LEA蛋白与植物的抗旱性

植物在干旱胁迫下会产生多种诱导蛋白,其中LEA蛋白（Late-embryogenesis-abundant protein)已受到普遍关注。根据近年的研究进展,本文就植物中LEA蛋白的特性、分类、功能及LEA基因的表达调控作了简要综述。     

抗氧化系统参与循环干旱锻炼提高烟草植株抗旱性的形成

对漂浮育苗的烟草幼苗进行控水-半萎焉-复水-恢复的循环干旱锻炼。结果表明,这种干旱锻炼能显著提高烟草叶片抗氧化剂谷胱甘肽（GSH）、抗坏血酸（AsA）的含量、还原型抗氧化剂在总抗氧化剂中的比例和抗氧化酶包括超氧化物歧化酶（SOD）、抗坏血酸过氧化物酶（APX）、过氧化氢酶（CAT）、愈创木酚过氧化物酶（GPX）、谷胱甘肽还原酶（GR）的活性,降低丙二醛（MDA）的含量。当烟草植株遭受后续的干旱胁迫时,与未锻炼的对照相比,干旱锻炼过的烟草植株能保持较高的GSH和AsA含量、还原型抗氧化剂在总抗氧化剂中的比例和抗氧化酶（SOD、APx、CAT、GPX和GR）活性,以及较低的MDA含量,表明这种循环干旱锻炼提高了细胞抗氧化能力,有助于缓解烟草植株由干旱引起的氧化胁迫及其所导致的伤害,最终提高其抗旱性。这些结果表明。抗氧化系统参与了循环干旱锻炼提高烟草植株抗旱性的形成过程。     

外源NO提高小麦幼苗抗旱性的生理机制

以小麦(Triticum aestivum L.)品种'豫麦49'为材料,采用50μmol·L-1SNP(NO供体)处理自然干旱和PEG模拟干旱下的小麦幼苗,分析外源NO对水分胁迫下小麦幼苗相对含水量、光合速率、细胞膜透性以及茎叶中关键性离子含量的影响.结果显示:自然干旱10 d后,对照组幼苗几乎全部枯死,而50μmol·L-1SNP处理幼苗并未发生枯死,其幼苗在旱后复水2 d后能完全恢复正常生长;在25%PEG-6000模拟干旱条件下,50μmol·L-1SNP处理也能明显改善受胁迫小麦幼苗长势.50μmol·L-1SNP处理使模拟干旱胁迫下小麦叶片的相对含水量显著提高15.98%,净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)分别显著提高47.11%和42.86%,而胞间CO2浓度(GI)显著降低了8.19%;也使小麦组织浸出液电导率显著降低30%,茎叶的K 含量显著增加24.55%(P<0.01).研究发现,外源NO既可通过降低小麦幼苗叶片蒸腾来维持较高的叶片相对含水量,缓解因干旱缺水对植株的伤害;又可增加K 在茎叶中积累,减轻干旱胁迫对小麦幼苗细胞膜伤害,维持干旱胁迫下小麦幼苗较高的光合速率,以确保植株正常生长和有机物质积累.     

植物硅营养的研究进展

阐述了植物吸收硅的机理、硅与其它营养元素的关系及其对非胁迫和胁迫条件下植物生长发育的有益作用。植物吸收硅的机制目前尚不是很清楚,不同植物吸收硅的方式不同。硅可影响植物中其它营养元素的含量。在非胁迫条件下,硅可促进植物的生长;硅也参与了植物抗病、抗虫等生物胁迫,以及抗金属毒害、盐害、温度胁迫、干旱、抗倒伏等非生物胁迫的反应。目前,应从多种植物上深入研究硅的吸收方式与机理;同时,应该改变硅在细胞壁的沉积仅仅起增强组织机械强度作用的观点．而应从生理代谢调控的角度进行硅作用机制的研究,为生产实践中硅肥的应用奠定理论基础。     

植物硅营养的研究进展

阐述了植物吸收硅的机理、硅与其它营养元素的关系及其对非胁迫和胁迫条件下植物生长发育的有益作用 .植物吸收硅的机制目前尚不是很清楚 ,不同植物吸收硅的方式不同 .硅可影响植物中其它营养元素的含量 .在非胁迫条件下 ,硅可促进植物的生长 ;硅也参与了植物抗病、抗虫等生物胁迫 ,以及抗金属毒害、盐害、温度胁迫、干旱、抗倒伏等非生物胁迫的反应 .目前 ,应从多种植物上深入研究硅的吸收方式与机理 ;同时 ,应该改变硅在细胞壁的沉积仅仅起增强组织机械强度作用的观点 ,而应从生理代谢调控的角度进行硅作用机制的研究 ,为生产实践中硅肥的应用奠定理论基础     

干旱胁迫下几种荒漠植物抗氧化能力的比较研究

对3种荒漠植物沙拐枣、梭梭和沙枣在干旱胁迫下的抗氧化能力进行了比较研究。结果表明,3种荒漠植物长期处于干旱生境下,都受到不同程度的膜脂过氧化,其中,沙枣的膜脂过氧化程度大于梭梭和沙拐枣。在1d的变化中,随着水势的下降,上午10：00前3种植物体内MDA含量都表现为上升趋势,此后梭梭和沙拐枣体内MDA含量表现为持续下降,到下午18：00达到最低,说明尽管水分胁迫在加强,它们却表现出极强的抗氧化胁迫能力;而沙枣体内MDA含量在下午18：00又开始上升,表明沙枣表现出一定的调节能力,但其能力有限,低于梭梭和沙拐枣。3种植物对干旱胁迫的应激方式不同;沙拐枣体内的SOD活性和ASA含量明显高于梭梭和沙枣,这与其体内相对较低的O2含量具有很好的一致性;对于植物体内H2O2的清除,抗氧化酶系统对沙拐枣体内的H2O2的清除起了一定的作用,但不是主要的,抗氧化剂GSH起主要作用,而梭梭体内南抗氧化酶系统中的CAT起主要作用,抗氧化剂起辅助作用;沙枣体内的AsA-POD起主要作用,其它的抗氧化酶和氧化剂起辅助作用。同时,植物体内还保持管各种酶的平衡。     

渗透调节参与循环干旱锻炼提高烟草植株抗旱性的形成

对漂浮育苗的烟草幼苗进行控水一半萎焉．复水一恢复的循环干旱锻炼。结果表明,这种干旱锻炼能显著提高烟草幼苗根、茎、叶中的渗透调节物质可溶性糖和脯氨酸的含量,降低细胞渗透势。当干旱锻炼过的烟草植株遭受后续的干旱胁迫时,与未锻炼的对照相比,其根、茎、叶能积累更多的可溶性糖和脯氨酸,从而降低了细胞渗透势,使叶片能维持较高的膨压。这些结果表明渗透调节参与了循环干旱锻炼提高的烟草植株抗旱性的形成过程。此外,干旱锻炼提高了烟草幼苗的根／冠比。循环干旱锻炼过程中烟草植株一方面使其各部位通过渗透调节来对干旱环境进行生理适应,另一方面通过调节光合产物在地上部和地下部的分配以影响根／冠比来对干旱环境进行形态适应,以最终提高其抗旱性。     

种子萌发期4种植物对干旱胁迫的响应及其抗旱性评价研究

用不同浓度PEG-6000的1/2Hoagland溶液模拟干旱胁迫条件,对沙枣、柠条、杠柳、白蜡4种植物种子的总萌发率、幼苗鲜重、活力指数进行研究.结果表明:(1)随着干旱胁迫程度的加剧4种植物种子的总萌发率、幼苗鲜重、活力指数呈下降趋势,且白蜡下降幅度最大,但柠条、沙枣、杠柳的抗旱指数显著高于白蜡;(2)4种植物种子的逐日萌发率和胚根日变化表明:低浓度PEG-6000对柠条和杠柳的种子萌发具有较好的诱发作用,白蜡和杠柳种子萌发比较集中,沙枣和柠条相对比较分散;沙枣、柠条和白蜡胚根生长呈线性增长,而杠柳呈指数式增长;(3)采用隶属函数法对干旱胁迫下4种植物的相对萌发率、相对鲜重、抗旱指数、相对活力指数进行综合评价的结果显示,4种植物种子萌发阶段的抗旱性次序为:柠条>沙枣>杠柳>白蜡.     

钙调素结合蛋白参与调控植物逆境胁迫的研究进展

Ca²⁺是植物体内重要的第二信使,当植物受到各种环境刺激时,细胞内的Ca²⁺浓度瞬间产生变化,并被Ca²⁺信号效应器识别,通过与下游的靶蛋白结合并调节其活性,参与调控植物各种生理活动。钙调素结合蛋白以依赖Ca²⁺或不依赖Ca²⁺的方式结合钙调素。对目前已经鉴定的植物钙调素结合蛋白结构特点进行了综述,并着重介绍了钙调素结合蛋白是如何参与调节植物对生物胁迫和非生物胁迫的反应,为提高作物抗病抗逆能力研究提供理论基础。     

多倍体植物抗逆性研究进展

许多逆境能诱导多倍体植物发生,并可能作为筛选压力推动多倍体的形成。多倍体植物具有细胞、器官巨大化的特点,但株型不一定巨大化。在几种主要逆境条件下(如低温、高温、干旱、盐碱、病害等),多倍体植物抗逆性往往增强。多倍体植物主要通过调整细胞大小和结构、调节生物膜系统、提高渗透调节物质含量、增强抗氧化系统活性、增加基因表达和通过表观遗传变化来增强抗逆性,但也有研究显示多倍体植物的抗逆性降低。多倍体植物的抗逆性还需要更深入和细致研究,才能阐明抗逆机理。该文对近年来国内外有关多倍体植物的形成、特征、抗逆性表现及其调控机制等方面的研究进展进行综述。     

粗毛鳞盖蕨干旱胁迫下生理变化规律的研究

研究了粗毛鳞盖蕨（Microlepias trigosa）成熟孢子体在自然干旱胁迫处理下生理特性的变化。发现胁迫过程中其相对电导率、过氧化物酶（POD）活性、可溶性糖、脯氨酸含量上升;可溶性蛋白与丙二醛（MDA）含量先升高后降低再升高;超氧化物歧化酶（SOt））活性、叶绿素含量、总呼吸速率、净光合速率（Photo）、蒸腾速率（TrmmoI）、气孔导度（Cond）呈下降趋势;CAT活性、胞间CO2浓度（Ci）呈先升后降的趋势。表明其膜系统并未受到严重伤害;渗透调节系统起到了较好的抗脱水作用;保护酶系统虽受到抑制,但仍能发挥清除自由基的作用;呼吸及光合系统受到影响显著下降,但主要表现为植物体的自主调节。说明在胁迫过程中粗毛鳞盖蕨生理上能够迅速作出相应的适应调节,表现出对干旱胁迫后较强的恢复能力和一定的忍耐能力。     

植物抗旱基因工程研究进展

综述了渗透保护物质生物合成关键酶基因、胚胎后期发生丰富蛋白(Lea)基因或Lea相关基因、编码转录因子的调节基因、抗氧化胁迫相关的酶等植物抗旱基因工程研究进展,并对其研究中存在的问题及今后的应用前景进行了讨论.     

干旱胁迫下外源水杨酸对野生大豆生理特性的影响

目的:研究不同浓度的水杨酸对10％聚乙二醇(PEG-6000)胁迫下野生大豆生理特性的影响.方法:以野生大豆为试验材料,采用盆栽土培法,研究野生大豆幼苗抗氧化酶活性,渗透调解物质及膜质过氧化变化规律.结果:1.5 mmol/L水杨酸明显提高了PEG胁迫下野生大豆过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD),减轻了膜脂...     

德国景天扦插苗对干旱胁迫的生理响应

以耐旱性较强的德国景天(Sedum hybridum)扦插苗为材料进行干旱胁迫处理(60d),并测定其叶片相对含水量、丙二醛含量、细胞伤害率、光合参数(净光合速率、气孔导度、蒸腾速率)、荧光参数(F_v/F_m、q~P、PHiPS2),以及苹果酸含量、磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPCase)活性等生理指标。结果显示,干旱胁迫导致德国景天叶片相对含水量、光合参数、荧光参数降低,细胞伤害率、丙二醛含量升高;干旱胁迫30d时,各项生理指标变化幅度较小,但40d后变化幅度显著增加,并且德国景天叶片的苹果酸含量和PEPCase活性显著升高,表明C_3光合途径不断减弱,景天酸代谢(CAM)途径被激活,参与了德国景天对干旱胁迫的响应,提高了其耐旱性;当干旱胁迫达60d时,因超过其耐受范围,德国景天受损严重,逐渐死亡。这说明德国景天在生理上表现出极强的耐旱性,并且具有兼性CAM植物的特征,通过CAM途径活化提高植株耐旱性是德国景天重要的耐旱机理。     

植物营养与作物抗旱性

本文综述了近30年来植物营养与作物抗旱性关系的研究进展,重点讨论了植物必需的营养元素氮、磷、钾等对作物抗旱性的影响,指出这些营养元素主要通过水分调节、渗透调节、气孔调节和光合调节等一系列生理生化机制来增强作物的代谢活性、提高作物抗旱性。并对今后这方面研究中的重点内容进行了评述。     

小麦抗旱机理研究进展

干旱是影响小麦产量和品质的重要环境因素,而小麦在干旱胁迫下的抗旱机理非常复杂,不同程度以及不同发育时期的干旱胁迫对不同品种的影响各异。对近年来有关干旱胁迫下小麦的形态结构与渗透调节物质的变化,特别是基因和蛋白表达量的改变进行了综述,对小麦在干旱胁迫下如何提高品质及产量等问题提出建议。     

不同红小豆品种幼苗对干旱胁迫的生理响应

为筛选红小豆（Phaseolus angularis Linn.）幼苗抗旱性鉴定指标,采用盆栽控水方法,对红小豆3个品种‘保红947’、‘东北大红袍’、‘晋小豆5号’进行了苗期形态特征及根系生理生化特性的研究。结果表明：干旱胁迫抑制了红小豆3个品种植株的生长;重度干旱胁迫下,3个品种光系统Ⅱ（PSⅡ）的潜在活性（可变荧光/初始荧光,Fv/Fo）、最大光化学效率（可变荧光/最大荧光产量,Fv/Fm）、株高、叶面积、茎粗、根鲜重、根系活力、可溶性蛋白质含量等指标均随干旱胁迫强度的增加呈明显下降趋势,根冠比、根系脯氨酸（Pro）含量、可溶性糖含量、SOD活性、POD活性、MDA含量等指标随着干旱胁迫强度的增加呈明显上升趋势。综合各项生理指标,‘东北大红袍’在干旱胁迫下能保持相对较优的生理状态,抗旱性最强。通过主成分分析表明,株高、叶面积、茎粗、主根长、根鲜重、最大光化学效率、根系活力、可溶性糖含量、可溶性蛋白质含量、SOD活性、MDA含量等生理生化特性可作为鉴定红小豆苗期抗旱性的指标。     

不同区域长柄扁桃抗旱性的研究

以采自河北、乌审旗、榆阳、神木、固阳5个地区的一年生长柄扁桃（Amygdalus pedunculata Pall.）实生苗为试材,研究其叶片在水分胁迫下的解剖结构与生理生化特性,来确定其抗旱性强弱。结果表明：（1）水分胁迫后各地区长柄扁桃的叶片解剖结构存在显著性差异,并由隶属函数法对解剖结构综合分析得出这5个地区长柄扁桃的抗旱性顺序为：榆阳〉神木〉固阳〉乌审旗〉河北。（2）随着干旱时间的延长,各地区长柄扁桃的叶片相对含水量、质膜透性、丙二醛含量均呈上升趋势,且抗旱性弱的值越大,变化幅度也较大;SOD和POD活性、游离脯氨酸和可溶性蛋白含量均随胁迫的加强呈先升高后降低或直接降低的趋势,且抗旱性越强活性值或含量越高。（3）在干旱胁迫下Chl a和Chl b都呈先升高后降低的趋势,但Chl b对水分胁迫的反应较Chl a敏感;Car则呈下降趋势,其中榆阳和神木地区的长柄扁桃在胁迫40 d后光合色素含量均为最高。研究发现：长柄扁桃通过调整自身的叶片结构和各项生理生化特性来减缓水分胁迫带来的伤害,并由各项指标综合分析得出5个地区长柄扁桃的抗旱性顺序为：榆阳〉神木〉固阳〉乌审旗〉河北,为进一步的品种选育奠定了基础,并为长柄扁桃的产业化开发提供了理论依据。     

植物耐干旱胁迫的生物学机理及其基因工程研究进展

本文介绍了干旱胁迫对植物的伤害,植物耐旱性的生物学机理以及通过基因工程改良作物耐旱性的研究进展