨碍行为作用的化合物;（2）间接防御,即产生吸引天敌的挥发物;（3）不防御,即无防御反应;（4）负防御,即产生吸引害虫的挥发物。     

痢疾杆菌酸抗性系统相关基因缺失突变体的构建

依赖于谷氨酸脱羧酶的酸抗性系统对痢疾杆菌在宿主细胞内的生存和繁殖至关重要,hdeA、hdeB、yhiE和yhiF是其中几个重要的酸抗性基因。借助Red系统的重组功能,PCR扩增两翼与目的基因上下游同源的抗性基因片段,电击转化痢疾杆菌2457T,对筛选到的阳性转化子再导入编码FLP位点特异性重组酶的质粒pCP20以去除抗性基因。结果成功的敲除了hdeA、hdeB、yhiE和yhiF等4个酸抗性系统相关基因,为深入研究痢疾杆菌酸抗性基因的调控网络奠定了基础.     

茉莉酸在植物抗逆性中的研究进展

茉莉酸(jasmonic acid, JA)是一种植物内源合成的脂类激素，在植物响应胁迫的调控中发挥着重要作用。本文概括了JA的生物合成与代谢途径及其调控机制；总结了JA信号的传导通路；系统归纳了JA在植物响应生物和非生物胁迫应答中的作用机制和调控网络，重点关注了最新的研究进展。此外，本文梳理了JA与其他植物激素在植物抗逆性调节过程中的信号交流。最后讨论了JA信号通路介导的植物抗逆性研究中亟待解决的问题，并展望了新的分子生物学技术在调控JA信号通路增强作物抗性中的应用前景，以期为植物的抗逆性研究和改良提供参考。     

植物基因工程抗性育种

作物病虫害是制约农业生产的重要生物因素,为了取得农田生态系统最大的生物量,必须与病虫害作斗争。化学防治虽然有效,但残留农药造成的环境污染,却成了各国政府面临的难题。1992年里约热内卢环发会议,唤醒了人类的环境意识,绿色食品浪潮开始冲击世界农产品市场,如何使农业优质高产,又不损害环境质量,成了科学研究的重要课题。专家们认为,培育抗病、抗虫、抗锈良种,是解决农田环境问题的好办法。但是,传统的抗性育种费事耗工,效率很低。随着生物工程技术的崛起,80年代末,美国孟山部公司,用生物高技术推出了世界第一例抗烟草花叶病番茄,自此,基因转化技术、     

海南龙血树茉莉酸受体基因DcCOI1的鉴定和表达分析

茉莉酸是植物响应生物和非生物逆境胁迫的关键激素之一,而茉莉酸信号受体蛋白(Coronatine-insensitive protein 1, COI1)在茉莉酸信号转导过程中发挥着关键作用。本研究基于海南龙血树转录数据中的转录本序列,利用注释拼接和RT-PCR的方法首次鉴定了1个编码海南龙血树茉莉酸受体COI1基因(命名为DcCOI1, GenBank登录号为MF193604),DcCOI1基因长度为2 274 bp,包含一个1 785 bp的完整开放阅读框,编码594个氨基酸,Dc COI1蛋白与芦笋COI1序列的一致性为94%,系统进化分析中与芦笋、剑兰划为同一分支,同属于单子叶植物大类。生物信息学分析显示,其编码蛋白包含COI1的蛋白的F-box特征结构域,分子量为64.14 k D,理论等电点为6.09,为非分泌型蛋白,且不含跨膜结构域,包含52个磷酸化位点,主要在细胞质中发挥生理作用;二级结构主要有α螺旋(43.10%)和无规则卷曲(29.63%)构成。实时荧光定量PCR检测发现DcCOI1在海南龙血树根、茎、叶和花中均有表达,根和茎中的表达量较高,而花中的表达量最低。此结果为阐明海南龙血树血竭形成过程中茉莉酸的调控作用研究奠定了基础。     

茉莉酸在植物诱导防御中的作用

茉莉酸(JA)和茉莉酸甲酯(MeJA)作为与损伤相关的植物激素和信号分子,广泛地存在于植物体中,外源应用能够激发防御植物基因的表达,诱导植物的化学防御,产生与机械损伤和昆虫取食相似的效果。大量研究表明,用茉莉酸类化合物处理植物可系统诱导蛋白酶抑制剂(PI)和多酚氧化酶(PPO),从而影响植食动物对营养物质的吸收,还能增加过氧化物酶、壳聚糖酶和脂氧合酶等防御蛋白的活性水平,导致生物碱和酚酸类次生物质的积累,增加并改变挥发性信号化合物的释放,甚至形成防御结构,如毛状体和树脂导管。经茉莉酸处理的植物提高了植食动物的死亡率,变得更加吸引捕食性和寄生性天敌。挥发性化合物——茉莉酸甲酯可以从植物的气孔进入植物体内,在细胞质中被酯酶水解为茉莉酸,实现长距离的信号传导和植物间的交流,诱导邻近植物产生诱导防御反应。茉莉酸和茉莉酸甲酯分别具有4种立体异构,其中具有活性的是顺式结构,但顺式结构不稳定,会差向异构化为反式结构。茉莉酸的代谢物(Z)-茉莉酮(cis-Jasmone)具电生理活性,在植物诱导防御中起作用,并且在防御信号的作用上不同于茉莉酸和茉莉酸甲酯。     

茉莉酸诱导的春化相关基因表达模式

利用NRA原位杂交技术分析了春化相关基因ver203F在冬小麦（Triticum aestivum L.cv.Jingdong No.1) 胚芽组织内的表达模式，结果表明，ver203F基因的转录本在春化处理的冬小麦胚芽幼叶中有明显的积累，而在胚芽鞘以及生长点处却未见杂交信号，茉莉酸诱导冬小麦胚芽后的基因表达模式与春化处理后的模式相似，实验结果暗示感受春化作用的信号部位可能是胚牙的幼叶，细胞对春化的应答与茉莉酸介导的信号转导途径有关。     

西瓜APX基因的序列分析及其茉莉酸甲酯诱导表达特性

抗坏血酸过氧化物酶(ascorbate peroxidase,APX)作为植物抗氧化防御系统中的重要一员,在一定程度上决定着植物的抗逆性。茉莉酸甲酯(methyl jasmonate,Me JA)作为逆境信号物质可以诱导植物抗逆响应,但是能否诱导APX基因表达、其表达趋势如何到目前为止尚未见报道。我们根据拟南芥APX同源基因At APXIII(AJ006030.1)的序列在西瓜基因组数据库中搜索获得一个高度同源序列:Cla015833,命名为Cl APX1。我们对该基因进行了生物信息学分析并以二倍体西瓜细胞为材料,利用q RT-PCR技术对Cl APX1在茉莉酸甲酯诱导下的表达特性进行了研究。结果表明Cl APX1基因的转录起始位点位于起始密码子上游980 bp处,启动子区域包含典型启动子必须的调控元件,多个激素响应元件和逆境胁迫响应元件等;该基因编码的蛋白含有286个氨基酸,分子量为31.56 k D,理论等电点为6.67,此蛋白可能定位在细胞质中,属于c APX;该基因在亲缘关系上较为接近同科的黄瓜和甜瓜。在茉莉酸甲酯施加了0.5 h后Cl APX1基因的表达量高于本底水平,一直持续到8 h,变化呈现出先上升后下降的趋势。本研究说明了Cl APX1基因对茉莉酸甲酯模拟的逆境信号做出了响应且表达量提高。本研究为利用茉莉酸甲酯提高植物抗逆性提供了理论支持,为植物的APX基因对茉莉酸信号响应方式和表达调控趋势做了补充,为以后深入研究APX基因奠定基础。     

植物抗性基因研究新趋势

多种生物基因组的大规模测序结果表明,抗性基因在基因组上成簇存在,从结构基因组、比较基因组、功能基因组与生物信息学等方面论述了植物抗性基因研究的新趋势。     

茉莉酸调控植物生长发育和胁迫的研究进展

植物作为不可移动的生物,感知外界刺激通过改变自身信号转导对其做出反应。植物激素作为重要的信号分子,在植物应对不同生物和非生物胁迫反应中发挥作用,以调节植物生长发育并适应不断变化的环境。茉莉酸是植物体内的重要激素之一,目前它的合成途径、生理作用等已有大量研究,但对其感知环境变化并做出反应的信号转导途径以及与其他植物激素的相互作用方面的研究还有空白之处。本文主要阐述茉莉酸在调控植物生长发育、胁迫应答及其与其他植物激素的相互作用方面的研究进展。     

茉莉酸及其衍生物与植物有性生殖某些过程的关系

介绍茉莉酸(JA)及其衍生物与植物有性生殖某些过程的关系(JA及其衍生物在植物生殖器官中的分布以及它们与植物开花和植物有性生殖器官发育的关系),特别是它们对植物雄性器官发育影响的研究进展。     

外源茉莉酸甲酯诱导大麦对叶斑病抗性的研究

[目的]初步探讨不同浓度外源茉莉酸甲酯（MeJA）诱导大麦抗叶斑病效应差异及其分子机制,为应用MeJA防治大麦叶斑病提供理论依据。[方法]以‘蒙啤麦3号’大麦品种幼苗为材料,设置不接菌（无菌水处理叶片）、接菌（无菌水处理叶片接种麦根平脐蠕孢菌）和接菌+MeJA（0.5、1.0、1.5、2.0、2.5 mmol/L MeJA喷施叶片后接菌）3组处理,于三叶期调查叶斑病发病情况并据此筛选最适MeJA浓度,然后测定不接菌、接菌及接菌++ MeJA（最适浓度）处理不同处理时间叶片的抗氧化酶、抗病相关酶活性、丙二醛、渗透调节物质含量以及相关基因表达水平。[[结果]]：（1）叶面喷施外源MeJA提高了大麦对叶斑病的抗性,1.5 mmol/L MeJA处理叶片的病情指数较对照显著降低19.03%,诱导抗性效果最佳;（2）与单独接菌处理相比,1.5 mmol/L MeJA处理大麦叶片超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶、几丁质酶和β-,1,3-葡聚糖酶活性均显著提高,而其丙二醛、脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白含量显著降低,同时其受MeJA调控转录因子及编码抗病相关酶的基因表达量显著上调。[结论]外源喷施1.5 mmol/L MeJA通过调节抗病相关酶活性和渗透调节物质含量,以及调控抗病相关酶基因及茉莉酸信号途径关键转录因子基因表达,进而提高大麦植株的叶斑病抗病性。     

茉莉酸对小麦幼苗UV-B抗性的生理学效应研究

以小麦品种‘西农88’(Triticum aestivum L.,cv.Xinong 88)为材料,研究了外源施加不同浓度茉莉酸(1、2.5、5、10 mmol/L)对UV-B辐射(1.5 kJ·m-2·d-1)下小麦幼苗光合色素、抗氧化酶、丙二醛、游离脯氨酸、紫外吸收物、花青素、根系活力等生理指标以及对其生长的影响,探讨了茉莉酸在UV-B辐射胁迫中的可能作用及其作用机制.研究结果表明,外源茉莉酸对小麦幼苗生理指标产生显著影响,并且表现出浓度效应,其中较低浓度的茉莉酸(1 mmol/L和2.5 mmol/L)能明显提高小麦幼苗的UV-B抗性.表现为低浓度茉莉酸显著提高UV-B辐射下小麦幼苗叶片中的总叶绿素含量、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性.并且外源施加的茉莉酸还能够增加小麦幼苗的游离脯氨酸含量,降低脂质过氧化水平,提高花青素含量,增强根系活力.可见,茉莉酸通过提高小麦幼苗的抗氧化酶活性,增加渗透调节物含量以及保护性色素含量,从而缓解膜脂过氧化程度和提高防御物质含量,进而增强植物抵抗UV-B辐射胁迫的能力,保证小麦幼苗正常生长.     

外源茉莉酸甲酯诱导竹根姜对青枯菌的抗性

以竹根姜幼苗为材料,采用室内水培试验和茎基部注射接种姜青枯菌方法,探讨外源茉莉酸甲酯(MeJA)诱导竹根姜产生姜瘟病抗病性的生理生化机制。结果显示:外源MeJA处理可以显著降低竹根姜的病情指数,提高对姜瘟病的抗性,而对青枯菌的致病力没有直接的抑制作用。MeJA处理可促进竹根姜内源H2O2在前期迅速积累,同时诱导增强姜块内苯丙氨酸解氨酶(PAL)、过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)、过氧化氢酶(CAT)等防御酶以及病程相关蛋白几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶的活性,促进姜块内木质素含量上升。研究表明,MeJA能通过调控竹根姜细胞内下游信号分子H2O2的水平来提高防御相关酶的活性和病程相关蛋白的表达,促进木质素的合成,提高了竹根姜的抗病性。     

外源茉莉酸甲酯诱导抗性与敏感稗草对二氯喹啉酸抗性的差异及机理

以遗传背景一致的抗二氯喹啉酸型和敏感型稗草为供试材料,分析了经外源茉莉酸甲酯(MeJA)预处理后,稗草种群间应对二氯喹啉酸胁迫的抗性水平及4种内源激素含量的变化。结果表明: 外源MeJA处理可显著提高抗性稗草对二氯喹啉酸的抗性,而对敏感稗草的抗性影响不显著。供试稗草间植株体内生长素(IAA)、脱落酸(ABA)、水杨酸(SA)和茉莉酸(JA)的含量及其变化幅度存在显著差异。二氯喹啉酸处理显著增加了稗草ABA、SA和JA的含量,且敏感稗草ABA和JA含量升高幅度明显高于抗性稗草;外源MeJA预处理能显著增强二氯喹啉酸对稗草ABA和JA含量的诱导,且敏感稗草变化幅度较大。表明敏感稗草较快的激素变化不利于其应对除草剂胁迫,抗性稗草相对平缓的激素变化赋予了其对除草剂的适应性,且MeJA处理增强了其对二氯喹啉酸的抗性。稗草植株体内ABA和JA激素信号在其抵抗二氯喹啉酸胁迫过程中可能发挥重要的生物学功能。     

壳寡糖诱导植物抗性相关基因mRNA差别显示分析

壳寡糖是一种天然的信号分子,可以诱导植物产生各种防御反应。该文利用mRNA显示技术。研究壳寡糖引起的植物抗性相关基因的变化。以50mg/l壳寡糖喷洒的烟草叶片为材料,分别提取处理8h、7d和对照的叶片总RNA,利用一个锚定引物和三个随机引物组合,通过mRNA差别显示技术共获得壳寡糖处理后发生变化的8h差别条带22条,7d后的差别条带为74条。将壳寡糖处理8h得到的17条差别条带克隆到载体上后,进行反向Northern鉴定,有6条可能为真实条带。测序结果表明：其中一条差别片段与烟草热激蛋白90基因具有97％的核苷酸同源性。说明50mg/l壳寡糖处理的烟草叶片在mRNA水平上发生了明显的变化,烟草的热激蛋白90基因可能参与到壳寡糖诱导的抗性信号传导通路中。     

植物缺氧响应相关基因的表达调控机制

对近年来缺氧应答相关基因的分离、克隆及缺氧响应信号转导模式与调控机制作了综述。分析了缺氧应答基因的序列特点,概述了植物感受缺氧胁迫的信号传递模式,阐述了缺氧响应的调控机制并着重讨论了调控因子AtMYB2的调控特点,并对缺氧相关研究进行了展望。